工学类综合性专业课的教学创新设计

吴欣松 刘成林 庞宏

[摘 要] 工科综合性专业课程在提高工科类学生专业综合能力，面向社会需求培养卓越工程师、全面提高工程型人才的培养质量等过程中扮演着重要角色。因此，搞好这类课程的教学设计创新、提高课程教学质量显得尤为关键。在“油气田勘探”课程教学过程中，根据教学目标定位开展教学内容体系设计，依据课程特色开展教学方法设计，基于学习的全流程跟踪开展课程考核方式设计。通过这些创新设计与教学实践，有效提升了课程学习的挑战度和教学目标的达成度，对打造本科一流课程、培养卓越工程师具有重要的借鉴意义。

[关键词] 专业课;教学设计;一流本科课程

[基金项目] 2019年度中国石油大学（北京）本科教学工程“资源勘查工程一流专业建设”项目（BK2019-001）

[作者简介] 吴欣松（1969—），男，安徽宿松人，博士，中国石油大学（北京）地球科学学院副教授，主要从事油气地质与勘探工程研究;刘成林（1970—），男，四川资阳人，博士，中国石油大学（北京）地球科学学院教授，主要从事油气资源评价与非常规油气地质研究;庞 宏（1982—），男，湖北崇阳人，博士，中国石油大学（北京）地球科学学院副教授，主要从事油气藏形成机理与分布规律研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）33-0061-04    [收稿日期] 2021-03-10

一、引言

一流本科课程建设是高校深化教育教学改革，提高教学质量的重要举措，更是对习近平总书记关于教育工作重要论述和全国教育大会精神的贯彻和落实。2018年，教育部在高校本科教育工作会议上明确提出了“淘汰水课”“打造金课”的要求。2019年10月，中华人民共和国教育部正式出台了《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》[1]。作为工科高年级的综合性专业课程，在提高工科类学生专业综合能力、面向社会需求培养卓越工程师、全面提高工程型人才的培养质量等过程中扮演着重要角色。因此，搞好这类课程的教学设计创新、提高课程教学质量显得尤为关键。

课程教学设计是根据课程教学目标的要求，以及课程内容与教学对象的特点，对教学诸要素进行有序的安排，制定科学的教学方案的过程[2]。因此，课程教学设计思路应该从课程目标定位、课程特色分析、教学效果等方面的反馈入手，全方位開展课程内容体系的设计、教学方法的设计和课程考核方式的设计，这样才能够达到提高课程教学效果、提升学生专业素质、增强学生工程能力的全方位的培养目标。

二、课程目标定位与内容体系设计

课程目标定位是开展课程内容体系设计的前提。课程目标包括课程设置目标与课程教学目标两个主要方面[3]。课程设置目标主要是指课程的基本性质及其在专业培养方案中的地位和作用，而教学目标专指课程教学中教师对学生学习结果的预期。一般而言，工科类高年级综合性专业课程开设的目的，主要在于提升学生的整体专业素质，以及培养学生解决工程问题的综合能力。因此在课程内容体系的设计方面，应具有一定的高阶性，即应该在已学过的专业基础课知识体系的基础上，更强调综合性和探索性。

以资源勘查工程专业（油气资源勘查方向）的“油气田勘探”课程体系为例，可以分为四大类课程（见图1）。第一类为通识基础课，如高等数学、大学物理、普通化学、基础外语、计算机科学等;第二类是地质基础课，即所有地质类专业都应学习的基础课程，如矿物学、岩石学、地层学、构造学、沉积学等;第三类为基础专业课，主要涉及油气资源勘探相关的理论与方法，包括石油地质学、油层物理学、油气地球化学、地球物理勘探、油气钻井、油气录井、油气测井、油气井测试等;第四类为专业综合课。“油气田勘探”课程属于第四类课程，处于整个专业培养计划课程体系金字塔的顶端。其课程目标定位于培养“油气勘探家”，也就是培养学生综合利用所学的油气地质知识、油气勘探理论与勘探工程技术，开展油气勘探项目的规划、部署、设计，以及油气勘探综合评价、目标优选决策等专业素养与工程能力，教会学生如何开展科学的油气勘探，以达到快速、高效、经济地寻找、发现和探明油气田的勘探效果[4]。

“油气田勘探”的教学目标定位于四个方面：（1）提升学生的专业素养，使学生熟悉掌握勘探的相关术语、熟悉油气勘探程序与相关勘探规范;（2）培养学生的工程能力，使学生能够依据勘探程序与规范，开展项目总体部署与单项工程设计;（3）拓展学生的勘探思维，使学生能够基于油气地质学与勘探决策学理论，开展不同级次勘探目标的综合评价与优选决策;（4）培养学生的专业情怀，让学生充分了解油气勘探工业的发展现状与中国油气勘探的可持续发展道路，提高学生的专业责任感和使命感。

基于课程的目标定位，在设计课程内容体系时，以油气勘探预测理论和工程技术的应用为基础，以油气勘探项目的部署、设计、评价、决策为核心，以油气勘探项目管理作为有益补充来合理组织和安排课程内容及教学计划（见表1）。

三、课程特征分析与教学方法设计

教学方法是教学过程中教师与学生为实现教学目的和教学任务要求，在教学活动中所采取的行为方式的总称[5]。课程教学方法设计是提高教学效果的重要途径。教学方法非常多，不同的学者从不同的角度对教学方法进行了系统分类，但是任何分类都离不开教师的“教法”与学生的“学法”。由于教师在教学过程中一般处于主导地位，所以在“教法”与“学法”中，前者就显得更为重要了。

教学方法设计最重要的依据是课程本身的性质和特征。工学类高年级的综合性专业课基本上都具有“三强”特征，即实践性强、实用性强、探索性强。针对课程的这些性质和特征，在开展教学过程与教学方法设计时，应特别强调三个方面：一是要以典型案例为抓手，开展研讨式教学[6];二是要以真实资料为素材，开展工程能力实训;三是要以自主学习为中心，激发学生的探究热情。在“油气田勘探”过程教学方法设计中，遵循上述思路，设计了如下教学方法体系。

（一）以典型案例为抓手，开展研讨式教学

遵循从实践到认识、从感性到理性的教学理念，设计了以经典案例分析为抓手开展研讨式教学的模式。以我国甚至世界典型油气田的勘查、发现和探明为案例，系统介绍油气田勘探历程，在介紹勘探方法部署、勘探技术应用、勘探成果和认识取得的基础上，组织学生开展研讨，引导学生采用辩证唯物主义的历史观，总结勘探经验，剖析失败教训，使学生了解油气勘探过程中的随机性与风险性，理解油气程序与规范的重要性和必要性，掌握油气勘探部署设计的基本原则。基本上授课中的每一节内容都有典型的经典案例做支撑。

（二）以真实资料为素材，开展工程能力实训

针对“油气田勘探”课程以工程综合能力培养目标为导向，设计了以真实的勘探资料为素材，开展以提升勘探项目部署、工程设计、综合评价与目标决策等综合能力为目的的实训方案。油气勘探本身最大的特征是信息的不完备性和勘探过程的风险性。以实际勘探资料作为课程实训素材，可以更为真实地再现当时勘探的资料状况和面临的实际勘探难题，这样就可以更好地培养学生分析问题、解决问题的能力，提高实训的挑战度和高阶性，达到提高教学效果的目标。例如，在开展“区带优选与工业勘探项目部署设计”实训的设计过程中，教师给学生直接提供实训资料，即某勘探区块的真实资料及研究成果（包括地震勘探测网，已有的探井钻探成果，前人完成的有关烃源条件、储集条件、圈闭条件等区域研究成果图）。学生首先要在综合分析各种成果图件的基础上，优选出有利的目标区块;其次在有利目标区内的局部有利构造部位部署探井井位，并开展探井地质设计;最后根据已有的资料条件，提出勘探工作量的补充部署建议。在整个实训内容中，既有综合分析，又有部署规划，还有工程设计，从而增加了工程实训的开放性、实效性和挑战度。

（三）以自主学习为中心，激发学生的探究热情

在“油气田勘探”课程教学过程中，本着以学生自主学习为中心的思路，设计开发性强的课后专题训练作业，学生通过课堂分组辩论、课后完成作业，达到互相学习、共同提高的教学效果。具体教学过程包括：（1）资料下发供学生课后训练;（2）教师批阅作业并对学生的论点进行梳理;（3）组织观点差异较大的学生进行分组辩论;

（4）教师归纳总结，并提供最终的综合性答案或最优化的解决方案。

四、学习流程跟踪与考核方式设计

课程考核最基本的原则是成绩要全面、准确地反映学生学习的参与程度和学习效果[7]。在“油气田勘探”课程考核评价的设计过程中，要重点考虑两方面的因素：一是要全面反映学生学习的参与程度，适当增加课堂研讨、分组辩论、成果汇报环节的成绩比例，降低期末考试的成绩占比，以此激励学生自主学习、积极互动。二是由于课程实训和试题本身往往具有开放性甚至是多解性，因此在制定评分标准的过程中，不仅要考查结果的合理性，而且要考查结果的全面性，以体现对学生学习投入度和学习效果的科学评价。

在对“油气田勘探”课程设计中的“区带优选与工业勘探部署设计”实训报告进行评价时，从报告文字表达、图件完成质量、部署原则要求、评价方法应用、部署与评价结果的合理性等方面制定了全面且细化的评分标准（见表2），这在一定程度上起到了强化作业全流程跟踪评价、综合培养学生工程设计能力、全方面提高学生专业素养的作用。

五、结语

“油气田勘探”近三年的课程教学效果表明，根据课程目标定位开展课程内容体系的设计，建立以勘探预测基本理论和勘探工程技术方法为基础，以勘探项目部署、设计、评价、决策为重心，以勘探管理为补充的课程体系，各部分内容之间的逻辑关系清晰，利于学生的理解和整体把握。通过课程特色分析开展课程教学过程和教学方法的设计，形成了以案例为抓手开展研讨式教学，以真实资料为素材开展工程实训，以开放性作业为论题开展分组辩论的完整教学方法体系，实现了以学生自主学习为中心、以工程能力培养为目的的教学目标。通过基于学习的全流程跟踪开展课程考核的改革，全面合理、客观真实地反映了学生参与学习的主动性和学习效果。这套教学设计理念对于工科类综合性专业课的教学设计具有借鉴意义。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.关于一流本科课程建设的实施意见[EB/OL].（2019-10-30）[2021-02-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[2]R.M.加涅，W.W.韦杰，K.C.戈勒斯，等.教学设计原理[M].5版.王小明，庞维国，陈保华，等，译.上海：华东师范大学出版社，2007.

[3]全国十二所重点师范大学.教育学基础[M].北京：教育科学出版社，2013.

[4]庞雄奇.油气田勘探[M].3版.北京：石油工业出版社，2020.

[5]胡庆芳.优化课堂教学：方法与实践[M].北京：中国人民大学出版社，2014.

[6]卢冰.案例教学在应用型本科院校管理课程中的应用思考[J].现代商贸工业，2021，42（4）：151-152.

[7]潘小青，李玉晓，侯春菊.大学课程考核存在的问题及变革探讨[J].江西理工大学学报，2020，41（6）：83-86.

Teaching Innovation Design of Comprehensive Engineering Professional Courses： A Case Study of the Course of Oil and Gas Field Exploration of the Resources Survey Engineering Major

WU Xin-song， LIU Cheng-lin， PANG Hong

（College of Geosciences， China University of Petroleum〔Beijing〕， Beijing 102249， China）

Abstract： Comprehensive engineering professional courses play an important role in the process of improving the comprehensive professional ability of engineering students， training excellent engineers for social needs， and improving the training quality of engineering talents. Therefore， its important to innovate the teaching design and improve the teaching quality. In the teaching process of the course of Oil and Gas Field Exploration， the teaching content system is designed according to the orientation of teaching objectives， the teaching method is designed according to the analysis of course characteristics， and the course assessment system is designed based on the whole process of learning. Through these innovative design and teaching practice， the degree of challenge of course learning and the degree of achievement of teaching objectives are effectively improved， which has important reference significance for building first-class undergraduate courses and training excellent engineers.

Key words： professional courses; teaching design; first-class undergraduate courses