基于“专思创融合”理念的“岩石物理学基础”课程教学改革研究

熊健 刘向君

摘要“岩石物理学基础”是油气特色高校勘查技术与工程专业的核心专业课。文章以“岩石物理学基础”课程为例，以“专思创融合”为目标，充分挖掘课程知识点的思政元素和创新创业元素，优化教学设计和教学方法，推进课程思政和创新创业思维的建设，增强“专业教育―思政教育―创新创业教育”的协同效应，促进该专业人才培养质量的提升，对我国的能源安全有着重要的意义。

关键词 岩石物理学基础；专思创融合；思政元素

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.15.030

随着“双碳”战略实施，我国能源矿产勘探开发利用快速转向深部复杂地层和大洋等特殊环境，以及天然气水合物、页岩气等非常规资源和地热等可再生能源的利用，这些资源的高效勘探开发离不开创新型人才的支持，这对人才质量提出了新要求，也对高校在培养人才的创新能力方面提出了更高的要求。同时，随着信息时代新媒体的崛起，对大学生思想影响较大，造成部分大学生在价值观、政治信仰等方面出现不同程度的问题[1-2]，且随着立德树人教育方针的提出，思政元素如何融入专业课程教学活动中已成为高校教师的必选课题。此外，2017年和2022年，西南石油大学（以下简称“我校”）连续两次入选“双一流”学科建设高校，2021年，我校勘查技术与工程专业通过工程教育专业认证，且在2022年入选“国家级一流本科专业”建设点，“双一流”建设需要提升人才培养质量，也对勘查专业学生的培养目标提出了更高的要求，需要培养具有较高创新能力且具有高尚道德情操、良好品德的综合型人才[3-4]，更需要实现“价值塑造、能力培养、知识传授”的教学目标，这离不开学校专业教育、创新创业教育和思政教育的协同。目前，已有较多高校教师进行了多年的教学改革实践研究，在不同专业和不同课程中进行了“专思”融合[5-6]、“专创”融合[7-8]、“思创”融合[9]等探索实践，取得了一定的成效；同时也有较多高校教师在不同专业课程中进行了“专思创”融合的教学实践[10-12]。然而，考虑到不同高校、不同专业、不同课程在教学实际条件方面存在较大差异，专业教育、思政教育和创新创业教育并未实质性地形成有机融合。基于此背景，本文以西南石油大学勘查技术与工程专业为例，总结“岩石物理学基础”课程的教学现状，以该课程为载体，将思政元素和创新创业元素融入教学过程中，初步构建“专思创”融合的课程体系，有助于提升勘查技术与工程专业的人才培养质量。

1“岩石物理学基础”课程的教学现状

随着我国能源矿产勘探开发利用快速转向深部复杂地层和大洋等特殊环境，以及天然气水合物、页岩气等非常规资源和地热等可再生能源的利用，加之国民经济快速发展对地下空间资源开发利用、对地震等地质灾害准确预测等的迫切需要，地球物理勘探技术快速发展与突破的重要性已被广大科技工作者越来越广泛和深入地认识到，技术的创新与进步亟待岩石物理研究的突破。由于岩石物理研究和应用领域长期的分割性，现有的相关书籍，或者以地震岩石物理，或者以岩石的导电特性，或者以岩石力学，或者以油氣层岩石物理为对象展开，国内外还未见到全面系统介绍岩石物理学相关研究内容及发展的书籍（见表1），尤其针对油气特色领域。为此，针对西南石油大学的油气特色，课程教师团队编写了一部内容涵盖相对较全面的“岩石物理学基础”教材[13]。作为勘查专业的本科生，其面向对象为地下地质体，既包括岩石，也涵盖岩石中的各种流体，系统全面学习、理解并架构岩石物理学的相关基础知识，对其今后主动利用岩石所具有的已知的不同“场”物理属性或挖掘利用岩石的新的特殊“场”物理属性（如表2），认识和分析地下岩石及其流体的性质是至关重要的。

通过“岩石物理学基础”课程的教学，培养学生综合应用地质学、物理学、岩石力学等多学科知识分析岩石物理现象的能力，提高学生设计和运用岩石物理实验方法获取油气资源评价及地层其他性质评价所需参数的能力，进而提高学生的创新思维和创新意识。然而，“岩石物理学基础”涉及力学、声学、电学、普通地质、岩石学、地球化学等基础知识，其研究对象及研究内容决定了其是实验性、基础性、综合性和多学科交叉性较强的学科[13]。这说明了该课程教学内容覆盖广且较多，包括岩石的基本物性、力学性质、电学性质、声学性质、磁学性质、热学性质、放射性等，具有知识点烦琐且分散、专业术语多等特点，且有些知识点较抽象，不易理解和掌握。该课程基础性、理论性较强且涉及多个不同学科，章与章之间相对较独立，联系不紧密，理论知识较多来自实验、缺少严格数学推导过程等。总体而言，“岩石物理学基础”课程具有知识点较多、较杂与学时较少的特点，这为该课程的教学带来一定挑战。

基于“岩石物理学基础”教学改革，教师在讲授专业理论知识时，将科研成果与教学结合起来，引入创新创业元素，引导学生思考，培养学生的独立思考能力，进而提高学生分析问题、提出问题和解决问题的能力，提升学生的创新思维和创新能力，同时引入思政元素，进行思政教育，增强学生的社会责任感和使命感，帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观，也让学生养成良好的职业道德，这将更好地实现“全员、全过程、全方位的”三全育人和“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的教学目标，提升人才培养的质量。随着创新性国家战略和立德树人教育方针的提出，创新创业教育和思政教育融入“岩石物理学基础”的教学过程中是必然趋势，是推动勘查专业学生培养质量的重要抓手。然而，在该课程教学过程中进行思政教育、创新创业教育深度融合的研究相对较少，为了更好发挥专业教育、创新创业教育和思政教育的协同作用，在已有课程体系的基础上，需要建设该课程的专业―思政―创新创业体系。

2专业―思政―创新创业体系建设

在课堂教学改革实践中，已有高校教师对不同专业、不同课程进行了“专思创”融合教学模式的研究[10-12]，探讨了专业教育、思政教育与创新创业教育间的关系，以促进三者的有机融合，取得了较好的教学效果。课程教师团队从理念转变、内容创新和体系完善三个方面进行“专思创”融合的教学改革实践，形成了“思政引领、专创融合”的人才培养模式。首先在“岩石物理学基础”课程的知识点中深入挖掘有效的思政元素和创新创业元素，通过人物事迹、故事、重大工程案例、时政等引入课堂教学活动中，充分发挥思政元素和创新创业元素的协同效应；其次在教学资源、教学方法等方面进行完善和改进，以实现专业教育、思政教育和创新创业教育之间的相互融合和相互促进（如图1）。

2.1专业教育

在油气资源的勘探开发领域，岩石物理学主要研究岩石的矿物组成、压力、温度、孔隙度、渗透率、流体饱和度、裂缝、含气量、岩石的力学强度等储层参数与其密度、声波速度、电阻率、核磁特性等物理参数之间的关系，为油气地球物理探测技术的建立奠定基础。岩石物理学研究的實际问题包括正问题（正演）、反问题（反演）和应用问题，其中通过岩石本身的性质和变化来研究其物理性质的变化为正演，而通过岩石物理性质反过来推演岩石的性质为反演。油气资源的勘探开发过程中储层参数与物理参数之间正演和反演过程的研究揭示了岩石物理的响应机制，以实现油气储层参数与物理参数之间的联系。通过该过程的学习，引导学生思考，激发学生的学习热情，增强学生的科研思维。

2.2思政教育

以课程知识点为基础，引入思政元素，推进课程思政建设。课程思政融入的方法包括：①结合岩石物理领域的国内外名人及事迹，激发学生的学习热情，培养学生良好的品德，启发学生建立正确的世界观、人生观、价值观；②通过西气东输、南水北调、三峡大坝等重大工程，让学生深刻体会以创新发展为核心的时代精神、社会主义文化自信，坚定实现中华民族伟大复兴的目标；③以时政新闻案例为载体，阐述环保、能源安全、“双碳”目标等国家政策，引导学生形成服务社会的责任感和使命感等；④基于课程实验中如何正确记录和处理实验数据，强调学术诚信的重要性，引导学生尊重实验现象，帮助学生树立严谨的科学态度和学术素养。

2.3创新创业教育

以课程知识点为基础，引入创新创业元素，提升学生的创新能力。创新创业元素融入的方法包括：①结合岩石物理领域的国内外名人及事迹，激发学生科研热情；②通过西气东输、南水北调、三峡大坝等重大工程，让学生感受团队协作的力量、精益求精的科学精神，分析解决问题的能力，引导学生注重创新中的质量意识；③以时政新闻案例为载体，阐述环保、能源安全、“双碳”目标等国家政策，激发学生的科研热情，培养学生的创新思维；④基于实验报告的改革和增加探索性实验，激发学生对实验的兴趣，提高学生分析和解决问题的能力，有助于学生形成科学的思维方式；⑤鼓励学生参加“互联网+”“全国大学生测井技能大赛”“‘东方杯全国大学生勘探地球物理大赛”等创新性实践活动，培养学生的团队协作意识和创造性思维，培养学生综合运用知识解决问题的能力。

2.4专业―思政―创新创业体系

根据课程的教学内容，依据学院专业特色，结合石油与天然气领域、地质工程领域，挖掘该课程的思政要素和创新创业元素，适当穿插入教学内容中，构建了该课程的专业―思政―创新创业体系，如表3所示。

3结语

以“专思创融合”为目标，融合思政理念和创新创业思维，充分挖掘课程知识点中蕴含的思政元素和创新创业元素，通过人物事迹、故事、时政等引入思政元素和创新创业元素，推进课程思政和创新创业思维的建设，以此提高“岩石物理学基础”课程教学水平和教学效果，提升我校勘查专业的人才培养质量。

基金项目：四川省2021-2023年高等教育人才培养质量和教学改革重点项目“创新驱动战略背景下‘双创元素深度融入专业基础课程的教学改革与实践”（JG2021-562）。

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