教育教学论文:“油气田勘探”线上课程(MOOC)建设的探索与实践
庞宏 庞雄奇 刘成林 吴欣松 刘小平
[摘 要] “油气田勘探”是油气资源勘查专业非常重要的一门专业课程,也是一门油气勘探的方法地质学。传统的“灌输式”课堂教学模式在应用过程中,学生的学习效果不理想。“互联网+教育”的兴起为该门专业课程的改革提供了很好的机遇。本校在该门慕课的建设过程中,补强了课程团队的成员,创新了油气地质定量化评价方法,精心制备了课程资源,建成了中、英文慕课课程。同时,采取小班授课的形式,充分利用了在线学习课程的优势,在教学过程中采用线上、线下一体和翻转课堂的学习模式,提高了该门课程的学习效果。
[关键词] 油气田勘探;线上课程;课程资源
[基金项目] 2020年度中国石油大学(北京)教改项目“‘油气田勘探线上课程(MOOC)建设”(XM10720200008)
[作者简介] 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,主要从事油气地质研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)22-0081-04 [收稿日期] 2021-01-24
一、引言
“油气田勘探”定位为油气资源勘查专业必修课,是连接油气勘探知识和勘探实践的桥梁,重点是培养大学生工作实践能力。2001年之前,虽然油气勘探作为油气资源勘查领域的一个重要科学组成部分,但在石油类高校中,也仅有中国石油大学(北京)、中国石油大学(华东)和西南石油大学三所石油高校开设类似课程。2001年之后,长江大学、大庆石油学院、西安石油学院、燕山大学等四所高校便相继开展了“油气田勘探”课程,成为油气资源勘查专业的核心课程。2006年以后,东北大学、成都理工大学、合肥工业大学、山东科技大学、延安大学、重庆科技学院、克拉玛依职业技术学院等多所石油类、地质类高等院校的相关专业开设该课程。然而,该门课程目前的教学大都以传统教学模式为主,由于学生对专业内容的接受能力存在一定的差异,传统的“灌输式”课堂教学并不能满足学生的需求。
随着“互联网+教学”时代的快速到来,网络课程以方便、快捷、可反复回看学习的优势为学生提供了较好的学习方式[1]。对于学校,MOOC(慕课)在丰富优质教学资源的同时,引发了教学模式的颠覆式创新,创造了全新的教学方式,为“互联网+”时代教学改革提供了历史机遇和有效渠道[2,3]。因此,我校研究了“油气田勘探”课程慕课建设模式,并积极探索如何更好地建设慕课平台,以及建成后如何在教学过程中进行应用,使学生能够更好地理解和掌握油气勘探的理论和技术方法。
二、慕课发展历程
MOOC是Massive Open Online Courses的缩写,中文译为“慕课”,是大规模开放的在线课程,目的是为了增强知识的传播,使学生能够针对疑难点反复观看,增加理解能力,由具有分享和协作精神的个人或组织发布的、散布在互联网站上的开放课程。MOOC以连通主义理论和网络化学习的开放教育学为基础,具有工具资源多元化、易于使用、受众面广、参与自主性等特点[4]。
慕课的起源最早可追溯到20世纪60年代,美国科学家Douglas Engelbart提出将互联网作为一种大规模信息分享工具应用的可能性,号召教育界将计算机作为共享手段应用于学习中[5,6]。2008年,加拿大學者Dave Cormier与Bryan Alexander正式提出了MOOC术语,并设计了在线课程,2300多名来自世界各地的学者在线免费参与了这门课程的学习、研讨及课程测试。从2008年开始,慕课得到了大规模的发展,数十所世界知名大学都参与到了慕课的建设中。
2012年被称为世界MOOC元年[7],美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台,在网上提供免费课程,Coursera、Udacity、edX三大课程提供商的兴起,给更多学生提供了系统学习的可能。2013年,清华大学上线了我国首门慕课,中国自此开启了慕课之路,北京大学、上海交通大学、复旦大学、南京大学等一流大学陆续在国际知名平台上开设慕课课程;同年10月,我国首个慕课平台“学堂在线”开通上线[8]。2014年教育部在线教育研究中心在清华大学成立,并成立了CMOOC联盟[9],一批慕课平台正式上线。2015年教育部针对我国大规模在线开放课程进行了统一管理并提出了具体的要求、任务和管理的相应措施,极大地促进了我国慕课的建设和上线。2017年以来,认定了首批国家级精品在线开放课程,进一步推动了慕课建设和共享,促进了信息技术与教学的深度融合。认定国家精品在线开放课程意义重大,标志着我国慕课建设迈出了坚实的一步,标志着教育课程进入了一个新的发展阶段,优质网络资源将为教育教学发挥重要的示范引领作用,预计将带动全社会更多的学习者和相关机构加入慕课建设的伟大进程中,对于推动我国现代化教育进程,加快实现教育现代化步伐具有重要推动力。
三、“油气田勘探”课程及教材
(一)课程
“油气田勘探”课程既是作为资源勘查工程专业的一门核心专业课,更是油气地质方面的特色课程,2008年被评为北京市精品教材。校内课程讲授时间一般为每年春季学期(2月底至4月底),校内授课对象是大学三年级资源勘查工程专业学生,授课总人数为110人左右。学生通过该门课程的学习,能够正确理解油气田勘探的相关术语、基本概念、主要规范;掌握油气田勘探阶段的划分依据与划分方法、油气勘探项目的类型;明确不同阶段、不同类型勘探项目的基本对象、任务与目标,工作程序,勘探部署原则、综合评价与决策的思路;掌握勘探项目地质设计的主要内容与设计原则、设计方法;能够运用所学知识开展初步的单项工程设计与勘探综合评价;具备分析问题和解决问题的能力,具有较强的团队合作意识与专业表达能力。总体来说,通过该课程学习能够使得学生具备油气勘探家的基本素质。由于该课程的学习需要具备大学基础课、地学基础课和专业基础课的知识,是一门非常综合的应用地质学课程,因此对学生的知识储备具有较高要求。
课程特色主要表现在以下三个方面:(1)课程定位于油氣资源勘查专业核心课程,是油气勘探的理论指南。“油气田勘探”作为一门方法地质学,是一门应用地质学,该课程的体系非常完整,涉及油气勘探中的理论与技术、勘探部署原则与方法、勘探过程中的综合评价与决策、勘探自始至终的相关管理等各个方面;(2)立足知识传授与能力培养双培养目标,突出石油地质学原理,案例教学与课程设计等实践教学资源丰富,油气分布规律在油气勘探部署与设计生产实践中的应用,培养卓越工程师。每一类项目都有经典案例的解剖,从辩证唯物主义和历史唯物主义的角度对世界以我国油气勘探历史中的典型案例,历史经验和教训两方面进行剖析,让学生从中去体会油气勘探部署的基本原则和关键思路;(3)针对课程内容体系的特点,建立了行之有效的科学教学方法体系。已带动国内相关院校(长江大学、东北石油大学、西安石油大学、延安大学、燕山大学、重庆科技学院等)相继开设该课程。
(二)教材
“油气田勘探”教材定位于油气资源勘查专业本科生教学,是在继承和发展20世纪80年代张一伟教授编写的《油气田勘探》讲义基础上,经过三十多年的丰富与完善,由10所高校20多位一线教师共同编写完成,是目前全面系统地介绍油气勘探程序与规范、勘探理论与技术、勘探部署与设计、油气勘探管理与决策方面唯一的本科生教材。
为了培养适应油气勘探形势快速发展需要的合格人才,石油工业出版社组织中国石油大学(北京)等多所国内石油高校对油气地质与勘探专业的教材《油气田勘探》(庞雄奇主编,2006)进行了全面修订,并于2020年6月份出版了《油气田勘探》(第三版·富媒体)教材。这次教材修订的主要变化表现在五个方面。第一,强化了油气地质勘探理论在油气勘探中的主导地位,突出了油气资源领域预测、成藏区带评价、钻探目标优选在油气田勘探部署中的引领作用。第二,强化了油气勘探程序在油气高效勘探中的作用与重要性,将原来第四章“油气勘探阶段划分”归并到第二章“油气勘探程序”一起讲授,突出油气勘探程序随勘探阶段不同而进行变化的特征。第三,大幅增加了不同类别油气资源勘探评价内容,将原来第七章“油气勘探综合评价”融合到非常规油气、深层油气、海洋油气勘探项目中介绍,增列了第六章“常规油气勘探项目部署”、第七章“非常规油气勘探项目部署”、第八章“海洋油气勘探项目部署”、第九章“深层油气勘探项目部署”等四章内容,突出不同类别油气资源的地质特征及其在勘探部署上的差异性。第四,在相关章节中增加了油气预测地质理论和油气勘探技术最新研究进展,利于学生开拓勘探视野和开阔勘探思路。第五,增加了与教材内容相适应的配套实习大作业,力求培养学生利用现代化科学技术快速分析问题和解决问题的能力。此外,这次教材修订引进了油气分布定量预测研究成果,按照预测对象和目标差异性分层次介绍,有意识地培养学生利用现代科学技术快速提高油气勘探成果精度和效益。
四、“油气田勘探”慕课的建设
(一)课程团队
课程团队是课程建设的最基础组成,“油气田勘探”课程是我校油气资源勘查专业的重要必修课程,同时也是偏重勘探实践的课程。因此,在团队成员的构成方面,不仅需要成员教学经验丰富,还需其具备丰富的科研经历。经过20多年的课程建设,目前已经初步形成了稳定的教学团队。团队由6人组成,负责人从事教学近30年,具备丰富的教学经验,同时,在科研方面,一直聚焦油气田勘探学术前沿,曾获李四光地质科学奖等奖励。其他五名成员均为副教授,年龄从38岁到50岁不等,涵盖了中青年梯队,既具有较强的专业技术能力,也有较好的传承。
(二)内容组织
新版教材内容为油气勘探教学信息化和现代化做出了贡献,为未来油气勘探人才走向定量化、自动化和智能化奠定了基础。内容上瞄准当前油气勘探理论研究与工程技术前沿领域,及时融合了当前国内外油气勘探重大研究成果,既具科学性,也具时代性。为适应油气勘探形势发展需要,系统总结了国内外油气勘探理论最新进展,充分吸纳了“十二五”“十三五”油气勘探重要领域,特别是非常规、深层和深海取得的勘探成果。涉及近10年的最新文献多达260多篇、专著11部、国家发明专利24项、省部级科技进步一等奖12项、国家级科技奖励3项。同时,课程内容还突出了石油地质学、勘探决策学、勘探经济学等基本原理在油气勘探中的应用;在油气勘探项目部署相关章节,提炼了经典勘探史例,从辩证唯物主义和历史唯物主义角度,开展历史经验和教训的剖析。这些案例既有助于学生对勘探课程知识点的理解,也为课程思政教育提供了重要素材。
内容的创新之处体现在以下两个方面:第一,定量化引领油气地质评价与勘探决策及发展。设计内容不仅对各种油气预测理论的发展实例、各自优势、应用条件进行深入总结,还特别突出油气资源评价、成藏区带预测、钻探目标优选的定量化研究方法,为学生未来面向油气勘探不断向定量化、自动化和智能化方向发展奠定知识基础。第二,一体化引领常规油气勘探到非常规油气勘探程序与方案制定。设计内容大量增加了国内外非常规油气勘探典型案例,提出了从常规勘探到非常规勘探的工作程序和接点,为油气勘探工程实施与持续性发展提供重要参考。
(三)课程资源
1.对课程知识点进行了碎片化整理。考虑在线课程(MOOC)的特点,每个知识点均5~10分钟,将“油气田勘探”七章的内容整理成了大概50个知识点,视频控制在总时长450分钟内,涵盖了整个课程的核心内容。
2.对多媒体资源进行了精心准备。在原有课程多媒体的基础上,依据分割好的知识点进行调整和美化,特别在针对难点和文字较多的章节,如油气勘探项目管理,精心设计了动画。
3.配备知识点测试题。为了检验学员网上视频学习和知识掌握情况,每个知识点最少配备了3道及以上的客观测试题。
4.制作课程视频。由于该课程的定位是高质量在线开放课程,因此,对课程团队教师在视频拍摄部分提出了高要求。为了好的视频拍摄效果,每位教师在视频录制之前进行脚本的编写,并通过团队讨论改进;在视频录制过程中,严格依据脚本进行讲解;后期视频制作过程中,也进行了严格把关。
5.制作视频字幕。考虑到课程定位是共享范围广的在线开放课程,因此,后期字幕的制作版本为中英文版。
6.课程的上线与运营。课程在学堂在线网站上线,为了保障上线后课程的品质,需要精心的运营。运营的内容包括:在网站设置课程思政讨论题,目的是培养学生爱国之情,以德育人。如增加了“关于习近平总书记给中国石油大学(北京)克拉玛依校区毕业生回信的感想”“加大国内勘探开发力度”的讨论等。校内使用该门课程进行混合式教学,参与教学改革,大力鼓励本校学员参与;课程教师外出讲座,带上课程的二维码进行推广;定期发表课程通告;对讨论区进行建设和运营。以章为单位,在讨论区为学员提供知识点小结,便于学员整理复习之用,设置专门的答疑帖,要求每位课程团队教师在讨论区进行发帖,回答每一位学员的问题。
五、在课堂教学的应用
为了更好地达到课程教学的效果,“油气田勘探”课程采取小班授课的形式,每个班级授课人数不超过28人。在课前,提前让学生在学堂在线平台线上预习“油气田勘探”将要学习的知识,学生可以通过反复回看,对即将掌握的知识点进行充分了解;在上课过程中,教师首先以提问和测试题测验的形式,检验学生线上自学的成效,掌握学生学习的情况,然后,统一针对存在的问题和难点进行重点讲解。最后,对所学的知识点进行拓展和延伸。这种线上、线下一体和翻转课堂的学习模式提高了学生的学习效率和激情,避免了枯燥的传统“灌输式”课堂教学模式导致的学生学习积极性不高的情况。
六、结语
“油气田勘探”是油气资源勘查专业非常重要的一门专业课程,也是一门油气勘探的方法地质学。为了顺应教育发展趋势,克服传统的“灌输式”课堂教学模式,本校建设了“油气田勘探”慕课课程,其中,中、英文慕課已经分别于2019年、2020年在学堂在线网站上线。中文慕课已经开课3期、英文慕课开课1期,深受学生欢迎,在线学习人数已达9528人,相当于中国石油大学(北京)每年资源勘查工程专业本科学生数量的73倍。通过对该门课程慕课的建设,在教学过程中充分发挥了在线学习课程的优势,提高了该门课程的学习效果。
参考文献
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Exploration and Practice of the Online Course Construction of Oil and Gas Field Exploration
PANG Hong, PANG Xiong-qi, LIU Cheng-lin, WU Xin-song, LIU Xiao-ping
(College of Geoscience, China University of Petroleum〔Beijing〕, Beijing 102249, China)
Abstract: Oil and Gas Field Exploration is a very important professional course for the major of oil and gas resources exploration, and it is also a method geology of oil and gas exploration. In the application of traditional classroom teaching model, students learning effect is not ideal. The rise of “Internet + education” provides a good opportunity for the reform of professional courses. During the online course construction of this course, we strengthened the members of the course team, innovated the quantitative evaluation method of oil and gas geology, and carefully prepared the course resources, and finally completed the online course of Oil and Gas Field Exploration in Chinese and English. At the same time, we took the small class teaching form and made full use of the advantages of online learning course. In the teaching process, we adopted the integrated teaching model of online and offline teaching and flipped classroom teaching to improve the learning effect of the course.
Key words: Oil and Gas Field Exploration; online course; course resources
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