淺談實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用

杜佳男 毛志強(qiáng) 王兵 高杰 付建偉 李子悅

摘? ?要：《測井解釋與數(shù)字處理》課程是針對本科生開設(shè)的一門綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是課程中的重要一環(huán)。近年來，立足本課程教學(xué)實(shí)踐，主動(dòng)借鑒美國科羅拉多礦業(yè)學(xué)院（Colorado School of Mines，CSM）以及國內(nèi)兄弟院校測井解釋課程實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探索一條在測井解釋課程中加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有效提升本科生利用課程相關(guān)理論思考及分析實(shí)際問題的能力，強(qiáng)化基礎(chǔ)軟件平臺(tái)基本數(shù)據(jù)處理模塊操作技能，進(jìn)而有效培養(yǎng)本科生科技創(chuàng)新能力的途徑，近年來教學(xué)工作取得良好效果。

關(guān)鍵詞：測井解釋與數(shù)字處理? 實(shí)踐教學(xué)? 平臺(tái)操作? 科技創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0205-02

本科教育是科學(xué)教育，創(chuàng)新是科學(xué)的真諦[1]。本科教學(xué)主要包括基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)知識(shí)教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)，其中實(shí)踐教學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、數(shù)據(jù)處理能力。通過實(shí)踐教學(xué)，不僅能夠幫助學(xué)生運(yùn)用公共基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)分析并解決實(shí)際問題，從而深化對理論知識(shí)的理解，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生對實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)本科生的科技創(chuàng)新能力，為提升本科生專業(yè)素質(zhì)與競爭力做出貢獻(xiàn)。

1? 測井解釋與數(shù)字處理課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

測井解釋與數(shù)字處理課程包括專業(yè)知識(shí)課堂講授、課程作業(yè)、測井資料處理軟件平臺(tái)操作訓(xùn)練等幾大模塊，其中課程作業(yè)和測井資料處理平臺(tái)操作訓(xùn)練屬于課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。由于課程作業(yè)不占課程學(xué)時(shí)，以往理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)占比分別約為85%、15%。平時(shí)課程作業(yè)，題目比較大、完成作業(yè)的要求也比較宏觀。期望學(xué)生能根據(jù)課上所學(xué)知識(shí)主動(dòng)思考并自覺完成作業(yè)，達(dá)到能運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、解決基本問題的實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。測井資料處理平臺(tái)操作訓(xùn)練模塊，由于課時(shí)限制，多以演示形式進(jìn)行，學(xué)生沒有得到真正的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

科羅拉多礦業(yè)學(xué)院（Colorado School of Mines，CSM）是一所世界一流的公立研究型大學(xué)，其優(yōu)勢學(xué)科與能源、礦業(yè)等專業(yè)密切相關(guān)，在工業(yè)界久負(fù)盛名。地球物理系（The Department of Geophysics）為該校的優(yōu)勢學(xué)科，也是全球最好的地球物理系之一[2]。其針對本科生和研究生開設(shè)的測井資料分析和儲(chǔ)層評價(jià)（Well Log Analysis & Formation Evaluation）課程共計(jì)14周，包括課堂講授28學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)課時(shí)14次28學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)課在專門的具有個(gè)人電腦終端的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，要完成一份綜合作業(yè)，包括以回答問題為主要形式的作業(yè)和以Techlog平臺(tái)為基礎(chǔ)的資料處理環(huán)節(jié)練習(xí)。課堂理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)課時(shí)占比均為50%！其實(shí)驗(yàn)課時(shí)為每周1次，每次2學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)長為3小時(shí)，配備研究生擔(dān)任助教進(jìn)行輔導(dǎo)和提供幫助。類似我們的平時(shí)作業(yè)在CSM則成為了實(shí)驗(yàn)課時(shí)中的一部分，具有“做”中學(xué)、通過實(shí)踐學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。而且回答問題的作業(yè)題目以及Techlog平臺(tái)操作練習(xí)的任務(wù)要求比較簡單又非常具體，方便初學(xué)者進(jìn)行，具有清晰的流程展示和流程訓(xùn)練特色。除此之外，該課程還有一個(gè)為期2周的綜合解釋項(xiàng)目，類似我們的課程大作業(yè)。

長江大學(xué)測井學(xué)科在國內(nèi)高校中久負(fù)盛名，其課程大作業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容豐富、訓(xùn)練強(qiáng)度大，主要包括3-5口井測井資料處理解釋訓(xùn)練等，要求其中1口井手工解釋，其他井則利用指定軟件平臺(tái)進(jìn)行處理解釋。

2? 改革實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容與方式

為更好提升我系本科生實(shí)踐操作能力，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的本領(lǐng)，培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新能力，在認(rèn)真分析我系測井解釋與數(shù)字處理課程教學(xué)現(xiàn)狀及國內(nèi)外相關(guān)院校測井解釋課程開設(shè)情況對比基礎(chǔ)上，我們對課程實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)進(jìn)行了改革，改革遵循以工作實(shí)際需求及繼續(xù)深造需求為導(dǎo)向的原則，下面就具體的改革內(nèi)容談?wù)勎覀兊淖龇ā?/p>

（1）更新、擴(kuò)充實(shí)踐教學(xué)資料及內(nèi)容。通過前期文獻(xiàn)資料閱讀、赴長江大學(xué)測井系調(diào)研交流、收集資料，我們將新的教學(xué)方法、解決問題的思路擴(kuò)充到實(shí)踐環(huán)節(jié)當(dāng)中，更新了實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容。例如，收集和整理砂泥巖、碳酸鹽巖、煤層、巖鹽、硬石膏、火山巖等典型巖性地層（層段）常規(guī)測井曲線（部分井段有核磁測井資料），以圖件形式發(fā)放給學(xué)生并要求學(xué)生觀察、總結(jié)不同巖性地層測井響應(yīng)特征及響應(yīng)特征組合。增加油氣層陣列感應(yīng)測井低阻環(huán)帶測井實(shí)例資料。原有測井?dāng)?shù)據(jù)處理采用EXCEL進(jìn)行簡單的處理，現(xiàn)有的實(shí)踐環(huán)節(jié)增加了MATLAB、FORWARD等相對專業(yè)的測井處理軟件，并且結(jié)合全國大學(xué)生測井技能大賽要求和參賽經(jīng)驗(yàn)，將測井?dāng)?shù)據(jù)處理的SAND程序和CRA程序納入到計(jì)算機(jī)平臺(tái)操作環(huán)節(jié)當(dāng)中。

（2）改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方式，對實(shí)踐環(huán)節(jié)要求具體化。原有的課程作業(yè)采用的是宏觀要求的辦法，現(xiàn)在的課程作業(yè)對題目及作答要求進(jìn)行了細(xì)化，具有更強(qiáng)的可操作性。譬如，在GR測井應(yīng)用環(huán)節(jié)，會(huì)提出“以某井段資料為例，利用GR曲線計(jì)算儲(chǔ)層泥質(zhì)/粘土含量”比較宏觀和模糊的要求。自覺性和能力都比較強(qiáng)的學(xué)生，會(huì)按照上述宏觀要求，逐步具體地完成作業(yè)，達(dá)到作業(yè)布置目標(biāo)。但更多的學(xué)生則可能同樣以比較宏觀和模糊的方式，如以文字?jǐn)⑹龅姆绞剑喆鹕鲜鲆蟮牟襟E，而沒有履行和完成上述題目要求背后的具體動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過作業(yè)進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)和培養(yǎng)的效果會(huì)大打折扣。在現(xiàn)在的作業(yè)中，上述宏觀題目已經(jīng)改變?yōu)槿舾删唧w的題目和清晰的要求。如在規(guī)定的層段中選擇泥巖、砂巖并確定泥巖基線和砂巖基線數(shù)值;要求寫出3種不同的公式并計(jì)算給定深度的泥質(zhì)含量結(jié)果。同樣，上述關(guān)于不同巖性地層測井曲線的觀察學(xué)習(xí)要求也從原來的文字總結(jié)，進(jìn)一步改革擴(kuò)展為“按規(guī)定的規(guī)范格式畫出典型巖性地層主要的測井響應(yīng)特征示意圖”，重點(diǎn)比較不同巖性地層GR、電阻率（數(shù)值高低及不同探測深度曲線間的差異）和中子-密度曲線重疊特征的差異。把以往的僵化呆板的文字表述，變成生動(dòng)明確的曲線特征示意，強(qiáng)化學(xué)生定性識(shí)別和區(qū)分地層巖性的實(shí)踐能力。通過觀察油氣層低阻環(huán)帶測井實(shí)例，要求學(xué)生讀值并畫出油氣層徑向電阻率剖面，直觀顯示并理解低阻環(huán)帶的概念和測井響應(yīng)模式。上述改變突出了實(shí)踐環(huán)節(jié)要求和培養(yǎng)應(yīng)更加具體化和流程化。

在此基礎(chǔ)上，形成了一套內(nèi)容豐富、操作性強(qiáng)、流程層次清晰的課程作業(yè)體系（題庫）。

3? 改革考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系

要使得課程教學(xué)改革的成果得以顯現(xiàn)，一套科學(xué)合理、行之有效的考核評價(jià)體系必不可少。針對課程特點(diǎn)和近年來教學(xué)實(shí)踐和發(fā)展動(dòng)態(tài)，課程考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系進(jìn)行了較大變動(dòng)和改革。

（1）考核環(huán)節(jié)細(xì)化。配合作業(yè)題目的具體化改革，作業(yè)等考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了細(xì)化變動(dòng)，規(guī)定了每一環(huán)節(jié)、每一問題的分值。使考核環(huán)節(jié)變得更加客觀、易于助教進(jìn)行操作。通過考核結(jié)果，也可以使學(xué)生更加清楚地了解對課程內(nèi)容掌握的真實(shí)情況，利于揚(yáng)長補(bǔ)短，提供學(xué)習(xí)時(shí)效。

（2）增加平時(shí)測驗(yàn)或考試的次數(shù)，強(qiáng)化全過程學(xué)習(xí)時(shí)效管理。新的要求規(guī)定，每8學(xué)時(shí)課程將進(jìn)行一次平時(shí)考試。根據(jù)課程特點(diǎn)，增加了3次平時(shí)測驗(yàn)（一次一個(gè)學(xué)時(shí)）。這樣做的目的可以使學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)期間始終保持較高的投入和效率，避免以往最終期末考試前突擊學(xué)習(xí)的陋習(xí)。通過強(qiáng)化全過程學(xué)時(shí)時(shí)效管理，真正達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)。

（3）課程成績中加大實(shí)踐環(huán)節(jié)比例。以往課程考試以筆試和理論知識(shí)考試結(jié)果為主，平時(shí)作業(yè)成績占比較低。近年來，逐步加大了平時(shí)作業(yè)成績以及測井資料解釋處理軟件平臺(tái)實(shí)際操作成績占比。目前的課程成績構(gòu)成及權(quán)重為：課程作業(yè)成績占30%、平臺(tái)操作及平時(shí)測驗(yàn)成績占30%、期末考試成績占40%。

4? 啟示

通過兩年多的課程教學(xué)改革，特別是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的具體化和流程化改革嘗試，測井解釋與數(shù)字處理課程實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)效果得到明顯改善，本科生對測井專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)掌握的更加扎實(shí)，實(shí)踐操作能力更強(qiáng)，由2015級四名學(xué)生組成的我校本科生代表隊(duì)在2019年第五屆全國大學(xué)生測井技能大賽中取得了石油院校組一等獎(jiǎng)的佳績，教學(xué)改革效果初步展現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李國臣，耿彥峰，楊紀(jì)紅.立足實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2009（6）：69-71.

[2] 張?jiān)?科羅拉多礦業(yè)學(xué)院地球物理系導(dǎo)師培養(yǎng)研究生的模式及啟示[J].石油教育，2011（3）：67-71.