面向新能源科學(xué)與工程專業(yè)的“傳統(tǒng)能源概論”教學(xué)模式優(yōu)化研究

林亞尼 張?zhí)鞊?傅恒

摘?要：“傳統(tǒng)能源概論”作為新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生的石油地質(zhì)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生了解傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的第一門專業(yè)課程。本課程以傳統(tǒng)能源的基本知識(shí)入手，使學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)油氣行業(yè)所必須具備的基礎(chǔ)地質(zhì)知識(shí)有了系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)。通過(guò)了解傳統(tǒng)能源領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)研究問(wèn)題，能夠加強(qiáng)新能源專業(yè)本科生對(duì)新能源及傳統(tǒng)能源體系的進(jìn)一步理解和認(rèn)識(shí)。因此，開(kāi)展該課程的教學(xué)模式優(yōu)化研究，能夠有力地推動(dòng)新能源學(xué)科發(fā)展，并能夠有效地提高教學(xué)質(zhì)量，為國(guó)家培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的新能源高技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：新能源科學(xué)與工程;傳統(tǒng)能源;教學(xué)模式;課程設(shè)計(jì)

一、“傳統(tǒng)能源概論”課程在新能源科學(xué)與工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的必要性

隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求量逐漸增加。至今，我國(guó)的原油進(jìn)口依存度依然高達(dá)70%，石油與天然氣等傳統(tǒng)能源的供需缺口極大，能源供應(yīng)是國(guó)家發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力。新能源包括了太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芗吧锬艿瓤稍偕茉?，具有污染少、?chǔ)量大的特點(diǎn)，對(duì)于解決當(dāng)今世界嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題及油氣資源枯竭問(wèn)題具有重要意義[1]。自2011年開(kāi)始，我國(guó)部分高校設(shè)立了與新能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的“新能源科學(xué)與工程”本科專業(yè)，2017年，成都理工大學(xué)為滿足國(guó)家新能源領(lǐng)域發(fā)展對(duì)專業(yè)人才的需要，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有學(xué)科的交叉融合，在能源學(xué)院開(kāi)設(shè)“新能源科學(xué)與工程”本科專業(yè)。

本課程作為新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生的石油地質(zhì)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生了解傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的第一門專業(yè)課程。該課程的主要任務(wù)是闡述石油與天然氣在地殼中的形成過(guò)程、產(chǎn)出狀態(tài)以及分布規(guī)律。本課程以基本知識(shí)入手，繼承、發(fā)揚(yáng)和創(chuàng)新石油地質(zhì)人才培養(yǎng)模式的成功經(jīng)驗(yàn)，綜合利用多媒體、板書(shū)、視頻講解等多種教學(xué)手段，使學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)油氣行業(yè)所必須具備的基礎(chǔ)地質(zhì)知識(shí)有了系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)，對(duì)傳統(tǒng)能源領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)研究問(wèn)題有所了解。通過(guò)對(duì)新能源和傳統(tǒng)能源的對(duì)比分析及總結(jié)，能夠加強(qiáng)新能源專業(yè)本科生對(duì)能源體系的進(jìn)一步理解和認(rèn)識(shí)。通過(guò)“傳統(tǒng)能源概論”的課程教學(xué)，使新能源專業(yè)的學(xué)生具備傳統(tǒng)能源領(lǐng)域基本的知識(shí)和能力，培養(yǎng)對(duì)新能源及傳統(tǒng)能源都有所了解的復(fù)合型人才，發(fā)展出具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國(guó)際視野的新能源和可再生能源行業(yè)頂尖人才，以滿足社會(huì)發(fā)展的需要以及國(guó)家能源的需求。

二、“傳統(tǒng)能源概論”在新能源科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生缺乏對(duì)傳統(tǒng)能源的認(rèn)識(shí)

新能源科學(xué)與工程作為一個(gè)新的專業(yè)，理論和實(shí)踐教學(xué)體系還在不斷修正和完善的過(guò)程之中。我校新能源專業(yè)學(xué)生主要方向是地?zé)嵋约胺浅Ｒ?guī)油氣藏，在專業(yè)教學(xué)的過(guò)程中涉及的科目主要包括大地構(gòu)造與動(dòng)力學(xué)、新能源材料科學(xué)、工程流體力學(xué)、新能源鉆井方法及技術(shù)、工程力學(xué)等，而欠缺與傳統(tǒng)化石能源相關(guān)的課程。傳統(tǒng)能源的學(xué)習(xí)對(duì)于新能源科學(xué)與工程的學(xué)生來(lái)說(shuō)必不可少，其原因主要為：

（1）以地?zé)岷头浅Ｒ?guī)能源為主要切入方向的新能源學(xué)生需要立足于地質(zhì)這一基礎(chǔ)學(xué)科。

（2）傳統(tǒng)能源中有關(guān)油氣成藏理論的內(nèi)容可以被借鑒到新能源的學(xué)習(xí)當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生推陳出新，從傳統(tǒng)中發(fā)掘經(jīng)典并創(chuàng)新理論。

（3）傳統(tǒng)能源與地質(zhì)類新能源有共同之處，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)能源有利于理解和加強(qiáng)新能源的教育教學(xué)工作。

而現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題在于，學(xué)校對(duì)于新能源專業(yè)的建設(shè)忽視了傳統(tǒng)能源這一重要科目，以致在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生對(duì)于傳統(tǒng)能源的相關(guān)理論理解困難。并且由于該課程設(shè)置在大四學(xué)年，因此在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)該門課的抵觸情緒，一方面由于學(xué)生自身認(rèn)為專業(yè)的非相關(guān)性使得對(duì)該課程的重要性認(rèn)知不足，另一方面在于學(xué)生缺乏傳統(tǒng)能源相關(guān)理論與培訓(xùn)。

（二）針對(duì)新能源專業(yè)的傳統(tǒng)能源專業(yè)教材及課程資源不完善

“傳統(tǒng)能源概論”課程目前僅有少量可以選擇的教學(xué)材料，很多課本在內(nèi)容的排布上只注重覆蓋的廣度而忽略了知識(shí)的深度，讓學(xué)生很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)的熱情[2]。作者認(rèn)為新能源科學(xué)與工程的組織架構(gòu)以及成都理工大學(xué)的特點(diǎn)，這門課程的建設(shè)對(duì)知識(shí)覆蓋面和內(nèi)容深度都有著很高的要求。因此針對(duì)性地選擇教學(xué)材料和教學(xué)內(nèi)容是上好這門課的必要條件，在選擇教學(xué)內(nèi)容時(shí)要做到結(jié)構(gòu)清晰并且理論完整。以教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)為準(zhǔn)繩，在課堂實(shí)踐教學(xué)以及課后反思提高中不斷地對(duì)內(nèi)容進(jìn)行更新優(yōu)化，避免學(xué)習(xí)內(nèi)容的重復(fù)和單調(diào)。內(nèi)容的安排可以參考《石油與天然氣地質(zhì)學(xué)》這一經(jīng)典課程，從油氣藏流體入手，按照生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保這一經(jīng)典路線逐漸引入經(jīng)典石油理論。并再通過(guò)較多的課時(shí)為學(xué)生介紹地?zé)嵋约胺浅Ｒ?guī)能源與傳統(tǒng)能源的聯(lián)系，讓學(xué)生產(chǎn)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。這樣的課程安排不僅符合本校學(xué)生以地質(zhì)為本的專業(yè)背景，符合成都理工大學(xué)的辦學(xué)特色以及辦學(xué)理念，在繼承發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)能源的基礎(chǔ)之上滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)新能源領(lǐng)域人才的需求。而對(duì)于相似的教學(xué)內(nèi)容，可以進(jìn)行合并教學(xué)。此外，合并相似的教學(xué)內(nèi)容，做到高效教學(xué)。雖然“傳統(tǒng)能源概論”不是一門新興的課程，但是相關(guān)的理論每年都有推陳出新，因此時(shí)效性和前沿性是高校教師在教學(xué)過(guò)程中必須注意的問(wèn)題?？傮w的要求是在內(nèi)容上要做到深入淺出、圖文并茂，并且注意內(nèi)容的前瞻性與時(shí)效性并重，深度與廣度并肩發(fā)力以激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

（三）課程教學(xué)模式較為單調(diào)，實(shí)踐內(nèi)容較為欠缺

改革教學(xué)方法是解決教學(xué)模式單調(diào)以及內(nèi)容欠缺的重要途徑。有多種方法可以對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新和提高：

一是利用多媒體對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行完善和充實(shí)?！皞鹘y(tǒng)能源概論”的課程內(nèi)容以理論為主，實(shí)踐為輔，相較于以公式推理形式為主要途徑的其他課程，本門課程多以文字和圖片的形式傳播知識(shí)與觀點(diǎn)。因此在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，單純乏味的講解知識(shí)點(diǎn)會(huì)造成學(xué)生對(duì)知識(shí)的難以理解，無(wú)法充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生產(chǎn)生負(fù)面情緒和厭學(xué)的心理，如果積聚則會(huì)形成惡性循環(huán)，對(duì)教師的教學(xué)工作和教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成具有負(fù)面作用。因此我們需要堅(jiān)持讓學(xué)生作為授課的主體，教師在其中則起到輔助的作用，通過(guò)在多媒體材料中準(zhǔn)備精準(zhǔn)的文字、豐富的圖片教學(xué)形式與教學(xué)內(nèi)容，教師還可以通過(guò)短視頻或動(dòng)畫(huà)的形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，使學(xué)生們對(duì)應(yīng)試教育不落窠臼。其中一個(gè)典型的例子就是在講解傳統(tǒng)石油與非常規(guī)能源，例如頁(yè)巖氣的差別，筆者通過(guò)播放井場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采鉆取巖芯的視頻讓學(xué)生理解二者在勘探開(kāi)發(fā)之中存在怎樣的差別。通過(guò)將短視頻穿插于傳統(tǒng)的教學(xué)講授的過(guò)程之中，不僅能讓學(xué)生在感官上獲得更多的認(rèn)識(shí)，同時(shí)更加直觀地展現(xiàn)了教學(xué)要點(diǎn)，并且大大增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

二是對(duì)課堂的組織形式進(jìn)行創(chuàng)新與改變。由于本課程的理論性極強(qiáng)，多數(shù)內(nèi)容需要進(jìn)行結(jié)合理解才能應(yīng)用，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難免出現(xiàn)注意力不集中的現(xiàn)象，如何將課堂組織的生動(dòng)有效是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情的關(guān)鍵。通過(guò)在授課過(guò)程中對(duì)實(shí)例進(jìn)行講解和分析，并且通過(guò)提問(wèn)的方式來(lái)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握能力和理解能力。課堂討論和總結(jié)也是授課過(guò)程中必不可缺少的重要環(huán)節(jié)，在一個(gè)章節(jié)結(jié)束的同時(shí)，組織同學(xué)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)討論和分析有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和表達(dá)能力。具體方法可將學(xué)生分成幾個(gè)小組，分別給定方向或者讓學(xué)生自己選題，通過(guò)學(xué)生自行查閱資料和分析總結(jié)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣不僅鞏固了課堂所教授的知識(shí)同時(shí)加深了理解。并盡可能邀請(qǐng)到行業(yè)內(nèi)的專家到課堂中進(jìn)行講座式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生積極提問(wèn)，參與感更強(qiáng)。

三、“傳統(tǒng)能源概論”課程設(shè)計(jì)及主要教學(xué)內(nèi)容

“傳統(tǒng)能源概論”這門課從油氣藏中的流體到油氣藏形成的基本條件等方面，對(duì)傳統(tǒng)能源的基本知識(shí)進(jìn)行概況總結(jié)，主要內(nèi)容包括：

（1）石油、天然氣、油田水的基本概念及其物理化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)了解油氣藏流體的地球化學(xué)特征，讓學(xué)生對(duì)穩(wěn)定同位素對(duì)油氣源有一定的認(rèn)識(shí);

（2）了解油氣有機(jī)成因的具體證據(jù)，掌握烴源巖評(píng)價(jià)的具體方法。了解有機(jī)質(zhì)的成巖演化與油氣生成的階段性及各階段的產(chǎn)物;

（3）了解油氣儲(chǔ)層的物理性質(zhì)及基本特征，理解孔隙度和滲透率的相關(guān)概念，學(xué)習(xí)碳酸鹽巖及碎屑巖儲(chǔ)層的物理性質(zhì)及其影響因素;

（4）了解油氣蓋層及生儲(chǔ)蓋組合，理解蓋層的基本性質(zhì)及其與油氣的關(guān)系，評(píng)價(jià)蓋層的基本方法，掌握生儲(chǔ)蓋組合的分類;

（5）理解油氣運(yùn)移在整個(gè)石油地質(zhì)過(guò)程中的意義，掌握油氣的初次運(yùn)移及二次運(yùn)移的基本性質(zhì)，學(xué)習(xí)油氣初次運(yùn)移及二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?、介質(zhì)環(huán)境、相態(tài)演變方式及主要通道。

（6）了解圈閉及油氣藏的基本特征，掌握圈閉及油氣藏的分類，理解圈閉及油氣藏分類的依據(jù)及主要成因類型;

（7）了解油氣藏聚集的規(guī)律，基本掌握各油氣藏形成的地質(zhì)條件，了解油氣在背斜圈閉、斷層圈閉、地層圈閉和巖性圈閉的聚集模式及主要異同點(diǎn);

（8）了解含油氣系統(tǒng)和油氣聚集帶，基本掌握油氣的分布規(guī)律，及含油氣系統(tǒng)的基本組成;

（9）了解油氣藏的保存與破壞的基本原理，理解油氣藏的破壞與再分布，學(xué)習(xí)油氣藏保存的地質(zhì)要素及斷層對(duì)油氣分布的原理和機(jī)制;

（10）了解油氣資源的概念及評(píng)價(jià)方法，了解中國(guó)和世界油氣資源分布的特征，學(xué)習(xí)地質(zhì)儲(chǔ)量、油氣資源量的概念及我國(guó)油氣資源分類的方案。

四、“傳統(tǒng)能源概論”教學(xué)模式優(yōu)化方案

教學(xué)模式是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的重要部分。“傳統(tǒng)能源概論”通過(guò)多種教學(xué)模式相結(jié)合的方法，具體根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)采取合適的教學(xué)模式。主要的教學(xué)模式以“案例法”為主，不僅能夠拓寬學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)能源的認(rèn)識(shí)，增加學(xué)生對(duì)本門課的學(xué)習(xí)興趣，還能提高學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解程度，達(dá)到更好的教學(xué)效果。具體實(shí)施可通過(guò)以下幾個(gè)方面：

（1）通過(guò)引入傳統(tǒng)能源勘探及開(kāi)發(fā)中的“典型案例”增加學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)注度，提高學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。

（2）引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考如何解決傳統(tǒng)能源勘探開(kāi)發(fā)中遇到的問(wèn)題，使學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題解決方案。

（3）給學(xué)生講解“分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的思路方法等，說(shuō)明與本次課程的關(guān)系，從而引入教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行講授。

（4）強(qiáng)調(diào)本次課程的重點(diǎn)及學(xué)習(xí)本次課的目的，同時(shí)提出課后思考問(wèn)題或布置作業(yè)。

在教學(xué)模式優(yōu)化的過(guò)程中，結(jié)合學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的理解程度，根據(jù)內(nèi)容需要在教學(xué)的過(guò)程中穿插討論傳統(tǒng)能源和新能源在勘探開(kāi)發(fā)中遇到的不同問(wèn)題，或引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)，自己講授部分內(nèi)容等方式，提高新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生在學(xué)習(xí)傳統(tǒng)能源概論中的教學(xué)效果，促進(jìn)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成。

五、“傳統(tǒng)能源概論”考核模式的優(yōu)化

考核模式的優(yōu)化是教學(xué)模式優(yōu)化的重要組成部分，也是驗(yàn)證教學(xué)模式是否行之有效的試金石，合理正確的考核不僅能考量學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)也是教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行反思優(yōu)化的重要參考工具。目前多數(shù)的考核方式仍是以閉卷考試為主，而這種方法僅僅是考研學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶能力，通常學(xué)生為了應(yīng)對(duì)這種考核方法以考前突擊和死記硬背為主，這也導(dǎo)致了學(xué)生盡管能在閉卷考試中獲得高分，但其對(duì)于知識(shí)的理解能力，對(duì)于理論的掌握能力以及更高層面的動(dòng)手實(shí)踐能力都無(wú)法進(jìn)行正確的考量，缺乏對(duì)傳統(tǒng)能源知識(shí)的理解。因此對(duì)于考核方式的優(yōu)化勢(shì)在必行。優(yōu)化考核方式的首要任務(wù)就是要豐富考核的具體形式，譬如將平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)掛鉤，并將平時(shí)成績(jī)納入整體成績(jī)的計(jì)算中去，讓學(xué)生從平常的學(xué)習(xí)之中就監(jiān)督自我，提升學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。平時(shí)成績(jī)的考核包括學(xué)生在課時(shí)的問(wèn)題回答情況、簽到情況、討論情況、發(fā)言情況、課后作業(yè)完成情況以及熱點(diǎn)問(wèn)題的調(diào)研情況，通過(guò)綜合的考量對(duì)平時(shí)成績(jī)進(jìn)行量化給分。在考核之前的時(shí)候也要適當(dāng)?shù)亟o予激勵(lì)支持。而對(duì)于期末考試的內(nèi)容則要靈活選擇，不僅要考查對(duì)于知識(shí)的理解能力，而且要將考核內(nèi)容和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[3]。

傳統(tǒng)能源概論中很重要的一個(gè)考核部分就是對(duì)于學(xué)生具體實(shí)踐能力的考查。對(duì)于實(shí)踐能力的考核是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)成果掌握程度的重要方式之一，但目前對(duì)于傳統(tǒng)能源概論的實(shí)踐能力考核方式上仍有很大的優(yōu)化空間。傳統(tǒng)的考核方式更注重學(xué)生的出勤率以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫能力，而要相對(duì)傳統(tǒng)的考核方式優(yōu)化，其考核的內(nèi)容需要包含實(shí)驗(yàn)操作的正確性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力和處理能力等，并且將每個(gè)部分都給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)比例，彌補(bǔ)以往考核方式單一，缺少多樣化、全面化的不足。

結(jié)語(yǔ)

筆者在前文中系統(tǒng)講述了“傳統(tǒng)能源概論”對(duì)于新能源科學(xué)與工程專業(yè)的必要性，分析了現(xiàn)階段本課程在新能源專業(yè)中的教學(xué)現(xiàn)狀，從本科學(xué)生對(duì)于傳統(tǒng)能源的認(rèn)識(shí)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)材料的欠缺，以及教學(xué)方式上的不足幾個(gè)方面共同闡述了“傳統(tǒng)能源概論”教學(xué)中的嚴(yán)峻形勢(shì)。筆者結(jié)合自身經(jīng)歷，對(duì)該課程的課程設(shè)計(jì)和課程內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)性梳理，并且給出了教學(xué)模式以及考核方式中的具體優(yōu)化方式，以期能夠有力地推動(dòng)新能源學(xué)科發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，為國(guó)家培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的新能源高技術(shù)人才提供幫助。

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作者簡(jiǎn)介：林亞尼（1990—?），女，漢族，湖北黃岡人，博士，講師，研究方向：結(jié)合石油地質(zhì)和勘探地球物理的方法來(lái)研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和沉積相，對(duì)油氣藏進(jìn)行特征描述，并對(duì)儲(chǔ)集有利區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。