新工科背景下“地下地質(zhì)制圖”課程改革與實踐

陳剛強 李世宏

1.中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)石油學(xué)院 新疆克拉瑪依 834000;2.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院 新疆克拉瑪依 834000

為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、《中國制造2025》等一系列國家戰(zhàn)略,我國需要更多的專業(yè)技術(shù)人才特別是工程類應(yīng)用型人才投入社會主義偉大建設(shè)中。自2017年2月始,教育部積極推進新工科建設(shè),“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”,奏響了人才培養(yǎng)革新的主旋律,開拓了工程教育改革的新路徑[1-2]。

“新工科”將應(yīng)用型人才的培養(yǎng)推向新的發(fā)展高地。中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)依托地處石油石化產(chǎn)業(yè)基地的地理優(yōu)勢,強化實踐教學(xué),堅持高層次、應(yīng)用型、國際化的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略,努力把克拉瑪依校區(qū)建設(shè)成為具有中國特色、國內(nèi)一流的高等工程教育示范基地[3-5]?？死斠佬^(qū)的發(fā)展目標與“新工科”的要求不謀而合。

無論是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”還是“新工科計劃”,最終都要落實到具體的課程上,國內(nèi)各高校針對不同課程開展了形式多樣的教學(xué)改革[6-10]?！暗叵碌刭|(zhì)制圖”是高等院校資源勘查工程專業(yè)的一門選修課,課程目的是培養(yǎng)學(xué)生利用各種地下地質(zhì)信息編制地下地質(zhì)圖件的技能,學(xué)完該課程后,能夠正確理解地下地質(zhì)制圖涉及的基本概念;掌握鉆井、地震剖面數(shù)據(jù)獲取的基本原理與基本方法;掌握地下地質(zhì)制圖的基本原理和基本方法;能夠運用所學(xué)知識和技能對地下地質(zhì)圖進行初步的表征與評價;具備分析問題和解決問題的能力以及較強的創(chuàng)新思維,具有較強的團隊合作能力與表達能力以及自主學(xué)習(xí)的能力。該課程存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、重理論輕實踐、考核方式簡單等不足?？死斠佬^(qū)結(jié)合實際情況,利用與油氣企業(yè)合作共建的機制,在教學(xué)過程中以油田企業(yè)需求為導(dǎo)向,以掌握實踐技能為目標,以行業(yè)標準化成果為評價標準,開展課程改革與實踐,為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了有益的嘗試。

一、原課程情況

“地下地質(zhì)制圖”原課程32學(xué)時,以蒂爾波克、比斯克著,蔡希源等譯,中國石化出版社2008年出版的《實用構(gòu)造法地下地質(zhì)制圖》為參考教材,教學(xué)內(nèi)容包括8章的理論教學(xué)及3項專項技能訓(xùn)練(課外作業(yè))。其中,理論教學(xué)30學(xué)時,考試2學(xué)時;課下專項技能訓(xùn)練6學(xué)時。教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時分配如表1。

表1 “地下地質(zhì)制圖”課程教學(xué)內(nèi)容及課時安排表

本課程教學(xué)方法采用“大班上課小班研討”及“合作學(xué)習(xí)”的形式,包括兩個主要教學(xué)環(huán)節(jié),即課堂理論教學(xué)、課后習(xí)題練習(xí)和自學(xué)。課程考核總成績100分,其中,平時成績占比20%,期末考試占比80%。平時習(xí)題成績主要考核學(xué)生對每一章知識點的理解和掌握情況。期末考試采取開卷考試方式,內(nèi)容涵蓋本課程的基本概念、基本理論和基本方法,通過綜合分析題考核學(xué)生綜合分析和解決地下構(gòu)造地質(zhì)問題的能力?？荚囶}型包括判斷題、名詞解釋題、填空題、簡述題和綜合分析題等類型。

該課程存在以下三點不足,不適應(yīng)新工科背景下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求,需要開展課程改革。一是教學(xué)內(nèi)容與其他必修課程重復(fù)。該課程的主要理論內(nèi)容在資源勘查工程專業(yè)必修課“油礦地質(zhì)學(xué)”“油礦地質(zhì)綜合設(shè)計”“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”“地震資料采集、處理與解釋”均已涉及,實踐訓(xùn)練的3個課下編圖作業(yè),在“油礦地質(zhì)學(xué)”和“油礦地質(zhì)綜合設(shè)計”開展類似的實訓(xùn)作業(yè)多次。雖然該課程為選修課,授課的側(cè)重點不同,原課程在制圖上較系統(tǒng),更注重編圖方法與原理,但主要教學(xué)內(nèi)容重復(fù)率超過了80%,改革教學(xué)內(nèi)容勢在必行。二是重理論、輕實踐。除考試外,所有課內(nèi)學(xué)時均用來上理論課,為數(shù)不多的實踐訓(xùn)練內(nèi)容還安排到課下完成,對于提高學(xué)生的實際動手能力幫助不大。三是考核方式簡單,學(xué)生通過考試無壓力,教學(xué)質(zhì)量難以保證。開卷考試,通過判斷、名詞解釋、填空、簡述考查基本概念、基本理論和基本方法,學(xué)生在考場翻書即可找到答案,通過課程考核,獲得學(xué)分毫無壓力。很多時候壓力就是動力,適當?shù)膲毫δ軌蜃寣W(xué)生投入精力,保證教學(xué)質(zhì)量。總之,原課程的設(shè)置存在多種不足之處,按照教育部淘汰“水課”、打造“金課”的要求,急需開展課程改革。

二、改革方案

對于資源勘查工程專業(yè)來說,企業(yè)希望能夠從校招中獲得專業(yè)技能扎實、能夠快速融入工作的學(xué)生,學(xué)校希望自己培養(yǎng)出基本技能過硬、能夠滿足企業(yè)需求的學(xué)生,做到從學(xué)校到企業(yè)的無縫銜接?；谛Ｆ箅p方的需求,通過校企結(jié)合,由油田工作經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員和學(xué)校教師共同討論,開展了以油田企業(yè)需求為導(dǎo)向,以掌握實踐技能為目標,以行業(yè)標準化成果為評價標準的課程改革與實踐,從教學(xué)內(nèi)容、授課方式、考核標準三個方面改革了原課程體系。

(一)以油田企業(yè)需求為導(dǎo)向設(shè)置課程內(nèi)容

從油田企業(yè)油氣勘探和開發(fā)科研實踐出發(fā),介紹了在油氣地質(zhì)勘探與評價、井位部署、儲量計算、油藏描述等多個方面常用地質(zhì)圖件的編制方法。課程內(nèi)容共分為五章:第一章介紹了油礦地質(zhì)制圖,第二章介紹了柱狀圖編制,第三章介紹了剖面圖編制,第四章介紹了平面圖編制,第五章介紹了統(tǒng)計圖編制(表2)。在圖件編制章節(jié),首先從介紹圖件內(nèi)容或基本原理入手,理清編圖所需要的資料,再介紹手工編制的一般過程,最后通過上機實踐操作,掌握地質(zhì)圖件的編制方法。對于學(xué)生來說,既要了解基本原理,也要掌握繪圖過程,理清來龍去脈。

表2 “地下地質(zhì)制圖”課程改革后的教學(xué)內(nèi)容及課時安排表

(二)以掌握實踐技能為目標設(shè)計授課方式

“工欲善其事,必先利其器?！睂τ诩磳⒆呦蚴偷刭|(zhì)科研崗位的人員來說,能夠熟練、快速編制各類地質(zhì)圖件是一項最基本的工作技能。地質(zhì)圖件不僅承載著科研人員對研究區(qū)域的基本認識和研究成果,而且還是從業(yè)人員之間進行交流所使用的最直觀工具,在一定程度上指導(dǎo)了油氣的勘探和開發(fā)。課程以上機實踐教學(xué)為主,理論授課10學(xué)時,實踐訓(xùn)練22學(xué)時,制圖軟件以各大油田公司最常用的GeoMap地質(zhì)制圖系統(tǒng)、CorelDRAW、GeoCD、Surfer為例,利用油田實際的生產(chǎn)資料,通過教師的演示、學(xué)生的實操,邊教、邊學(xué)、邊練,達到掌握計算機編圖技能的教學(xué)目標。

(三)以油田行業(yè)標準化成果為評價標準確定考核方式

課程注重過程考核,上課學(xué)習(xí)、實訓(xùn)的過程就是考核過程。結(jié)課不單獨設(shè)置考試,以課堂表現(xiàn)和實訓(xùn)編圖成果為考核依據(jù),總成績100分,其中,課堂表現(xiàn)成績占比10%,實訓(xùn)編圖成績占比90%。教師提供編圖數(shù)據(jù)、編圖軟件,指導(dǎo)學(xué)生編圖軟件的使用,學(xué)生按行業(yè)規(guī)范完成單井柱狀圖(10%)、儲層對比圖(20%)、油藏剖面圖(20%)、平面等值線圖(10%)、勘探成果圖(20%)及地質(zhì)分析圖件(10%)的計算機編制。單個圖件的評分標準按照“信”“達”“雅”三個方面確定,“信”是指準確,圖是數(shù)據(jù)的提煉,要嚴格按照數(shù)據(jù);“達”是指清晰,圖要有自明性,使行業(yè)人能只看圖、圖名、圖例、比例尺就可理解圖意;“雅”是指美觀,反映地質(zhì)思想、合乎地質(zhì)規(guī)律。

三、實踐效果

該課程的先修課程包括“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”“地震資料采集、處理與解釋”“油礦地質(zhì)學(xué)”“油礦地質(zhì)綜合設(shè)計”等專業(yè)課程,在第六學(xué)期開課。2015年經(jīng)教育部批復(fù)成立了中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū),2016年開始招生,本課程經(jīng)過2019年—2022年四年的教學(xué)實踐,取得了較好的教學(xué)效果。學(xué)生對課程滿意程度優(yōu)良率達到98.6%,優(yōu)秀率超過92%(表3)。

表3 學(xué)生對課程滿意程度調(diào)查表

通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以使用GeoCD軟件編制各類單井柱狀圖、統(tǒng)計分析圖,使用CorelDRAW軟件編制各類剖面圖,使用Surfer軟件通過數(shù)據(jù)編制各類平面等值線圖,使用GeoMap軟件編制各類平面成果圖,基本掌握了油田企業(yè)地質(zhì)研究人員常用的專業(yè)軟件,具備了迅速融入企業(yè)生產(chǎn)研究中的工作能力。

結(jié)語

地質(zhì)制圖是油氣地質(zhì)研究的一種手段,也是地質(zhì)工作者必須掌握的一項基本技能。學(xué)生學(xué)好這門課程,不僅需要掌握石油地質(zhì)專業(yè)知識,而且還需要用心、留心、耐心、細心、責(zé)任心。編制的地質(zhì)圖件不僅主題突出、清爽美觀,而且需要符合行業(yè)標準、符合審美要求,能夠成為“藝術(shù)品”。通過兩年的教學(xué)改革實踐,初步建立了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容,重視實際動手能力培養(yǎng)的授課模式及課程考核方式。但該課程的改革與實踐也需要進一步完善,比如如何激發(fā)學(xué)生對專業(yè)軟件學(xué)習(xí)的興趣和主動深入學(xué)習(xí)以及課程教材的編寫等。在今后教學(xué)實踐中,該課程要與時俱進,不斷完善,為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定課程基礎(chǔ)。