滲流力學(xué)線上線下混合式教學(xué)改革與探索

廖凱，萬(wàn)濤

（中國(guó)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）

如何使石油工程專(zhuān)業(yè)教育更加符合人才培養(yǎng)的內(nèi)在規(guī)律和石油工程教育的科學(xué)內(nèi)涵，已經(jīng)成為石油院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)面臨的新課題[1]。滲流力學(xué)是面向石油工程專(zhuān)業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，與所有石油工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科之間都存在交叉，在學(xué)生知識(shí)能力培養(yǎng)和知識(shí)體系建構(gòu)中起著承上啟下的作用[2]。然而，滲流力學(xué)課程內(nèi)容十分抽象，研究對(duì)象是深埋地下的巖石多孔介質(zhì)，以及蘊(yùn)含其中的混合流體，兼具理論推導(dǎo)繁多、計(jì)算公式復(fù)雜等特點(diǎn)，致使學(xué)生普遍反饋“難學(xué)”[3]。傳統(tǒng)的教學(xué)方式缺乏對(duì)學(xué)生能力的針對(duì)性培養(yǎng)，學(xué)生結(jié)課后參加“大創(chuàng)項(xiàng)目”的創(chuàng)新能力不足，解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐能力欠缺[4]。

目前，線上教學(xué)平臺(tái)憑借覆蓋面廣、自由度高、信息量豐富等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用[5-7]，因而，有必要將傳統(tǒng)課堂面對(duì)面教學(xué)的直觀、互動(dòng)優(yōu)勢(shì)，與線上教學(xué)的靈活性、多樣化等特點(diǎn)有機(jī)融合，更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新的熱情。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于滲流力學(xué)課程特點(diǎn)，以學(xué)校2020-2023 學(xué)年滲流力學(xué)課程的本科生為調(diào)查對(duì)象，分析教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題，逐一完善線上學(xué)習(xí)資源、線下授課方式以及課程考核體系，提高教學(xué)質(zhì)量，也為其他同類(lèi)型課程的線上線下融合式教學(xué)工作提供了參考。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析與存在的問(wèn)題

1.1 線上教學(xué)準(zhǔn)備不足，實(shí)施效果欠佳

從最初的網(wǎng)校發(fā)展到當(dāng)前移動(dòng)直播授課模式，課程學(xué)習(xí)已與互聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)[8]。然而，在前期教學(xué)實(shí)踐中，也暴露出授課過(guò)程難以掌控、學(xué)習(xí)效果欠佳的問(wèn)題[9-10]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：一些學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真參與直播授課學(xué)習(xí)；留言板、討論區(qū)等線上互動(dòng)模塊的使用者主要是主動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)生，其他學(xué)生參與度低；使用直播回放功能的學(xué)生不多。

1.2 線下教學(xué)方法單一，課堂學(xué)習(xí)氣氛沉悶

滲流力學(xué)綜合了高等數(shù)學(xué)、油層物理、流體力學(xué)等多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，理論性強(qiáng)、邏輯嚴(yán)密、公式推導(dǎo)多，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，加上以板書(shū)為主的傳統(tǒng)授課方式，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，并不能完全理解知識(shí)點(diǎn)的本質(zhì)內(nèi)涵及前后聯(lián)系，更難以應(yīng)用與拓展理論知識(shí)[11]。部分學(xué)生難以自主建立數(shù)學(xué)模型和靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

1.3 理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)，亟須優(yōu)化考核方式

傳統(tǒng)教學(xué)以教材內(nèi)容傳授為主線，最終考核成績(jī)由過(guò)程成績(jī)（占比30%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占比10%）+期末考試成績(jī)（占比60%）組成，其中，過(guò)程成績(jī)由考勤率（占比10%）+作業(yè)（占比20%）組成。以“標(biāo)準(zhǔn)答案”考核的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考試成績(jī)占比高達(dá)90%，故而學(xué)生為了獲得高分，精力大多用在記憶答案和考前突擊復(fù)習(xí)，難以激發(fā)求知欲，知識(shí)內(nèi)化與應(yīng)用能力不強(qiáng)[12-13]。

2 基于線上線下混合模式的課程教學(xué)改革與應(yīng)用

針對(duì)以上問(wèn)題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以培養(yǎng)石油工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，通過(guò)線上云課程資源的整合、線下項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂向傳統(tǒng)課堂的融合以及考核體系的重構(gòu)，形成一套完整有序、切實(shí)可行的滲流力學(xué)課程教學(xué)改革模式。

2.1 線上云課程資源的整合

基于近年來(lái)滲流力學(xué)課程的線上教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷豐富網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)資源，拓寬學(xué)生信息反饋渠道，形成“課前引入-課中反復(fù)學(xué)習(xí)-課后鞏固與反饋”的線上教學(xué)模塊。

（1）課前--云端問(wèn)題引入。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)已基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)搭建了滲流力學(xué)線上課堂，并以問(wèn)題引入形式，針對(duì)該課程五大章節(jié)分別自行錄制了微視頻（例如“滲流數(shù)學(xué)模型由哪些要素組成”“怎樣解決復(fù)雜邊界條件下的多井干擾問(wèn)題”等），視頻時(shí)長(zhǎng)10～15 min，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為主。同時(shí)，建立課程微信群，將多媒體課件、電子教材等資料提前發(fā)送給學(xué)生并下發(fā)預(yù)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生觀看微視頻，通過(guò)線上平臺(tái)學(xué)習(xí)打卡、線下課堂提問(wèn)與討論等形式確保學(xué)生的參與度，用任務(wù)來(lái)驅(qū)動(dòng)學(xué)生預(yù)習(xí)，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（2）課中--錄屏反復(fù)觀摩。

雖然慕課、愛(ài)課程等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)也開(kāi)放滲流力學(xué)線上課程，但在課件設(shè)計(jì)、參考教材、教學(xué)內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)等方面存在較大差異。滲流力學(xué)課程于2023 年春季學(xué)期成功獲評(píng)校級(jí)精品課程，教學(xué)團(tuán)隊(duì)所有教師共同錄制了56 學(xué)時(shí)（理論課50 學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)課6 學(xué)時(shí)）的完整教學(xué)視頻，1∶1 還原線下課堂，并將其全部上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)。學(xué)生可以隨時(shí)隨地在線上教學(xué)平臺(tái)觀看教學(xué)視頻，并根據(jù)自身知識(shí)掌握情況反復(fù)學(xué)習(xí)。

（3）課后--云端鞏固與反饋。

每次課后，教師及時(shí)在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布章節(jié)作業(yè)和完成的截止時(shí)間。作業(yè)包含教材經(jīng)典習(xí)題和案例分析兩種類(lèi)型，經(jīng)典習(xí)題通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)答案考核，案例分析則采用非標(biāo)準(zhǔn)答案的評(píng)價(jià)體系，著重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)活學(xué)活用的能力。同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生使用平臺(tái)的留言板和討論區(qū)功能進(jìn)行信息反饋，掌握學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整授課計(jì)劃，有的放矢地開(kāi)展教學(xué)工作。

2.2 線下項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的融合

線上教學(xué)資源的輔助作用可以為線下課堂節(jié)約更多課時(shí)，教師能夠采用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)將知識(shí)點(diǎn)與工程案例相結(jié)合，拆解子項(xiàng)目任務(wù)，將其作為學(xué)生小組開(kāi)展研討、專(zhuān)題報(bào)告的主題，探索出“項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng)-小組分工協(xié)作”的線下教學(xué)模式。

（1）項(xiàng)目案例驅(qū)動(dòng)--激發(fā)實(shí)踐熱情。

通過(guò)具體的工程案例分析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解及綜合應(yīng)用，在真實(shí)工況下引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、提煉問(wèn)題、挖掘本質(zhì)規(guī)律，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維。比如，講授滲流力學(xué)“水平井近井滲流特征”章節(jié)時(shí)，可以使用主流油藏模擬軟件建模，向?qū)W生直觀對(duì)比直井模型滲流場(chǎng)與水平井模型滲流場(chǎng)的差異，并在課后將建模流程上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生自主操作，深刻理解水平井生產(chǎn)過(guò)程中的滲流規(guī)律。

（2）小組分工協(xié)作--挑戰(zhàn)復(fù)雜問(wèn)題。

滲流力學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的目的在于讓學(xué)生參與課堂活動(dòng)，提高學(xué)生運(yùn)用滲流力學(xué)知識(shí)分析與解決問(wèn)題的能力。為此，選取合適內(nèi)容，開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，具體實(shí)施方式分為2 步：一是小組研討，將班級(jí)學(xué)生分為數(shù)個(gè)小組，各小組自主選題并提出解決方案，以PPT 答辯形式進(jìn)行學(xué)生互評(píng)，鍛煉學(xué)生的綜合素養(yǎng)；二是教師將復(fù)雜項(xiàng)目案例拆解為數(shù)個(gè)子項(xiàng)目，學(xué)生仍以小組為單位分工協(xié)作，通過(guò)調(diào)研報(bào)告形式提交任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

2.3 課程考核體系的重構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)改革的可持續(xù)發(fā)展，有必要配套全過(guò)程、多元化的綜合考核方式，以準(zhǔn)確把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)重新構(gòu)建了一套“非標(biāo)準(zhǔn)化”考核體系，對(duì)成績(jī)比例、內(nèi)容要素和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)做了進(jìn)一步優(yōu)化，“非標(biāo)準(zhǔn)化”考核比例提升至45%，具體情況見(jiàn)表1。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，教與學(xué)雙方的交流頻率明顯提高，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，結(jié)課后的學(xué)生評(píng)教滿意度也大幅提升。

表1 滲流力學(xué)課程考核體系重構(gòu)

3 結(jié)論與討論

本文以滲流力學(xué)課程為例，通過(guò)深化線上線下教學(xué)資源融合、加強(qiáng)課程實(shí)踐與交流、重構(gòu)“非標(biāo)準(zhǔn)化”考核體系等教學(xué)改革舉措，形成線上線下教學(xué)任務(wù)雙驅(qū)動(dòng)、從理論知識(shí)應(yīng)用到解決復(fù)雜工程問(wèn)題的教學(xué)模式，以達(dá)到培養(yǎng)石油工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才的目的，助力我國(guó)石油工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。