PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程改革探索

［摘 要］ 深入學(xué)習(xí)貫徹黨的二十大精神，就推進(jìn)能源革命、保障國家能源安全、加快科技強國“雙一流”高校建設(shè)背景下的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，是新時代創(chuàng)新人才培養(yǎng)的迫切需求?，F(xiàn)有必要對問題式學(xué)習(xí)方法（PBL）教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程改革進(jìn)行探索，從而提升學(xué)生油氣藏理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)能力。從“現(xiàn)代試井分析”課程特點出發(fā)，探究課程改革建設(shè)的必要性和可行性，分析課程建設(shè)中存在的問題并對問題進(jìn)行深入剖析和反思。通過改革提升課程效果，從而培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實的能源專業(yè)人才，為深入推動實施新時代人才強國戰(zhàn)略和加快建設(shè)世界重要人才中心提供有力支持。

［關(guān)鍵詞］ 現(xiàn)代試井分析；課程改革；課程建設(shè)

［基金項目］ 2022—2023年教育部產(chǎn)學(xué)研育人項目“基于虛擬仿真技術(shù)線上線下混合式教學(xué)實踐基地建設(shè)項目”（202102039025）；2021—2022年中國石油大學(xué)（北京）課程建設(shè)項目“PBL教學(xué)模式下‘現(xiàn)代試井分析’課程改革探索”（156）

［作者簡介］ 陳志明（1989—），男，湖北黃岡人，工學(xué)博士，中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院教授（通信作者），博士生導(dǎo)師，主要從事油氣藏滲流理論與應(yīng)用、非常規(guī)油氣藏試井動態(tài)反演及壓裂評價研究；廖新維（1967—），男，福建大田人，工學(xué)博士，中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事油氣藏滲流理論與應(yīng)用、復(fù)雜油氣藏提高采收率研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）42-0051-04 ［收稿日期］ 2023-05-05

2019年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》提出，注重“問題設(shè)計”等跨學(xué)科綜合性教學(xué)。同年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》提出，開展“問題化學(xué)習(xí)”。實踐層面已有很多區(qū)域和高校嘗試以問題式學(xué)習(xí)為變革抓手，激發(fā)教學(xué)活力。問題式學(xué)習(xí)方法即PBL教學(xué)法（problem-based learning method），是以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法［1-4］，在教師的引導(dǎo)下，“以學(xué)生為中心，以問題為基礎(chǔ)”，通過采用課堂研討形式，學(xué)生圍繞問題獨立收集資料，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)模式［5-7］。

近年來，油氣開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)向深海、深層和復(fù)雜地質(zhì)條件區(qū)域延伸，開發(fā)新技術(shù)、新理論、新方法不斷涌現(xiàn)。這些變化進(jìn)一步推動對高素質(zhì)、復(fù)合型、創(chuàng)新型石油工程專業(yè)人才的需求。中國石油大學(xué)（北京）就是要培養(yǎng)和輸出這樣的高水平、有創(chuàng)新能力的人才。這就要求我們在教學(xué)上改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，探索培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的教學(xué)模式，以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力?，F(xiàn)代試井分析技術(shù)是油藏工程技術(shù)研究的一個重要組成部分，在油田開發(fā)實際中是一項不可少的技術(shù)。“現(xiàn)代試井分析”是一門實用性很強的本科課程，學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)不但需要掌握相關(guān)的理論和方法，還應(yīng)會對實際油田生產(chǎn)過程中試井分析問題能夠應(yīng)用所學(xué)的知識通過軟件手段進(jìn)行分析解釋，同時通過在應(yīng)用現(xiàn)代試井分析軟件對實際試井測試資料解釋分析過程中進(jìn)一步加深對所學(xué)知識的理解，提高學(xué)生解決實際油田生產(chǎn)過程中試井分析問題的能力。

在實際教學(xué)實踐中，需要讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的現(xiàn)代試井分析所必備的基本概念、基礎(chǔ)理論和基本方法和解決試井解釋分析實際問題的手段結(jié)合起來，而要達(dá)到這個目的就需要開展以問題為導(dǎo)向的PBL教學(xué)模式。通過課堂研討，收集資料，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題過程，加強學(xué)生的現(xiàn)代試井分析知識面的拓展，提高專業(yè)外語及文獻(xiàn)跟蹤的水平，通過PBL教學(xué)模式加強學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代試井分析理論解決實際工程問題的能力。因此，有必要開展本項目的教學(xué)改革實踐，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，以進(jìn)一步實現(xiàn)我校國際化的戰(zhàn)略。

一、研究思路

以問題為導(dǎo)向的PBL教學(xué)模式是在教學(xué)過程中，創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情景和模式，讓學(xué)生在討論中發(fā)揮主觀能動性和合作能力，主動探索、思考和實踐，從而更有效地吸收知識、應(yīng)用知識、分析問題、解決問題，提高學(xué)生的各方面素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一種教學(xué)方式。PBL教學(xué)模式的本質(zhì)特征主要表現(xiàn)為：（1）關(guān)注學(xué)生思維能力的訓(xùn)練與養(yǎng)成，在討論與實踐中培養(yǎng)學(xué)生的思考和創(chuàng)新能力。（2）打破原有的僵硬的邏輯和機械的順序，設(shè)置問題與研究問題，把教學(xué)時空從課堂延伸到圖書館、實驗室等領(lǐng)域，真正實現(xiàn)學(xué)習(xí)與實踐、學(xué)習(xí)與研究相結(jié)合。（3）一個不斷探索和創(chuàng)新的過程，要求教師的教是創(chuàng)新性的，科研與教學(xué)是相通的，教師要把解決問題的思想、方法和取得的新進(jìn)展引入教學(xué)并貫穿全過程。

“現(xiàn)代試井分析”的PBL教學(xué)改革將以試井分析問題為導(dǎo)向，采用課堂講授、課程研討與問題解決相結(jié)合的方式，讓學(xué)生掌握試井解釋分析的基本概念、理論、方法和技能，訓(xùn)練學(xué)生分析試井資料問題的能力，鍛煉學(xué)生解決試井解釋問題的能力，為今后從事油田開發(fā)工作奠定必要基礎(chǔ)。因此，“現(xiàn)代試井分析”課程PBL教學(xué)改革將通過優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，建立一種基于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生在教學(xué)過程中直接步入解決問題甚至科學(xué)研究的前沿平臺，激發(fā)其創(chuàng)新欲望，師生在“科學(xué)共同體”下，不僅共享科學(xué)研究的思想、思維和方法，而且各取所需，真正達(dá)到教學(xué)相長。

擬采取主要手段包括PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程發(fā)現(xiàn)問題式講授、PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程分析問題式討論和PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程解決問題實踐，同時輔以PBL教學(xué)模式下研討會、PBL教學(xué)模式下資料收集和發(fā)現(xiàn)問題、PBL教學(xué)模式下課堂討論設(shè)計和PBL教學(xué)模式下工程實踐和解決問題等輔助手段。因此，形成了PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程改革探索的研究方案。

二、研究手段

（一）項目研究主要手段

圍繞以上研究方案，擬采取以下主要手段。

1.PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程發(fā)現(xiàn)問題式講授。在課前設(shè)計閱讀提綱，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生掌握本章節(jié)學(xué)習(xí)的目的、基本知識點、難點等。對于常見的與現(xiàn)代試井分析相關(guān)的知識點，列舉大量的科研成果實例、施工圖片、研究歷史，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)油田開發(fā)設(shè)計問題，通過提問討論，引出需要講授的基本原理，啟發(fā)學(xué)生透過現(xiàn)象探索問題的本質(zhì)，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用理論知識發(fā)現(xiàn)實際問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，了解、體驗科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)歷史或應(yīng)用過程，喚起學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

2.PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程分析問題式討論。設(shè)立試井分析問題數(shù)據(jù)收集、試井分析模型建立和解釋分析等3次研討課，研討課的學(xué)時占全部學(xué)時的10％。在每次研討課之前，教師推薦閱讀的教材和課外書，提出主要掌握知識點的要求和需要解決的實際問題。學(xué)生根據(jù)要求，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料分析問題，根據(jù)解決問題思路寫出多媒體匯報材料，在課堂中完成匯報。由學(xué)生分組完成，每組選派一名代表在課堂就油田開發(fā)設(shè)計問題和問題分析進(jìn)行發(fā)言與討論，在學(xué)生發(fā)言后，其他學(xué)生提問和研討，最后教師對發(fā)言者上述內(nèi)容進(jìn)行評論并表明主要知識點，由教師和同學(xué)共同給發(fā)言者打分。

3.PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程解決問題實踐。在完成理論內(nèi)容學(xué)習(xí)后，以油田測試資料實例作為研究性作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生通過試井分析軟件的學(xué)習(xí)、實際操作等訓(xùn)練，加深對現(xiàn)代試井分析知識及其研究方法、應(yīng)用方法的理解和掌握。要求學(xué)生每2～3人組成一組，根據(jù)生產(chǎn)實際的油田靜動態(tài)資料進(jìn)行分析建模和擬合解釋，通過資料整理、科學(xué)研究和撰寫試井分析報告，鍛煉學(xué)生解決試井分析問題的綜合能力。

（二）項目研究輔助手段

為了實現(xiàn)上述建設(shè)計劃和目標(biāo)，同時擬計劃采取以下輔助手段完成。

1.PBL教學(xué)模式下研討會。結(jié)合“現(xiàn)代試井分析”和“油藏工程”教學(xué)團隊，舉行研討會，討論上課方式、課程研討方式以及考試方式等，形成教研型授課方式。

2.PBL教學(xué)模式下資料收集和發(fā)現(xiàn)問題。收集現(xiàn)場實際試井測試數(shù)據(jù)，并按照油藏情況分類，以供學(xué)生在理論學(xué)習(xí)后進(jìn)行實例操作。查閱并整理國內(nèi)外現(xiàn)代試井分析相關(guān)重要文獻(xiàn)，在課程討論前供學(xué)生閱讀，課上討論。收集素材補充課件，增加實例分析和問題分析，發(fā)現(xiàn)試井分析問題，豐富課程內(nèi)容。

3.PBL教學(xué)模式下課堂討論設(shè)計。在每次研討課之前，教師推薦閱讀的教材和課外書，提出主要掌握知識點的要求。學(xué)生根據(jù)要求，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，根據(jù)主要知識點寫出多媒體匯報材料，在課堂中完成匯報。由學(xué)生分組完成，每組選派一名代表在課堂討論時發(fā)言，在學(xué)生發(fā)言后，其他學(xué)生提問和研討，最后教師對發(fā)言者上述內(nèi)容進(jìn)行評論并表明主要知識點，由教師和同學(xué)共同給發(fā)言者打分。

4.PBL教學(xué)模式下工程實踐和解決問題。要求學(xué)生每2～3人組成一組，由教師提供生產(chǎn)實際的試井分析資料，要求學(xué)生根據(jù)生產(chǎn)實際的油田靜動態(tài)資料進(jìn)行分析建模和試井解釋，通過資料整理、科學(xué)研究和撰寫試井分析報告，教師對學(xué)生所撰寫試井分析報告進(jìn)行點評，鍛煉學(xué)生解決問題的綜合能力。

三、研究結(jié)果

（一）加深了對課程學(xué)習(xí)重要性的認(rèn)識

現(xiàn)代試井分析技術(shù)是油藏工程技術(shù)研究的一個重要組成部分，在油田開發(fā)實際中是一項不可少的技術(shù)。試井資料富含油氣藏重要的信息資料，充分利用這些信息資料進(jìn)行油氣藏特征描述的研究將可大幅度提高油氣田開發(fā)的有效性，為合理高效地開發(fā)油氣田提供了強有力的技術(shù)手段。因此，改革課程內(nèi)容，使學(xué)生全面認(rèn)識試井知識對石油開發(fā)生產(chǎn)的重要性，認(rèn)識作為未來石油人所肩負(fù)的重?fù)?dān)，激發(fā)其積極主動的學(xué)習(xí)興趣。

（二）促進(jìn)了課堂與生產(chǎn)實踐的有機結(jié)合

“現(xiàn)代試井分析”是一門實用性很強的課程，學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)不但要掌握相關(guān)的理論和方法，還要會對實際油田生產(chǎn)過程中試井測試資料能夠應(yīng)用所學(xué)的知識通過軟件手段進(jìn)行分析解釋，同時通過在應(yīng)用現(xiàn)代試井分析軟件對實際試井測試資料解釋分析過程中進(jìn)一步加深對所學(xué)知識的理解。學(xué)生在掌握了很多的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識后，急需拓展和融合所學(xué)的知識，強烈要求活化所學(xué)的試井分析理論，如何促進(jìn)學(xué)生將知識理論與實踐有機銜接，必須向前邁出一步。在立足于課堂學(xué)習(xí)重點的理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，有必要加強與生產(chǎn)實踐的銜接，從教學(xué)內(nèi)容和方式上進(jìn)行必要的改革。如果能夠讓學(xué)生接觸和了解試井測試過程，必將會促進(jìn)課堂與生產(chǎn)實踐有機融合，促進(jìn)學(xué)生對試井分析技術(shù)在石油開發(fā)生產(chǎn)中的重要性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)主動性。同時，將目前實際的試井分析技術(shù)展示給學(xué)生，必將激發(fā)他們探索試井分析與診斷的能動性，讓試井分析知識在未來的石油工作中進(jìn)一步發(fā)揮作用。

（三）增強了與其他專業(yè)知識的關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)

“現(xiàn)代試井分析”課程主要研究多種滲流問題的不穩(wěn)定試井理論和試井分析方法，其主要內(nèi)容包括：不穩(wěn)定試井基本概念和基本理論，試井問題的求解方法，均質(zhì)、雙孔、雙滲、復(fù)合和分形等油藏的試井模型理論特征，直井、水平井、垂直裂縫井的試井模型理論特征，直線段解釋方法和曲線擬合解釋方法。它與其他重要專業(yè)知識密不可分、相輔相成。在“現(xiàn)代試井分析”課程學(xué)習(xí)中，將關(guān)聯(lián)石油工程專業(yè)學(xué)生必修的“滲流力學(xué)”“油層物理”等課程。例如，“滲流力學(xué)”課程主要研究流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的運動規(guī)律，如單相滲流理論、多相滲流理論、雙重介質(zhì)滲流理論、滲流基本定律和多孔介質(zhì)理論；“油層物理”主要介紹油藏儲層巖石的物理性質(zhì)、油藏流體的物理性質(zhì)、多孔介質(zhì)中的多相滲流機理及在石油工程中的應(yīng)用。這些知識的學(xué)習(xí)可以加深對試井方法的理解和掌握，為“現(xiàn)代試井分析”提供理論支撐。反之，現(xiàn)代試井分析知識又被應(yīng)用到專業(yè)理論的驗證上，“滲流力學(xué)”“油層物理”等課程很多的理論和現(xiàn)象都可借助試井分析方法得到驗證和演示，以增加學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握。因此，“現(xiàn)代試井分析”課程的學(xué)習(xí)可以與其他專業(yè)知識相互關(guān)聯(lián)、互相促進(jìn)，有利于學(xué)生更好地將本專業(yè)知識融會貫通。

（四）軟件與實例促進(jìn)了對課堂內(nèi)容的理解

現(xiàn)代試井分析方法理論深、抽象，如果學(xué)生沒有親歷過解釋實例練習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中會出現(xiàn)對所學(xué)知識理解不深、掌握不扎實的問題，只有將實踐與課堂理論教學(xué)緊密相結(jié)合，使實物和應(yīng)用實例成為夯實學(xué)生所學(xué)理論知識的支撐，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解會有較大的促進(jìn)作用。在教改項目實施期間，開發(fā)了一套試井解釋應(yīng)用軟件，通過軟件操作和實例分析，強化學(xué)生對課堂理論和知識的認(rèn)識，建立課堂知識與石油實踐緊密結(jié)合的思維，同時培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維，對促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高、培養(yǎng)油氣勘探開發(fā)人才、實現(xiàn)我國油氣勘探開發(fā)技術(shù)的跨越式發(fā)展，具有非常重要的意義。

結(jié)語

通過PBL教學(xué)模式下“現(xiàn)代試井分析”課程改革探索，促進(jìn)完善教學(xué)課程體系，大幅度提升了教學(xué)效果，使學(xué)生更深入到課程學(xué)習(xí)中，更加快速熟練地掌握知識，增加了學(xué)生的理論儲備，為日后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。通過PBL教學(xué)模式的課程改革，提高了學(xué)生的課堂互動性，學(xué)生更加積極主動地參與到課程中，在實踐中應(yīng)用所學(xué)，增強了理論知識學(xué)習(xí)的趣味性，使得學(xué)生視野更開闊。此項改革進(jìn)一步提升了日常教學(xué)的建設(shè)水平，為實施人才強國戰(zhàn)略添磚加瓦。

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Exploration on the Reform of the Modern Well Testing Analysis Course under the Problem-based Learning （PBL） Teaching Mode

CHEN Zhi-ming， LIAO Xin-wei， ZHAO Xiao-liang

（College of Petroleum Engineering， China University of Petroleum（Beijing），

Beijing 102249， China）

Abstract： To thoroughly implement the Report of the 20th National Congress of the Communist Party of China， promote energy revolution， ensure national energy security， accelerate the construction of “Double First-Class” universities， and reform the talent training mode， meet the urgent need for the cultivation of innovative talents in the new era， it is necessary to explore the reform of the Modern Well Testing Analysis course under the problem-based learning （PBL） teaching mode， so as to enhance student’s basic ability in the theoretical study of oil and gas reservoirs. Based on the characteristics of this course， this paper explores the necessity and feasibility of curriculum reform and construction， analyzes the existing problems in the course construction， and makes an in-depth analysis and reflection on the problems. Through reform， it can improve the effectiveness of the curriculum and cultivate energy professionals with a solid theoretical found ation， providing strong support for the implementation of the strategy of strengthening the country through talents in the new era and accelerating the construction of a world-class talent center.

Key words： Modern Well Testing Analysis; curriculum reform; curriculum construction