PBL教学模式下“现代试井分析”课程改革探索

［摘 要］ 深入学习贯彻党的二十大精神，就推进能源革命、保障国家能源安全、加快科技强国“双一流”高校建设背景下的人才培养模式进行改革，是新时代创新人才培养的迫切需求。现有必要对问题式学习方法（PBL）教学模式下“现代试井分析”课程改革进行探索，从而提升学生油气藏理论学习的基础能力。从“现代试井分析”课程特点出发，探究课程改革建设的必要性和可行性，分析课程建设中存在的问题并对问题进行深入剖析和反思。通过改革提升课程效果，从而培养出理论基础扎实的能源专业人才，为深入推动实施新时代人才强国战略和加快建设世界重要人才中心提供有力支持。

［关键词］ 现代试井分析；课程改革；课程建设

［基金项目］ 2022—2023年教育部产学研育人项目“基于虚拟仿真技术线上线下混合式教学实践基地建设项目”（202102039025）；2021—2022年中国石油大学（北京）课程建设项目“PBL教学模式下‘现代试井分析’课程改革探索”（156）

［作者简介］ 陈志明（1989—），男，湖北黄冈人，工学博士，中国石油大学（北京）石油工程学院教授（通信作者），博士生导师，主要从事油气藏渗流理论与应用、非常规油气藏试井动态反演及压裂评价研究；廖新维（1967—），男，福建大田人，工学博士，中国石油大学（北京）石油工程学院教授，博士生导师，主要从事油气藏渗流理论与应用、复杂油气藏提高采收率研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）42-0051-04 ［收稿日期］ 2023-05-05

2019年，国务院办公厅印发《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》提出，注重“问题设计”等跨学科综合性教学。同年，中共中央、国务院印发《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》提出，开展“问题化学习”。实践层面已有很多区域和高校尝试以问题式学习为变革抓手，激发教学活力。问题式学习方法即PBL教学法（problem-based learning method），是以问题为导向的教学方法［1-4］，在教师的引导下，“以学生为中心，以问题为基础”，通过采用课堂研讨形式，学生围绕问题独立收集资料，发现问题、解决问题，培养学生自主学习能力和创新能力的教学模式［5-7］。

近年来，油气开发领域已经向深海、深层和复杂地质条件区域延伸，开发新技术、新理论、新方法不断涌现。这些变化进一步推动对高素质、复合型、创新型石油工程专业人才的需求。中国石油大学（北京）就是要培养和输出这样的高水平、有创新能力的人才。这就要求我们在教学上改变传统的教学模式，探索培养学生自主学习能力和创新能力的教学模式，以提高学生发现问题、解决问题的能力。现代试井分析技术是油藏工程技术研究的一个重要组成部分，在油田开发实际中是一项不可少的技术。“现代试井分析”是一门实用性很强的本科课程，学生通过该课程的学习不但需要掌握相关的理论和方法，还应会对实际油田生产过程中试井分析问题能够应用所学的知识通过软件手段进行分析解释，同时通过在应用现代试井分析软件对实际试井测试资料解释分析过程中进一步加深对所学知识的理解，提高学生解决实际油田生产过程中试井分析问题的能力。

在实际教学实践中，需要让学生能够将所学的现代试井分析所必备的基本概念、基础理论和基本方法和解决试井解释分析实际问题的手段结合起来，而要达到这个目的就需要开展以问题为导向的PBL教学模式。通过课堂研讨，收集资料，发现问题、解决问题过程，加强学生的现代试井分析知识面的拓展，提高专业外语及文献跟踪的水平，通过PBL教学模式加强学生应用现代试井分析理论解决实际工程问题的能力。因此，有必要开展本项目的教学改革实践，提升学生自主学习能力和创新能力，以进一步实现我校国际化的战略。

一、研究思路

以问题为导向的PBL教学模式是在教学过程中，创设一种类似科学研究的情景和模式，让学生在讨论中发挥主观能动性和合作能力，主动探索、思考和实践，从而更有效地吸收知识、应用知识、分析问题、解决问题，提高学生的各方面素质，培养学生创造能力和创新精神的一种教学方式。PBL教学模式的本质特征主要表现为：（1）关注学生思维能力的训练与养成，在讨论与实践中培养学生的思考和创新能力。（2）打破原有的僵硬的逻辑和机械的顺序，设置问题与研究问题，把教学时空从课堂延伸到图书馆、实验室等领域，真正实现学习与实践、学习与研究相结合。（3）一个不断探索和创新的过程，要求教师的教是创新性的，科研与教学是相通的，教师要把解决问题的思想、方法和取得的新进展引入教学并贯穿全过程。

“现代试井分析”的PBL教学改革将以试井分析问题为导向，采用课堂讲授、课程研讨与问题解决相结合的方式，让学生掌握试井解释分析的基本概念、理论、方法和技能，训练学生分析试井资料问题的能力，锻炼学生解决试井解释问题的能力，为今后从事油田开发工作奠定必要基础。因此，“现代试井分析”课程PBL教学改革将通过优化课程结构，建立一种基于发现问题、解决问题的教学和学习模式，使学生在教学过程中直接步入解决问题甚至科学研究的前沿平台，激发其创新欲望，师生在“科学共同体”下，不仅共享科学研究的思想、思维和方法，而且各取所需，真正达到教学相长。

拟采取主要手段包括PBL教学模式下“现代试井分析”课程发现问题式讲授、PBL教学模式下“现代试井分析”课程分析问题式讨论和PBL教学模式下“现代试井分析”课程解决问题实践，同时辅以PBL教学模式下研讨会、PBL教学模式下资料收集和发现问题、PBL教学模式下课堂讨论设计和PBL教学模式下工程实践和解决问题等辅助手段。因此，形成了PBL教学模式下“现代试井分析”课程改革探索的研究方案。

二、研究手段

（一）项目研究主要手段

围绕以上研究方案，拟采取以下主要手段。

1.PBL教学模式下“现代试井分析”课程发现问题式讲授。在课前设计阅读提纲，引导学生自学，使学生掌握本章节学习的目的、基本知识点、难点等。对于常见的与现代试井分析相关的知识点，列举大量的科研成果实例、施工图片、研究历史，启发学生发现油田开发设计问题，通过提问讨论，引出需要讲授的基本原理，启发学生透过现象探索问题的本质，启发学生应用理论知识发现实际问题，使学生在学习知识的同时，了解、体验科学原理的发现历史或应用过程，唤起学生的好奇心和求知欲，激发学生主动学习。

2.PBL教学模式下“现代试井分析”课程分析问题式讨论。设立试井分析问题数据收集、试井分析模型建立和解释分析等3次研讨课，研讨课的学时占全部学时的10％。在每次研讨课之前，教师推荐阅读的教材和课外书，提出主要掌握知识点的要求和需要解决的实际问题。学生根据要求，阅读相关文献资料分析问题，根据解决问题思路写出多媒体汇报材料，在课堂中完成汇报。由学生分组完成，每组选派一名代表在课堂就油田开发设计问题和问题分析进行发言与讨论，在学生发言后，其他学生提问和研讨，最后教师对发言者上述内容进行评论并表明主要知识点，由教师和同学共同给发言者打分。

3.PBL教学模式下“现代试井分析”课程解决问题实践。在完成理论内容学习后，以油田测试资料实例作为研究性作业，引导学生通过试井分析软件的学习、实际操作等训练，加深对现代试井分析知识及其研究方法、应用方法的理解和掌握。要求学生每2～3人组成一组，根据生产实际的油田静动态资料进行分析建模和拟合解释，通过资料整理、科学研究和撰写试井分析报告，锻炼学生解决试井分析问题的综合能力。

（二）项目研究辅助手段

为了实现上述建设计划和目标，同时拟计划采取以下辅助手段完成。

1.PBL教学模式下研讨会。结合“现代试井分析”和“油藏工程”教学团队，举行研讨会，讨论上课方式、课程研讨方式以及考试方式等，形成教研型授课方式。

2.PBL教学模式下资料收集和发现问题。收集现场实际试井测试数据，并按照油藏情况分类，以供学生在理论学习后进行实例操作。查阅并整理国内外现代试井分析相关重要文献，在课程讨论前供学生阅读，课上讨论。收集素材补充课件，增加实例分析和问题分析，发现试井分析问题，丰富课程内容。

3.PBL教学模式下课堂讨论设计。在每次研讨课之前，教师推荐阅读的教材和课外书，提出主要掌握知识点的要求。学生根据要求，阅读相关文献资料，根据主要知识点写出多媒体汇报材料，在课堂中完成汇报。由学生分组完成，每组选派一名代表在课堂讨论时发言，在学生发言后，其他学生提问和研讨，最后教师对发言者上述内容进行评论并表明主要知识点，由教师和同学共同给发言者打分。

4.PBL教学模式下工程实践和解决问题。要求学生每2～3人组成一组，由教师提供生产实际的试井分析资料，要求学生根据生产实际的油田静动态资料进行分析建模和试井解释，通过资料整理、科学研究和撰写试井分析报告，教师对学生所撰写试井分析报告进行点评，锻炼学生解决问题的综合能力。

三、研究结果

（一）加深了对课程学习重要性的认识

现代试井分析技术是油藏工程技术研究的一个重要组成部分，在油田开发实际中是一项不可少的技术。试井资料富含油气藏重要的信息资料，充分利用这些信息资料进行油气藏特征描述的研究将可大幅度提高油气田开发的有效性，为合理高效地开发油气田提供了强有力的技术手段。因此，改革课程内容，使学生全面认识试井知识对石油开发生产的重要性，认识作为未来石油人所肩负的重担，激发其积极主动的学习兴趣。

（二）促进了课堂与生产实践的有机结合

“现代试井分析”是一门实用性很强的课程，学生通过本课程的学习不但要掌握相关的理论和方法，还要会对实际油田生产过程中试井测试资料能够应用所学的知识通过软件手段进行分析解释，同时通过在应用现代试井分析软件对实际试井测试资料解释分析过程中进一步加深对所学知识的理解。学生在掌握了很多的专业理论基础知识后，急需拓展和融合所学的知识，强烈要求活化所学的试井分析理论，如何促进学生将知识理论与实践有机衔接，必须向前迈出一步。在立足于课堂学习重点的理论学习基础上，有必要加强与生产实践的衔接，从教学内容和方式上进行必要的改革。如果能够让学生接触和了解试井测试过程，必将会促进课堂与生产实践有机融合，促进学生对试井分析技术在石油开发生产中的重要性认识，激发学习主动性。同时，将目前实际的试井分析技术展示给学生，必将激发他们探索试井分析与诊断的能动性，让试井分析知识在未来的石油工作中进一步发挥作用。

（三）增强了与其他专业知识的关联学习

“现代试井分析”课程主要研究多种渗流问题的不稳定试井理论和试井分析方法，其主要内容包括：不稳定试井基本概念和基本理论，试井问题的求解方法，均质、双孔、双渗、复合和分形等油藏的试井模型理论特征，直井、水平井、垂直裂缝井的试井模型理论特征，直线段解释方法和曲线拟合解释方法。它与其他重要专业知识密不可分、相辅相成。在“现代试井分析”课程学习中，将关联石油工程专业学生必修的“渗流力学”“油层物理”等课程。例如，“渗流力学”课程主要研究流体在多孔介质内的运动规律，如单相渗流理论、多相渗流理论、双重介质渗流理论、渗流基本定律和多孔介质理论；“油层物理”主要介绍油藏储层岩石的物理性质、油藏流体的物理性质、多孔介质中的多相渗流机理及在石油工程中的应用。这些知识的学习可以加深对试井方法的理解和掌握，为“现代试井分析”提供理论支撑。反之，现代试井分析知识又被应用到专业理论的验证上，“渗流力学”“油层物理”等课程很多的理论和现象都可借助试井分析方法得到验证和演示，以增加学生对专业知识的理解和掌握。因此，“现代试井分析”课程的学习可以与其他专业知识相互关联、互相促进，有利于学生更好地将本专业知识融会贯通。