“石油及天然气地质学”课程的MOOC课程设计

[摘 要] 建立石油地质类课程的创新型教学模式，是顺应工科高等教育教学方法和模式变革的要求。“石油及天然气地质学”作为一门理论性和实践性都很强的石油地质类工科专业课程，专业概念抽象、知识体系庞大，需要建立新的教学模式。从课程建设思路、教学内容、教学设计三个方面探讨了“石油及天然气地质学”课程的MOOC建设流程，认为课程需要优化教学内容、改革教学实施过程、突出以学生为中心的教学理念，为提升石油地质学科的教学质量提供借鉴。

[关键词] 石油及天然气地质学;课程设计;MOOC

[基金项目] 2019年度中国地质大学（武汉）第一批本科教学工程项目“‘石油及天然气地质学’MOOC课程建设”（2019G15）;2020年度湖北省高等学校省级教学研究项目“理工类专业课程思政教育的研究与实践——以‘石油及天然气地质学’课为例”（ZL202018）;2021年度中国地质大学（武汉）本科教学工程项目“石油地质系基层教学组织建设”（2021G78）

[作者简介] 王芙蓉（1979—），女，湖北钟祥人，博士，中国地质大学（武汉）资源学院副教授，主要从事储层地质研究;侯宇光（1979—），男，吉林松原人，博士，中国地质大学（武汉）资源学院副教授，主要从事非常规油气地质研究;郭小文（1980—），男，江西进贤人，博士，中国地质大学（武汉）资源学院教授，主要从事油气成藏机理研究。

[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）12-0116-05 [收稿日期] 2021-07-07

近年来，MOOC作为一种大型在线网络课程，以其强大的开放共享特点受到教学工作者的青睐，对推动实践教学模式改革、探索新型教学方法有重要意义[1]。把MOOC纳入高校课程教学，既顺应了高校教学改革的要求，同时也可以实现碎片式学习，让学生从短视频中掌握核心知识，高效利用时间。将传统的线下教学转变为线上线下混合式教学，对于高校发展起到了积极的推动作用[2]。由于石油地质类课程理论性和实践性较强，专业概念比较抽象，知识体系庞大，如何在MOOC模式下建立石油地质类课程的创新型教学模式，是当前我国高校石油地质类课程教学改革亟待探讨的课题。

“石油及天然气地质学”课程是中国地质大学（武汉）自1952年建校以来面向石油地质和资源勘查工程相关本科专业开设的专业基础课程，有着深厚的优良教风学风传统。由于石油地质学科具有多学科综合交叉的特征，其内容涵盖了油气在地壳中的生成、运移、聚集成藏的基本原理和分布规律，以及油气勘探的方法、程序和任务等方面;因此，如何将庞大的知识体系与课程教学很好地结合，是石油地质类课程教学的主要难点[3]。我们在传统线下教学中不断摸索，多次开展教学方法研究，积极探索教改实践[4-7]，但该课程仍存在受众面较小、无法进行小屏学习、复杂知识点自学难度大等问题，所以需要以MOOC的形式进行专业课程升级[8]，以加强学生对基础知识的学习，进而推动学生进行研究性学习。

国内相关学者提出解决MOOC完成率低的关键是要提高MOOC的设计质量，设计成功的重要因素之一是课程设计[9]。MOOC设计是指教育者根据教育目标和学生特点确定教学内容，组成知识体系，并规定课程设置顺序和授课时长的过程[10]。教学视频作为MOOC内容的传递媒介，其质量将直接影响学习者对课程的参与度和学习效果[11]。本文主要从建设思路、教学内容、教学设计三个方面对“石油及天然气地质学”课程的MOOC设计进行讨论。

一、课程建设思路

“石油及天然气地质学”课程，是我校地质资源与地质工程一级学科“双一流”优势学科的重要组成部分，是国家级高水平课程。目前校内授课对象众多，除了资源勘查工程专业外，还包括资源学院的石油与天然气工程专业、盆地矿产方向学生，以及海洋学院、地空地质、李四光学院、国际教育、地学院等相关学院相关专业的本科生或留学生。通过“石油及天然气地质学”课程的学习，学生能够了解石油及天然气地质学的学科性质、基本问题及主要研究领域，掌握石油及天然气地质学的基本思维方法，并为后续课程的学习奠定基础。该课程是油气地质专业的一门综合油气地质基础课程，对学生形成完整的专业知识体系具有举足轻重的作用。

该课程为具有专业特色的优质课程，教学资源丰富，教学方法灵活，学生体验评价好。2007年获批湖北省精品课程，2009年获批国家级精品课程，2013年获批精品资源共享课程。“石油及天然气地质学”课程要求学生对整个油气领域有所认识，但由于授课对象专业不同，多数学生对油气地质专业知识了解不够，导致课程内容设置具有一定的难度。

目前，“石油及天然气地质学”课程采用传统课堂PPT讲授的教学模式，授课对象只局限于本校学生。教学实践表明，传统课堂对新一代大学生造成一定学习障碍，主要表现为课程知识点多、难度大，以及学习被动、知识理解与记忆较差，难以形成系统的知识框架[12]。学生在储集层、圈闭、烃源岩、油气运移等重要知识点及实践教学环节中，对独立知识点的理解不够透彻，不能灵活运用所学知识进行案例综合分析。另外，学生与教师的互动少，学生不愿意主动发言。而在线课程的建设，能够对课程体系进行系统设置，不同级别、不同专业背景的学生可以有选择地进行相关知识的学习，特别是教学重点与教学难点的把握[13，14]，学生能够灵活运用油气地质的基础理论解决油气行业的综合问题，获得更佳的学习效果。结合国内各种MOOC课程和“石油及天然气地质学”课程的特点，将课程建设为全在线网络课程。

二、课程教学内容

该课程以油气藏为研究对象，其基本任务是系统地向学生介绍地下油气水的性质和产状，油气藏的特征、形成原理、分布规律，以及油气地质研究的主要方法技术与资源评价的基本内容等。课程包括经典内容和扩展内容，经典内容体系为常规油气地质学，包括油气藏的基本要素，认识油气的生成、运移、聚集和油气藏形成，油气在地壳中的分布规律;扩展内容为非常规油气地质及资源。

本校全年都有不同院系开设不同学时的本课程。地学院的地质学和地球化学专业（课程40学时），资源学院的资源勘查工程专业（油气方向）（课程80学时）、资源勘查工程专业（煤及煤层气方向）（课程40学时）、石油工程专业（课程64学时）和海洋科学专业（课程56学时），工程学院的勘查技术与工程专业（课程40学时），地空学院的地球物理专业（课程40学时）。

学时数为40学时的专业讲课内容主要涉及石油地质学的发展历程、油气藏中的流体，以及油气藏的生、储、盖、圈、运、保六个基本要素，粗略介绍非常规油气地质。通过课程学习，学生能够掌握石油及天然气地质学的基本知识、基本理论和基本技能，理解该课程的基本特点、知识体系的内涵及外延。

学时数为56～80学时的专业讲课内容主要涉及石油地质学的发展历程、油气藏中的流体，以及油气藏的生、储、盖、圈、运、保六个基本要素，详细介绍非常规油气地质。通过课程学习，学生能够比较系统地掌握石油及天然气地质学的基本概念、油气藏形成过程的研究方法和技术，初步形成油气地质及勘查工作的专业思维。

对于不同专业的学生而言，本课程重点包括以下几点：（1）石油、天然气及油田水的化学组成;（2）储集层物理性质、储集层与盖层的评价;（3）圈闭和油气藏的构成要素、度量、分类及各种类型的特征;（4）油气有机成因理论及烃源岩的评价;（5）油气运移与聚集的基本原理;（6）油气藏形成的综合地质条件。

由于不同专业学生的先修课程不同，在本课程的学习中，面临的主要难点包括以下几方面：（1）各类圈闭和油气藏的识别及其三维空间形态;（2）油气有机成因的系统理论;（3）油气初次运移的机理及模式、油气二次运移与聚集成藏的流体动力学原理及规律;（4）油气藏（田）形成的综合地质条件;（5）油气分布规律及其控制因素。

三、课程教学设计

地质类MOOC的设计制作更多受到课程本身特性的影响。地质类课程实践环节相对较多，因此MOOC教学设计应遵循“个体独立性原则、整体连贯性原则、服务型原则和开放互动性原则”[15]。结合“石油及天然气地质学”课程的具体教学目标、教学内容及重难点，课程教学设计主要遵循“四结合”原则，即独立知识点与连贯性课程体系相结合、学生自主学习与师生互动相结合、专业性知识与趣味性形式相结合、线上学习和线下教学相结合。

（一）独立知识点与连贯性课程体系相结合

MOOC是碎片化交互式学习型课程，以视频为载体，视频内容模块化，以知识点开展教学[16]。“石油及天然气地质学”课程知识点繁杂，且各知识点相互关联，学生自学和复习的困难较大。因此，在进行课程教学设计时，对所有知识进行科学的凝练和浓缩，认真梳理主干知识点，突出重点，突出“三基”[17]。同时，考虑到相关知识点之间的连续和贯通，教学设计时根据难点内容又将课程知识点加以分类和组合，共设计了8～15分钟的短视频52个，每个视频可独立学习（见表1）。由于各视频之间相互关联，每一章和每一节又设置了内容简介，加强学生对每一章内容的总体把握。

（二）学生自主学习与师生互动相结合

课程的设计要以学习者为本，增强学习者主动探索和学习的意识，同时有针对性地设计相应的测验题目，帮助学生巩固基本知识点。传统课堂学习模式一般是学生在期末考试前短时间突击、死记硬背、临时抱佛脚，考完试后大部分知识点被遗忘，缺少对基础知识点的理解，对整个知识体系缺少框架的建立。

“石油及天然气地质学”MOOC针对重要的知识点，最基础的要求是在介绍完每个知识点之后，出现以选择题为主的屏幕弹题，帮助学生消化随堂知识点。每一章学完后，课程还设计了判断题、填空题和选择题来测试学生的学习效果。同时，为加强各知识点之间的融会贯通，每一章也设计了5道讨论题来促使学生进一步思考。如第一章内容中有2个独立的小视频，分别是《石油的概念及组成》《石油的物理性质》，那么在讨论部分要求学生理解石油的物理性质与它的化合物组成之间的关系，这样学生不仅要了解每一个小视频的主要内容，也要思考同一章中不同视频内容之间的联系。第八章内容中有3个独立的小视频，分别是《煤层气基本特征和形成条件》《页岩气基本特征和形成条件》《非常规油资源》，在讨论时要求学生理解页岩油与页岩气的关系、煤层气与煤成气的差异、油页岩和页岩油的差异，不仅要求学生了解本章主要知识点，也要求学生能对比不同章节相关知识点，难度也是循序渐进地增加。在有效监督学习过程中，课程还设计了期末题库，强化在线学习效果。这些互动安排旨在尽量减少学生的“应付性”学习行为，准确反映学生的真实水平，客观评价学生的石油地质学思维能力和基本技能水平，有利于教师全面了解学生对知识掌握的程度，并不断调整教学计划和内容。

（三）专业性知识与趣味性形式相结合

MOOC教学应当尽量使用趣味性与教育性并存的情景教学法，努力营造课堂教学的热烈氛围，为学习者创设一个与其生活相契合的学习情境，以此来唤起学习者的学习动机[18]。“石油及天然气地质学”课程的理论内容比较抽象和专业，传统课堂学习比较枯燥无趣，大多数在校学生无法理解所学知识在油气现场的实际应用，学生学习热情普遍不高。在MOOC课程的学习中，教师可以合理地使用教学录像和动画演示进行形象生动的教学讲解和呈现，让学生对枯燥的地质知识产生更直观的认识，印象深刻。在综合案例分析中，可以结合油田现场的实际生产过程，把独立的知识点融入进去，加强理论和实践的结合，让学生有框架性知识体系概念。例如。对于石油、天然气及各自的化合物组成，可以采用小视频呈现其基本特征;在储集层物性特征讲解中，可以用海绵城市内部结构的动画演示来解释地下岩石的渗透性;在油气运移过程中，可用圈闭中的流体运移录像进行演示。另外，适时的屏幕弹题，也是对专业知识内容学习的一种有效调节，帮助学习者对当前知识点产生共鸣，进而引发他们的思考，使得学习过程有趣、学习效率提高。