“互联网+”背景下油气专业实验教学新模式探索

摘  要：在“互联网+”盛行的大背景下，培养高校学生依托专业方向进行自主创新创业具有重要意义，通过实验教学能有助于学生提高创新能力，并为学生未来创业奠定良好基础。文章以油气专业中的主干课程——油气地球化学的实验课为例，通过分析我校该实验课程建设过程中存在的问题，明确实验教学模式的调整和优化方式，提出建设翻转课堂、利用智能化教学资源以及完善实验课程考核评价等多措并举、有机融合的方式，运用互联网平台，破解油气地球化学实验课程中在“教”与“学”方面的难题。结果表明，该优化方案是以培养学生创新能力为宗旨的实验教学模式，能有效提高学生学习兴趣，很大程度上能改善教学效果，为今后学生自主创新创业打下坚实的基础。

关键词：实验教学;互联网+;翻转课堂;教学模式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）15-0123-04

Abstract： Under the background of "Internet plus"， it is of great significance to cultivate college students relying on professional orientation to carry out independent innovation and entrepreneurship. Through experimental teaching， students can improve their creativity and lay a good foundation for students to start their own businesses in the future. Taking the experimental course of Oil and Gas Geochemistry， the main course of Oil and Gas specialty， as an example， this paper  analyzes the problems in the construction of the experimental course in our university. The study defines the adjustment and optimization methods of the experimental teaching mode， and puts forward multiple measures and organic integration methods， such as flipped classroom construction， intelligent teaching resource utilization and perfect experimental course assessment and evaluation. Using the Internet platform， the problems of "teaching" and "learning" in the experimental course of Oil and Gas Geochemistry were solved. The results show that the optimization scheme is an experimental teaching mode aimed at cultivating students' innovative ability， which can effectively improve students' learning interest， improve teaching effect to a great extent， and lay a solid foundation for students' independent innovation and entrepreneurship in the future.

Keywords： experimental teaching; internet plus; flipping classroom; teaching model

2020年5月22日，国务院总理李克强在2020年政府工作报告中提出，全面推进“互联网+”，打造数字经济新优势。“互联网+”的具体含义为利用互联网平台，在传统行业的基础上将互联网与传统行业进行融合，使之进一步优化并能够适应当下的新发展。而这其中的核心要义就是“创新”，只有创新才能让这个“+”真正有价值、有意义。为拓宽大学生创新能力的培养路径，由教育部与政府、各高校共同主办中国“互联网+”大学生创新创业大赛每年如期举行，旨在深化高等教育综合改革，激发大学生的创造力。此外，教育部在2012年发布的《普通本科学校创业教育教学基本要求（试行）》文件中，也重点突出了高等学校的创新创业教育需要进一步加强建设[1]。因此，如何有效地培养大学生自主创新能力应是各大高校不可忽视的重要问题。

依托高校学生专业课程，设计合理的、特色鲜明的创新创业相关课程具有重要意义。相比于将创新创业知识直接以理论讲授的形式向学生教学，着力开发具有专业特色的实验课程，更有利于填补现今大学生在创新创业教育方面的不足。实验课程作为培养学生理论联系实际能力最直接的途径，使学生可不必拘泥于传统理论课程的层面，而是实际动手参与知识内容本身。通过实验教学来提高高校学生创新能力不仅是学生未来进行创业奠定良好基础的重要方式，也是培养具有为创建新型国家建设服务的高水平创新人才的重要途径。因此，必须积极推进实验教学方法改革，充分发挥实践育人功能，着力培养学生创新精神、创业意识和创新创业能力，培养适应国家和石油地质行业发展战略需要的高素质人才[2]。

油气地球化学课程作为油气勘探三大理论支柱之一，是石油类高校中油气地质勘探技术专业的专业基础课，该课程也须适应时代发展，在“互联网+”背景下结合多种多样的实验教学方式，线上线下全方面开展，利用丰富的教学资源，完善课程建设，提高教学质量，以期培养更多的地质类高素质技术技能人才。本文以油气地球化学实验课程为例，对在“互联网+”背景下的高校实验教学新模式进行探索，并对教学效果进行客观评价，为形成评价性教学体系提供经验。

一、油气地球化学课程实验教学现状

油气地球化学这门课程是油气地质专业一门非常重要的专业基础课。该课程是以普通地质学、沉积岩石学、构造地质学为基础，以有机地球化学理论和方法为指导的一门应用性学科，应用化学原理（特别是有机化学原理）研究地质体中有机质（包括石油、天然气及其次生产物）的组成、结构、性质和分布，重点阐述石油与天然气形成、演化和运移等地质过程中的有机地球化学原理，并运用它指导油气勘探与开发的一门理论和应用性相结合的科学[3]。近年来随着非常规油气勘探的不断深入，油气地球化学相关的新技术、新方法、新理论更是不断涌现，为培养适应学科领域发展的创新型人才，不仅需重视理论教学的课程建设，同时油气地球化学课程的实验教学也不可忽视，该课程实验教学主要包括采用索氏抽提法分离岩石中可溶有机质、采用柱层析法分析石油族组分、烃源岩快速热解评价以及饱和烃气相色谱分析，实验共12学时，意在锻炼培养学生应用油气地球化学知识分析、解决油田勘探和开发等实际问题的能力。

实验教学不仅是对理论知识掌握程度的有效检测，同时也是培养学生创新实践能力的最佳训练渠道。现阶段的教学模式主要是让学生以组为单位参与部分样品的实验分析，多名学生分工合作完成实验，得到第一手实验数据，并根据课堂出勤情况以及所提交的实验报告情况评定实验成绩。此外，由于实验台套数的限制，部分实验由老师给出大量的油气地球化学科研测试数据，让学生通过谱图解释、数据分析、参数提取、图表绘制等完成指定的分析研究任务。

然而，这其中也存在一些问题。在传统的实验教学模式下，课前预习多取决于学生的自觉，在预习中大多熟悉的是实验目的、原理、所需仪器、试剂、操作步骤、注意事项等内容，相关内容没有建立在接触实物的基础上，学生的预习犹如空中楼阁。学生动手做实验是在老师进行实验讲解之后，按部就班地进行实验操作，大多数学生只是机械地去做，而不知为何这样做，没有带着自己的想法进行实验，仅仅是为了完成实验课程内容而进行实验。之后又根据实验参考书或老师的板书进行实验报告的撰写。这种模式下学生在实验过程中发现问题、解决问题的能力得不到很好的培养。此外，由于实验课堂时间有限，本该学生清洗所需的实验器皿、配置实验所需的试剂、调试实验所需的仪器，为了课程进度却成为了老师课前准备好器皿、配好试剂、调好仪器，使得学生并没有参与到整个实验的操作过程，只是得到最后的实验结果而已，甚至因为有的实验需要连续好几天才能完成，后续的实验操作可能由老师来完成。这使得学生脱离实验课堂，对整个实验一知半解。学生的实践能力没有得到很好的提升，最终导致人才培养质量不高[4]。此外，实验教学的考核评价体系单一，仅仅从出勤率以及实验报告的角度无法反映出学生实际动手操作能力、创新能力及实验过程中的积极性，存在部分学生偷懒的情况。实验教学手段单一，缺少与网络平台的融合。

二、实验教学模式调整和优化方式

（一）引导学生参与实验准备及收尾工作，提升参与感，增强实验教学完整性

老师将要进行的实验任务在课前通过学习通平台提前在班级群组中发布，督促学生对实验内容预习并加以熟悉。预习过程中设置思考问题但不讲解，由学生自主理解实验原理、熟悉实验步骤、了解实验计算过程等，并在小组内相互讨论交流，然后将预习过程中产生的困惑记录下来，带到课堂上全班进行讨论。此外，提前开放实验室，让学生带着实验前的任务进入实验室自我准备实验所需试剂、洗涤实验器皿、调试仪器设备，这一过程中，老师提供一些必要的辅助，比如试剂的查找、使用危险试剂及调试仪器的注意事项等。课程结束后，学生也是以小组为单位整理残余实验试剂，清理实验仪器，完成实验室的清扫工作，使学生变被动为主动，消除大学生的惰性思想，这样不仅增强学生对实验课程的全程参与感，同时也有利于培养学生们的责任感。

（二）改变教师传统的灌输式教学，基于互联网平台增设学生自主创新环节

目前，大部分高校的实验教学模式仍是传统的灌输式教学，教师是课堂的主导，实验（实践）教育进程缓慢。学生在学习过程中仅停留在课堂层面，而缺乏创新创业必要的实践能力培养环节，为使学生在实验学习过程中切实体会到实践的重要性。采用翻转课堂的教学模式，将学习的决定权从教师转移给学生。开设开放式特色实验，教师利用互联网平台，在实验课程结束后，发起与专业课程内容有关的创新实验实践竞赛，由学生自主分组，合作完成，学生们各司其职将实验方案、实施流程、仪器设备、预期结果等方面进行反复研究和分析，并通过与老师的交流探讨不断的优化。这种自主学习的方式不仅起到引导和启发作用，同时也可以将专业知识与社会实践结合，造成实验教学和专业市场需求的结合，使得大学生从实验教学中了解到新知识、新技能，紧跟市场需求提高认识创新思维。在这一过程中，竞赛的实施在无形中形成了“双转型模式”，即教师由讲授型转变为引导型，学生在学习过程中也由传统的被动接受型转变为主动探索型[3]。增强了学生自主发现问题、分析问题、解决问题的综合能力，在掌握实验的基础知识及技能的基础上，进一步提高学生的自主创新思维意识和课外知识储量，无形中增强了学生的科研意识。

（三）充分利用智能化教学资源，建立完善的实验课程考核评价体系

传统的实验教学评价主要是基于学生出勤情况及课后提交的实验报告进行成绩评定，在有限的课堂时间和空间限制下，教师无法在课堂上对每一名学生的操作过程进行认真观摩并有效进行评价，而实验教学的根本目的就是锻炼并培养学生的实践能力，而传统的教学又将其评定方法落回书面报告上，偏离了原有的宗旨。甚至个别学生为了与理论结果一致，篡改实验数据。由于缺乏对实验的反思、总结，实验报告完成质量差，课程结束后收获小。因此，充分利用学习通、智慧课堂等智能化教学平台，将考核过程分解为多个方面，包括实验操作及规范、预习报告、线上资料观看学习、线上预习测试、课程中的线上讨论、实验报告以及课后拓展任务，如图1所示。教师线上提前布置教学任务让学生预习掌握，选取合适内容制作成视频、文本、PPT等用作线上学习，同时通过布置在线讨论题、测试题等方式，激发学生学习兴趣。在线下课堂上，教师根据学习通平台纪录的学生预习情况，实验过程中随时设置抢答和随机检验环节，有的放矢地讲授难点知识和必做实验内容，使讲课效率提高，讲授时间缩短，有利于增强实验操作能力，引导学生对实验现象进行分析和思考。教师利用学习通平台的数据分析，对学生的预习情况等进行线上评价，对课堂表现、个人和实验分组合作情况等进行线下评价。实现了过程评价和基于结果评价的有机结合，有助于形成客观、公平、多样化的评价体系，并能够根据学生学习效果的评估反馈，不断调整教学内容，形成教学内容服务于学生实验环节、学生实验成果回馈理论教学的良性循环。