以课程思政为引领的石油工程岩石力学的教学实践

张广清 李世远 刘 伟

（中国石油大学（北京）石油工程学院 北京 102249）

石油工程的主要研究对象之一是深部地层岩石，岩石的变形和强度是研究钻井工程、完井工程、油气藏改造、油藏变形、套管变形等问题的基础和依据。石油工程岩石力学课程教学目标是通过本课程学习，首先使学生掌握岩石的物理、力学性质、孔隙弹性、地应力、岩石本构关系及强度等基本概念；其次掌握石油工程岩石力学中重要参数的试验和确定方法；最终针对岩石力学相关的石油工程问题，将基本概念、模型与工程实例与技术相结合，深化和加强对工程问题的理解和认识。本文着重介绍是石油工程岩石力学课程的教学实践，从六个方面介绍课程建设的重要实践和进展。

1 聚焦立德树人根本任务,构建《岩石力学》课程思政教学体系

近年来，响应党中央和习近平总书记号召，以课程教学为平台，在课程教学工作中落实“立德树人”根本任务，始终围绕“为谁培养人、培养什么人和怎样培养人”推进课程思政新实践，努力培养中国石油工业的社会主义合格建设者和可靠接班人。

在《石油工程岩石力学》总体教学环节设计中融入课程思政元素，在绪论中向学生们阐述石油精神、铁人精神以及我校克拉玛依校区所在的城市及新疆油田半个世纪从无到有、从小到大的发展历程，并结合我校知名校友、新时代“铁人”王启民的感人事迹的讲述，培养学生们热爱石油的情怀。结合身边油田新一代骨干力量拼搏进取、甘于奉献的优秀事迹，激发青年学子的事业心和责任感。在理论内容的教学中，结合岩石力学与钻井、完井工程应用以及生产安全事故的分析，树立学生以严谨精神进行科学研究的态度，同时以孜孜以求对知识的追寻，逐步形成今后为突破我国石油工程“卡脖子”技术贡献力量的信心和勇气。在实验教学中，不断引导学生勇于探索、不怕吃苦、实践出真知的价值观和人格导向，为今后投身石油事业奠定坚实基础。课外实践是和课内的课程思政学习互为补充的，石油工程学院与大庆油田共建了实践育人基地，学生通过生产实习、红色教育和亲身实践等，把课内的思政元素转化到专业实践之中，并反哺课堂学习，让课程思政效果不断得到加深和巩固。

2 积极探索与实践信息技术与教学的深度融合，建成并投入运行《石油工程岩石力学》慕课

按照国家精品在线开放课程标准，课程建设《石油工程岩石力学》慕课，于2018年12月在学堂在线平台上线。（1）课程体系。慕课的在线课程区别于传统课堂教学，具有资源共享性、学习自主性、课程结构开放性和学习协作性等特点。学生学习的时间、地点、学习进度实现随时随地。课程设计以10分钟左右微课系列组合，把知识体系分解成多个知识点可视化呈现，其中难点和要点重点讲解。先进行结构合理的知识点布局，将课程内容分解为50个左右的知识点，准备每个知识点的讲授内容。除了理论知识之外，还录制了实验教学内容，教师直接使用大型实验设备作为教具，直观展现实验原理和过程。（2）教学内容和方法。教学内容中补充了一些前沿的科研资料和现场的工程案例，增强学生的感性认识和理解能力。遵循学生的认知规律，针对每一个知识点，策划活泼有趣、形象生动的教学模式，将授课内容故事化，让学习身临其境，学习思路追随故事情节，提升学生主动学习兴趣；以动画辅助教学抽象知识点，易于建立学生空间想象力，提升学习效果。课程的教学素材选择注重图文并茂，内容布局以40%文字，30%图片，30%空白，整体颜色不超过3种。授课教师着装与课件整体风格协调、仪容端庄、姿势自信自然。视频后期制作采用了适宜教学内容的特效包装，使教学过程简洁清晰、内容突出。（3）考核方式。慕课每节知识点后面有2-3道作业题，整门课后有在线期末考试试卷一套，线上慕课的考核分成平时作业成绩占50%，期末在线考试答题占50%。（4）面向对象。面向对象包括校内学生，还通过SPOC校内平台面向社会公众。借助学堂在线平台，慕课内容已逐渐在本校和相关高校本科生中推广，同时在研究生或从事科研、工程技术的一线人员中也给予推介。该慕课与线下课堂教学相结合，内容和侧重点互补，线下课堂教学注重课程内容的系统性，慕课注重难点的点拨。慕课延伸了线下课堂教学的时间尺度，即线下教学中运用慕课平台做到学生提前预习、课后复习回顾，讨论区交流研讨情况等。慕课也加深了课堂学科的空间尺度，慕课的讨论区中任课教师增加了与课程内容有关的学术论文和现场急需的重大需求问题供学生讨论。尤其值得说明的是，在疫情期间，积极响应教育部面向社会、面向全球的资源共享和推广的战略部署，于5月上线推出《石油工程岩石力学》慕课国际版，是学校率先推出的首批国际慕课课程之一。将中国的第一门石油领域岩石力学课程推向世界，面向全球各高校和相关领域专家学者。

3 坚持践行科教融合理念，不断完善和更新课程教学内容

一方面，紧盯国内外石油工程岩石力学方面的新进展以及国内外非常规油气勘探开发新形势，不断更新课程教学内容。在原有石油工程岩石力学内容基础上，将页岩、煤岩、海底水合物等方面的最新学科前沿引入岩石力学的课程内容，加强非常规油气岩石力学与工程的知识。课程负责人正在承担教育部和外专局的引智培育计划，其中有10余位来自美国、德国、法国和澳大利亚的国际著名岩石力学学者，他们中也有多位大学教授。他们为本课程的内容的更新不断提供自己的研究成果。另一方面，将科研成果转化为课程教学内容和资源。一是课程内容不拘泥于书本，结合多年来在包括长庆油田、新疆油田等我国主要油田开展的非常规储层岩石力学及水力压裂研究的科研成果和典型案例，将新结论新认知融合与本科教学当中。二是依托科研实验室,录制了国际先进岩石力学试验机为基础的岩石力学室内实验教学视频。开展了探索式本科生开放实验，授课老师与本科生、研究生共同研讨，提出了可变围压式三点弯曲实验，不但获得了发明专利授权，而且完成了模具加工和调试。该项实验也是深部地层研究项目的一部分。三是注重课程体系的重构。岩石力学涉及较多的理论模型和计算，而这些模型的推导过程繁琐，超出了课程本身的内容要求。学生们普遍感觉相关的计算有难度。将50个知识点对应的模型背景、推导过程、典型例题、练习题进行重新整合，学生能够迅速从公式角度把握知识的要点，形成了教材《石油工程岩石力学基本公式》。

4 以打造“金课”为目标导向，实施线上线下混合式教学方法改革，提升课堂教学效果

依托不断更新的慕课教学资源，实施线上线下混合式教学方法改革，通过线上自学线下精讲，培养学生自主学习能力和提升课堂教学效果。在线上教学中，学生通过观看慕课视屏完成线上作业来完成课前预习、课后复习；在线下教学中，通过精讲多练重点内容，解决教学难题。课后，学生通过线上慕课讨论区开展问题探讨与交流，同时通过讨论区发布学习材料，回答学生疑问，成为师生学习交流的重要媒介平台。线上线下混合式教学方法改革，突出了以“学生的学习为中心”，实现了课程的高阶性、创新性和挑战度要求。通过几年来课程教学，严格地教学标准，学生们从上课状态、课后投入和对知识整体掌握都有了进一步的改观。

5 以小班化教学模式改革为契机，深入推进探索启发式教学方法在课程教学中应用

学校近年来不断提倡小班化教学模式，通过小班化研讨启发式的教学提升教学效果和学生学习热情。以二十人以内的小班教学规模，通过课程研讨，主要是课堂小组讨论并充分研讨的方式，把石油工程中各环节涉及的力学问题进行交流互动式学习，学生提出一些问题设计和解决方案，并积极展示，例如储层改造新方式、油气开发中的环境保护方法等。在教学过程中，打破老师和学生之间“教”与“学”的二元对立，在课堂上以平等对话的形式让课堂充满活力，让学生的自由思想充分激发，使学的内容和学的过程融合为一个整体；将多媒体教学与板书、互动教学结合，提高了学生的学习积极性，达到了预期效果。通过教学实践让新生一年级的同学快速进入到专业领域当中，使得他们后续在高年级专业课的学习中展现了良好的学习成效。

6 以OBE理念为指导，主持实施了《石油工程岩石力学》课程建设与改革

近年来，教学团队不断引入工科OBE的教学理念，即教育教学中体现产出导向的价值取向、学生中心的教育理念和持续改进的质量文化。依托校级教改项目包括《石油工程岩石力学》全英文课程建设、《石油工程岩石力学》慕课建设和《石油工程岩石力学》慕课国际版建设，更新《岩石力学》大纲，以能力达到为目标组织课堂教学的知识体系和内容，并结合“双一流”学科本博一体化人才培养需求，增设课内教学的工程案例专题，围绕能力达到目标，进行多层次教学模式探索，即一方面提炼关键科学问题，引导学生在基础理论的深入研究方面增加兴趣和方法，而另一方面展示核心技术和工艺，引导学生与工程实践结合，与金工实习和生产实习的具体实践结合等。在课程教学实践中，积极推动石油工程专业人才的工程实践和创新能力培养模式的新探索。

总之，石油工程岩石力学课程以课程思政为引领，通过课程建设、课程改革、慕课、课程理念等多个方面给予建设和实践，取得了一系列的改革成果。这些改革的举措核心思想是坚持“立德树人”的中心任务，目的是打造“金课”，不断提升人才培养的质量。通过一门课的学习，影响到一个专业的建设，一批人才的培养，石油工程岩石力学课程依然任重道远，不断探索和实践中取得新的进展。