基于任务教学法的方法论课程教学改革与实践
——以油气田地质学课程为例

吴伟涛，时保宏，蒲泊伶，张 惠，王桂成

（1.西安石油大学 地球科学与工程学院，陕西西安 710065；2.西安石油大学 实验管理处，陕西西安 710065）

持续本科教学改革、提高学生能力水平是高校教育亘古不变的系统性工程。我国的高等教育由精英教育阶段进入大众化教育阶段以及普及化阶段，需要培养出复合型、创新型和应用型等高质量的人才来满足世界经济的快速发展[1]。传统的教学方法主体以教师满堂灌、学生被动听和师生互动低为特点[2-4]，这种教学方式严重影响了大学本科的教育教学质量，培养的毕业生多呈“强理论、弱实践”的特点。国家政府颁布一系列教育改革的文件，以及OBE 国际工程教育理念，要求教学过程以学生为中心，加强学生主动学习的能力，将传授知识转换为运用知识解决实际问题，在问题解决过程中达到传授专业理论知识、培养动手操作能力和提高德智体素质的教学效果，以此提升大学本科教育教学质量。多样化的现代教学方法和手段促进了高等教育教学改革，极大地丰富了教学改革方式。“翻转课堂”节约了课堂讲授时间，针对性的师生交流，提高了课堂效率[5-7]。线上线下混合式教学方式增加了师生之间的交流渠道[8-10]，尤其在当前严峻的新冠疫情下。网上资源库的短视频教学深化了知识点的内在涵义，通俗易懂地解释，调动了学生学习的积极性和趣味性[11-13]。这些教学方式或手段都具有自己特有的优势，而如何将这些方法有机融入教育教学方式中，成为下一步教学改革的重要问题。

任务教学法是一种现代的教学方法，运用多样化教学手段，充分利用课前、课中和课后时间，以任务组织教学，让学生主动参与整个任务的设计、分组、交流、完成和汇报工作中，充分发挥学习者自身的认知能力，在实践中感知、认识和应用[14-18]。油气田地质学（也称油矿地质学）是一门可操作性强的方法论专业课程，可以作为任务教学法的典型案例，以课程教学任务引导学生，由知识课堂转向能力课堂，达成培养学生自主解决问题和团队协作的能力等课程目标。

1 油气田地质学课程的特点及目标

油气田地质学课程是对石油类高等院校资源勘查工程专业学生开设的一门专业必修课，是基于石油地质学、沉积岩石学、构造地质学、储层地质学、测井地质学等课程学习之后开设的方法论课程。本课程共计5章36课时，讲授内容依次为分别为钻井地质、油层对比、油气田地下构造、地层压力和油气储量计算。相对系统理论性课程来说，该课程偏于实践性，动手能力强，是应用多门专业基础理论来解决油田实际问题的课程，其主要任务是将学习的地质理论应用到编制录井图、剖面图、平面图以及计算压力、储量的实际工作中，结合地质专业软件，以培养学生的动手能力。如岩心录井图的编制需结合沉积岩石学课程的岩性特征以及测井地质学课程的岩性-电性响应特征，油气田的构造（断层）解释会用到构造地质学的断裂、背斜理论，以及储量计算中涉及储层地质学、石油地质学课程内容等。国际工程课程理念下的油气田地质学课程目标包括两个：①综合运用基础地质和油气地质的基本概念和基本原理，编制及分析油气藏的基本图件，识别出地质现象，提高油气藏评价过程中解决问题的能力，并得出合理的结论。②理解和掌握压力参数、储层参数计算的不同方法，选择最合理的计算方法，求取不同的地层压力、地质储量及其参数。

本次教学改革实践采用任务教学法思路，利用“翻转课堂”、线上线下混合式教学等教学手段，以简化的油田实际问题为出发点，将油气田地质学课程教学内容分化多个教学任务，通过任务设计、地质理论学习和复习、任务实施和互动、成果汇报与探讨等步骤来完成，加强教学相长，强调以学生为中心，让学生“学-做-说”三者相结合，培养学生自主解决问题的能力和团队协作精神，培育匠心精神，树立学生正确的价值观、人生观和世界观。

2 油气田地质学课程教学改革环节

按照任务教学法的思路，油气田地质学课程教学改革主要分为以下5个环节，分别为教学任务的设计、相关理论的预习和复习、学-做的有机结合、任务汇报和问题研讨。

1）教学任务的设计

设计教学任务的思路是以油田现实中所碰到的复杂问题为索引，将油田的实际问题简化，与教材知识点相结合，巧妙地设计成教学任务，让学生通过专业的地质软件来完成的课程任务，地质软件如编制剖面图的石文、平面图的geomap。通过课题组老师的讨论、梳理和总结，提炼出课程每一章的重点和难点并融入具体教学任务中去。油气田地质学课程5章内容可概括为钻井过程中地质资料的录取与应用、油层对比的方法与步骤、油气田地下构造（断层）特征、油气藏压力分布特征和储量计算方法及参数求取，其对应的单元任务分为8个（表1），分别是第1章的岩心录井图编制（任务1）和油气层录井方法识别（任务2）、第2章的油层对比图编制、第3章的构造剖面图编制（任务1）和平面图编制（任务2）、第4章的地层压力计算、第5章的容积法储量计算参数确定（任务1）和不同类型的储量计算（任务2）。每个单元任务设计的总课时介于3 ～5课时，不同任务中的讲授时间也不相同，依据课程组的老师讨论来确定，总体上介于1 ～3课时；上课时将任务打印出来，分发给学生，在讲授后的剩余课时内（2 ～3学时）完成。如第2章的油层对比，总课时为5课时，内容包括油层对比单元、油层对比的依据（标志层、沉积旋回和岩性特征）和油层对比的方法，由油层对比的重要性引入，其是整个油气田进行所有地质研究的基础，引出油层对比的单元划分，以及油层对比中的标志层和沉积旋回的成因及类型；学生实际操作内容为油层对比图的编制，将大约15口井的井底坐标、所选取的测井曲线以及标志层的特征等资料发给学生，让学生利用石文软件来完成。第4章的地层压力为5个课时，内容包括钻井过程中不同地层压力的概念、计算、开发过程中压力变化、地下流体的流动方向以及地层压力预测方法，其重点是对地层压力的计算和地层流动方向的判断。在讲授为2个课时中，从现实油气田勘探中所发生的井喷事故、井漏等实际事例，引出了准确计算和预测地层压力的重要性，并融合生态环境、法治观念等思政元素来树立学生们正确的世界观、价值观和人生观。如2003年的重庆市开县高桥镇罗家寨气井发生井喷事故，事故原因在于未能准确计算地层压力，发生有毒气体（硫化氢）逸散而引起的多人死亡事件，造成了人民生命财产的损失和生态环境的污染。

表1 油气田地质学课程的任务设计及课程目标

2）相关理论的预习与复习

在任务设计完成后，从任务中抽提出之前学习课程的知识点，让学生借助慕课、网资源库等网上以及图书馆等线下的多种学习资源，复习之前学习的知识点。同时，将课程任务的相关内容的视频和多媒体传给学生，提前预习2 ～4课时的课程内容，即满足一个任务的完成。复习的专业地质理论主要为石油地质学、沉积岩石学、构造地质学和测井地质学中的相关理论，其次为地球科学概论、地震勘探原理的知识点。预习的重点是熟悉任务的要求和目标，掌握地质概念的含义、基本原理、理论，以及不同概念的差异性等内容。学生以3 ～5人为一组为宜，尽量形成学习成绩好的、中等的和差的学生互相搭配，轮流当组长，在预习的过程中，把每个组员所碰到的问题相互讨论、解决，如不能解决，在课堂上向老师提出并讨论。设计任务要考虑每个组所给予的实际数据要有所差别，以避免小组之间的抄袭，但作图或者计算方法的思路是一致的。

3）“做-学”的有机结合

在完成具体任务过程中，老师向学生发布任务，让学生先理解任务的步骤和目的，最终达到师生之间交流清楚。任务的思路是将总任务分解成多个小的任务，分配给不同的学生来完成，并以完成的小任务为下一个任务的条件，建立合理的逻辑顺序。每个组员都参与整个任务的完成，但每个学生侧重点又有所不同，学生之间多交流、沟通，汇总并完成整个任务。如第1章的任务2为油气层录井方法识别。录井方法包括岩心、岩屑、荧光、气测、钻井液等多种录井方法，且每一种方法识别油气层的方法有所差异，让小组的每一个组员以某一种方式为主，掌握该种方式的特点、类型、内容、适用范围以及油气显示特征等问题，结合所给的油气田实际资料，分析单井纵向上的含油气性特征。如岩心录井是通过含油级别、滴水实验来表征含油性，气测录井是通过全烃含量、重烃含量、烃形态、组分等信息反映含油性，钻井液录井则依据槽面显示观察，油花颜色、占槽面百分比、分布状态、油气味来判断含油性特征。教师在课堂上主要指导学生碰到的共性问题，在一些多解的地方给学生提醒，明确地质参数的意义，对学生完成任务的过程监督，并讨论相类似的问题，最终按照国家或行业标准规范来明确图件的画法，如岩性、含油级别的画法，提高学生完成图件的质量。

（4）多媒体汇报

任务汇报环节就是学生“说”的过程。在任务完成后，每个任务均需提交该任务的Word 文字报告和多媒体汇报报告，并随机抽查2 ～3个小组汇报多媒体材料，时间限制在5 min 之内。首先要描述所编制图件的现象，然后再用所学到的地质理论来解释图件的地质意义。如第3章的油气田地下构造，任务2构造剖面图的课时总计为5课时，讲授内容为地下构造研究概述、井下断层研究，实践环节为构造剖面图的编制。学生在多媒体中需要汇报构造剖面线的选择、纵向地层展布以及断层分布特征。实行组长汇报、组员补充的形式。

5）研究研讨

任课教师对小组汇报的情况进行点评，点出学生在汇报中关于多媒体格式、语句通顺、方式、研究内容以及举止等多方面的问题，与学生探讨在任务完成过程中所碰到的问题，对问题进行细心讲解，并提出建设性的修改建议。教师给出各个小组每个任务的成绩，这些任务的成绩的总和占到课程总成绩的40%～50%，而剩余的50%～60%则为期末考试成绩的占比，主要是对任务总结的考查。同时，课程组的老师开展课程问题讨论，将学生所碰到的问题总结和归纳，在下一学年的课程教学任务中重点讲述本次所碰到的问题，完善和优化课程任务。

3 本次教学改革效果及存在问题

1）本次教学改革效果

本次采用任务教学法是对油气田地质学课程教学改革的一种探索。在整个任务完成过程中，结合教师讲授教学与“师生互动”教学两种相结合的原则，缩减了讲授课时，充分利用多种教学手段，增加了启发式、互动式、研讨式等环节[18-19]，增加了学生的参与度，提高了学生运用知识解决实际问题的能力。其效果主要表现在以下两个方面：

①教师在任务设计的环节需要考虑油田具体问题、实际资料、其他课程内容、学生分组、任务分解等多方面的问题，做到资料有差异、思路无差别，并在任务完成中有益地引导学生；同时，教师讲授知识要做到“减时不减量”。这些对授课教师都提出了高要求、高标准。

②学生的上课专注力、积极性和参与度明显提高，鼓励学生带脑子来学习，手脑并用完成任务，在师生互动中让学生对专业问题产生兴趣，不仅要知其然，更要知其所以然，将学到的知识直接转化为简单地质问题的能力，有利于直接上手油田单位的工作。

2）本次教学改革存在问题及应对措施

本次教学改革在取得一定成果的同时，也存在一些问题，表现以下3个方面：

①课程设计的任务不够精细，以及学生的地质基础理论还不太牢固，完成任务的课时均超过预期安排的课时，需要精细任务以及加强学生基础地质理论知识的回顾和复习。

②任务汇报采用轮流方式，仍有少部分学生不上心，处于随波逐流的状态；师生互动有所增强，但还未达到预期目标，还有约1/3的学生处于脑不动、手微动的状态。这些需要加强学生的过程管理。

③本次教学改革未能有机融合思政元素。应结合油田实际案例，从政治认同、家国情怀、科学精神、道德修养、生态文明、法制观念等方面挖掘思政元素[20]，以树立学生正确的世界观、价值观和人生观。

4 结论

1）方法论课程油气田地质学将课程任务化，有效增加师生互动交流课时，有机结合学生的“学-做-说”工作，将知识课堂转向能力课堂，达成培养学生自主解决问题和团队协作的能力。

2）任务教学法的教学环节包括教学任务的设计、相关地质理论的预习和复习、“做-学”的有机结合、多媒体汇报和问题研讨5个环节，并探讨了本次教学改革的效果及存在问题，有利于形成方法论课程的可借鉴的教学改革模式。