以學生為中心、面向產出的研究生專業課教學改革探索
——以《油氣井筒兩相流》為例

韓國慶，江文博，李兆希，馬 赫

（中國石油大學（北京），北京 102249）

研究生教育承擔著為國家培養各類高層次專業人才的使命，如何培養具有創新精神和創新能力的高素質人才，是研究生專業課教學改革中避不開的問題。不同于公共基礎課和專業基礎課，專業主干課要求學生深入理解專業的核心部分，搭建全面的專業知識體系[1]。課程教學要培養學生熟悉專業基本理論、專業知識和專業技能，了解本專業的前沿科學技術和發展趨勢，具備處理專業范圍內大多數問題的能力。在“雙一流”建設背景下，培養具有實踐能力和創新精神的高水平實用型人才[2]，不僅是“科教融合”核心辦學理念的體現，更是中華民族偉大復興的時代要求[3-4]。

1 《油氣井筒兩相流》課程特點及傳統教學存在的問題

《油氣井筒兩相流》是石油工程專業的核心課程，主要介紹氣體與液體兩相介質在共同流動條件下的流動規律，介紹鉆井與采油氣等過程中石油氣液兩相管流動方面的理論、技術、方法。主要內容包括氣液兩相流動的模型，垂直、水平、傾斜兩相管流計算模型，流過油嘴的兩相流動等內容，具有概念和計算方法多，知識點分散和理解難度大的特點[5]。作為一門典型的工科課程，《油氣井筒兩相流》課程有一些知識點需要推導公式，有一些知識點需要講解比較復雜的工藝過程和設備工具，受到學時壓縮的影響，教師要在有限的課堂上完成所有知識點的講解，學生普遍反映跟不上老師的節奏。再加上學生帶手機上課，注意力容易分散，難以保證教學效果。

面對這些問題，進行了《油氣井筒兩相流》專業課程教學模式的改革探索，進行了靈活的教學模式、面向產出的實踐性教學過程和交互式的教學方法三方面的教學實踐。采取“翻轉課堂”的教學理念，利用先進的教學手段和工具，以學生為中心，重新把學生的注意力從網絡吸引到課程中來；面向產出，加強教學實踐，保證高校的人才輸出與社會需求和產業發展相匹配。

2 專業課教學改革探索

2.1 靈活的教學模式

傳統的教學模式是教師為體、書本為綱[6]，主要采用老師單向講解、學生被動聽講的教學模式，課時短、內容多、節奏快，學生在短時間內難以消化課程內容。因此，采取“翻轉課堂”的教學理念，通過“雨課堂”混合式教學工具，在課外預習與課堂教學間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線，建立“課前預習-課堂互動-課后測驗”的三位一體教學模式，舉行課題研究成果交流會（詳見圖1，P171）。

圖1 “三位一體”教學課堂（左）課題研究成果交流會（右）

塔姆學派主張邊研究邊學習，不必學完完整的理論才可以開始搞科研[7]。利用“雨課堂”混合式教學工具，構建“線上+線下”綜合教學平臺。將課上要講授的知識點，提綱挈領地制成預習課件，通過雨課堂在上課之前推送給學生；其次，利用多媒體課件建立互動課堂，尤其是開啟彈幕功能，大大提高了同學們參與的積極性；最后，利用課堂1/5的時間進行限時測驗，有效鞏固課堂內容。利用四個課時，開展課題研究成果交流會。在課程講授和討論的基礎上，由教師選定若干具有代表性的研究課題，通過分組的方式展開研究，這也是研究生培養模式的重要一環[8]。

2.2 面向產出的實踐性教學過程

近年來，為培養研究生的創新精神和實踐能力，中國石油大學（北京）累計投入4000余萬元，在原有實踐教學條件的基礎上，圍繞石油產業鏈，建立了涵蓋油氣勘探、開發、儲運、煉化等環節的實踐教學平臺。為提高學生解決復雜工程問題的能力和工程意識，本門課程設置了“上機數模+物模實驗+專家進課堂”的科教融合模式，將課程從理論教學延伸到實驗教學中，與需求結合、與實驗結合、與現場結合，從而大大激發了學生的主觀能動性。

為滿足學生的需求，將數模所需的軟件安裝在服務器端，學生只需連接校園網，即可在自己的電腦上進行作業練習，使用石油專業軟件。采取探究式的教學方法，學生根據授課內容提前制定實驗方案，在課程助教的指導下自己動手完成實驗，引導學生養成實驗能力，培養科學研究的思路與方法。加強科教融合，邀請專家班學員介紹油田現場實際應用兩相流理論解決實際問題的工藝和技術，大大增加了學生了解現場、認識問題和解決問題的能力（詳見圖2）。

圖2 物理模擬實驗課（左）企業專家進課堂（右）

2.3 交互式的教學方法

交互式教學起源于20世紀70年代，早期強調語言教學應該以學生為中心，后發展成為改善學生自我學習能力的教學方法[9]。教學中如何進一步調動學生主動學習的積極性，是當前形勢下提高教學質量的難題，也是真正實現以學生為中心的教學模式中關鍵一環。隨著計算機網絡技術的迅速發展，基于網絡的交互式教學方法突破了時間和空間的限制，有利于培養學生的自主學習能力?；ヂ摼W平臺海量的學習資料使學習者在任何時間、任何地點根據自己的喜好進行學習，并通過通信手段與教師進行實時/非實時的交互（詳見圖3，P172）。

圖3 交互式課題（左）工程軟件應用（右）

傳統的教學方式仍然在各大高校占據主導地位，雖然使用了多媒體教學，但是教學理念、教學方法、教學內容還停留在傳統教育階段，若僅僅使用PPT播放課件，無異于利用電腦寫板書。研究生具備了一定的專業基礎知識和創新能力，在授課過程中，學生會有自己獨特的理解。參考國外研究生的交互式教學方法，老師要鼓勵學生平等地進行交流，深化對問題的全面認識，讓學生根據指定的課題開展文獻調研，在課堂上進行討論交流，通過工程軟件進行驗證，十分有利于提高研究生的科研素養。

3 結語

在“雙一流”建設背景下，在社會環境不斷變革和科技技術不斷發展的新形勢下，傳統的教學模式已經不適應新形勢下對研究生培養的需求。為使人才培養與社會需求和產業發展相匹配，勢必需要專業課程教學模式的改革。不僅是利用先進的教學手段和工具，教學理念和教學方法也需要與時俱進。

研究生的授課不應停留在基本的“傳道、授業、解惑”，更要培養研究生的實踐能力和創新精神，從而實現不僅“授之以魚”，而且“授之以漁”。通過《油氣井筒兩相流》課程“靈活的教學模式”“面向產出的實踐性教學過程”和“交互式的教學方法”三方面的教學改革探索，給出了一套傳統工科課程與時俱進的解決方案：采取“翻轉課堂”的教學理念、利用先進的教學手段和工具，以學生為中心，面向產出，加強教學實踐，保證高校的人才輸出。