“雙創”背景下能源特色高校專創融合實施路徑探索

熊健 劉向君 程超 梁利喜 陳猛 李瑋 丁乙

摘? 要：巖石物理學基礎是能源特色高?？辈榧夹g與工程專業最重要的專業基礎課程之一。隨著“雙創”國家政策的提出，“雙創”教育融入巖石物理學基礎的教學活動中是必然趨勢，也是提高勘查技術與工程專業學生綜合創新能力的重要抓手。該文對“雙創”背景下巖石物理學基礎課程教學現狀存在問題進行闡述，并對改變教育觀念、豐富教學內容、改進教學方法和考核方式等方面進行課程改革的研究與探討。

關鍵詞：雙創；能源特色高校；專創融合；巖石物理學基礎；課程改革

中圖分類號：G640? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）02-00４９-0４

Abstract： Fundamentals of Rock Physics is one of the most important professional basic courses of exploration technology and engineering in energy characteristic universities. With the proposal of the national policy of "innovation and entrepreneurship"， it is an inevitable trend for "innovation and entrepreneurship" education to be integrated into the teaching activities of Fundamentals of Rock Physics， and it is also an important way to improve the comprehensive innovation ability of students majoring in exploration technology and engineering. This paper expounds the significance of the teaching reform of Fundamentals of Rock Physics under the background of "innovation and entrepreneurship"， and the curriculum reform in changing educational concepts， enriching teaching contents， improving teaching methods and assessment methods were studied and discussed.

Keywords： innovation and entrepreneurship; energy characteristic universities; special creation and integration; Fundamentals of Rock Physics; course reform

2015年，國務院辦公廳先后出臺《關于發展眾創空間推進大眾創新創業的指導意見》《關于大力推進大眾創業萬眾創新若干政策措施的意見》和《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》等文件，極大地促進了我國高等學校的“大眾創業，萬眾創新（雙創）”教育的發展，推動了我國的“雙創”工作，優化了我國的“雙創”環境[1]。為了培養大學生創新思維、增強大學生創新意識、培養大學生創新精神、激發大學生創業潛能、提高大學生創新創業能力，“雙創”教育改革受到越來越多高校的重視，如開設創新創業課程、舉辦創新創業大賽、提供創新創業導師團隊、建立創新創業孵化服務基地等等，其中創新創業相關課程已經成為很多高校大學生的必修課程[2-3]。目前，多數院校的“雙創”教育課程列為通識課程，其教學目標主要為培育學生創新思維，激發學生創新意識，培養學生創新和創業精神，提高學生創業能力，其過多強調了學生的創業行為，而忽視了學生創新能力的培養。但“雙創”教育課程的教學內容對不同專業的大學生缺少針對性、適應性，這主要與不同專業創新創業活動存在差異有關，造成“雙創”課程的教學效果不理想，很難達到培養學生“雙創”能力的目標[4-7]。學生“雙創”能力需要專業知識的支撐，然而“雙創”課程的教師沒有結合各個專業特點，對學生進行針對性的授課，缺乏與各個專業的聯系?！半p創”課程教學目標是提升學生創新創業能力，理論教學如果脫離專業實踐，易導致教學內容枯燥乏味，將專業教學與“雙創”教育有機融合，引導學生投入到“雙創”實踐活動中去，激發學生對專業課程的學習興趣，使他們更加關注本行業的發展，兩者相輔相成，互相促進[8-9]。因此，在全國大力開展“雙創”教育背景下，將專業教學與“雙創”教育結合是激發學生創新的潛力重要抓手，這將使專業課程教學更好地服務于國家“雙創”戰略，對提升高校人才培養質量具有重要現實意義。同時，創新驅動發展戰略激發了人才的創新活力，已成為推動中國經濟發展的新引擎，這離不開創新性人才的培養，對高等學校創新性人才培養提出了更高需求。

地球物理勘探方法是油氣安全高效綠色開發，水合物、地熱等清潔能源利用和碳封存的關鍵技術之一[10]，是實現“雙碳”遠景目標的重要基礎，說明了勘查技術與工程專業承載著培養能源革命新時代服務國家能源戰略的拔尖創新人才的重任。隨著頁巖氣、頁巖油等非常規油氣藏和水合物、地熱能等新能源的勘探開發，新時代地球物理人才需求、崗位能力和素質要求也將會隨之而調整，對學生專業核心能力、綜合創新能力和解決實際復雜工程問題能力的培養提出了更高要求。巖石物理學基礎作為西南石油大學（簡稱“我?！保┛辈榧夹g與工程專業的一門專業基礎課程，是地質學、地球物理學的橋梁[11]，對于勘查技術與工程學科發展及人才培養有重要的促進作用，擔負著培養學生基礎理論與技能綜合應用、復雜工程問題分析等綜合素質的重任，是培養工程實踐與研究創新復合型人才的基石。在國家創新驅動發展戰略背景下，這就對巖石物理學的課程教學改革提出了新的要求，即“雙創”元素如何在該課程教學中得到體現？如何將專業課教學和“雙創”教學緊密結合起來，如何發揮兩者在創新創業人才培養中的作用?；诖吮尘?，本文以西南石油大學勘查技術與工程專業為例，總結巖石物理學基礎課程教學實踐現狀及其存在的問題，探討課程專創融合教學改革的具體實施路徑，培養學生創新意識、創新思維、創新能力，有助于提升勘查技術與工程專業學生的創新創業能力。

一? 巖石物理學基礎課程教學現狀分析

勘查技術與工程專業在國內多所高校都有設置，但是不同的高校根據自身特色，該專業的側重領域不一樣，主要包括油氣勘探領域、礦產勘探領域、巖土工程領域等[12-14]。巖石物理學基礎作為我?？辈榧夹g與工程專業的一門專業基礎課程，主要研究巖石的地球物理性質、產生機制、相互關系及應用，與物理學、地質學、地球物理學、巖石力學等多學科密切相關，是一門交叉性、綜合性極強的學科。根據我?？辈榧夹g與工程專業的油氣特色，通過本課程的學習，讓學生系統地掌握巖石的基本物性、巖石的力學性質，以及電學、聲學、磁學、放射性等巖石的地球物理性質、產生機制、相互關系及其室內實驗測定方法，為后續測井方法與原理、地震勘探原理、測井資料綜合解釋、地震資料綜合解釋等課程的學習奠定相關基礎[11]，幾乎串聯了勘查技術與工程專業所有專業課程，凸顯了該課程的重要性。隨著“雙創”國家政策的提出，“雙創”教育融入巖石物理學基礎的教學活動中是必然趨勢，也是提高勘查技術與工程專業學生綜合創新能力的重要抓手。

目前，巖石物理學基礎課程傳統教學主要是訓練學生掌握巖石的基本物性、巖石的力學性質，以及電學、聲學、磁學、放射性等基礎知識，獲得正確分析巖石物理現象的能力，缺乏對學生創新思維、創新意識及創新能力的培養，造成學生綜合應用所學知識解決復雜工程問題能力不足。巖石物理學基礎課程在多年的教學改革中取得一定成效[11，15-16]，但在“雙創”教育背景下仍存在一些不足，主要表現在：①內容缺乏更新，落后于產業、學科發展。頁巖氣、頁巖油等非常規油氣藏和水合物、地熱能等新能源的勘探開發受到越來越多的關注，教學內容上未體現出對這些新能源關注或關注較少，不能讓學生的能力達到能源革命新時代對地球物理創新人才的需求，總體上教學內容未跟上時代需求，與學科發展脫節，新知識、新理論、新方法和新技術沒有得到體現，使學生的綜合應用與創新能力不足。②傳統教學方式、考核方式簡單，難以實現教學目標。傳統實驗教學方法單一、考核評價簡單，未能激發學生興趣，導致學生缺乏學習積極性，未能客觀地評價學生實踐能力，難以達到培養學生的創新思維、提高學生的創新能力、解決問題能力的目的。③專業課教學和“雙創”教學未能緊密融合，如何發揮兩者在創新人才培養中的作用，也是創新驅動發展戰略背景下提高學生創新能力亟需深入探索。

二? 巖石物理學基礎課程教學改革探索

（一）? 建立“科研-工程-教學-科創”深度融合的教學體系

隨著頁巖氣、頁巖油等非常規油氣藏和水合物、地熱能等新能源的勘探開發深入，新時代地球物理人才綜合創新能力和解決復雜工程問題能力的要求越來越高，且創新驅動發展戰略背景下也需要培養具有創新能力的新時代大學生。因此，面向知識驅動的能源革命新時代應用地球物理人才需求，需要進一步明確課程的教學目標，把培養學生具有創新意識、創新精神、創新能力融入課程教學目標中，即：培養學生對理論、知識、技能的綜合應用與創新實踐能力。該課程教學內容中除了已有知識體系外，提出進一步突出“新對象、新知識、新方法、新技術、新案例”的“五新”教育，據此根據油氣行業發展特點，挖掘和梳理課程的教學內容，對課程的知識結構體系和內容進行更新與完善，如更新和完善與頁巖氣、頁巖油等非常規油氣藏和水合物、地熱能等新能源相關的新教學內容，使課堂傳授知識與油氣行業發展最新技術同步，讓學生了解油氣行業發展趨勢和研究前沿。同時，對該課程的教學內容進行模塊化分解，可根據巖石物理學基礎課的知識結構體系將該課程分為巖石基礎特性、巖石力學、巖石電學、巖石聲學、巖石熱學、巖石磁學和巖石放射性等模塊，將“雙創”元素全面滲透于各教學模塊，也將“思政”元素融入各教學模塊中，從而對各模塊的教學內容進行有序梳理，如巖石達西定律是如何發現、如何發展、如何應用；阿爾奇公式如何建立、如何演變、如何應用，通過這些經典理論或定律的發現過程、完善過程以及具體實際情況如何應用等各個環節引導學生思考，除了讓學生收獲專業知識外，還讓學生感受各個環節中創新活動，體會各個環節的創新思維，且領悟科學家持之以恒、科學嚴謹的科研精神，確?！半p創”能力培養和課程知識學習相互滲透、相互融合，讓學生意識到創新思維培養的重要性。

在課程教學內容完善基礎上，提出了“科研－工程－教學-科創”深度融合的教學理念，以工程為載體，將科研成果融入教學內容，動態更新巖石基礎物性、力學、聲學、電學等方面前沿知識等教學內容，如層狀頁巖巖石聲波傳播規律；縫、洞、孔介質中聲波傳播規律；天然氣水合物儲層巖石聲學、電學、力學的演化規律；高溫高壓巖石聲學、電學、力學響應規律，并有效融入教學體系，運用于教學實踐，使教學內容具有一定的超前性和新穎性，將利于學生掌握專業前沿的發展方向，也利于培養學生創新意識。同時，將國家大學生創新創業訓練計劃項目、學科技能競賽項目、學校開放性實驗項目、學院創新創業基金項目等融入課堂教學，從縱向、橫向課題中挖掘、設計創新訓練任務，激發學生興趣，在傳授專業知識過程中加強“雙創”教育，以及依托“互聯網+”“挑戰杯”“創青春”“全國大學生測井技能大賽”“東方杯”“全國大學生勘探地球物理”等賽項鼓勵學生組隊參賽并主動指導學生參賽，從各項競賽中培養學生團隊意識和創造性思維，激發創新意識，培養學生綜合運用知識解決現實問題的能力。此外，以“雙創”教育理念為指導，通過課堂互動式、啟發式、案例式、討論式等多種教學方法，充分調動學生學習的主觀能動性，以提高課程教學效果，培養學生創造性思維能力。在此基礎上，基于學校網絡教學平臺搭建巖石物理學的課程網站，逐步建成完善的教學資源庫，供學生自學，并以實際工程為案例進行理論課程的重點和難點的針對性講解，編寫與之相關習題集供學生參考學習，加深學生對相關知識的理解。

（二）? 豐富教學方法，完善以教師為主導、學生為主體的教育教學模式

在傳統教學模式中，讓學生被動接受知識，忽視了理論與實踐結合，忽視學生主動性與能動性，忽視認知與實踐過程，缺乏對學生思維方法、分析和解決問題方法以及研究方法的訓練，難以提高學生的創新意識、創新能力等“雙創”能力。以“雙創”教育理念為指導，改變以教師為主的傳統教學模式，通過課堂互動式、啟發式、案例式、討論式等多種教學方法，如啟發至巖石物理基礎研究、巖石物理地震勘探方法原理、地球物理測井方法原理、重磁電等工程物探方法原理，充分調動學生學習的主觀能動性，建立“以教師為主導、學生為主體”的教學模式，改變以“教師為主導、以教材為載體、以多媒體為媒介、以課堂為陣地”的單向式的灌輸教學模式，借助互聯網教學手段和翻轉課堂的教學新模式，使教師角色和身份從傳統知識的講授輸出者轉為分享指導者，以提高課程教學效果，培養學生創造性思維能力。在教學過程中，引導學生運用已學基礎理論知識對本專業典型的工程案例進行剖析，重點分析“問題是什么”“問題的背景是什么”“問題的性質是什么”“解決問題的方法是什么”，訓練學生創新思維，培養學生創新精神，培養學生“提出問題、發現問題、分析問題和解決問題”的能力，如從測井曲線中的井徑曲線判斷出地層井眼發生縮徑現象，引出巖石蠕變特性，分析巖石蠕變的概念以及測試方法，總結巖石蠕變的影響規律，提出控制巖石蠕變的方法。同時，針對該課程的教學內容，可以設置多個題目，如根據課程分解的教學模塊設置不同課題，對學生進行分組，組織學生進行調研以及PPT匯報，訓練學生文獻調研能力與總結能力，不同小組間互評，以此激發學生求知欲和創造性。

（三）? 完善實驗教學體系，改革傳統實驗教學模式

根據巖石物理學基礎課程的教學大綱，該課程除了課堂理論教學外，還包含25%學時的實驗教學，表明了該課程的實驗教學具有重要作用。結合巖石物理學基礎教材，編寫與之相匹配的巖石物理學實驗教材是有必要的，可以方便學生在課堂理論學習的同時，從實驗教材也能對實驗過程有直觀理解。根據巖石物理學基礎大綱和學校教學條件，構建并完善實驗教學體系，將巖石物理實驗分為演示性實驗、驗證性實驗、探究性實驗，且減少驗證性實驗項目，增加探究性實驗項目，確保學生在實驗過程中得到基本技能和創新能力訓練。同時，傳統的教學實驗模式中主講教師先詳細講解實驗目的與原理，后詳細介紹實驗儀器，再向學生演示實驗，然后學生機械性模仿實驗操作，這使學生忽視實驗的重要性，也會使學生缺少思考和分析創造的意識?；诖?，嘗試引入“任務驅動教學法”應用于實驗教學中，形成“以教師為主導、學生為主體”的教學模式，使得學生能主動參與實驗課程的設計和實施中，激發學生對巖石物理實驗的興趣，培養學生創新意識，以及分析和解決問題的能力。同時，以開放性實驗、“大創”計劃等項目為驅動，逐漸引導學生開展自主、半自主科學實驗研究，在這個過程中樹立團隊協作精神，培養學生發現、分析和解決問題能力，增強所學知識綜合應用能力和科研創新能力。

（四）? 構建“知識+能力”多維課程考核方式

對巖石物理學基礎課程考核方式進行實踐探索，加強課程教學過程中的考核，理論教學和實驗教學都加大過程性考核力度，突出對學生學習過程的考查，除了對學生的平時成績（由課堂討論表現、作業完成情況、平時測驗成績）進行綜合考核外，還增加討論、測驗、案例分析、文獻檢索和PPT匯報等考核，如分組討論中，可根據巖石基礎物性和巖石力學、巖石電學、巖石聲學、巖石熱學、巖石磁學和巖石放射性等教學模塊或學生學習基礎上自行擬定課題，激發學生創新意識，培養學生的創新意識、創新能力。同時，在期末試卷命題時，將課程的基礎知識與實際工程難題與應用相結合，增加非標準化考試內容，以能力運用為主，減少知識點的考核，讓學生運用創新思維方式對問題進行回答，從而激發學生創新意識，提高學生創新能力。此外，實驗的考核方式改變傳統實驗報告形式，引入問答式或論文式的實驗報告形式，除了實驗課前預習、實驗設計、實驗過程、實驗數據記錄等方面考核外，重點增加實驗數據處理與分析能力、學生單獨操作等考核，培養學生科學的嚴謹性，培養學生解決問題的能力、創新能力，從而形成“知識+能力”多維課程考核方式，實現對學生綜合能力的客觀評價。

三? 結束語

巖石物理學基礎作為勘查技術與工程專業的一門專業基礎課，是培養該專業學生創新創業能力的重要陣地。在國家創新驅動發展戰略背景下，巖石物理學基礎課程教學改革中需融入“雙創”元素，實現專業教育和“雙創”教育的有機融合，并以創新能力培養為目標，滿足能源革命新時代應用地球物理人才需求，突出“五新”教育，挖掘和梳理課程的教學內容，動態更新教學內容，靈活選擇教學方法，建立“科研-工程-教學-科創”深度融合的教學體系，增強學生創新能力。同時，以學生為中心，以傳統實驗構建學習情境為基礎，以非常規或新能源高階任務為問題導向，重構傳統實驗教學模式，增強過程性考核，引入非標準化考試內容，建立“知識+能力”多維課程考核方式，實現對學生綜合能力的客觀評價，形成“課堂教學-實驗教學-科創競賽”三位一體的遞進式學生創新能力培養模式。

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