石油工程巖石力學慕課的具體實踐

       慕課是一種針對大眾的免費在線教學方式，也是近年來開放教育領(lǐng)域出現(xiàn)的一種新的課程模式，中文全稱為“大規(guī)模開放式在線課程”[1]。國內(nèi)外主流慕課平臺提供的課程越來越多，大學采用慕課作為混合式教學模式，進行翻轉(zhuǎn)課堂教學的方法正在推進，學生通過慕課獲得的課程證書開始得到大學的認同并可拿到學分，以慕課為基礎(chǔ)的微專業(yè)和微碩士開始成為大學教育的一種新形式[2]。本文主要圍繞中國石油大學（北京）通過學堂在線開設(shè)的“石油工程巖石力學”慕課課程，從課程基本情況、課程團隊情況、課程簡介及特色、課程考核情況、課程應(yīng)用情況及課程建設(shè)計劃等多個方面給予介紹。

　　一、課程基本情況

　　1.課程情況。該慕課的名稱為石油工程巖石力學，課程負責單位是中國石油大學（北京），課程負責人是張廣清教授，課程對象是本科生以及社會學習者，課程性質(zhì)是社會學習者課程，課程類型是專業(yè)課，講授語言是中文，開放程度為完全開放（自由注冊及免費學習），主要開課平臺是學堂在線，上線時間是2018年12月30日，截至2019年8月已經(jīng)完成兩輪的運行。

　　2.課程團隊。課程負責人張廣清教授是學校傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)石油工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課“石油工程巖石力學基礎(chǔ)”的主講教師，北京市首屆高等學校青年教學名師，教育部工科基礎(chǔ)課教學指導委員會委員。課程團隊其他老師包括王琳琳教授、李世遠副教授和彭巖副教授，主要從事輔講、答疑及批改作業(yè)等工作。

　　3.課程錄制。該慕課是在2018年暑期利用兩周時間錄制完成的，由學堂在線具體負責錄制和制作視頻，視頻10分鐘一段，共錄制50段，覆蓋整個課程內(nèi)容以及實驗環(huán)節(jié)。錄制地點為學校專門提供的教室以及相關(guān)實驗室。錄制后，由學堂在線負責后期制作和加工，形成了慕課學習視頻。

　　二、課程簡介及課程特色

　　（一）課程內(nèi)容改革及面向?qū)ο?/p>

　　該慕課不拘泥于一本教材，課程緊盯國內(nèi)外石油工程巖石力學方面的先進科技與技術(shù)，在原有石油工程巖石力學內(nèi)容基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合國內(nèi)外非常規(guī)油氣勘探開發(fā)新形勢，側(cè)重一些非常規(guī)油氣巖石力學與工程的知識介紹。國內(nèi)外的現(xiàn)有教材中尚缺乏相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合自身在非常規(guī)巖石力學方面的研究成果，將頁巖、煤巖、海底水合物等的研究成果引入巖石力學的課程內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣，緊跟能源開發(fā)的前沿。最后一部分是實驗教學，在理論內(nèi)容之外，錄制了國際先進巖石力學試驗機為硬件操作基礎(chǔ)的巖石力學室內(nèi)實驗教學視頻。面向?qū)ο蠹劝ㄉ鐣?，同時也包括校內(nèi)授課對象，主要以本科生及一部分研究生為主。借助學堂在線平臺，慕課內(nèi)容已逐漸在本科生、本科生的新生中推廣，同時在研究生或從事科研、工程技術(shù)的一線人員中也做了推介。

　　（二）運用信息技術(shù)的改革情況

　　1.課程體系。在線課程區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學，具有資源共享性、學習自主性、課程結(jié)構(gòu)開放性和學習協(xié)作性等特點。同時，學生學習的時間、地點可隨心所欲，學習進度也可隨意安排。在課程體系方面，課程設(shè)計以10分鐘微課系列組合，把系統(tǒng)的知識分解成獨立的知識點短視化呈現(xiàn)，學習更靈活。第一步進行結(jié)構(gòu)合理的知識點整理與布局，將課程內(nèi)容分解為50個左右的知識點，并準備每個知識點的講授內(nèi)容。除了理論知識之外，還錄制了實驗教學內(nèi)容，將巖石力學室內(nèi)試驗得以充分展現(xiàn)。

　　2.教學內(nèi)容和方法。從教學方法來看，在課堂教學過程中，補充了一些前沿的科研資料，以及現(xiàn)場的工程案例，增強學生的感性認識和理解能力。充分理解學習群體的認知過程，針對每一個知識點，策劃活潑有趣、形象生動的教學模式。比如授課內(nèi)容故事化，讓學習身臨其境，學習思路追隨故事情節(jié)，有效避免學生自己看視頻走神，并能讓學生主動持續(xù)學習。抽象知識點以動畫輔助教學，形象還原知識原理，利于學生建立空間想象力，提升學習效果。課程的教學素材選擇注重圖文并茂，內(nèi)容布局50%文字，20%圖片，30%空白，整體顏色不超過三種。授課教師著裝與課件整體風格、色彩協(xié)調(diào)，儀容端莊，姿勢自信自然。視頻后期制作采用了適宜教學內(nèi)容的特效包裝，使教學過程簡潔清晰且不失美感。

　　三、課程考核情況

　　課程考核方式主要采用平時知識點測驗和在線期末考試兩種（各占50%）。課程一共十二章，共50個知識點。第一輪上線授課中，平時每節(jié)課即每個知識點后，都有選擇題目，包括單選和多選，一般每節(jié)課即每個知識點后有1～2道選擇題。期末考試在線答題也以客觀題即選擇題為主，主要包括50道選擇題，內(nèi)容覆蓋全部知識點。第二輪上線授課中，繼續(xù)保持平時每節(jié)課即每個知識點后以選擇題進行答題。期末考試在線答題以客觀題結(jié)合主觀題進行，包括49道選擇題和一道主觀題即計算和問答。在第一輪上線授課中，課程依托學堂在線平臺以社會公眾開放為主，在第二輪上線授課中，課程采用了公眾平臺+校內(nèi)慕課平臺方式。

　　四、課程應(yīng)用情況

　　1.在學校教學中的應(yīng)用情況。慕課已結(jié)合到校內(nèi)課程教學，采用線上線下混合式教學方法，校內(nèi)SPOC平臺幾十位本科生使用，還有幾十位本科生及研究生通過兩輪在線授課，完成了慕課觀看及課后習題、期末考試題目，獲得了慕課學習成績。課程學習后，有學生主動聯(lián)系課程團隊教師，期望在非常規(guī)油氣巖石力學與工程、巖石斷裂理論和水力壓裂機理及技術(shù)等方面進行碩士生或博士生的深造學習。一位本科大四學生通過慕課學習后積極主動聯(lián)系課程團隊負責人，通過努力獲得直博資格。一位本科大二學生通過慕課學習后，聯(lián)系課程團隊負責人，通過努力獲得本博一體化培養(yǎng)資格。兩人均師從張廣清教授繼續(xù)自己的學習研究。除對學生教學方面的應(yīng)用外，課程負責人通過慕課制作、錄制、上線和推廣等，帶動教學團隊一起進行課程建設(shè)及教學改革，將現(xiàn)場實例、案例分析等融入教學內(nèi)容。

　　2.面向其他高校和社會學習。慕課推廣至其他石油高校，例如在中國石油大學（華東）、西南石油大學、東北石油大學、西安石油大學、常州大學和延安大學等，均有石油工程及相關(guān)專業(yè)學生參與選課。通過兩輪在線授課，社會學習者人數(shù)達到近8000人。通過討論區(qū)互動問答、課后題和期末考試答題，社會公眾提升了對石油工程巖石力學知識內(nèi)容的了解和認識。學生反饋知識點講解清晰，開放性思考題目有一定吸引力，專業(yè)學習熱情得到進一步提升，對知識點有了進一步的理解和把握。

　　五、課程建設(shè)計劃

　　今后五年繼續(xù)面向石油高校和社會公眾提供開放學習服務(wù)，包括在本校內(nèi)的石油工程巖石力學的本科和研究生授課中，采用線上線下混合式教學方法。同時繼續(xù)將慕課推介至國內(nèi)石油高校的石油工程及相關(guān)專業(yè)的課程學習中。面向社會開設(shè)保持每年2～3期，一期3個月，內(nèi)容上持續(xù)更新以及提供教學服務(wù)。

　　1.教學文件及輔助教學材料持續(xù)更新。密切跟蹤國內(nèi)外石油工程巖石力學方面的先進科技與技術(shù)，不斷更新和完善課程內(nèi)容，及時更新本課程輔助教學多媒體課件和教學錄像片。

　　2.課程內(nèi)容改革。收集并整理校內(nèi)混合式教學中學生研討課題作業(yè)、設(shè)計性或創(chuàng)新性實驗報告等，并結(jié)合部分學生的課堂體會，形成學生對課程教學改革的體會內(nèi)容，從而進行課程內(nèi)容改革。

　　3.強化課程內(nèi)容與科研成果的融合。隨著非常規(guī)油氣藏的開發(fā)力度加大，非常規(guī)油藏巖石力學愈來愈重要。不斷更新非常規(guī)油氣巖石力學及水力壓裂的研究成果，融入課程內(nèi)容之中，激發(fā)學生的學習興趣，緊跟能源開發(fā)的前沿。

　　4.出版課程講義。對于慕課的進一步建設(shè)，課程團隊將根據(jù)課程內(nèi)容出版課程講義，同時突出課程中涉及的石油工程巖石力學常用公式，結(jié)合到課程講義的編寫當中。