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域出現的一種新的課程模式，中文全稱為“大規模開放式在線課程”[1]。國內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，以慕課為基礎的微專業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、課程應用情況及課程建設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，課程性質是社會學習者課程，課程類型是專業課，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優勢專業石油工程專業的專業基礎課“石油工程巖石力學基礎”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，覆蓋整個課程內容以及實驗環節。錄制地點為學校專門提供的教室以及相關實驗室。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）課程內容改革及面向對象

　　該慕課不拘泥于一本教材，課程緊盯國內外石油工程巖石力學方面的先進科技與技術，在原有石油工程巖石力學內容基礎上，緊密結合國內外非常規油氣勘探開發新形勢，側重一些非常規油氣巖石力學與工程的知識介紹。國內外的現有教材中尚缺乏相關內容，結合自身在非常規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容，激發學生的學習興趣，緊跟能源開發的前沿。最后一部分是實驗教學，在理論內容之外，錄制了國際先進巖石力學試驗機為硬件操作基礎的巖石力學室內實驗教學視頻。面向對象既包括社會公眾，同時也包括校內授課對象，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、工程技術的一線人員中也做了推介。

　　（二）運用信息技術的改革情況

　　1.課程體系。在線課程區別于傳統課堂教學，具有資源共享性、學習自主性、課程結構開放性和學習協作性等特點。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，課程設計以10分鐘微課系列組合，把系統的知識分解成獨立的知識點短視化呈現，學習更靈活。第一步進行結構合理的知識點整理與布局，將課程內容分解為50個左右的知識點，并準備每個知識點的講授內容。除了理論知識之外，還錄制了實驗教學內容，將巖石力學室內試驗得以充分展現。

　　2.教學內容和方法。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。比如授課內容故事化，讓學習身臨其境，學習思路追隨故事情節，有效避免學生自己看視頻走神，并能讓學生主動持續學習。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、色彩協調，儀容端莊，姿勢自信自然。視頻后期制作采用了適宜教學內容的特效包裝，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，內容覆蓋全部知識點。第二輪上線授課中，繼續保持平時每節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+校內慕課平臺方式。

　　四、課程應用情況

　　1.在學校教學中的應用情況。慕課已結合到校內課程教學，采用線上線下混合式教學方法，校內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，有學生主動聯系課程團隊教師，期望在非常規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，聯系課程團隊負責人，通過努力獲得本博一體化培養資格。兩人均師從張廣清教授繼續自己的學習研究。除對學生教學方面的應用外，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及教學改革，將現場實例、案例分析等融入教學內容。

　　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專業學生參與選課。通過兩輪在線授課，社會學習者人數達到近8000人。通過討論區互動問答、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、課程建設計劃

　　今后五年繼續面向石油高校和社會公眾提供開放學習服務，包括在本校內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。同時繼續將慕課推介至國內石油高校的石油工程及相關專業的課程學習中。面向社會開設保持每年2～3期，一期3個月，內容上持續更新以及提供教學服務。

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

　　2.課程內容改革。收集并整理校內混合式教學中學生研討課題作業、設計性或創新性實驗報告等，并結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容，從而進行課程內容改革。

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

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