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储层地球物理学的主旨是利用地球物理学的理论与方法，对油藏工程、地质和地球物理等观测数据资料进行分析，精细描述油气藏储层的岩性、物性和含油气性。储层地球物理学是评价油气资源储量和动态监测油气开采的重要手段，为油气藏勘探开发提供了重要的理论与技术支撑。随着油藏工程技术和地球物理采集、处理与解释方法的迅猛发展，储层地球物理在岩石物理分析、岩性识别、流体检测和物性预测等方面发挥了重要指导作用，已逐步成为“地质—工程”一体化勘探开发的关键技术。储层地球物理学理论与方法的不断完善，使得油气储层描述和评价的精度提高，降低了油气勘探与开发的风险。储层地球物理学课程具有涉及基础知识面广、理论方法多、内容跨度大、应用繁而杂等特点。该课程教学不仅要让学生掌握如何利用地球物理学理论与方法解决实际油气藏勘探开发中面临的复杂地质工程难题，还要让学生树立正确的现代地学思维和地球科学发展观。对于大三或大四学生来说，储层地球物理学课程是对前面所学专业课程的梳理和总结，对学生搭建完备的专业知识框架和提升解决实际问题的能力具有重要意义，为提高学生专业素养和就业竞争力做出贡献。然而，随着授课对象特点和课堂教学氛围的变化，如何改进教学方法和手段、激发学生学习兴趣、提高课堂教学效率，成为授课教师在教学过程中需要不断探索和思考的问题[1]。本文梳理了当前课程教学面临的各种挑战，结合地球物理专业的特点，探讨从教学理念、教学手段、教学内容、实践教学和考核方式等方面进行教学改革，以期对后续的课程教学有所启示与帮助。
1储层地球物理学课程的基本特点及教学现状
储层地球物理学是地球物理学相关专业课程的归纳总结和应用实践，主要研究如何利用多学科的观测数据定量预测油气储层矿物组分和含量、孔隙度、渗透率、含水饱和度及微观结构特征等。本课程的教学目的是，让学生理解储层地球物理学的基本概念、方法原理和应用流程，使学生能够针对油气藏勘探开发中遇到的地质工程问题，提出最优的研究思路和解决方案。
1.1课程基本特点
储层地球物理学是一门理论与实践相结合的课程，能为学生将来从事储层地球物理研究和工作打下坚实的专业理论基础。该课程作为应用地球物理专业的核心课程，具有以下几个特点：
1.1.1数理基础要求高
储层地球物理学课程对数学物理理论知识的要求比较高，学生应在学习完高等数学、大学物理、复变函数与积分变换、数值计算方法、数学物理方程、弹性波动力学、信号分析与处理等基础课程之后选修本课程。授课时，教师要以数学物理方法为基础，进行地球物理原理与公式的推导与求解。
1.1.2应用实践性强
实践性强是勘探地球物理课程的共同特点，本课程也不例外。在专业知识课程教学的基础上，逐步引导学生利用所学知识解决实际问题。实践教学课程主要包含两个部分：一是理论教学，二是实践教学。通过两部分的学习，学生可以将理论知识与生产应用相结合，深化对专业知识的理解、掌握和吸收，培养自主学习和实际操作能力。
1.1.3多学科交叉融合
储层地球物理学不仅涉及计算机、数字信号分析与处理等学科相关知识，也离不开地质学理论的指导和油藏开发技术的支持。以构造地质学、沉积岩石学、石油地质学和普通地质学等地质理论为基础，完善目标靶区地质认识并建立合理的储层地质模型，结合油藏开发工程技术，实现油气藏井位准确部署和剩余油气分布动态监测。
1.1.4理论与应用并重
理论是指导应用的依据，应用是检验理论的标准。在教学过程中，应坚持方法理论与实际应用并重，在介绍基本原理的同时，穿插讲解应用实例，增强学生对所学内容的感性认识，加深对基本理论的理解与记忆。
1.2课程教学现状
针对储层地球物理学课程的基本特点，反思课程教学现状，发现主要存在以下几个方面的问题：
1.2.1教学模式比较固化
长期以来，以教师为中心的教学模式是课堂教学的主要方式。然而，这种教学方式往往会造成学生严重依赖教材和课堂教学，缺少学习的积极性和内动力，自学能力、独立思考和解决问题的能力难以得到有效提高，教学效果不明显[2]。
1.2.2教学手段比较单一
传统的板书教学方式效率比较低下，不够生动直观。多媒体教学提供的信息量大，但单纯采用PPT演示容易让学生感到枯燥乏味，课堂氛围比较沉闷，学生学习效率低，教学效果不理想[3]。
1.2.3授课内容比较陈旧
由于学时限制，课程讲授的内容大多是比较经典的理论与方法，涉及的新技术、新方法很少[4]。随着地球物理理论与方法的不断改进与完善，传统的教学内容已经难以满足当代学生的学习需求。如何将前沿热点课题、科学研究成果融入课程教学，是需要授课教师不断思考的问题。
1.2.4理论与实践不统一
理论教学和实践课程通常分别由不同教学风格的教师讲授，导致学生不能很好地将理论与实践结合起来，影响了对学生动手能力的培养。实践教学由于课时比较少、软硬件设备配置不足，难以保证每个学生都亲自动手调试与分析，降低了学生的参与积极性，很难达到实践教学的预期。
1.2.5考核方式过于单一
传统的课程考核采取“平时考勤+期末考试”的终结性评价模式，考核方式比较单一。学生在期末考试前死记硬背就能通过考试，没有真正理解相关的概念和原理，对知识框架体系比较模糊。
2储层地球物理学课程教学改革
对储层地球物理学课程中存在的问题，本文尝试从教学理念、教学模式、教学内容、教学方法、实践教学和考核方式等方面探讨教学改革并提出相应的改进措施，力求切实提高课程教学质量。
2.1创新教学理念，改变教学模式
课堂教学是教师教授知识的主要方式。传统的课堂教学是“填鸭式”的，学生缺乏独立思考的时间，往往只能被动接受既有的知识和经验。显然，这种传统的灌输式教学模式已经难以激发学生的学习兴趣和积极性。应树立“以生为本”的教学理念，突出学生的主体地位，让学生更加积极主动地参与课堂教学，在理解理论与方法的基础上，善质疑、多分析、勤思考。教师在课堂上要积极引导学生去发现问题，课后让学生带着问题查阅资料，通过小组讨论提出合理的解决方案，为学生提供自主学习、自由讨论、互动交流的平台。比如，教师在讲授岩石物理理论时，让学生预习岩石物理手册中的内容并推荐相关文献，引导学生对比几种常见岩石物理模型的公式推导过程、物理假设和适用条件等，通过分析不同方法的优缺点和适用性，促进学生对知识点的理解与吸收。还可以结合当前国家重大发展战略方针设置一些开放性问题，让学生独立思考、自由发挥，以激发学生的学习兴趣，给学生留下深刻印象。比如，让学生探讨储层地球物理学如何在“碳达峰”“碳中和”战略中发挥作用，以及储层地球物理学在深部油气资源勘探与开发中面临哪些挑战。实施以学生为主体的教学模式，适当进行引导性教学，可以使学生变被动接受为主动探索，激发学生的学习热情和好奇心，拓展学生的发散性思维，提高学生的课堂学习效率，进而提升教学效果。
2.2丰富教学手段，活跃课堂氛围
当前的教学手段以多媒体教学和板书讲授相结合的方式为主，然而形式僵化的多媒体展示和板书容易让学生觉得枯燥，导致学习兴趣减退、学习效率低下。为了达到良好的教学效果，调动学生的积极性，应针对不同章节内容采用多种教学手段相结合的方式。例如，在讲解地震正演时，可以利用三维动画模拟地震波的传播过程，力求加深学生对基本理论和概念的理解；在介绍岩石物理理论和AVO公式时，用板书和口头讲授的方式推演方程，同时要求学生进行同步推导，以加深其对公式的理解和掌握；在讲解开发地震基础时，利用短视频展示如何将地质、地球物理和油藏工程信息结合起来指导井位部署和预测剩余油气分布，让学生直观了解地质学家、地球物理学家和石油工程专家是如何协同工作的，增强学生的感性认识。另外，还要充分利用现代教学手段营造热烈的课堂氛围。比如借用中国大学MOOC（慕课）优质专业课平台，采取线上线下相结合的授课方式，让学生体验教学名师的风采；利用雨课堂智慧教学工具进行课中随机提问，不仅能让教师及时了解学生对知识点的掌握情况，也能促进学生持续保持课堂专注力[5]。
2.3优化教学内容，完善课程体系
储层地球物理学内容繁多，章节之间联系紧密。因此，科学优化教学内容，合理搭建教学体系，能够让课程结构分明、章节脉络清晰。一方面，根据教学大纲要求和专业方向需求，对课堂内容进行适当优化和调整。通过寻找基本概念、基础原理和技术方法之间的内在关联，再与相应的生产应用进行串联，明确教学任务和教学目标，使学生在有限的学时内掌握更多知识。另一方面，将课程教学与科研前沿和生产实践相结合，在授课过程中及时更新知识体系，引入新理论、新方法以及前沿热点，开阔学生视野，深化学生对专业知识的了解[6]。传统的储层地球物理学课程以经典方法理论为主，知识体系比较分散，涉及的学科前沿知识较少。结合教学大纲和专业特点，笔者详细梳理了本门课程的教学重点和难点，重新整合和扩充了教学内容。优化后的课程体系主要分为岩石物理基础、油气定量检测、地震反演技术、储层参数预测、地震属性分析和开发地震解释六个部分。在这一套教学体系中，岩石物理基础为油气定量检测、地震反演技术、储层参数预测、地震属性分析等地震储层预测的核心技术提供理论基础，而地震储层预测方法又服务于开发地震综合解释。这种课程编排解决了传统教学内容与应用实践脱节、知识体系相互孤立的弊端，使教学内容具有一定的深度和广度，内在逻辑性更强、层次感更突出，能够让学生比较容易地把握课程的框架体系。
2.4加强实践教学，引导主动探索
储层地球物理学是理论性与实践性都很强的核心专业课，目的是培养学生利用地球物理理论与方法解决实际地质或油藏工程问题的能力。实践教学阶段可以设置具有一定综合性和探索性的研究题目，着力培养学生独立解决实际问题的能力和创新能力。本课程的实践课总计40学时，笔者根据理论教学内容设计了个人独立编程实践和团队配合操作反演软件两部分。个人实践部分主要是编写与理论方法相关的Matlab程序，比如建立岩石物理模型、预测横波速度、同步预测物性参数、岩石物理模版制作、合成地震记录生成、地震波场模拟等，目的是确保每个学生的动手能力都得到增强；团队协作部分是将学生每4～6人分为一组，每组学生相互配合操作地震反演软件，分别开展地震和测井数据加载、地震层位拾取、井震数据标定、地震子波提取、初始模型建立和地震反演分析等上机操作，最终提交叠后、叠前地震反演的弹性参数剖面，并撰写完整的课程设计报告，目的是培养学生团队协作解决实际难题的能力。设置个人实践和团队协作环节，不仅加深了学生对储层地球物理学知识点的理解，也提高了学生的动手能力和团队协作能力。
2.5健全考核方式，保障教学效果
考核是检验教学质量和教学效果的重要一环，建立合理的考评机制是提升教学质量和激发学生潜能的重要手段。应改变传统“一考定全局”的评价方式，采用过程性评价和总结性评价相结合的方法，在教学的全过程中对学生进行评价与指导，促进学生综合能力的提高[7]。过程性考核主要包括考勤、课堂讨论和平时作业完成情况等；总结性评价则设置了多个与课程教学内容相关的开放性研究课题，将班级学生分成多个小组，每个小组通过查阅文献资料，协同合作完成课程结题报告撰写和PPT制作与汇报。联合多种考评机制不仅激发了学生的自主学习意识和创新意识，也很好地实现了教学考核目标，提高了教学质量。
3结论
培养具备扎实的地质、地球物理和石油工程等多学科交叉背景的复合应用型人才是一项系统工程，需要不断深化和完善课程教学改革。本文在充分调研储层地球物理学课程教学现状的基础上，结合实例探讨了从教学理念、教学手段、教学内容、实践教学和考核方式等方面进行教学改革的可行性。以人才培养目标和教学大纲为指南，转变传统教学理念，突出学生主体地位，采用多样化教学手段，及时更新与专业需求和科学前沿相符的教学内容，强化实践教学，完善考核制度，以调动学生的学习积极性和主动性，培养学生创新性地学思维和地球科学发展观，提高学生分析和解决实际问题的能力，为学生今后的学习和科研打下良好的基础。
参考文献
[1]刘桂珍,郭艳琴,袁珍.新时代背景下“地球科学概论”课程教学改革初探[J].黑龙江教育(理论与实践),2022(4):62-64.
[2]苑春方,王占刚.地震勘探原理课程教学改革的探讨[J].教育教法探讨与实践,2016(1):199-200.
[3]程久龙,郑晶,王辉.《应用地球物理导论》教学方法探讨[J].教育教学论坛,2017(12):177-178.
[4]孙鲁平.“应用地震学”课程改革与教学方法探讨[J].中国地质教育,2014(1):51-54.
[5]李潍莲,柳广弟,孙明亮,等.勘查技术与工程专业“石油地质学”课程教学改革实践[J].中国地质教育(课程与教学),2020(29):70-72.
[6]宁浩.分层教学法在地球物理流体动力学教学中的应用[J].开封教育学院学报,2018(12):80-81.
[7]李长伟.“地球物理反演”课程的教学实践探索[J].实践与探索,2012(13):234.
作者:潘豪杰 王鹏 陈雪菲 单位:长江大学地球物理与石油资源学院
