工程教育认证的煤层气地质与勘探课程改革
张贝贝 金超 赵存良 王艳楠 吴复柱
[摘 要]针对本校资源勘查工程专业煤层气地质与勘探课程教学现状以及存在的问题，文章围绕“以学生为中心，以产出为导向，持续改进”的工程教育理念，具体介绍了该课程改革实践过程，确立了毕业要求下的课程教学目标，优化了教学大纲和内容，改革了教学活动，制订了课程目标及毕业要求指标点的达成度评价方式，并提出了持续改进方案。通过评价改革后课程目标和毕业要求指标点平均达成度，证明面向工程教育认证的煤层气地质与勘探课程改革效果良好。
[关键词]资源勘查工程专业;煤层气地质与勘探;课程改革;工程教育认证
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）08-0012-04
自2013年中国加入华盛顿协议，我国工程教育专业认证工作全面展开。根据工程教育认证标准，教师在教学的过程中应始终坚持“以学生为中心，以产出为导向，持续改进”的工程教育理念，始终坚持“学生中心是宗旨，成果导向是要求，持续改进是机制”的中心思想[1-7]。
2017年12月，中国工程教育专业认证协会决定受理河北工程大学资源勘查工程专业2018年度工程教育专业认证申请，从此翻开了我校专业工程教育认证建设和发展的新篇章。煤层气地质与勘探作为资源勘查工程专业的一门重要专业课，是工程教育认证课程体系中不可或缺的课程。为此，在深刻理解并掌握工程教育认证核心理念的基础上，对煤层气地质与勘探课程进行实践教学改革，对学校及学生的未来发展都具有重要的意義。
一、工程教育认证前的煤层气地质与勘探课程教学现状与不足
1.课程目标不全面，缺少工程设计方面的教学目标。2.课程的教学内容相当庞杂，所涉及的知识面非常广泛，且以理论知识为主，工程实例涉及较少，从而导致课程重点不突出，学生学起来也抓不住重点。3.教学的达成途径比较单一，教师在授课过程中采用“灌入式”的模式进行讲解 ，学生参与很少，学起来比较枯燥无味。4.教师普遍对课程的持续改进理念领悟得比较差。部分教师对每年的教学比较随意，课程结束后也没有及时找出需要改进的地方，导致课程教学没有创新之处。
二、课程改革实践具体方案
（一）确立毕业要求指标点下的课程教学目标
根据工程教育认证标准和本专业毕业要求指标点分解情况，煤层气地质与勘探课程所支撑的毕业要求指标点见表1。
课程教学目标1：正确理解煤成气、煤层气、煤矿瓦斯等基本概念（支撑毕业要求2-3）。
课程教学目标2：掌握煤层气地质学的基本理论，包括煤层气的形成、储层、赋存、成藏机理和产出机理等，能够应用其基本原理分析煤层气地质与勘探中遇到的复杂工程问题，并可获得有效结论（支撑毕业要求2-3、3-1）。
课程教学目标3：学习最新的《煤层气资源/储量规范DZ/T0216-2010》;掌握煤层气资源的评价方法和资源量的估算（支撑毕业要求2-3、3-1）。
课程教学目标4：掌握煤层气勘探开发程序与相关技术，涉及地震、钻井、煤储层参数测试、测井等关键技术（支撑毕业要求3-1）。
课程目标5：结合工程实际，掌握煤层气勘探开发中的工程设计，能够针对勘探开发中遇到的复杂工程问题设计可行的解决方案且具有一定的创新性（支撑毕业要求3-1）。
（二）优化课程教学大纲与内容
通过对用人单位的调查研究，把握社会对本专业人才的要求，修订煤层气地质与勘探课程教学大纲，精简授课内容，抓住重点难点，结合工程实例，及时将最新理论与技术手段等融入煤层气地质与勘探教学中去。对于与本科生工程实践能力培养联系较强的内容，比如地震、钻井、煤储层参数测试、测井等内容在课时上予以适当压缩，把这部分内容放到实验室和工程实践中去。同时增加一些工程设计课，在讲解完煤层气钻井后，可以给出一个煤层气区块，假设要钻一口直井，让学生对这口直井进行煤层气钻井地质设计和工程施工设计，并撰写设计报告，这些都作为平时成绩，计入最后的考核成绩中。通过对核心内容的调整和强化讲解，学生可全面巩固煤层气地质与勘探教学内容，增强对理论与实践的认识，达到工程教育认证的要求。课程教学内容、课时与对应的毕业要求指标点见表3。
（三）教学活动改革
改革后的教学活动包括课前预习、课堂讲授、实验实践及工程设计、课后测试共4个教学环节。
在每次正式上课之前，提前将学习资料发到学生手中，制订一定措施，鼓励学生进行课前预习，并在开始授课之前检查学生的学习情况，然后根据预习情况，在课堂上有选择地讲解重难点。
在课堂授课中，要注意因材施教，体现“因课定法、因生定法、因师定法、因材定法”和“教要多法”，应不断根据教学内容、课堂学生表现等及时调整教学方法，以确保课堂教学的高效性。同时在授课中，应将知识点和国内外典型区块煤层气情况结合起来，例如在讲解煤层的渗透率和储层压力知识点后，应给学生讲解国内外主要煤层气区块的渗透率和储层压力的大致情况，让学生对国内外煤层气主要区块的地质情况有个大概了解。另外，在理论学习过程中应尽可能多地展示微视频、图片和仿真模型等，让学生在掌握基本理论的同时，对煤层气形成、赋存、成藏及产出有一个立体的认识。还可以开展多种形式授课，例如开设煤层气研究性授课和专题系列讲座，作为煤层气地质与勘探课程的补充，培养学生的自主学习和创新能力，以达到工程教育认证的要求。
教师在实验实践及工程设计教学之前，先让学生弄明白实验或工程的原理，让学生做到心中有数，不至于到了实验室或工程现场一头雾水，同时将预习情况计入实验成绩。在教学过程中，教师应着重将课程内容与实际工程问题相结合，通过设计等温吸附实验、压汞实验、钻井地质设计、钻井工程设计等8项教学案例，让学生明白如何将所学知识应用到工程实践中，培养学生能够针对复杂工程问题设计解决方案。同时，教师可以利用周末时间组织实践教学，带领学生参观学习煤层气井钻井、测井等实际工程，将理论与实践及时结合。最后，教师布置实验及工程设计等作业，让学生以3～5人为小组共同完成，课程结束后一周之内上交作业。
每次上完课后，都要进行课后测试。课后教师会在学习通上对学生进行测试，测试题知识点全面，题型多样。学生完成测试提交后，教师要及时批阅，找出不足，并将批阅结果及时反馈给学生，让学生在下一课堂之前将不足之处进行弥补。除了课后测试，教师还可在学习通上设置一些重点热点问题讨论，让每个学生都可以畅所欲言，表达出自己的观点。
（四）制订课程教学目标达成度考核方式
煤层气地质与勘探课程目标达成度考核及目标分值具体见表4，主要从期末考试、课堂参与和课后测试、实验和实践、工程设计4个方面进行评价[1，8]。从表4可见，课程教学目标1和3达成度均由期末考试、课堂参与和课后测试来评价，其所占分值分别为8和7;课程教学目标2则由期末考试、课堂参与和课后测试、实验和实践来确定，分值占35;课程教学目标4达成度考核范围广，期末考试、课堂参与和课后测试、实验和实践和工程设计均有涉及，目标分值所占比例也较高，为40;课程教学目标5由工程设计来考核，分值为10。课程教学目标中每个考核项目的得分均有标准，期末考试项每个考查点的分数由各个考题的评分标准计算;课堂参与和课后测试的得分从课堂讨论问题的参与度、课后测试完成进度和准确性等方面计算;实验和实践环节的考查点得分从实验与实践的预习情况、流程规范情况、报告质量情况等方面计算，而工程设计项目的得分从工程设计的规范性、准确性等方面计算。
课程教学目标达成度详细考核计算方法见表5。由表5可知，所有课程教学目标在2019年的达成度均好于2018年的达成度，特别是课程教学目标1和目标2在2019年的达成度较2018年提升幅度较大。课程教学目标3和目标4的达成度在2个年度都较高，2019年更是高达0.87和0.84。课程教学目标5的達成度在2018年、2019年分别为0.79和0.83。
（五）制订毕业要求指标点达成度考核方式
学生毕业要求指标点达成度考核方式见表6，指标点2-3和3-1达成途径均根据每节课（包括实验实践及工程设计）的课前预习、课堂参与、课后测试及期末考试完成情况来评价。毕业要求指标点2-3评价按“平时考核分值×0.35+期末考试分值×0.65”计算，其中平时考核分值根据课前预习记录、课堂参与度、课后测试分值及实验报告质量综合评定，期末考试分值根据评分标准评定。毕业要求指标点3-1按“平时考核分值×0.2+期末考试分值×0.55+工程设计分值×0.25”计算，其中平时考核分值和期末考试分值评定标准与指标点2-3相同，工程设计分值则按工程设计过程及结果给出成绩。
根据以上评价原则，毕业要求指标点2-3在2018年和2019年的评价值分别为0.78与0.85，指标点3-1的2018年、2019年评价值则分别为0.83与0.87，总体来说，指标点3-1的评价值高于指标点2-3。
三、课程的持续改进方案
根据工程教育认证要求及课程教学目标和毕业要求指标点评价情况，煤层气地质与勘探课程的持续改进方案如下。
（一）定期记录、评价和跟踪
通过课前预习、课堂参与和考试成绩分析等，记录学生对煤层气地质与勘探的基本理论和工程知识的掌握情况，评估学生能力的达成度。
（二）评估的结果作为下一年课程改进的依据
通过对2018年度学生学习状态、课堂提问、课后测试和考试成绩的分析，我们发现学生对煤层气的赋存机理和成藏机理理解得不够透彻，因此在2019年度授课过程中，加强了这方面的知识讲解，同时分析了中国典型区块煤层气赋存机理和成藏机理，让学生对理论知识有立体的认识。通过改进，2019年度学生对理论的学习达成度有较高的提升。
（三）利用其他可以协助持续改进的资源
教师利用网络资源、模具并结合具体的区块对煤层气的赋存机理、成藏机理和产出机理进行详细讲解，以提高学生对煤层气的地质理论与成藏机理的认知水平。
四、面向工程教育认证的煤层气地质与勘探课程改革效果分析
通过对表5和表6的分析可知，2018年度煤层气地质与勘探课程教学目标1和目标2的达成度相对较低，因此教师在2019年分析了原因并调整了改进方案，增加了对煤层气的赋存机理和成藏机理难点的讲解与课时，2019年度这2项的达成度均有较大提升。课程教学目标3、目标4和目标5在2018年、2019年的达成度均较高，说明学生较好地掌握了煤层气勘探开发程序与相关技术及工程设计等内容，能够针对勘探开发中遇到的复杂工程问题设计可行的解决方案，并且在项目设计过程中表现出较好的团队协作能力。毕业要求指标点2-3和3-1在2018年和2019年达成度均较高，但总体来说，指标点3-1的评价值要高于指标点2-3，也更加说明学生具备了工程人的素质和能力。由以上分析可知，面向工程教育认证的煤层气地质与勘探课程改革效果良好。
五、结语
2017年，在中国工程教育专业认证协会对河北工程大学地球科学与工程学院资源勘查工程进行专业认证之际，笔者针对煤层气地质与勘探课程教学现状以及存在的问题，围绕“以学生为中心，以产出为导向，持续改进”的工程教育理念，对该课程进行了教学改革实践。在改革中，确立了毕业要求下的课程教学目标，优化了教学大纲和内容，改革了教学活动，制订了课程教学教学目标及毕业要求指标点的达成度评价方式，并提出了持续改进方案。实践证明面向工程教育认证的煤层气地质与勘探课程改革效果良好。最后，河北工程大学地球科学与工程学院资源勘查工程专业也于2019年1月通过了工程教育专业认证。
[ 参 考 文 献 ]
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[责任编辑：钟 岚]
