论文部分内容阅读
摘要：结合我校石油与天然气工程类专业改革发展实际及《渗流力学》课程的定位与目标，以国家精品课建设为契机，以教学资源开放共享平台的开发为载体，开发了《渗流力学》CAI课件、制作了该课程的网络视频，创建了该课程的虚拟实验室，从而对我校《渗流力学》课程进行了一体化、全方位、多层次的建设与教学实践。课程的建设有效促进了教学水平的提高、教育模式的改革及优质教育资源的共享，推进了教学内容、教学方式和手段向广度、深度发展，实践结果表明，课程建设成果在石油与天然气工程类专业创新型人才培养环节中具有明显的示范和推广价值。
关键词：渗流力学；CAI课件；网络视频；虚拟实验室
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）21-0143-02
渗流力学是流体力学的一个分支，是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科[1]。《渗流力学》课程作为油气田开发与开采的理论基础，主要研究地下油、气、水及其混合物在地层中的流动规律，其目标是使学生能掌握渗流力学基础概念、基本理论及解决渗流问题的基本技能，使学生掌握油、气、水渗流的基本规律及建立方程的基本方法，明确这些理论是油气田开发及提高原油采收率的理论基础，并为学好专业课和解决工程中有关地下油、气、水的渗流问题提供有力保障[2]。《渗流力学》课程建设的宗旨是培养学生用所学的渗流力学理论分析和解决渗流问题能力，通过实验课培养学生理论联系实际，掌握渗流力学基本的实验技能、测试仪器、仪表和测试方法，增强学生的严谨作风、操作能力及创新思维。
为深入贯彻落实《关于进一步深化本科教学改革，全面提高教学质量的若干意见》（教高[2007]2号）和《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》（教高[2011]8号），结合石油与天然气工程类专业背景和特点，从CAI课件开发、网络视频制作、虚拟实验室建立等教学资源开放共享平台的构建出发，介绍了我校《渗流力学》课程进行一体化建设的举措与成效。
一、《渗流力学》CAI课件开发
以普通高等教育“十一五”国家级规划教材《渗流力学》（第三版）的各章节为内容选材，主要利用Authorware 7.0软件编制开发CAI课件，打包发布成为EXE文件，可在个人电脑和网络中使用[3]。开发过程中，通过Authorware自带的类Flash功能将渗流物理现象以动画的形式生动演示出来，通过相应的按钮操作进行观看，可使学生对渗流过程有更为直观的理解和认识；通过Authorware的同步解说功能将课程的解说音频与课程内容相结合，在观看文字内容的同时通过声音有效配合，让学生更加深刻地理解《渗流力学》课程的精髓；同时，充分突出课程理论性强的特点，将公式的详细推导过程链接在不同章节中，让学生更加方便地分析和掌握理论公式。另外，辅以在线演练模块可使学生对各章节的习题进行练习，达到更好的学习效果，从而开发出集课程各章节内容介绍、形象的动画演示、立体的声音解说和公式的详细推导等功能于一体的渗流力学CAI课件。
二、《渗流力学》课程网络视频制作
参照《精品视频公开课拍摄制作技术标准》，力求與国家精品视频公开课的要求相接轨，制作渗流力学课程网络视频，保证视频的规范化和先进性，以进一步提升我校《渗流力学》课程建设的层次。同时，有助于适应新的时代背景下，教育全球化、网络化所带来新挑战的需要；有助于促进同类高校和教师间形成友好竞争态势，推进同类高校课程教学水平的提高和教育模式的改革；也有助于促进教育公平、公开，让全体学生和全社会分享优质教育资源。制作视频涉及“渗流的基础知识和基本定律”、“单相液体稳定渗流数学模型及求解”、“多井干扰理论”、“弱可压缩液体的不稳定渗流”、“油水两相渗流的理论基础”、“油气两相渗流”、“天然气渗流”、“流体在双重孔隙介质中渗流的理论基础”及“非牛顿液体的渗流”等课程的全部内容。
三、《渗流力学》虚拟实验室建立
一方面，基于虚拟原型技术[4]，以可视化为目标，对对象进行几何、功能、制造等方面交互的建模与分析，从而在CAI课件开发中，通过Authorware自带的类Flash功能将“不可压缩液体的单向稳定渗流”、“不可压缩液体的平面径向稳定渗流”、“单相液体压力恢复不稳定渗流”及“水驱油两相渗流”等一些实验以虚拟动画的形式生动再现出来；另一方面，从实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、步骤、数据采集、处理及问题分析、解决等方面出发，制作实验教学视频，从而搭建渗流力学课程虚拟实验室。
四、《渗流力学》课程建设特色与成效
作为目前全国唯一一门《渗流力学》国家级精品课程，我校的《渗流力学》课程建设一直走在同类课程的前列。在教学资源开放共享平台的开发过程中，着眼于国家精品课程建设内涵的丰富和国家精品资源共享课建设的契机，不断创设学习环境、优化教学体系、教学结构、保证教学效果，凝聚了显著的特色与实践成效。①课堂教学与视频教学相结合、真实实验与虚拟实验相结合，构建了多样化、现代化的教育教学手段。创新多媒体教学手段，使课堂教学与视频教学相结合、真实实验与虚拟实验相结合，促进了教师队伍对多样化、现代化教育教学手段的整合与构建，保证了教学效果的全面提升。②集成目标与对象、内容与形式，形成了《渗流力学》课程体系教学设计的特色性与示范性。根据《渗流力学》课程教学目标和学习对象的特点，遵循内容与形式相统一，参与性和技术性相融合，过程与效果并重的原则和思路，形成了具有鲜明特色和示范辐射性的《渗流力学》课程体系教学设计。使学生的观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力明显提高。③全方位、多层次促进了《渗流力学》课程教学资源的开放与共享。
借助于《渗流力学》国家精品课信息化平台，着眼于“十二五”期间高等学校本科教学质量与教学改革工程中精品资源共享课的建设契机，结合CAI课件开发、网络视频制作、虚拟实验室推出等举措，全方位、多层次促进了我校《渗流力学》课程教学资源的开放与共享。
近年来，越来越多的非石油工程专业本科毕业生选择考取石油与天然气工程领域的硕士研究生，而《渗流力学》课程是其入学考试的专业课，通过该一体化、全方位、多层次建设为广大考研学生构建并提供了一套全新、全面、直观、逼真的学习、辅导工具。
五、结束语
以《精品视频公开课拍摄制作技术标准》为依据，抓住精品资源共享课建设的契机，开发了《渗流力学》课程CAI课件，建立了《渗流力学》课程网络视频，推出了《渗流力学》课程虚拟实验室，全方位、多层次进行了《渗流力学》课程的建设与实践。有效促进了《渗流力学》课程教学水平的提高、教育模式的改革及优质教育资源的共享，推进了教学内容、教学方式和手段向广度、深度发展，教学对象向相关专业延伸，实践结果表明，课程建设成果在石油与天然气工程类专业创新型人才培养环节中的示范和推广价值明显。
参考文献：
[1]翟云芳.渗流力学[M].北京：石油工业出版社，2009.
[2]林玉保，杨清彦，刘先贵.低渗透储层油、气、水三相渗流特征[J].石油学报，2016，27（S1）：124-128.
[3]钟会影，尹洪军.《渗流力学》网络虚拟实验室辅助教学模式探索[J].实验科学与技术，2012，10（6）：98-100.
[4]张树才，王明俊.基于虚拟现实技术的课件制作方式研究[J].科技信息，2010（21）：72-73.
基金项目：国家精品课程建设项目、东北石油大学教学改革工程项目资助
作者简介：钟会影（1981-），女，辽宁辽阳人，讲师，硕士，主要从事油气藏渗流力学的教学及科研工作。
关键词：渗流力学；CAI课件；网络视频；虚拟实验室
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）21-0143-02
渗流力学是流体力学的一个分支，是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科[1]。《渗流力学》课程作为油气田开发与开采的理论基础，主要研究地下油、气、水及其混合物在地层中的流动规律，其目标是使学生能掌握渗流力学基础概念、基本理论及解决渗流问题的基本技能，使学生掌握油、气、水渗流的基本规律及建立方程的基本方法，明确这些理论是油气田开发及提高原油采收率的理论基础，并为学好专业课和解决工程中有关地下油、气、水的渗流问题提供有力保障[2]。《渗流力学》课程建设的宗旨是培养学生用所学的渗流力学理论分析和解决渗流问题能力，通过实验课培养学生理论联系实际，掌握渗流力学基本的实验技能、测试仪器、仪表和测试方法，增强学生的严谨作风、操作能力及创新思维。
为深入贯彻落实《关于进一步深化本科教学改革，全面提高教学质量的若干意见》（教高[2007]2号）和《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》（教高[2011]8号），结合石油与天然气工程类专业背景和特点，从CAI课件开发、网络视频制作、虚拟实验室建立等教学资源开放共享平台的构建出发，介绍了我校《渗流力学》课程进行一体化建设的举措与成效。
一、《渗流力学》CAI课件开发
以普通高等教育“十一五”国家级规划教材《渗流力学》（第三版）的各章节为内容选材，主要利用Authorware 7.0软件编制开发CAI课件，打包发布成为EXE文件，可在个人电脑和网络中使用[3]。开发过程中，通过Authorware自带的类Flash功能将渗流物理现象以动画的形式生动演示出来，通过相应的按钮操作进行观看，可使学生对渗流过程有更为直观的理解和认识；通过Authorware的同步解说功能将课程的解说音频与课程内容相结合，在观看文字内容的同时通过声音有效配合，让学生更加深刻地理解《渗流力学》课程的精髓；同时，充分突出课程理论性强的特点，将公式的详细推导过程链接在不同章节中，让学生更加方便地分析和掌握理论公式。另外，辅以在线演练模块可使学生对各章节的习题进行练习，达到更好的学习效果，从而开发出集课程各章节内容介绍、形象的动画演示、立体的声音解说和公式的详细推导等功能于一体的渗流力学CAI课件。
二、《渗流力学》课程网络视频制作
参照《精品视频公开课拍摄制作技术标准》，力求與国家精品视频公开课的要求相接轨，制作渗流力学课程网络视频，保证视频的规范化和先进性，以进一步提升我校《渗流力学》课程建设的层次。同时，有助于适应新的时代背景下，教育全球化、网络化所带来新挑战的需要；有助于促进同类高校和教师间形成友好竞争态势，推进同类高校课程教学水平的提高和教育模式的改革；也有助于促进教育公平、公开，让全体学生和全社会分享优质教育资源。制作视频涉及“渗流的基础知识和基本定律”、“单相液体稳定渗流数学模型及求解”、“多井干扰理论”、“弱可压缩液体的不稳定渗流”、“油水两相渗流的理论基础”、“油气两相渗流”、“天然气渗流”、“流体在双重孔隙介质中渗流的理论基础”及“非牛顿液体的渗流”等课程的全部内容。
三、《渗流力学》虚拟实验室建立
一方面，基于虚拟原型技术[4]，以可视化为目标，对对象进行几何、功能、制造等方面交互的建模与分析，从而在CAI课件开发中，通过Authorware自带的类Flash功能将“不可压缩液体的单向稳定渗流”、“不可压缩液体的平面径向稳定渗流”、“单相液体压力恢复不稳定渗流”及“水驱油两相渗流”等一些实验以虚拟动画的形式生动再现出来；另一方面，从实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、步骤、数据采集、处理及问题分析、解决等方面出发，制作实验教学视频，从而搭建渗流力学课程虚拟实验室。
四、《渗流力学》课程建设特色与成效
作为目前全国唯一一门《渗流力学》国家级精品课程，我校的《渗流力学》课程建设一直走在同类课程的前列。在教学资源开放共享平台的开发过程中，着眼于国家精品课程建设内涵的丰富和国家精品资源共享课建设的契机，不断创设学习环境、优化教学体系、教学结构、保证教学效果，凝聚了显著的特色与实践成效。①课堂教学与视频教学相结合、真实实验与虚拟实验相结合，构建了多样化、现代化的教育教学手段。创新多媒体教学手段，使课堂教学与视频教学相结合、真实实验与虚拟实验相结合，促进了教师队伍对多样化、现代化教育教学手段的整合与构建，保证了教学效果的全面提升。②集成目标与对象、内容与形式，形成了《渗流力学》课程体系教学设计的特色性与示范性。根据《渗流力学》课程教学目标和学习对象的特点，遵循内容与形式相统一，参与性和技术性相融合，过程与效果并重的原则和思路，形成了具有鲜明特色和示范辐射性的《渗流力学》课程体系教学设计。使学生的观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力明显提高。③全方位、多层次促进了《渗流力学》课程教学资源的开放与共享。
借助于《渗流力学》国家精品课信息化平台，着眼于“十二五”期间高等学校本科教学质量与教学改革工程中精品资源共享课的建设契机，结合CAI课件开发、网络视频制作、虚拟实验室推出等举措，全方位、多层次促进了我校《渗流力学》课程教学资源的开放与共享。
近年来，越来越多的非石油工程专业本科毕业生选择考取石油与天然气工程领域的硕士研究生，而《渗流力学》课程是其入学考试的专业课，通过该一体化、全方位、多层次建设为广大考研学生构建并提供了一套全新、全面、直观、逼真的学习、辅导工具。
五、结束语
以《精品视频公开课拍摄制作技术标准》为依据，抓住精品资源共享课建设的契机，开发了《渗流力学》课程CAI课件，建立了《渗流力学》课程网络视频，推出了《渗流力学》课程虚拟实验室，全方位、多层次进行了《渗流力学》课程的建设与实践。有效促进了《渗流力学》课程教学水平的提高、教育模式的改革及优质教育资源的共享，推进了教学内容、教学方式和手段向广度、深度发展，教学对象向相关专业延伸，实践结果表明，课程建设成果在石油与天然气工程类专业创新型人才培养环节中的示范和推广价值明显。
参考文献：
[1]翟云芳.渗流力学[M].北京：石油工业出版社，2009.
[2]林玉保，杨清彦，刘先贵.低渗透储层油、气、水三相渗流特征[J].石油学报，2016，27（S1）：124-128.
[3]钟会影，尹洪军.《渗流力学》网络虚拟实验室辅助教学模式探索[J].实验科学与技术，2012，10（6）：98-100.
[4]张树才，王明俊.基于虚拟现实技术的课件制作方式研究[J].科技信息，2010（21）：72-73.
基金项目：国家精品课程建设项目、东北石油大学教学改革工程项目资助
作者简介：钟会影（1981-），女，辽宁辽阳人，讲师，硕士，主要从事油气藏渗流力学的教学及科研工作。