1、932023 年/第 15 期/5 月基于“专思创融合”理念的“岩石物理学基础”课程教学改革研究熊健，刘向君（西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610599）摘要“岩石物理学基础”是油气特色高校勘查技术与工程专业的核心专业课。文章以“岩石物理学基础”课程为例，以“专思创融合”为目标，充分挖掘课程知识点的思政元素和创新创业元素，优化教学设计和教学方法，推进课程思政和创新创业思维的建设，增强“专业教育思政教育创新创业教育”的协同效应，促进该专业人才培养质量的提升，对我国的能源安全有着重要的意义。关键词岩石物理学基础；专思创融合；思政元素中图分类号：G424文献标识码：ADOI:10.16400
2、/ki.kjdk.2023.15.030Experimental Teaching Reform of Fundamentals of Rock Physics Based on theIntegration of Professional,Ideological,Political and InnovationXIONG Jian,LIU Xiangjun(School of Geoscience and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610599)AbstractThe Fundamentals of R
3、ock Physics is the core professional course of exploration technology andengineering in oil and gas characteristic universities.The article takes the course Fundamentals of Rock Physics as anexample,with the goal of integration of specialized thinking and innovation,fully tapping into the ideologica
4、l andpolitical elements and innovation and entrepreneurship elements of the course knowledge points,optimizing teachingdesign andmethods,promotingthe construction of ideologicalandpolitical thinkingand innovationand entrepreneurshipthinking in the course,and enhancing the synergistic effect of profe
5、ssional education ideological and political educationinnovation and entrepreneurship education,Promoting the improvement of the quality of talent cultivation in this field isof great significance for Chinas energy security.Keywordsfundamentals of rock physics;integration of professional,ideological
6、political and innovation education随着“双碳”战略实施，我国能源矿产勘探开发利用快速转向深部复杂地层和大洋等特殊环境，以及天然气水合物、页岩气等非常规资源和地热等可再生能源的利用，这些资源的高效勘探开发离不开创新型人才的支持，这对人才质量提出了新要求，也对高校在培养人才的创新能力方面提出了更高的要求。同时，随着信息时代新媒体的崛起，对大学生思想影响较大，造成部分大学生在价值观、政治信仰等方面出现不同程度的问题1-2，且随着立德树人教育方针的提出，思政元素如何融入专业课程教学活动中已成为高校教师的必选课题。此外，2017 年和 2022 年，西南石油大学（以下简
7、称“我校”）连续两次入选“双一流”学科建设高校，2021 年，我校勘查技术与工程专业通过工程教育专业认证，且在 2022 年入选“国家级一流本科专业”建设点，“双一流”建设需要提升人才培养质量，也对勘查专业学生的培养目标提出了更高的要求，需要培养具有较高创新能力且具有高尚道德情操、良好品德的综合型人才3-4，更需要实现“价值塑造、能力培养、知识传授”的教学目标，这离不开学校专业教育、创新创业教育和思政教育的协同。目前，已有较多高校教师进行了多年的教学改革实践研究，在不同专业和不同课程中进行了“专思”融合5-6、“专创”融合7-8、“思创”融合9等探索实践，取得了一定的成效；同时也有较多高校教师
8、在不同专业课程中进行了“专思创”融合的教学实践10-12。然而，考虑到不同高校、不同专业、不同课程在教学实际条件方面存在较大差异，专业CURRICULUM TEACHING942023 年/第 15 期/5 月教育、思政教育和创新创业教育并未实质性地形成有机融合。基于此背景，本文以西南石油大学勘查技术与工程专业为例，总结“岩石物理学基础”课程的教学现状，以该课程为载体，将思政元素和创新创业元素融入教学过程中，初步构建“专思创”融合的课程体系，有助于提升勘查技术与工程专业的人才培养质量。1“岩石物理学基础”课程的教学现状随着我国能源矿产勘探开发利用快速转向深部复杂地层和大洋等特殊环境，以及天然气
9、水合物、页岩气等非常规资源和地热等可再生能源的利用，加之国民经济快速发展对地下空间资源开发利用、对地震等地质灾害准确预测等的迫切需要，地球物理勘探技术快速发展与突破的重要性已被广大科技工作者越来越广泛和深入地认识到，技术的创新与进步亟待岩石物理研究的突破。由于岩石物理研究和应用领域长期的分割性，现有的相关书籍，或者以地震岩石物理，或者以岩石的导电特性，或者以岩石力学，或者以油气层岩石物理为对象展开，国内外还未见到全面系统介绍岩石物理学相关研究内容及发展的书籍（见表 1），尤其针对油气特色领域。为此，针对西南石油大学的油气特色，课程教师团队编写了一部内容涵盖相对较全面的“岩石物理学基础”教材13
10、。作为勘查专业的本科生，其面向对象为地下地质体，既包括岩石，也涵盖岩石中的各种流体，系统全面学习、理解并架构岩石物理学的相关基础知识，对其今后主动利用岩石所具有的已知的不同“场”物理属性或挖掘利用岩石的新的特殊“场”物理属性（如表 2），认识和分析地下岩石及其流体的性质是至关重要的。通过“岩石物理学基础”课程的教学，培养学生综合应用地质学、物理学、岩石力学等多学科知识分析岩石物理现象的能力，提高学生设计和运用岩石物理实验方法获取油气资源评价及地层其他性质评价所需参数的能力，进而提高学生的创新思维和创新意识。然而，“岩石物理学基础”涉及力学、声学、电学、普通地质、岩石学、地球化学等基础知识，其研
11、究对象及研究内容决定了其是实验性、基础性、综合性和多学科交叉性较强的学科13。这说明了该课程教学内容覆盖广且较多，包括岩石的基本物性、力学性质、电学性质、声学性质、磁学性质、热学性质、放射性等，具有知识点烦琐且分散、专业术语多等特点，且有些知识点较抽象，不易理解和掌握。该课程基础性、理论性较强且涉及多个不同学科，章与章之间相对较独立，联系不紧密，理论知识较多来自实验、缺少严格数学推导过程等。总体而言，“岩石物理学基础”课程具有知识点较多、较杂与 课程教学表 1岩石物理学相关方面的主要教材或专著书名出版社（作者）时间主要内容或特色岩石物理性质及其在石油勘探中的应用地质出版社（万明浩等）1994.
12、12岩石基本物性等岩石物理学北京大学出版社（陈颙等）2001.9岩石力、声、孔渗等岩石物理学基础地质出版社（孙建国）2006.9岩石声、电、磁、热等岩石物理学中国科技大学出版社（陈颙等）2009.8岩石力、声、孔渗等储层岩石物理学地质出版社（范晓敏等）2011.8岩石的孔渗特征、力学、电学、声学等岩石物理学基础中国科学技术大学出版社（席道瑛等）2012.3岩石的声、力等地震岩石物理学分析方法及应用实践四川科学技术出版社（熊晓军等）2016.3地震岩石物理学等岩石物理与本构理论中国科学技术大学出版社（席道瑛等）2016.4岩土的力学特性等岩石物理学原理与应用中国石油大学出版社（唐军等）2018.
13、12岩石的力、声等岩石物理与动力学原理科学出版社（徐松林等）2019.10岩石声学等复杂环境下岩石物理力学特性研究北京理工大学出版社（丁梧秀）2021.4岩石物理力学特性等岩石物性概论西安交通大学出版社（杨正华）2021.4岩石的基础物性、力等岩石物理学基础中国地质大学出版社（王飞）2022.7岩石的孔渗特征、磁、电、声、核等表 2“岩石物理学基础”课程的内容分类物理属性教学内容学时工程应用客观物理属性岩石的基础物性10油气资源储量评价、地质甜点评价、“海绵”城市等岩石的力学特性8井眼变形、工程甜点评价、地质灾害、地质构造等“声”场物理属性岩石的声学特性7声波速度预测、微地震监测、地震预警等“
14、电”场物理属性岩石的电学特性5储层含油性评价、流体性质识别等“磁”、“核”、“热”场物理属性岩石的其他物理性质4地热资源评价、岩性识别、岩心定向、孔隙结构评价等952023 年/第 15 期/5 月学时较少的特点，这为该课程的教学带来一定挑战。基于“岩石物理学基础”教学改革，教师在讲授专业理论知识时，将科研成果与教学结合起来，引入创新创业元素，引导学生思考，培养学生的独立思考能力，进而提高学生分析问题、提出问题和解决问题的能力，提升学生的创新思维和创新能力，同时引入思政元素，进行思政教育，增强学生的社会责任感和使命感，帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观，也让学生养成良好的职业道德，这将更
15、好地实现“全员、全过程、全方位的”三全育人和“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的教学目标，提升人才培养的质量。随着创新性国家战略和立德树人教育方针的提出，创新创业教育和思政教育融入“岩石物理学基础”的教学过程中是必然趋势，是推动勘查专业学生培养质量的重要抓手。然而，在该课程教学过程中进行思政教育、创新创业教育深度融合的研究相对较少，为了更好发挥专业教育、创新创业教育和思政教育的协同作用，在已有课程体系的基础上，需要建设该课程的专业思政创新创业体系。2 专业思政创新创业体系建设在课堂教学改革实践中，已有高校教师对不同专业、不同课程进行了“专思创”融合教学模式的研究10-12，探讨了专业教育
16、、思政教育与创新创业教育间的关系，以促进三者的有机融合，取得了较好的教学效果。课程教师团队从理念转变、内容创新和体系完善三个方面进行“专思创”融合的教学改革实践，形成了“思政引领、专创融合”的人才培养模式。首先在“岩石物理学基础”课程的知识点中深入挖掘有效的思政元素和创新创业元素，通过人物事迹、故事、重大工程案例、时政等引入课堂教学活动中，充分发挥思政元素和创新创业元素的协同效应；其次在教学资源、教学方法等方面进行完善和改进，以实现专业教育、思政教育和创新创业教育之间的相互融合和相互促进（如图 1）。“专思创”融合理念思政教育专业教育创新创业教育教学制度:作业、纪律等理想信念，价值观，爱国热情，民族情怀，社会责任感等团队协作，创新意识、创新思维，科研思维能力，分析问题、提出问题、解决问题教学方法：问题导入、案例、启发式教学等教学资源：教材、视频、动画、课件等的能力等图 1基于“专思创”融合的实施框架2.1 专业教育在油气资源的勘探开发领域，岩石物理学主要研究岩石的矿物组成、压力、温度、孔隙度、渗透率、流体饱和度、裂缝、含气量、岩石的力学强度等储层参数与其密度、声波速度、电阻率、核磁特性