从融合教育的角度浅析《钻井工程》课程教学改革

随着油气勘探开发的不断发展，钻井工程技术作为石油工程技术体系中不可或缺的一部分也在不断地更新换代，这对将要从事钻井工程专业人才的知识储备和综合素质提出了更高的要求。按此趋势，传统的教育方式已经难以满足现代及未来钻井工程专业人才培养的需要。《钻井工程》课作为高等院校石油工程专业中的重要课程之一，在教学过程中要适应技术发展和人才培养需求发展的新需要，紧跟行业发展趋势，不断吸收适宜的教育理念，进行教学改革创新。

起初参照苏联模式建立的传统“专业”教学组织模式，培养的知识结构相对单一的“专门人才”不适应我国社会经济发展的需求，也难以跟上世界科学技术发展的潮流 。随着现代教育理论与方法的不断发展，我国高等教育模式也发生很大的变迁，融合教育的理念得到越来越广泛的认可。在2018 年8 月，教育部、财政部、国家发改委联合发布的《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》也中提到：要打破传统学科之间的阻碍，整合相关传统学科资源，让相关学科之间互为支撑，让基础学科、应用学科能交叉融合[2]。笔者认为，这其中的核心理念之一是强调跨学科和实践性知识的融合，这与新新形势下《钻井工程》课程改革的目标高度契合。在钻井工程领域，除了需要掌握传统的工程技术和管理知识，还需要懂得如何进行跨学科的协调和合作，例如需要涉及岩石力学、工程力学、流体力学等多个学科的知识。因此，在钻井工程课程改革中，融合教育的理念得到充分的应用，可为《钻井工程》课程教学带来新的探索和启示。

一、融合教育的概念和特点

1.1 融合教育的概念

本文所说的融合教育是指在教育过程中，以深化学生对所学知识的掌握程度，扩宽知识学习的视野，提升学习效率为目标，将不同领域的知识和技能融合在一起，以促进学习者全面发展的教育模式，是一种新兴的教育理念和方法。同时，融合教育也意味着教育者与学生必须以创新及跨文化交互为准则，把不同的资源，能力和知识整合起来，以尽量优化教育成果。因此，本文所说的“融合”不是简单的跨学科的“掺杂”式教育，而是以本课程知识体系为基础，根据课程内容和培养学生解决实际问题能力的需要，旨在通过多门学科资源的介入，有效地化解问题，更好地达成教学目标，并在问题探究的过程中全面培养和训练学生的学习能力和综合素养 [3]。

1.2 融合教育的特点

从对融合教育概念的阐述中，可以概况出融合教育具有以下五个方面的特点：

（1）跨学科性：融合教育将不同学科的知识和技能融合在一起，使学习者能够全面了解和掌握相关领域的知识和技能。

（2）实践性：融合教育注重实践能力的培养，通过实践操作和项目实践等方式，使学习者能够将理论知识应用于实际工作中。

（3）创新性：融合教育鼓励学习者进行创新思考和实践，培养学习者的创新能力和解决问题的能力。

（4）个性化：融合教育注重个性化教育，根据学习者的特点和需求进行个性化的教学。种教育模式注重个体差异，使每个学习者都能够得到充分的发展。

（5）综合性：融合教育注重综合能力的培养，使学习者能够全面发展。这种教育模式注重知识、技能和情感等方面的综合培养，使学习者能够更好地适应未来社会的需求。

根据融合教育概念及特点可以看出，融合教育是对传统学科教育和单一教育方式的一种批判和反思，其目标是培养具备广泛知识、跨学科能力和终身学习能力的学生，以适应不断变化的社会和工作环境。随着融合教育理念在全球范围内的普及和推广，越来越多的学校和教育机构开始将融合教育纳入到其教学改革的议程中。

二、钻井工程技术的发展对《钻井工程》课程教学提出的新要求

随着油气勘探开发不断深部复杂地层发展，目前的钻井工程技术与初期的相比都有了很大的进步和革新，这就要求相关高校在培养钻井工程技术人才的时候，从课堂教学环节开始就要紧跟相关工程技术发展的趋势，把准技术热点脉搏，将知识的传承性和时效性结合起来。因此，在开展《钻井工程》课程教学时，就需要从人才培养的现实需求来分析提高《钻井工程》课程教学质量的新要求。

2.1 现实需求

从产学研用一体化对提高钻井工程人才培养的要求来看，提高《钻井工程》课程教学质量的现实需求包括适应行业发展的需求和提高人才培养质量的需求。

（1）适应行业发展的需求：随着石油工业的快速发展，钻井工程领域的技术不断更新，对人才的需求也日益提高。提高《钻井工程》课程的教学质量，培养具备创新能力和实践能力的综合性人才，是适应行业发展的现实需求。

（2）提高人才培养质量的需要：作为石油工程领域的重要课程，《钻井工程》的教学质量直接关系到人才培养的质量。提高该课程的教学质量，有助于提高石油工程人才的综合素质，为石油工业的发展提供有力的人才保障。

2.2 现实需求对提高《钻井工程》课程教学质量的新要求

课程教学是培养人才的基础，因此可以说提高课程教学质量是培养复合现实需求人才的关键。从现实需求分析可以看出，要提高《钻井工程》课程教学质量就需要从教学内容的更新与拓展、教学方法的多样化、实践教学环节的强化、与行业需求的紧密结合等方面与人才培养的现实需求相一致，才能有助于培养具备高素质、高技能、创新能力的钻井工程人才，满足行业发展的需求。

（1）教学内容的更新与拓展

随着钻井工程技术的不断发展，新的技术、工艺和设备不断涌现，传统的教学内容已经无法满足当前行业的需求。因此，提高《钻井工程》课程教学质量需要不断更新和拓展教学内容，引入新的技术、工艺和设备，让学生掌握最新的钻井工程技术。

（2）教学方法的多样化

传统的《钻井工程》教学方法主要以课堂讲授为主，缺乏实践性和创新性。为了提高教学质量，需要引入多种教学方法，如案例分析、项目实践、模拟操作等，增加教学的实践性和创新性。通过案例分析，让学生了解实际问题的解决方法；通过项目实践，让学生亲身参与实际项目；通过模拟操作，让学生掌握实际操作技能。

（3）实践教学环节的强化

钻井工程是一个实践性很强的领域，实践教学是提高人才培养质量的关键环节。因此，提高《钻井工程》课程教学质量需要强化实践教学环节，包括实验、课程设计、实习实训等。通过实践教学，可以让学生亲身感受钻井工程的实际操作过程，加深对理论知识的理解和掌握，提高实践能力和创新能力。

（4）与行业需求的紧密结合

钻井工程也是一个应用性很强的领域，其教学内容需要紧密结合行业需求。因此，提高《钻井工程》课程教学质量需要与行业需求紧密结合，了解企业的需求和发展趋势，将企业的实际需求和问题引入课堂教学，提高教学的针对性和实用性。同时，通过与企业的合作，可以为学生提供更多的实践机会和就业渠道。

三、基于融合教育的《钻井工程》课程设计思考

通过以上分析，根据融合教育理念，结合《钻井工程》课程的特点与人才培养的现实需求，笔者从教学目标、教学内容、教学方法、教学资源等方面对《钻井工程》课程设计进行了一些思考。

1、明确教学目标

在融合教育中，教学目标应该更加注重学生的综合素质和能力的培养。因此，在《钻井工程》课程设计中，应该明确教学目标，包括知识目标、能力目标和素质目标。知识目标应该涵盖钻井工程的基本理论、技术、工艺和设备等方面；能力目标应该注重学生的实践能力和创新能力的培养；素质目标应该注重学生的职业道德、团队协作、沟通表达等方面的培养。

2、深化教学内容体系，建立跨学科融合的知识框架

教学内容是课程设计的核心，应该根据教学目标和行业需求精选教学内容。在《钻井工程》课程设计中，应该注重教学内容的实用性和先进性，引入最新的钻井工程技术、工艺和设备，同时注重理论与实践的结合，让学生能够将理论知识应用于实际工作中。同时，应该立足于钻井工程专业领域的知识框架，同时将多个学科的知识进行整合，形成跨学科的融合知识体系。例如，可以将多相流的知识结合到天然气侵入井筒的案例中，讲解气体侵入井筒后对井底压力影响的规律，来解决实际的工程问题。

3、采用多种教学相结合并强化实践性的教学方法

融合教育注重学生的主体地位和个性化发展，因此应该采用多种教学方法，特别是应该引入更多的实践性教学方法，如案例分析、实验实训、模拟操作等，既可以激发学生的学习兴趣和积极性，还可以使学生更好地掌握理论知识，能够在实践中学习、理解和巩固所学内容。在教学方式上，采用线上线下相结合的方式，利用网络平台和教学资源库等资源，为学生提供更加丰富的学习资源和个性化学习支持。

4、强化团队合作和交流的教学模式

钻井工程在实际操作中需要多个不同技术背景的人员协作，因此，应该在课程设计中加强团队合作和交流的教学模式，培养学生的综合素质。例如，可以组织小组讨论、组队作业等多种形式，以促进学生在合作中学习、交流、协调以及表达思想的能力。

四、《钻井工程》课程融合教育改革的几点建议

笔者一直担任《钻井工程》课程的一线主讲教师，基于以上从融合教育对《钻井工程》课程改革的一些思考，从课程教学目标的定位、课程教学内容的构建、教学环节的设计、教学方式的改进以及教师所应具备的能力等几个方面提出以下几点改革建议：

（1）以综合素质为核心定位课程教学目标

笔者所在高校开设的《钻井工程》课程旧版教学大纲中，其教学目标主要强调了学生对课程理论知识的掌握程度，总体上对课程教学目标的要求较为笼统。对此，笔者认为，结合当前学生特性的演变，教学目标需突破传统知识传授的局限，注重知识、能力与素质的协同培养。知识目标应涵盖钻井工程基础理论与前沿技术；能力目标需强化实践操作、跨学科协作与创新问题解决能力；素质目标应聚焦职业道德、团队合作与终身学习意识的培养，以培养适应行业发展的复合型人才。经课程组研讨后，重新编写了《钻井工程》课程的新版教学大纲，在教学目标中，强化了课程目标与学生毕业要求观测点指标要求，提升了对学生动手能力和知识应用能力的考核权重，强调了“思政教育 + 知识教育 + 综合能力培养”的三位一体课程目标，使课程教学目标更加清晰和具体，并且符合当前人才培养对知识和素质培养的综合要求。

（2）通过跨学科融合与动态更新构建课程教学内容

根据教学大纲对教学内容的规划，整合岩石力学、管柱力学、流体力学、数字化技术等跨学科内容，在教学过程中，将内容框架的构建和知识点的逻辑关系紧密关联起来，建立知识图谱；同时关注国内外钻井技术发展动态，建立课程案例库，确保教学内容与行业前沿接轨。

（3）围绕“实践与协作”强化教学环节

以已建成的“钻井工程虚拟仿真实验室”为依托，增设多层次实践环节，包括钻井虚拟仿真实操实验、现场实训及项目式课程设计，以真实工程问题驱动学习、强化知识的掌握和应用。例如，通过模拟钻进过程中对各种井下复杂情况场景的处置，让学生对于课本知识进行强化，提升学生应用能力和专业素养，同时培养并锻炼了学生在工程实践中的协作意识。

（4）借助先进技术改进教学方式

采用“线上 + 线下”混合教学模式，在开展课堂现场教学的同时，引入行业案例库，在线下课堂聚焦案例进行研讨式教学。同时，要充分结合信息技术，开展信息技术与教学的双向融合 [4]，构建智慧课程平台，应用人工智能技术针对学生个体，推行个性化过程评价机制，结合理论考核、实践报告与团队表现，全面评估学生个人学习目标达成度，进而利用 AI 生成个性化习题与案例分析，提升学生学习针对性，实现“教 - 学 - 评”的闭环优化。有条件的学校还可以开发AR/VR 等人工智能辅助教学技术设备，增强课堂沉浸感。

（5）提升教师教学技能，创新教学实践

在《钻井工程》课程改革中，教师需同步强化专业知识与教学方法。首先，教师应立足扎实的学科知识体系，主动加强人工智能（AI）技术应用的素养。其次，需革新教学方法，善于依托智能教学平台对学生学习过程进行动态跟踪与反馈；同时推行“双师协同”模式，联合企业工程师与 AI 平台，将实际工程问题转化为课堂项目，引导学生跨学科协作。此外，应平衡技术应用与教学本质，在 AI 工具辅助下保留启发式提问、案例分析等传统互动，避免思维惰性。教师角色需从“知识传授者”转向“技术赋能引导者”，通过专业知识迭代与方法创新，培养具有扎实专业知识基础，兼具多元知识融合能力的工程实践应用复合型人才。

参考文献

[1] 彭枚芳. 我国研究型大学本科跨学科人才培养路径研究[D]. 华南理工大学,2021.

[2] 教育部财政部国家发展改革委印发《关于高等学校加快“ 双一流” 建设的指导意见》的通知 [EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A22/moe_843/201808/t20180823_345987. Html.

[3] 陆启威 . 学科融合不是简单的跨学科教育 [J]. 教学与管理 ,2016,(32):22- 23.

[4] 余胜泉. 推进技术与教育的双向融合——《教育信息化十年发展规划(2011- 2020年)》解读 [J]. 中国电化教育 ,2012,(05):5- 14.

本文系长江大学教学研究项目《新工科背景下一流专业《钻井工程》课程教改与实践》（编号：JY 2021059 ）资助。