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试论地震沉积学课程体系建设

2021-06-30董艳蕾朱筱敏王贵文潘荣

科教导刊 2021年10期
关键词:沉积实例课程体系

董艳蕾 朱筱敏 王贵文 潘荣

摘 要 地震沉积学是一门新兴课程,目前课程零散且不成体系。本文作者根据自己的教学经历,解读地震沉积学课程的性质与定位,对课程设置的基本内容、课程体系的建设等进行研究,以期推广这一课程的普及程度。

关键词 地震沉积学 课程体系 评价体系

中图分类号:G424                                  文献标识码:A    DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2021.10.043

Abstract Seismic sedimentology is a new course, which is scattered and unsystematic at present. According to the author's own teaching experience, the author interprets the nature and orientation of the course of seismic sedimentology, studies the basic content of the curriculum and the construction of the curriculum system, so as to promote the popularity of this course.

Keywords seismic sedimentology; course system; evaluation system

0 引言

地震沉積学是在地震地层学和层序地层学的基础上发展起来的一门新兴学科,该术语最早由美国德州大学(Austin)曾洪流教授提出。1998年,他和Backus,Henry等在《Geophysics》上发表利用地震资料制作地层切片的论文(Zeng等,1998a;Zeng等,1998b),首次使用了“地震沉积学”一词,认为地震沉积学是利用地震资料来研究沉积岩及其形成过程的一门学科。随后,在国际上掀起了地震沉积学的研究热潮,国外已有许多学者在北美、西非、南亚等含油气盆地开展了一系列的地震沉积学研究,并在油气勘探和开发方面取得了显著的效果。中国石油地质研究人员已经翻译了大量国外相关文章(曾洪流等,2011;朱筱敏等,2017),并且将先进的地震沉积学理论方法引入到中国陆相沉积盆地沉积体系和薄层沉积砂体的研究(朱筱敏等,2013),已经在岩性油气勘探与开发中发挥了积极作用,取得了良好效果,积累了宝贵的经验。因此,在石油高校将“地震沉积学”课程推广开来已经迫在眉睫。

中国石油大学(北京)自2011年开课,主要针对地球科学学院和地球物理信息工程学院的全英文国际硕士班的学生开设,学校特聘请美国得克萨斯州得克萨斯大学奥斯汀分校经济地质调查局高级研究员曾洪流教授前来讲学,每年学习该课程的学生人数超过40人,课时共计48学时。笔者先后任本门课程助教及部分内容的主讲教师。自2020年春季开始,笔者用中文为硕士研究生班学生(主修专业为沉积学研究方向)讲授“地震沉积学”课程。根据笔者个人认知和教学经验,就地震沉积学课程的定位与性质、课程设置的基本内容、课程科学体系的建设等问题进行讨论,以期建立其能够“服务社会、服务企业、完成高校人才培养目标和学生个性化发展需求”的科学课程体系。

1 地震沉积学课程的定位与性质

随着石油勘探和开发的新技术、新方法日新月异,石油勘探开发领域不断扩大,勘探开发的难度也在不断加大,这对石油院校培养的人才就提出了更高的要求,要求毕业生不仅需要扎实的石油地质专业基础理论知识,还需具备对新方法、新技术的理解、接受和运用能力及有效的创新能力。地震沉积学是一门理论性和实践性都非常强的课程。本门课程的教学目标既要培养学生有效掌握理论知识,具备阅读英文文献,追踪热点的能力,更重要的是培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,以达到培养高质量人才的目的。

2 课程设置的基本内容

课程设置的基本要素主要包括教学目标、教学内容和课程类型。根据地震沉积学现在的教学实践来看,本门课程的教学目标有理论基础、实例实践和应用创新三个层级。教学内容主要包括“地震沉积学”概念的提出、“地震沉积学”这门学科的发展历史和发展方向、“地震沉积学”的关键技术(去噪、频率处理、90跋辔蛔⒌夭闱衅⒀丈诤稀⒄荨⒎囱荨⒊粱宓窨毯腿斯ぶ悄芗际醯龋ⅰ暗卣鸪粱А钡难芯磕谌荩ǖ卣鹧倚匝А⒌卣鸬孛惭В暗卣鸪粱А钡难芯苛鞒蹋暗卣鸪粱А苯馐椭腥菀壮鱿值南葳濉ⅰ暗卣鸪粱А惫夂凸谘芯渴道晒故炯吧匣导?纬痰睦嘈涂梢谰莶煌ㄒ狄螅柚帽匦蕖⑾薅ㄑ⌒藓腿我庋⌒奕嗫涡汀?

3 课程体系建设的具体建议

在明确地震沉积学课程设置基本内容的基础上,要完善地震沉积学的课程体系,让学生在有限的时间内充分理解基础理论、方法流程,并进行实例实践操作,提高学生学以致用,分析问题、解决问题的能力。最终建立“理论-方法-流程-实例-实践”完整的课程体系,原课程教学过程中“理论-方法-流程”三阶段的执行情况较好,“实例-实践”阶段较弱,因此,笔者在本门课程多年助教及教学基础上,建议从以下四个方面进行实践。

3.1 中文参考书辅助英文文献,扩大学生视野

如何有效提高地震沉积学的教学质量是教学中非常重要的问题。地震沉积学的提出、发展和应用早期多为国外学者,学术论文,科研报告多为英文完成。因此,适当采用英文文献进行地震沉积学的辅助教学是非常有必要的。

而目前,国内尚无中文版的《地震沉积学》教材可供教学使用。中国石油大学(北京)的朱筱敏教授和美国德州大学(Austin)曾洪流教授等组织编译著了中文版的《地震沉积学(译文集)》,优选组织了22篇地震沉积学重要文献的翻译工作,对地震沉积学的发展历史、基本原理和实际应用进行了详细的解释(图1)。2011年出版后,在石油勘探与开发领域产生了良好反映,得到了石油勘探与开发研究人员的欢迎。建议学生通读该译文集,对地震沉积学有框架性的了解。

2017年出版的《地震沉积学原理与应用》又组织翻译了6篇国际上有影响的地震沉积学文献,增加了5篇国内关于不同沉积类型地震沉积学研究实例和研究规范,构建了地震沉积学原理、方法和实例研究新体系(图1)。学生应该以此为基础,广泛阅读英文相关文献,对地震沉积学的理论及国外应用情况进行了解,这样既提高了学生阅读地质学专业文献的能力,也能有效调动学生学习的积极性(朱筱敏等,1997)。

此外,2011年和2020年由谢玉洪、刘力辉等出版的《中国南海地震沉积学研究及其在岩性预测中的应用》和《地震沉积学新进展与新实践》,2017年出版的林承焰、张宪国等编著的《地震沉积学及其应用实例》等专业参考书,也为广大学生和科研人员提供了许多勘探新思路、新技术、新方法和大量陆相含油气盆地的勘探实例,值得认真阅读。

3.2 参加科研科技活动,提高动手能力

目前高校老师均承担了多项国家级、省部级的攻关科研课题以及许多与油田生产单位相关的生产难题。鼓励学生积极参与到这些科研课题中来,结合自己课堂吸收知识,学以致用,理论与实践紧密结合,结合实际油田工区,看看能否通过地震沉积学的方法对油田的沉积相展布、砂体分布特征进行合理解释。这样既可深化学生对理论知识的理解,也可以提高学生动手处理实际问题的能力。学生通过这样的实践,可以多参加学校或其他机构举行的地质技能大赛等类似具有创新意味的各类赛事,这样的经历和锻炼对学生今后的学习和工作都会产生积极的影响。

3.3 更新实验设备,强化实践教学

地震沉积学是一门实践性非常强的学科,学生们完成理论课的学习后,上机进行实践操作是非常有必要的。这就要求在实验室管理、计算机设备配备、教师备课原始资料准备、甚至包括油田生产单位等多方面进行有效配合。首先是实验员确保计算机设备处于良好的运转状态,因为涉及地震数据的处理,对计算机设备的硬件条件也有一定的要求,需要学校配备符合上机需求的计算机(工作站);其次,主讲教师需提前进行备课,与油田生产单位有效沟通,截取区块大小合适的实际工区资料,保障学生上机操作数据的真实性、完整性及合理性。在学时设置上,加大实践学时占比,让学生实例实践在学时上有保障且有效果。

3.4 强调多方位评价考核,提升实战能力

就我校地震沉积学该课程开设之初,考核方式主要采用传统闭卷考试方式对学生学习情况进行评价,考试内容也多涉及基础概念,最终考核成绩以闭卷考试占比60%,平时成绩(包括考勤、课堂小组讨论、课堂回答问题等评定)40%。以闭卷考试为主的传统考试评价方式,对学生学习理论知识掌握情况评价方面有积极的意义,但其容易将学生们培养成理论基础扎实、动手能力偏差、重理论轻实践、重教材轻文献的“理论家”。因此,笔者在本门课程建设过程中,开始思考,尝试配合主讲老师将考核评价方式进行改革。摒弃传统闭卷考试方式,改为以查阅文献资料为基础的综合大报告作业及上机实例实练,主要是查找阅读课程相关的综述文章,理论研究最前沿文献,具体某一油田区块“地震沉积学”的应用情况等文献,培养学生文献的阅读能力、自学能力、总结能力和理解能力。在大作业的过程中,让学生深刻理解本门课程的理论知识、并了解在实际的科研和生产过程中,如何运用理论知识分析、解决问题。随后上机进行实践,学生以小组为单位,以实际地震工区为基础,对“地震沉积学”进行实战演练,教师随机抽选小组代表,对研究情况进行汇报总结,并聘请相关油田工区的企业现场领导作为评委,对学生作业情况进行评价打分,实现校企紧密结合,也可以为学生日后参加工作打下坚实基础。

4 地震沉积学课程建设的基本趋势

基于上述分析,笔者认为地震沉积学这一课程在石油地质高等院校推广,会呈现致用性和创新性的趋势。所有的课程教学目标都倡导学以致用、知行合一,地震沉积学也是如此,在注重课堂理论知识教学的同时,更多从教学目标、课程设置及考核评价体系等多方面强调学以致用的重要性。因此,“理论”与“实践”的有机结合将会是构建地震沉积学课程体系的重点和亮点。

地震沉积学作为一门新兴的学科,需要不断的丰富理论和实例验证。地震岩性学方法、地层切片方法的改进、露头地貌与地下地貌的类比研究、沉积体系地貌形态演变的三维模拟等等,都是本门学科主要的研究动向。在中国以陆相盆地为主的沉积背景下,如何有效解析岩性—波阻抗关系,如何排除陆相盆地湖平面升降频繁,物源多变对砂泥波阻抗关系的影响等等,在课程建设中都可以进行广泛而深入的探讨和研究,在老师和同学们的努力下,势必碰撞出思想的火花。

5 結语

我国目前高等教育具有深化内涵建设,走个性化、特色发展道路,争创世界一流的趋势。通过对地震沉积学的课程定位和性质的认识,建立地震沉积学“理论-方法-流程-实例-实践”完整的课程体系,且不同专业学生的学习程度做差异化处理,最终将这一门新兴课程有效推广普及开来。

项目:本研究课题得到国家自然科学基金项目“陆相断陷湖盆深水浊积扇定量地震地貌学研究”(编号:41202078)和中国石油大学(北京)教改项目“《地震沉积学》教材编写及课程建设”和“《地震沉积学》线上线下混合式教学模式探索”的支持

参考文献

[1] Zeng Hongliu, Backus M M,Barrow K T, et al.Stratal slicing, Part I:Realistic 3-D seismic model[J].Geophysics,1998a,63(2):502-513.

[2] Zeng Hongliu,Henry S C,Riola J P.Stratal slicing, Part II:Realseismic data[J].Geophysics,1998b,63(2):514-522.

[3] 曾洪流等著,朱筱敏,曾洪流,董艳蕾等译.地震沉积学(译文集).石油工业出版社,2011.

[4] 朱筱敏,曾洪流,董艳蕾.地震沉积学原理与应用.石油工业出版社,2017.

[5] 谢玉洪,刘力辉,陈志宏,等.中国南海地震沉积学研究及其在岩性预测中的应用.石油工业出版社,2010.

[6] 林承焰,张宪国,董春梅,等.地震沉积学及其应用实例.中国石油大学出版社,2017.

[7] 谢玉洪,刘力辉.地震沉积学新进展与新实践.地质出版社,2020.

[8] 朱筱敏,赵东娜,曾洪流,等.松辽盆地齐家地区青山口组浅水三角洲沉积特征及其地震沉积学响应. 沉积学报,2013,31(5):889-897.

[9] 朱筱敏,季汉成,王贵文,等.沉积岩石学教学形成改革研究.石油教育,1997,58(3):27-30.

[10] 董艳蕾,朱筱敏,王贵文,等.地震沉积学课程建设与教学改革实践.教育教学论坛,2019,28:72-73.

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