AI赋能,《油气田开发地质学》国家级一流课程建设实践
AI赋能,《油气田开发地质学》国家级一流课程建设实践
资源系党支部坚持党建引领,一融双高,在课程建设、专业建设、学生培养等方面不断取得新突破。
《油气田开发地质学》又称《油田开发地质学》或《油气田地下地质学》,是资源勘查工程和石油工程专业的必修专业课程,为全校唯一一门同时拥有国家线上线下混合式一流课程、国家线上一流课程、国家级课程思政示范课程、课程类国家级虚拟教研室建设点等荣誉的课程。
坚守初心,10余年探索,课程迭代升级
《油气田开发地质学》经历了“构建仿真实践-建设慕课/混合式教学--虚拟仿真实验、国家级一流课程--AI赋能建设智慧课程”四个阶段。该课程的共享课程已经过13个教学周期的建设和完善,选课人数超万人。最近两期选课人数3825人,本学期智慧课程的选课人数2311人。
2015年,依托“石大云课堂”建设线上课程,2017年开展混合式教学,2019年课程同时在中国大学MOOC、智慧树平台上线。
2019年,课程配套的“油田地质实习虚拟仿真实验”入选“国家虚拟仿真实验项目”,2020年入选国家一流课程。同年,《油田开发地质学》入选国家级线上线下混合式一流课程,并出版了《油气田开发地质学基础练习与典型案例分析》辅助教材。
2023年起,课程组自筹经费开始研发知识图谱,《油气田开发地质学》实施的是AI赋能、虚实结合、混合式教学,以建构主义理论为指导,实施师-生-机深度互动,过程性评价。出版了新形态教材《油气田地下地质学》(2023.12,中国石化出版社);上线“智慧树-智慧课程”平台;入选山省课程联盟智能MOOC(IMOOC)典型场景优秀案例(2024)。
《油气田开发地质学》近10年的建设历程
2020年,入选首批国家级线上线下混合式一流本科课程
2023年,入选第二批国家级线上一流课程
2020年,入选首批国家级虚拟仿真实验教学一流本科课程
2021年,入选国家级课程思政示范课程
AI赋能,课程设计实现新理念
《油气田开发地质学》实施的是AI赋能、虚实结合、混合式教学,以建构主义理论为指导,实施师-生-机深度互动,过程性评价。课程建设的理念包括:线上线下互补融合,构建“师-生-机”共同体;虚实结合,虚拟仿真实验实现高效课程实践;基于案例的多层次问题图谱,打造生成式课堂。
《油气田开发地质学》课程网址(本学期选课2311人)
智慧树-智慧课程平台(https://ai.zhihuishu.com)
【智慧树--智慧课程】课程链接
https://wisdomh5.zhihuishu.com/course/index/1894660476944650240?courseId=1000006525&mapVersion=0
【中国大学MOOC】课程链接
https://www.icourse163.org/learn/UPC-1206458814#/learn/announce
AI赋能,整合富媒体教学资源、搭建多元化教学场景
基于知识图谱、能力图谱、问题图谱等梳理教学内容,整合包括MOOC视频、在线开放课程、虚拟仿真实验项目、文献资料等富媒体教学资源,提高学生学习体验。通过知识图谱将丰富、碎片化的课程资源,通过知识点系统链接,实现了结构化表达。目前,本课程建设有128个知识点、541个知识节点、268个知识关系、324个资源。线上课程MOOC体系完整、资料丰富。另外,建有虚拟仿真实验、中英文字幕版讲课视频、勘探开发进展、勘探故事、扩展文献等MOOC特色栏目和资源。另外,为了方便线下学习,将知识图谱、线上课程、虚拟仿真实验等资源融合一起编写、出版了新形态教材《油气田地下地质学》。通过扫描教材各章节二维码或点击链接,可了解知识结构、明确知识关系、学习多模态教学资源,开展个性化学习,实现知识体系的融合贯通。
课程人工智能、VR等信息技术,搭建了虚拟实验室、虚拟教室、学习社区、AI研习室等泛在化智慧场景,借助“云端”的开放性,为学生、教师和其他学习者创造丰富、开放和互动的学习环境。基于VR技术构建了虚拟井场、野外地质体三维模型、虚拟地下构造及地质图实训实验室。课程实现知识点联动学习,通过 PPT 插件,教师可在PPT中直接打开知识点详情,帮助学生通过知识图谱了解知识点详容与更多外拓教学资源。
《油气田开发地质学》知识图谱
新形态教材
课程配套的油田地质实习虚拟仿真实验项目获国家级一流课程
课程配套的油气田地下构造分析虚拟仿真实验
AI赋能,实现智能辅助教学、实时学情监测
课程引入智能助教、数字人、虚拟导师等工具,为学生提供一对一辅导、针对性的学习建议和难点解析,根据学生的学习进度,智能推荐相应的教学资源,促进自主学习和解决复杂问题能力的培养。AI助教、《油气田开发地质学》知识图谱为教师提供个性化的备课建议和教学策略,帮助教师整理生成个性化知识点教案,自动生成测试题。“灵动课堂”形成互动课堂,有问卷、投票、强答、讨论等。AI学伴实时解析学生的的问题,满足学生的知识问答及个性化学习路径推荐。
虚拟仿真实验项目克服了传统教学面临的三大瓶颈:井场实践受时空限制,地下构造等抽象概念难以具象化;油田岩样、油样、岩石薄片分析等样品缺乏、技能训练耗时低效;地下地质图编制复杂,缺乏动态推演。
通过AI助教、灵通课堂和AI学伴等实现了个性化、互动式教学, 过程性考核评价,利用大数据、大模型等对学生学习行为和表现进行实时监测和分析,并提供及时的学情反馈,帮助教师及时了解学生需求、优化教学方法、调整教学策略,实现课堂的智慧管理和智能决策。AI助教为学生提供个性化的问答服务,提升学生学习体验。依托《油气田开发地质学》知识图谱,可直观浏览不同主题间的知识关系,带动知识点漫游,形成不同的学习路径。
《油气田开发地质学》课程的教师AI小助手
本课程的学生AI助教
课程建设成效得到社会广泛关注和高度评价
课程在实际教学中取得了良好的效果,有效提升了学生的学习兴趣、学习效率和学习成果,课程教学效果明显提高。
课程示范作用明显,得到社会广泛关注和高度评价。《油气田开发地质学》线上课程被燕山大学、山东科技大学、西安石油大学、山东石油化工学院等全国40余所学校或学生选用。其中,中国大学MOOC平台上的《油气田开发地质学》课程每期学习人数超1000人,累计过万人;《虚拟仿真实验》学习人数近10000人。该课程在网易公开课、百度“科普视频”、bilibili等平台播放超50万次。
“AI赋能、融合虚拟仿真实验的“油气田开发地质学”国家级线上一流课程”入选山省课程联盟智能MOOC(IMOOC)典型场景优秀案例(2024)。
“五新三高一体化”油气田开发地质学课程群建设的十八年探索与实践”获学校教学成果特等奖(2023)。
课程负责人张立强教授荣获霍英东基金会教育教学奖二等奖(2024),团队入选第三批全国高校“双带头人”教师党支部书记工作室。
《油气田开发地质课学》课程群建设的十八年探索荣获校级教学成果特等奖
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