新工科时代卓越人才培养体系构建及实践

2023-05-30陈先超何勇明周文

大学教育 2023年1期

陈先超　何勇明　周文

［摘要］随着国内外油气勘探开发力度的增大，石油行业对石油工程创新人才培养提出了更高更迫切的要求。文章以成都理工大学石油工程专业为例，提出“厚基础、重实践、深创新、融产教”四维综合能力培养体系，论述了专业改革建设在营造工程创新实践环境、课堂教学创新实践能力培养、创新实践教学体系构建等方面的做法及取得的成效，最后总结了将实践意识和创新意识相融合的新工科时代卓越人才培养体系的特色及优势。

［关键词］立德树人；实践创新；新工科；卓越工程师；培养体系

［中图分类号］ G640 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）01-0104-04

石油被喻为“工业的血液”，对国民经济及社会发展具有重大影响。随着国内外油气勘探开发力度的增大，石油行业对石油工程创新人才培养提出了更高更迫切的要求。作为高等教育改革的一项重要举措，教育部早在2010年就提出了“卓越工程师教育培养計划”，实施这个计划也为新工科教育改革打下了良好基础[1]。石油工程专业卓越工程师培养体系可为国家石油行业良性发展专业提供高质量人才资源[2]。石油工程专业卓越工程师的培养目标是培养适应国家能源战略需求及经济建设需要，系统掌握石油工程专业基本理论和技术方法，具有分析评价及解决石油工程问题的能力和创新思维，地质与工程相结合为特色，能在石油工程领域的企事业单位、科研院所等具有从事油气开发、评价、科学研究、经营管理及教育等方面工作能力的专业技术人才[3]。

成都理工大学石油工程专业于1956年建校之初开始建设，60年代建成油气采收率研究室，1982年开办“油田开发”专科班，1994年获批“石油工程”本科专业，是成都理工大学传统优势特色专业。2007年、2012年先后入选四川省特色专业、四川省卓越工程师计划及四川省综合改革专业，并于2019年获批四川省一流专业。在石油工程专业优秀建设基础上，“石油与天然气工程”学科早在1996年就建成油气田开发工程二级学科硕士点；1998年建成油气田开发工程二级学科博士点（全国第3个）；在“十三五”期间，石油工程专业及学科获得了跨越式发展，并于2018年获批国家一级学科博士点，迈入了发展的快车道。

作为传统石油类高校，成都理工大学已经成为石油行业人才培养重要基地。为更好地培养满足国家石油行业需求的高素质石油工程师，也为满足石油类高校教育教学改革的需要，培养具有创新实践能力的卓越人才势在必行[4]。石油行业技术革新浪潮席卷之下，需要在卓越工程师基础上继续推进新工科时代石油工程专业内涵式发展 [5]，探索出一套完整的新工科石油工程卓越人才培养体系。

一、四维新工科时代卓越人才培养体系的概念

石油工程专业经过多年持续发展，目前在卓越工程师人才创新实践能力培养方面形成“厚基础、重实践、深创新、融产教”四维综合能力培养体系。

“厚基础”是指在人才培养中加强学生理论基础知识的学习，特别是打牢数理基础和专业课理论基础，为其后续专业课程的学习及创新实践能力的提升奠定基础。

“重实践”是指通过工程实践将理论与应用结合起来，让学生在实践中学习，锻炼学生的动手能力，提高学生整合知识、发现问题及解决问题的能力。

“深创新”是指通过实训实践引起学生探索兴趣，提高学生的实践动手能力，综合分析、研究和解决问题的能力，最终达成工程创新综合能力[6]。

“融产教”指在课堂教学及实训实践中通过校企联合，在培养体系中将理论教学与工程实践结合起来，从而实现教学主动融合产业需求。

石油工程专业通过“厚基础、重实践、深创新、融产教”四维综合能力培养教育实践，逐步完成新工科时代卓越人才培养体系的构建。

二、新工科时代卓越人才培养体系构建

（一）营造卓越人才培养体系构建的创新实践环境

1.完善创新实践培养体系建设

不断完善实践课程体系建设，使其与新工科、工程教育理念契合度不断提升。实习实践类课程所占学分超过30%，各专业课程立足学科前沿，力求体现专业定位的科学性、合理性和先进性，努力彰显并扩大专业的优势和特色。广泛开展综合性、设计性实验，扎实开展各实践教学环节，做到教学、科研、生产有机结合，激发学生创新的兴趣和爱好。面向“石油工程卓越班”开设的主干课程都设有课程设计环节，由具有一定现场经验的教师进行指导。“石油工程卓越班”的毕业设计（论文）环节实施双导师制，由校内导师和现场导师共同指导完成。

2.加强实践教学师资队伍建设

成都理工大学石油工程专业现有专职教师46人，平均年龄40.7岁，生师比11.2∶1，拥有工程背景的教师占比超过70%，为实践教学提供了师资保障，形成了一支学历高、职称高，学缘结构及年龄结构合理的教师队伍。此外，从国内外高校、企业聘请了12名兼职教师，全程参与人才培养各个环节。通过多种方式的激励与督促，出国访学1年以上的教师占比54%，近5年有1人获国家级教学比赛二等奖、指导学生获省部级竞赛奖励56项。主持国家自然科学基金项目15项、发表SCI论文109篇，申请专利40项，获得省部级奖励8项。强化了8个教学团队，建成了4门省级精品课程，积极开展课程思政建设，教授全部给本科生授课，学生评教90分以上占比达到86%。

3.建立多种创新实践交流平台

2015年以来，在中央支持地方共建项目“油气勘探开发实验教学平台”“卓越工程师教育培养计划”以及学校教学经费的大力支持下，建成了6大实践教学平台，以确保学生实践教学进行。利用峨眉山野外实习基地和油气藏地质及开发工程国家重点实验室等2个国家级平台、10个省级和校级平台以及7个实践教学基地，构建了基本动手能力、综合实训能力、创新实践能力3个层次的实践教学体系，为石油工程人才培养搭建更高层次的实践教学平台或研究基地。各级平台面向本科生开放率达到100%，油气藏地质及开发工程国家重点实验室仪器本科生使用率超过50%。所有专业课程开展了达成度评价，对培养方案的持续改进提供有力支撑。

（二）推进课堂教学改革，培养学生工程创新实践能力

1.推广探讨式教学方式，加强线上线下混合式课程建设

石油工程专业课程通常涉及工程背景下的大量理论知识和技术方法，如果采用传统的“填鸭式”教学，不仅会让学生失去兴趣，也会降低学习效果。基于线上网络平台构建探讨式、翻转式的混合课堂教学方式，通过与学生进行积极的互动讨论，可以让学生主动参与课程学习与专业问题探索，让学生从被动灌输式学习转变为主动研究性学习，从而提高学生对课程学习的积极性，同时加深学生对课程的理解和掌握。同时，优秀的任课教师开展在线课程建设，有利于提升课程教学质量，使学生获得更好的学习效果[7]。

2.增加课程实验环节，加强课程实践环节设计

石油工程专业实验教学始终把对学生动手能力和创新意识的培养放在首位，重点在“严”“规”“新”字上做文章，有效地提高了学生整体的综合素质和创新能力。对于专业基础实验教学，强调的是规范化、系统化的训练；对于专业技能实验教学，强调的是启发式教学；对于创新性实验教学，注重的是创新意识的培养和创新能力的提升[8]。

3.以学生为中心，加强课程建设的国际化交流合作

开设双语课程、聘请外籍专家授课，拓宽学生的国际视野。为培养和提高学生的国际交流与竞争能力，石油工程专业开设了2门双语教学课程。法国道达尔专家协会（TPA）每年派遣专家教授在石油工程专业开设“Drilling techniques and well activities”选修课程，并设立“道达尔奖学金”，每年奖励10位品学兼优的本科生。另外，成都理工大学能源学院近2年与加拿大的里贾纳大学、澳大利亚的阿德莱德大学、美国的休斯敦大学签订了学生联合培养的协议，目前成都理工大学能源学院已经选拔出多名优秀研究生，计划组织他们在“中央财政支持地方高校发展专项特色重点学科”的资助下出国深造。

（三）构建有利于培养创新实践能力的工程实践教学体系

1.改革课程设计和毕业设计，增加工程实践

针对以前本科论文写作时间短、学生写作锻炼少等问题，结合学校相关部门的政策、规划，石油工程专业将本科毕业论文的完成时间作了调整，即整体时间调整为1年，从每年9月开始选题、文献调研，到次年3月开题、5月完稿、6月答辩，突出锻炼学生的实践动手能力和综合分析解决问题能力。2017年度本科毕业设计工作成效显著，毕业生102人，4人论文被评为校级优秀；2018年度毕业生108人，3人论文被评为校级优秀；2019年度毕业生101人，3人论文被评为校级优秀。

2.拓展校外实习实训基地，加强校企联合教学

在校内外实习实践基地建设方面，建有峨眉地质认识实习基地、德阳生产实习基地（包括中石化西南石油工程公司井下作业分公司、四川钻井分公司、中石化西南油气分公司川西采气厂、工程技术研究院）等，先后与3大石油公司签订了12个生产实习基地，2015年新增中石化西南测井公司龙泉实习基地。这些实习基地的创立和完善，真正做到产学研相结合，使学生能够接触生产实际，更容易激发学生的学习兴趣，有助于全面提升学生的创新实践能力[9]。

3.开展课外创新活动，加强实践竞赛组织指导

成都理工大学能源学院及教学系部不仅在完善实训课程体系建设等方面下功夫，而且结合教师科研项目，开展本科生科技立项工作，鼓励本科生参加助研活动，通过参加科研实验、论文写作等来提高科研能力；鼓励学生参加创新实验、校级科技立项等，近年来也取得了多项佳绩，并有多项国创项目；组织学生参与全国石油工程设计大赛，推进实践创新能力培养，扩大专业影响力。自2011年首届全国石油工程设计大赛举办以来，石油工程专业学生在历届大赛中都取得了较好成绩，实践能力和科研创新能力得到切实的检验与锻炼，同时扩大了学校在国内石油类院校中的影响力。

三、新工科时代卓越人才培养体系实践分析

（一）新工科时代卓越人才培养体系特色

1.构建了“厚基础、重实践、强创新、融产教”的四维人才培养模式

该培养模式包含了四个层次，即基础理论知识的学习，动手实践能力的提高，研究方法和思路的启发，教学实践与企业生产的融合，通过创新培养模式逐渐提高学生优秀工程素质和综合应用能力。

2.通过课程改革培养了学生动手解决实际工程问题的能力

通过创新人才培养体系的建立，专业理论教学与现场实践相结合，重视实践教学环节，做到“教师授课与企业专家授课相结合”“实验室操作与现场实习相结合”“理论学习与动手实施相结合”，大大提高了学生对专业学习的兴趣，并提升了其实践动手能力。

3.注重培养学生的创新意识，提升了学生的创新实践能力

所构建的创新人才培养体系注重培养学生的创新意识，开展有利于創新实践能力培养的课堂教学，构建了完善的实践教学体系，营造了良好的创新实践能力培养环境，培养出满足建设创新型国家需求的新工科时代石油工程卓越工程师人才。

（二）新工科时代卓越人才培养体系应用效果

1.推动了石油工程专业发展

成都理工大学石油工程专业于2007年、2012年先后入选四川省特色专业、四川省卓越工程师计划和四川省综合改革专业，2019年获批四川省一流专业。成功申报了省级教改项目 “石油工程专业综合改革试点”、省级教学质量工程项目“油气田开发工程博士学位授权学科创新提升计划”以及高等教育人才培养质量和教学改革项目重点项目“OBE理念下能源地质一流人才培养体系建设”，推动了石油工程专业学生综合实践能力培养模式方面的科学研究。

2.促进了学生立志献身祖国艰苦行业和地区

近10年来，成都理工大学石油工程专业平均50%以上毕业生到西部地区就业，扎根基层一线，服务国家油气行业和西部地区建设发展。其中，2007届毕业生高波于2010年被教育部、中宣部、团中央树立为“全国十大大学毕业生建功立业”先进事迹典型并在全国巡讲。

3.提升了学生的创新意识和创新能力

组织学生积极参加“创青春”“互联网+”“挑战杯”等创新创业大赛，大学生数学竞赛、数学建模大赛、英语竞赛、外语翻译大赛等基础学科竞赛，中国石油工程设计大赛、中国“博世达杯”石油工程专业知识竞赛等专业竞赛，并积极参加SPE石油文化节交流活动。学生2019—2021年参与的竞赛获全国性一、二等奖57项，参与创新创业类活动35项，共36人次参与了SPE协会活动。此外部分学生在本科期间就参加了老师的科研项目。

4.激发了学生对科学研究的浓厚兴趣

2019—2021年，年均36%的学生继续攻读硕士研究生，2020年的考研录取率达到了55%。本科毕业设计题目中有82%以上来自教师科研课题，达到了产教、科教融合的目的。

5.更新了教师的教学理念和教学方式

首先是教师更加明确开展立德树人的意义。近年来，没有任何教师出现违反师德师风和学术腐败问题。其次是让教师转变观念，使教师以学生为中心，科学增负，把好质量关。大二年级开始试行本科生导师制，教师让学生尽早参与教师的科研活动，将科研与教学深度融合。鼓励教师积极出国增加知识储备，开阔国际视野，出国访学1年以上的教师占比54%。

（三）新工科时代卓越人才培养体系应用总结

1.立德树人、强化课程思政：为党育人，为国育才

以“不忘初心、立德树人”为目标，将“大庆精神”“铁人精神”“三老四严”等融入课程思政，塑造学生“爱石油、梦石油、献身石油”的能源报国情怀，涌现出一批以何勇明、钟传蓉、伊向艺、谢润成、刘伟等为代表的优秀教师与师德标兵。2020年有3门课程获得校级“课程思政示范课程”称号，1门课程获得省级 “课程思政示范课程”称号推荐。

2.新工科引领教学理念的转变：培养适应新一轮信息革命要求的人才

遵循新工科的人才培育理念，结合大数据、云计算、人工智能、机器人等新兴方向，构建基于大数据和人工智能、强调学科融合的智能—信息化石油工程专业课程，培养适应新一轮信息革命要求的新型人才。2021版本科培养方案明确增加了信息类课程。

3.教学方法的改革：适应新时代高等教育发展的需求

深化教学方法改革，优化教学思维模式，接纳崭新教学思维范式，建立一套完整的线上线下混合教学思维模型。通过改变备课方式、教学形式、互动模式，强化翻转课堂，把“教”减少，把“学”放大，顺应并适应了新时代高等教育发展的需求。

4.本科生导师制：促进“产、学、研”深度融合

从大学二年级开始实行本科生导师制，以科技创新活动或竞赛为项目载体，采用教师指导、学生合作开发的模式，提高学生创新创业教育的灵活性和针对性。将实践教学与课题研究相结合，提高学生参与科学研究的积极性，形成“产、学、研”高度融合的培养体系。

5.推进一流本科课程建设：加强教学相关成果的产出

抓住一流本科课程建设机遇，切实转变观念和形式，提升课程高阶性、突出创新性、增加挑战度，打造优秀课程团队，通过课程质量的提升推动本科教学高质量发展。近年来获得校级教学成果奖3项，完善了8个教学团队，建成了4门省级精品课程，出版了5部教材，建设了3门课程思政示范课程，发表了2篇教改文章。

四、结语

成都理工大学能源学院在新工科时代背景下，修订了石油工程专业人才培养方案，积极营造工程创新实践环境，加强课堂教学创新实践能力培养和创新实践教学体系构建等，完善了创新实践能力培养体系，把实践意识、创新意识与融合意识渗透到专业人才培养的各个环节，取得卓越成效。

［参考文献］

[1］张安富，刘兴凤. 实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J]. 高等工程教育研究， 2010（4）：56-59.