“碳达峰碳中和”背景下高职石油化工专业群课程体系建设与实践

鄢 维 李 渊

(湖北开放大学/湖北科技职业学院,湖北 武汉 430074)

《2050年世界与中国能源展望》指出,世界能源加快向多元化、清洁化、低碳化和本地化转型[1]。2022年9月,国家油气战略研究中心和中国石油勘探开发研究院发布的《全球油气勘探开发形势及油公司动态(2022年)》和《国际油公司碳中和路径》报告也指明了国际油公司未来能源转型的战略布局和实践。石油化工是国民经济的重要支柱,属于资源型和能源型产业[2],在践行“一带一路”合作倡议中,起着不可或缺的作用。湖北省政府积极响应,为形成国家级石化产业基地,不断加快推进全省石化产业转型升级,打造一系列石油化工产品产业链。2021年,《湖北省制造业高质量发展“十四五”规划》再次明确,瞄准“碳达峰、碳中和”目标,培育形成一批国内外具有较强影响力和竞争力的产业集群。多年来,石油化工产业聚焦绿色低碳发展,发展多元化清洁能源,推进双碳政策落地的要求,实现绿色转型。而支撑产业链发展的重要基础之一是高素质技术技能复合型石油化工领军人才。

在碳达峰、碳中和政策要求和区域产业转型升级背景驱动下,高等职业教育积极对标高质量内涵式发展。课程体系是人才培养的主要基石,是专业群高质量建设的核心,服务于区域经济发展和产业升级改造。在湖北省区域油田绿色低碳高质量建设背景下,石油化工专业群承担着培养湖北省石油化工行业特色化、智能化、绿色化的复合型接班人的重要责任,满足不同职业群、岗位群、技术群的可持续发展,为区域输送具备综合素质的可塑型人才,支撑产业升级和能源结构转变,确保地方产业和经济的高质量发展。本文以湖北科技职业学院石油化工专业群为例,通过对接双碳背景下产业链的石油化工专业群,把绿色低碳理念、知识和技能纳入专业群教学的整体布局,优化层次化、模块化的专业课程体系,为培养主动适应低碳产业的发展需求和面向未来的石化工匠提供人才保障。

一、石油化工专业群课程体系现状

面对油气生产技术数字化、智能化、低碳化的新业态,石油化工专业群人才培养模式和课程体系已经不能满足当前油气产业集群发展对于人才知识多元化、技能复合化、素质综合化的现实需求,主要体现在以下几个方面:

(一)课程设置不够完善

尽管绿色素质教育起步很早,但是伴随着“碳达峰、碳中和”目标的提出和教育部《高等学校碳中和科技创新行动计划》的发布,绿色低碳发展对高等职业院校人才培养提出了新的需求。绿色低碳课程内容与传统专业课程相容性较差,内容更新缓慢,不能反映当前专业新技术新理念的发展,尚未建立起完整的绿色教育课程体系。重构和完善课程体系,聚焦绿色低碳循环发展技术已成为重要改革方向。

(二)教学项目与油田低碳产业契合度不高

很多高职院校基于工作过程开发的教学项目未进行绿色低碳化改造,与之相关的课程和内容偏少,教学内容千差万别,石化产业经历的变革所带来的新内容、新问题和新技术并未充分深入到课程教学内容中,低碳相关知识和技能缺乏科学系统融合,开发的教学项目与绿色化工产业的契合度不高。

(三)低碳课程实践活动亟待构建

实践活动是实践能力和创新能力培养的重要基础,大部分的课程受到传统教学教法影响,主要以专业知识构建为主,缺乏对实践技能的培养和锻炼,理论教学有余,实践教学不足。因此,相关案例引入、实践调研、场景分析可以更好地帮助学生掌握相关知识,并提升实践技能和学习兴趣,促进学生主动学习。

二、构建对接双碳背景下区域发展石油化工产业链的专业群

从2018年起中国石化持续推进“绿色企业行动计划”,从绿色发展、绿色能源、绿色生产、绿色服务、绿色科技、绿色文化六大计划[3],实施全过程的清洁管理,开展减排降污工程,大力发展循环经济,培育形成绿色低碳发展竞争优势,实现经济、社会、环境效益的统一。各大石油化工企业也相继调整了新目标战略,改造升级传统产业,制定符合本地实际情况的绿色循环石化产业相关标准,加快从高碳能源逐步向低碳和绿色能源转变。

湖北科技职业学院作为向湖北省石化行业输送高质量人才的优质高职院校,为主动适应石化行业转型升级,精准对接湖北省内各区域石油化工产业发展需求,开展了一系列绿色石油化工行业调研,包括对湖北省潜江、荆州、荆门、宜昌等地石油化工产业现状、面临挑战及未来可持续发展趋势的调研,重点了解绿色工艺、绿色生产、污染防治和节能减排等绿色岗位的技能需求。基于以上广泛的企业调研,学校构建了以湖北省特色专业为核心,石油与天然气地质勘探、石油机械、油气储运和盐化工专业为支撑的集“勘—钻—采—输—产”为一体的全流程石油化工专业群,专业群以共同的石化产业链为引领,具有行业背景相近、学科基础相同、专业优势互补的特点[4],群内专业主要培养在石油和化工行业从事勘探、钻采、制造、集输、生产等相关工种的技术技能型人才,如图1所示。

图1 石油化工专业群组建图

三、石油化工专业群课程体系建设实践

基于石油化工产业链及产业转型升级,对石油化工专业群进行了课程体系结构的优化调整,把绿色低碳理念、知识和技能纳入专业群教学的整体布局,提升学生解决复杂问题的能力,培养职业化、专业化的新时代人才,为国家战略和区域经济发展提供人才支撑。从调整优化课程结构、序化选择课程内容、开放拓展教学模式几个方面,重构专业课程体系,将绿色低碳融入到专业群课程体系设置和内容中,实现课程模块化、协同化和综合化[5],提升人才培养的适应性。

(一)调整优化课程结构

在原有的人才培养方案和课程体系基础上,优化课程结构布局,在考虑岗位设置和行业发展前景下,调整绿色低碳课程模块的内容与其他课程的比例,构建由专业群基础课、核心课、拓展课和实践课组成的,具有模块化、协同化、特色化的课程体系。

1.专业群通识课程模块。培养学生正确的人生观和价值观,筑牢“浅绿”意识,增设油田发展史、油田基础化学、化工制图、化工安全管理等课程,嵌入绿色低碳课程内容,培养学生的家国情怀、绿色环保理念,增强学生的社会责任意识。

2.专业群核心课程模块。增强学生“中绿”知识技能,多专业多学科交叉,开设油气勘探、石油工程技术、HHSE、盐化工生产技术、油气管道防腐、化工仪表及自动化等课程。

3.专业群拓展课程模块。夯实“深绿”综合应用,通过化工设计、石油工程行业英语、综合设计、钻井新技术等课程,培养学生的综合素质,让学生学习了解行业最前沿的新技术、新工艺。

4.实践课程群模块。通过课岗融合、训习双合、校企联合、专创结合,培养学生安全生产、固废检测、设备维护、技术创新等能力和综合素养,提高学生石油化工特色的实践技能。

由校企双方共同打造校内外实践平台和实践基地,共同开发符合企业岗位需求的实训课程,建立课程和岗位对接的实践教学模块,让学生根据岗位新标准和新理念,全过程全方位开展项目实训、专业见习、顶岗实习、社会实践、课程设计、学科竞赛等实践活动,在实践行动中充分发挥绿色低碳教育的积极引导和辐射作用。

(二)序化选择课程内容

基于绿色低碳的产业化升级,加强学科交叉融合与专业建设,整合教学资源,丰富拓展课程内容,聚焦生态保护、低碳循环、节能增效、碳排放管控的新理念与新知识,挖掘课程内容中具有绿色低碳特质的部分,形成与专业课程递进式、互动式、渗透式的教学内容[6]。例如,在石油与天然气勘探开发系列的“石油天然气地质勘探”课程中,展望绿色智能油田发展,科技引领勘探全过程降碳管控,设计碳减排和碳利用相结合[7]的课程模块;在石油工程系列“采油工程”课程中,设计油田环境保护、油井低碳改造内容单元;在石油化工生产系列的“石油化工工艺”课程中,渗透化工生产余热回收、变频调速、污水回用、高效分馏等项目任务;在油气储运系列“石油炼制”课程中,融合有害烟气排放在原油蒸馏预处理中的产品和过程的清洁化内容。通过序化补充,形成以适应石油化工产业转型过程相关知识技能综合素养内在需求的变化趋势,以石油化工专业群典型生产流程为载体,不断完善课程内容,体现课程内容的发展性。

(三)开放拓展教学模式

借助常态课堂教学、线上智慧教学、特色实践活动相互支撑的融课堂混合教学模式,实现课内与课外、理论与实践、线下与线上全方位教学,构建“活而有序”的课堂,不断激发学生创新动力,如图2。打通课内外学习渠道,课内以精品课程、课程思政为抓手,实施开放式、非标准答案型教学。例如,在专业核心课“采油工程”中,有针对性地以绿色采油、增产增注措施、优化井筒气液流动设计等为课题,利用教学研讨、油田案例讲解、课题辩论、小组工作坊合作等交叉混合式教学手段,鼓励学生个性化学习,培养学生深度思考、敢于创新的能力,激发学生的学习兴趣。同时利用石油工程技术国家实训基地、湖北省名师工作室、虚拟仿真平台、VR中心等平台,与中石化社会优质实践平台贯穿配合。通过线上云平台,将课程内容进行任务化和模块化分解,拓展课外教学时空,将相关的网络资源和实例扩充到课程教学资源之中,为学生提供开放性和共享性的学习场景;通过课外组织学生参加学术讲座,设立“石油讲坛”,增加学生、学校和企业之间的互动活动,带领学生参观江钻、新能源企业,将各门专业课程延伸到具体产业项目中,聚焦实际生产问题,探究解决方案;通过鼓励学生参与校园绿色生活和校外特色地质公园考察,传递节约、共享、人与自然和谐的理念,促使学生做生态文明的实践者;通过参加学科竞赛、创新创业大赛、行业技能大赛磨砺锻炼,增强学生的学习获得感;通过社区志愿服务,宣传绿色低碳生活方式,从而潜移默化增强学生的环保意识,“在实践中学真知、悟真谛,加强磨炼、增长本事”[8],增强“未来绿色工程师”的社会责任意识。

图2 融课堂教学

四、石油化工专业群课程体系实施措施

课程体系的有效实施是培养目标人才的关键,从“推进三教改革”“打造三堂联动”和“建立三方协同”等方面,为专业群课程体系的有效实施提供有力支撑。

(一)推进三教改革,保障育人输出软实力[9]

推进三教改革,实现教师团队专业化、课程项目模块化、教材内容一体化,充分保障人才培养的整体性和有效性。在“碳达峰、碳中和”背景的政策导向和市场需求下,结合石油化工专业群课程建设实际,将行业与产业绿色发展的新理念、新技术、新工艺、新流程融入到专业教师素养里,反映到教材内容中,贯穿于课程教法中。在石化产业高质量发展的新格局下,学校和企业行业技术能手互兼互聘,企业配备具备绿色素养的专家承担绿色课程教学和实践指导工作,教师积极参加以绿色低碳环保为主题的培训、交流活动,在实际岗位中锻炼打磨专业素养,两者共同打造具有实践能力的复合型教学团队;持续推进具有区域特色、校本特色和专业特色的活页式或手册式教材,融入石化企业新标准,将绿色石化、低碳零碳、生态文明、可持续发展的理念和方法纳入一体化教材,开发一系列具有模块化专业特色、体现绿色教育理念的课程案例库和实践案例库,为学生获取知识和应用提供具有时代性和前沿性的教学资源,增强学生的学习热情和创新意识;依托校企共同建立校内国家实训基地、湖北省名师工作室和校外实训场所,为绿色教育的理论和实践创设条件、提供平台;针对学生在不同年级的学习特点和需求,形成多样化教学风格,以探究型、演示型、情景化、模块化、影像式、解说式等灵活多变的教学方式,有效提升教学质量。

(二)打造三堂联动,延伸课堂多层维度

首先,将面授课堂、实践课堂、在线课堂联动起来,实现教与学的课内课外时间拓展和线上线下空间拓展,因材施教、因人施策。充分发挥校内专业课堂教学的“第一课堂”主阵地作用,优化课堂模式,构建绿色课堂,在专业课程中融入环境保护、低碳发展和可持续发展意识,实施以文化、情境、活动、合作、探究为基础的绿色课堂教学,提升学生的人文素养和价值理念。其次,发挥专业实践、社会实践、竞赛实践的“第二课堂”育人作用,将绿色低碳教育与学生志愿服务、社会实践、校园文化活动等融为一体,通过举办讲座论坛,参加观影、竞赛、演讲,进行社会调查等活动,促使学生将知识从认知层面转化到实践运用层面,实现理论与实践教学的统一。第三,发挥线上平台“第三课堂”的延伸作用,突破专业课程壁垒,通过学习强国、石油圈、中国石化公众号、校园论坛等“微课堂”,使学生了解传统产业升级改造和绿色产业融合创新发展,拓宽学生获取知识的渠道,调动学生的学习积极性,为学生提供自主型的、泛在的、个性化的学习支持。

(三)建立三方协同,形成育人长效机制

充分发挥政府与企业和学校三方同旨、同台、同步的协同作用,共同形成培养绿色可持续发展人才的有效合力,为区域发展贡献力量。首先,政府通过相关政策规划引导和支撑企业贯彻绿色安全生产、节能减排理念,促进企业与院校实现良性互动,开展教科研成果转化,以教助产、以产养教。其次,学校对接湖北石油化工产业发展,依托就近区域优势和资源优势,从绿色人才培养、课程设置、教学改革、学科竞赛、科学研究、毕业就业指导、校园文化等方面推进绿色低碳教学,打造高素质人才培养基地,打造低碳学习生活,推进学生可持续性发展,通过调研用人单位满意度、毕业生就业满意度、人才培养目标达成度,反哺教学,不断优化课程目标改进教学[10],形成良性循环对接,以适应双碳背景下绿色石化对于高素质创新型人才的需求。

五、成效与总结

在碳达峰、碳中和背景下,湖北省内各区域石化产业链全面推进能效提升,绿色低碳发展,以服务全社会碳达峰、碳中和目标的实现和达成。课程体系建设组通过不断地探索、实践、反思和重构,取得了良好的效果:一是提升了课程建设内涵。紧密对接湖北省内各石油化工产业的人才需求,开展一系列专业课程改革和一体化教学设计,优化和动态调整课程体系。目前,专业群的专业基础课程和核心课程全部运用融课堂教学模式,并已入选在线开发课程建设项目;“绿色、低碳、环保、节能”相关的教学项目在专业课程教学的覆盖率达70%以上;近两年立项相关省级教改项目2项,校级教改项目3项,“课堂革命”教学案例3项,发表教改论文5项。与此同时,与湖北省石油和化工类企业对接30多次,主持绿色发展相关主题的座谈会、推进会、交流会20多场,积极主动将人才培养机制和理念进行广泛推广。二是提升了人才培养质量。近三年,石油化工技术专业学生考取上岗HSE证、硫化氢证、井控证,通过率一直保持在100%,学生专升本(化学工程与工艺)报考率逐年升高。学生以“垃圾分类”“水处理技术”为主题,多次参加各类学科技能竞赛,并下沉基层开展富有专业特色的社会公益活动(如垃圾分类宣传、清洁家园、废物回收调研等),并取得良好的社会反响。学生就业质量不断提升,合作企业对毕业生满意度均在90%以上。

绿色低碳发展是石油石化行业实现2030年碳达峰、2060年碳中和的总体目标的必然选择。高职院校担负着培养绿色可持续发展人才的重任。为此,湖北科技职业学院通过对接双碳背景下石化产业链,构建了石油化工“勘—钻—采—输—产”全流程的特色专业群,通过调整优化课程结构、序化选择课程内容、开放拓展教学模式,构建适应本土发展特色的层次化、模块化专业课程体系,把绿色低碳可持续发展新理念、新知识和新技能融入人才培养全过程。