新时代石油工程专业人才培养模式的几点思考
2024-10-09索彧唐俊雅刘心蕊杨二龙王志华王雷刘政鑫
摘 要:我国坚持实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,石油工程专业人才始终是保障能源安全、助力能源转型、服务“双碳”战略和践行“双碳”目标的重要保障。该文分析石油工程专业人才对于能源强国的重要意义,进一步探索新时代石油工程专业的培养目标、行业方向、教育模式和合作路径等,并简述东北石油大学立德树人、创新发展、校企合作的工作实践,以期对能源类高校培养创新型+应用型的科技人才有所启示。
关键词:石油工程专业;创新型;应用型;新工科;“双碳”
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)29-0163-05
Abstract: China adheres to the strategy of rejuvenating the country through science and education, strong talent and innovation-driven development strategy, petroleum engineering professionals are always important to ensure energy security, help energy transformation, service "double-exploration" strategy, and practice "double carbon" goal. This paper analyzes the significance of petroleum engineering talents for energy power, and takes Northeast Petroleum University as an example to further explore the training objectives, education mode and cooperation path of petroleum engineering major in the new era, so as to provide some enlightenment for energy colleges and universities to train innovative applied energy industry scientific and technological talents.
Keywords: petroleum engineering; innovation; application type; new engineering; "double carbon"
基金项目:黑龙江省高等教育教学改革研究项目“‘双碳’背景下能源类院校应用型本科人才培养研究与实践”(SJGY20220226);黑龙江省教育科学规划重点课题“页岩油气现代产业学院‘四共一协同’育人模式与运行机制研究”(GJB1422142);黑龙江省高等教育教学改革研究项目“‘互联网+’下石油工程类专业创新创业复合型人才培养研究与探索”(SJGY20220249)
第一作者简介:索彧(1990-),男,汉族,黑龙江海伦人,博士,副教授,黑龙江省油气藏压裂改造与评价重点实验室副主任。研究方向为岩石力学及非常规储层改造。
习近平总书记在党的二十大报告中强调,我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,加快建设教育强国、科技强国、人才强国,坚持为党育人、为国育才,全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才,聚天下英才而用之。新时代,在“双碳”战略、新工科背景下,能源类高校应积极探索新时代石油工程专业人才培养新模式,倾力为国家能源行业输送更多的创新型+应用型专业人才。
一 新时代大力培养能源类高校石油工程专业人才的重要意义
(一) 保障国家能源安全、端牢能源饭碗是石油工程专业人才义不容辞的责任和义务
能源安全攸关国家安全和人民利益。习近平总书记多次强调,能源的饭碗必须端在自己手里。我国是全球最大的油气进口国,2021年我国原油和天然气的对外依存度分别达到 72.2%、46.0%,油气资源保障仍将长期成为我国能源安全的核心问题之一[1]。2022年,得益于国内原油产量的增长,原油与石油消费对外依存度双双回落;其中,原油对外依存度连续两年下降;天然气对外依存度为41.2%,降至近年来的最低点[2]。油气对外依存度的下降来之不易,原油产量再上2亿吨成为保障国家油气安全的“压舱石”,是各大油气田和公司加大国内油气勘探开发力度、非常规油气勘探开发技术的突破、老油田产量衰减变缓和新油田投产加快等多措并举共同助力保证的,这些都离不开石油专业人才的贡献。
近期世界上部分地区国际纷争、时局动荡引发了全球油气供应紧张和价格暴涨,再次凸显了油气资源作为战略性物资对国家经济和安全的重要性。在稳步推进能源绿色低碳发展的大背景下,既要推动能源供给革命,建立多元供应体系,也要“坚持先立后破、通盘谋划,传统能源逐步退出必须建立在新能源安全可靠的替代基础上”[3]。无论是传统能源更新换代,还是发现和利用新能源,都需要能源行业科技人才不断贡献智慧和力量。
面对复杂多变的国内外环境和新的能源行业发展趋势,石油工程专业人才的重要性与日俱增。能源类高校大多“为油而生、因油而兴”,应坚定不移地为保障国家能源安全提供战略性支撑作用,为中国能源行业的高质量发展作出更大的贡献。如何在新时代切实端牢能源饭碗、实现高水平科技自立自强,对能源类高校石油专业人才培养提出了更高、更迫切的要求。
(二) 服务“双碳”战略、践行“双碳”目标是石油工程专业人才在新时代的历史使命
2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。习近平主席向全世界承诺的“双碳”目标,彰显了我国应对气候变化、调整产业和能源结构的决心与担当。“双碳”目标是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,“双碳”战略是我国能源发展现状下推动生态文明建设的必然选择,也将给我国的社会经济带来系统性变革。
新时代,能源类高校被赋予了新的历史使命。能源类高等院校作为中国能源行业的高端智库,始终义不容辞地肩负着为国家能源战略培育人才的义务,始终不遗余力地为实现“双碳”目标提供智力支持。按照教育部《高等学校碳中和科技创新行动计划》《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》等文件要求,能源类特色高校应把落实“双碳”目标与“发展科技第一生产力、培养人才第一资源、增强创新第一动力”深入结合[4]。
“双碳”战略为能源类特色高等院校人才培养指明了方向。传统能源行业是碳排放的主要来源,“碳减排”对以传统能源为主要目标的石油工程专业人才提出了新的挑战。在国家实现“双碳”目标的宏观战略中,能源类高校有义不容辞的责任为新时代推动绿色低碳发展及构建清洁、低碳、安全和高效的能源体系提供智力支持和人才支撑。能源类高校应加快建设学科交叉融合,方能适应新时代能源革命后的新趋势;能源类企业应加速数字化、智能化转型进程,方能为传统能源方式转变赋新能。
二 新时代能源类高校石油工程专业创新型+应用型人才培养的方向
习近平总书记强调,我们必须把创新作为引领发展的第一动力,把人才作为支撑发展的第一资源。而应用型+创新型人才不足是制约我国经济发展的瓶颈问题。习近平总书记重要讲话精神,科学回答了新时代创新发展和人才工作“如何做”的问题,为能源类高校做好新时代人才工作提供了根本遵循,也为石油工程专业人才如何在新时代应对能源转型和绿色发展的挑战提供了思路。
(一) 互学互通,抓好“一带一路”新机遇
习近平主席在中国—中亚峰会上的主旨讲话中指出,要“充分释放经贸、产能、能源、交通等传统合作潜力,打造金融、农业、减贫、绿色低碳、医疗卫生、数字创新等新增长点,携手建设一个合作共赢、相互成就的共同体”,以及扩大与中亚地区的能源合作。
面对变化深刻且复杂的国际能源形势,加强能源对外合作,对保障国家能源安全、稳定社会经济发展、构建全球能源新格局意义重大。能源类高校应以此为契机,创新人才交流及培养模式,与“一带一路”国家增进文明互学、互鉴、互通,与“一带一路”沿线的能源类高校展开国际化合作,为构建人类命运共同体贡献高校力量,助力我国实现从“能源大国”到“能源强国”的转变。
(二) 紧跟时代,促转型壮新兴两手抓
习近平总书记指出,一手抓传统产业转型升级,一手抓战略性新兴产业发展壮大,推动制造业加速向数字化、网络化、智能化发展,提高产业链供应链稳定性和现代化水平。
根据《“十四五”国家战略性新兴产业发展规划》,战略性新兴产业指新一代信息技术、生物产业、新能源、新材料、智能及高端装备制造、智能网联和新能源汽车、绿色环保、航空航天和未来产业等领域,以及其他具有重要战略性、基础性的相关领域。新时代的石油工程专业一方面要在能源转型、产业升级上下功夫,另一方面要进一步加强与信息技术、新能源、新材料和绿色环保等新兴领域进行结合,例如在教学实践中引导学生不断思考如何更好地实现传统能源开采方式的绿色转型,如何实现石油与天然气的清洁开采、高效利用;或者可以在相关课程及实践教学中加入智能油气田、数字油气田的构想,以期引发新的思考。
(三) 聚焦“双碳”,探索能源转型新道路
“双碳”背景下,能源类高校石油工程专业人才培养的“深度”和“广度”显然不够,存在专业及课程设置相对滞后、科研内容缺乏前瞻性、原创性、探索性的实验不足等问题,且石油工程专业长期存在“老牌工科专业”人才培养模式相对固定、缺乏个性化培养方案等问题。
石油工程专业一是要以优化学科为抓手,构建适应“双碳”目标的能源学科专业新结构,推动“双碳”目标相关交叉学科建设,尝试推动跨院系、多学科联合培养,加大石油工程主干专业课与环境类、化工类专业学科的融合力度,从教材改革起加强与新一代信息技术、新能源、新材料和人工智能等前沿技术的深度融合,鼓励学生对经济学、管理学、社会学等学科有所涉猎,例如,可以以知识竞赛等形式拓展学生的“双碳”知识领域,以期学生更全面地去理解“双碳”目标。践行“双碳”目标的第一阵地是各大油气田公司深化校企合作,着力解决更贴近生产实际的研究方向、生产现场的难点问题,在重点行业、重点项目上开展产学研协同创新,不断提升创新能力和科研成果转化能力,也不断加大科研育人的力度。
(四) 重视根基,下功夫夯实基础学科
习近平总书记强调,加强基础研究,是实现高水平科技自立自强的迫切要求,是建设世界科技强国的必由之路。基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关,基础研究的突破,往往能够带来生产力的深刻变革和社会的巨大进步。
基础学科人才培养事关科技自立自强、民族复兴伟业,极具战略意义。能源类高校是能源行业高质量人才培养的主力,要大力培养国家创新发展急需的基础研究人才。石油工程专业最重要的基础学科是数学、物理、化学,打好这三门基础学科的底子并掌握计算机基础,是学好油气田(开发)地质学、工程流体力学、石油工程岩石力学、油田化学和机械设计等专业基础课程的基本条件,更是为进一步学习采油工程、测井解释、提高采收率、油藏数值模拟等应用型专业课做好准备的关键。尽早将基础学科与专业学科融会贯通,有助于学生发散思维,找准兴趣和未来研究方向,为创新型专业人才的培养奠定良好基础。能源类高校可在基础学科和专业课的时间和顺序的设置上作出相应调整,也可适度调整基础学科内容的深化程度,以适应不同方向、不同年级学生的兴趣和需求。
(五) 着眼未来,促进多学科交叉融合
习近平总书记强调,加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设,加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科。学科交叉融合是当前科学技术发展的重大特征,随着新一轮科技革命,将不断出现新的学科分支,学科深度交叉融合势不可挡,经济社会发展对高层次创新型、复合型、应用型人才的需求更为迫切。
以石油工程领域的储层压裂改造为例,整体压裂设计是一项系统工程,首先要从油藏地质条件及开发现状中(要具备构造地质学、石油地质学、油气田开发地质学的专业知识)进行判断和规划,需要多学科(油藏地质、油层物理、油藏工程、岩石力学和渗流力学等)融合以确定压裂设计方案,同时还需考虑压裂装置、压裂材料、压裂液的配方等,这些涉及油田机械设计、油田应用化学、材料学等领域,与压裂配套的工程技术和提高采收率、油藏数值模拟等学科紧密相关,最终压裂的工艺水平、效果评价还涉及项目经济性评价、HSE评价等相关内容。现场经验也证明,多学科交叉融合是解决石油工程现场问题的重要手段,往往可以提供新思路、新方法,解决各类问题和难题。
(六) 立足特色,新工科下寻升级突破
新工科专业是在传统工科专业基础上,通过交叉、融合及衍生形成的,是对传统工科专业的深度改造,与传统工科专业紧密相关。因此,传统工科专业的新工科改造提升意义重大[5]。
以石油工程专业为例,通过石油工程导论、渗流力学、油层物理和石油工程岩石力学等课程模块使学生具备石油工程师的基本专业知识,在教学内容上应更注重实践性和生产性,可适度减少对纯理论知识的探究,根据学生的掌握程度和兴趣决定理论教学的深化程度;通过钻井工程设计、油藏工程设计、生产实习和毕业设计等实验和实践教育,有针对性地加强学生对工程应用能力的掌握,使学生具备独立或合作解决石油工程领域内相关问题的能力,并能做到具体问题具体分析及具有一定的创新思维。将“大工程观”融入课程设计,从跨学科的角度出发设置课程,通过多学科的交叉融合,以工程应用能力为核心整合工程、经管、人文的课程知识内容,为科学技术的创新奠定基础[6]。新工科下的石油工程专业不只是石油工程,涵盖石油和天然气甚至新能源开发和利用诸多方面的知识,也要求学生对上中下游的相关概念和理论都有所了解。
(七) 查漏补缺,开拓校企合作新模式
在新工科大背景下,石油工程专业人才培养需要进一步加强与工业界的紧密结合,为了保证人才的“可应用性”,应根据企业需要优化传统工科类专业课程体系,着力培养复合型工程技术人才,深入推进石油工程专业教育和石油工程师实践能力培养的结合,把学生创新能力培养和职业技能训练有机融合,着力解决生产现场应用型工程人才的培养难题。
目前石油工程专业的校企合作模式存在实习课程课时少、零碎化、不够连贯、“走马观花”式参观和企业导师太过忙碌无法指导等问题。目前各能源类高校的通常做法是学生在校学习基础课和专业基础课,为在企业的实习、实训打下理论基础,真正做到“知石油”。企业培养首先着眼于让学生感受企业文化,做到“爱石油”,感受企业真实的工作环境,把学校所学理论与工作实践结合起来,做到“实践-认识-再实践-再认识”,为“献身石油”打下基础。校企合作应更互补、更融通,要坚持在项目中培养人才,发挥各自优势,一起担使命,一起作贡献,实现校企双方的科技合作、资源共享、人才共赢。
三 新时代能源类高校创新型+应用型人才培养模式探索——以东北石油大学为例
能源类高校在保障能源安全、端牢能源饭碗上,始终坚持胸怀“两个大局”、心系“国之大者”,始终以“我为祖国献石油”为己任,为服务国家战略需求作出更大贡献。东北石油大学坚持“质量立校、人才强校、改革创新、特色创优”的办学理念,以“行业地方性、应用研究型、办学国际化”的高水平大学为目标,一直为把学校建设成为人才培养特色鲜明、科学研究优势突出、服务社会能力强和石油学科国内一流的高水平大学持续奋斗。
(一) 思政引领,立德为先,始终坚持用大庆精神办学育人
习近平总书记在党的二十大报告中深刻指出,“培养造就大批德才兼备的高素质人才,是国家和民族长远发展大计”。由于能源行业具有特殊性,对于能源类高校而言,厚植爱国主义情怀,引导广大石油学子“学石油、爱石油、献身石油”,把爱国情、强国志、报国行自觉融入到坚持和发展中国特色社会主义事业、建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴的奋斗之中尤为重要。新时代石油工程专业人才应以不断提升我国石油工业的核心竞争力为己任,在“双碳”目标下助力石油工业实现高质量发展。
用大庆精神铁人精神育人已经成为东北石油大学的办学特色。校内的大庆精神育人展馆成为宣传大庆精神铁人精神的平台;参观铁人纪念馆和1205钻井队是新生入学的必修课;形成了“课堂主导教育-日常养成教育-实践感染教育-文化延伸教育-就业导向教育”一套完整的育人体系。“爱国、创业、求实、奉献”已经成为东油学子的人格标签[7]。东北石油大学致力于培养德智体美劳全面发展,具有“五心四力”(爱国心、创业心、责任心、敬业心、奋斗心,学习力、实践力、协作力、创新力)、大庆精神特质,堪当民族复兴大任的时代新人,为国家输送专业基础扎实、实践能力强、具有创新精神和国际视野的应用型人才。
东北石油大学始终坚持把思想教育和就业指导相结合,始终“植根大庆、立足东北”,以“突出石油”为特色,建立以大庆精神教育为主的就业指导教育体系,引导毕业生求实奉献,树立“到基层去,到祖国最需要的地方去”的意志和决心,指导毕业生把大庆精神外化为扎根东北、服务社会的行动,把职业选择与祖国需要统一起来,越来越多的东油学子扎根基层、服务龙江,为建设“新大庆”“新龙江”贡献青春、智慧、力量。
(二) 紧跟时代,融合创新,优化科技创新体系和科研育人体系
在国家深入实施“科教兴国”“人才强国”“创新驱动发展”等一系列国家重大战略背景下,东北石油大学以“教育-科技-人才一体化发展”为战略方向,始终坚持创新发展,不断优化科技创新体系和科研育人体系,紧抓大庆油田页岩油勘探开发的机遇,跟进建设页岩油气现代产业学院、“油头化尾”现代产业学院;在新工科背景下精心布局与规划,持续优化学科布局,全面加强专业内涵式发展,已有机器人工程、工程造价、碳储科学与工程3个新本科专业成功获批。
东北石油大学的石油工程专业、过程装备与控制工程专业、电气工程及其自动化专业、自动化专业、计算机科学与技术专业和电子信息工程专业被列入国家级卓越工程师教育培养计划。多年来,东北石油大学始终致力于探索新型中国特色、世界水平的工程师培养体系,为加快建设教育强国、科技强国、人才强国作出新的更大贡献。东北石油大学始终坚持服务国家能源战略需求,致力于引领能源行业清洁化、低碳化、智能化发展,秉持“需求导向、产教融合、特色引领、创新发展”的工程教育理念,与石油石化行业企业开展全方位合作。
新时代,构建适应“双碳”目标的能源学科专业新结构,为适应复杂油气工程、能源转型与绿色发展需要,完善新能源和新材料的学科专业布局,设置油气人工智能等9个交叉学科,构建了由油气资源绿色智能开发、油气绿色安全集输、油气洁净转化与利用、低碳能源高效开发等组成的新学科专业体系;成立人工智能学院等4个新型研究机构,建立跨学科组织机构和导师团队,加快培养能源领域国家急需人才和交叉复合型人才;确立十大重点研究领域——陆相页岩油勘探开发、“油头化尾”、智能装备、新能源(“双碳”驱动)、黑土地保护、提高油气采收率、智慧油田、能源经济、油气地下储库和大庆精神,推进实施“强化陆上研究、拓展海洋油气研究、壮大新能源研究”战略,全面优化科技创新体系和科研育人体系。
(三) 产教融合,合作共赢,厚植龙江沃土,深度回归油田
东北石油大学积极探索新时代新形势下的产教融合人才培养模式,不断改进和开拓校企合作新模式,共同合作培养更符合企业现实需要的创新型+应用型人才。新工科是我国高等工程教育在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革的重大战略与部署[8]。新工科对工科人才培养目标提出了新要求,学生的工程实践能力和创新能力需要进一步提升。东北石油大学立足行业办学背景与自身优势,与中国石油、中国石化、中国海油旗下的多家单位及研究机构在科学研究、人才培养、技术培训等方面有着密切合作,共同探索传统石油类专业改造升级的新工科建设路径,共建联合研究中心、教授工作站、企业导师工作室和“产业学院”等平台,通过“卓越工程师计划”、“铁人创新实验班”、研究生“三跨”培养模式改革等举措,强化实践基地培养特色,推进创新创业教育,提升学生的工程实践能力、创新能力、核心竞争力。
同时,学校主动对接企业需求,创新推进人才“订单式”培养,如根据大庆油田和区域经济发展需求确定各类人才培养的目标、规格、数量,优化培养方案和培养模式,企业也根据发展需要对学校的专业设置、人才培养提出建议,参与设计专业课程体系和生产实习环节等教学工作,细化工程实践的素质能力要求,拓宽人才培养渠道,加强合作,联合培养油田企业急需的应用型、研究型、创新型复合人才,实现互利共赢。
在科教融合、产教融合的人才培养新机制的探索中,面向能源领域工程原始创新,设计交叉融合课程体系,实施“专业兴趣-创新能力-创新成果”逐级递进的实践创新体系,科教融合培养拔尖创新人才。面向工程技术应用创新,推动“项目+人才”合作模式,校企联合共建双导师团队,构建“课程学习-专业实践-论文研究”分段递进式工程硕博士培养模式,促进学科链、产业链、人才链和创新链深度链接,产教融合培养工程类应用型+创新型人才。
四 结束语
新时代能源行业的高质量发展离不开能源类高校的高质量教育,笔者尝试从背景和政策、行业大趋势、教育实践和合作模式等方面分析和总结了新时代石油工程专业人才培养的目标、方向、举措,并以东北石油大学的具体人才培养实践为例,以期对能源类高校在立德树人、教育理念、教学方式、校企合作、专业协同和学科建设等方面有所启示。
参考文献:
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