基于多元化人才培養的立體化實踐教學模式構建

鐘會影 尹洪軍

摘 要 介紹東北石油大學石油工程專業多元化的人才培養理念及國家級實踐教學平臺建設的內容，建立以時間和空間為軸的融合遞進式實踐教學體系，并通過對理論與實踐在時間維度和空間維度上的整合優化，形成層次分明、融合遞進式的實踐教學模式，有效保障大學生創新能力、工程實踐能力與專業知識應用能力的目標達成度。

關鍵詞 石油工程;立體化實踐教學;虛擬仿真實踐教學平臺;實驗教學儀器

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）08-0129-03

Construction of Diversified Practice Teaching Mode based on Diversified Talent Cultivation//ZHONG Huiying， YIN Hongjun

Abstract This paper introduces the diversity of petroleum engi-neering major of our college talent training concept and content of

the construction of national practice teaching platform. A progressive

practical teaching system based on time and space is established， and

through the integration and optimization of theory and practice in

time dimension and space dimension， a distinct and fusion of pro-gressive type practice teaching mode is created. It plays a positive role in promoting students to form a virtuous circle in the aspects of

engineering practice ability， professional knowledge application ability and innovation and entrepreneurship consciousness.

Key words petroleum engineering; stereo practice teaching; virtual

simulation practice reaching platform; experiment teaching instru-ment

1 引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確提出“牢固確立人才培養在高校工作中的中心地位”，高質量、深內涵的大學人才培養已成為人們極度關注的問題[1]。作為人才培養的一個重要環節，實踐教學是教師通過周密設計的實踐環節，引導學生在解決特定問題的過程中形成獲取知識、共享知識、運用知識、總結知識和傳播知識的能力的教學方式，進而使學生在自主學習、團隊合作、解決問題、融會貫通及溝通交流方面獲得必要的提升。教師在實踐教學中的角色應該是做導演，應在對實踐教學環節進行精心組織和設計、不斷改進、制定評價機制后，把實踐的中心留給學生。尤其是對于工科類石油工程專業學生，實驗與實習環節的強化、工程設計與綜合應用的訓練及自主創新的有機結合，均是其培養環節的主要組成[2]。

針對石油市場低迷，就業市場相對緊縮的實際，以高等教育多元化實施創新驅動發展戰略和深入推進創意、創新、創業教育與專業教育有機融合為背景，考慮到石油企業可持續發展對多樣化人才的需求及大學生個性化成長對多元化培養的需要，開展石油工程專業立體化實踐教學模式的探索與研究。根據《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》（國辦發〔2015〕36號）精神，依托“石油工程與地質國家級實驗教學示范中心”，重點著眼于以培養適應社會需要的創新型、復合型、應用型人才為引領，以創新人才培養機制為導向的內涵把握，通過系統實施石油工程“卓越工程師教育培養計劃”并開展“石油工程專業開放性和創新性實驗教學的改革與實踐”“教育信息化視角下石油與天然氣工程虛擬仿真實驗資源建設與實踐改革與實踐”等教學改革項目研究，構建適用于東北石油大學石油工程專業多元化人才培養的立體化實踐教學模式。

2 多元化人才培養模式

東北石油大學石油工程專業作為石油行業中的主干專業，以石油與天然氣工程國家一級重點學科和油氣田開發工程、油氣井工程國家二級重點學科為支撐，已建設成為黑龍江省重點專業和國家特色專業，主要培養具有社會責任感和創新意識，能夠在石油工程及相關領域從事工程設計與施工、科技開發和生產管理等方面工作的高級工程技術人才。針對目前石油企業對多元化人才培養的需求，轉變人才培養理念，遵循“以能力培養為主線、課內課外相結合、實踐創新長效互動”的思路，通過轉變人才培養理念，突出因材施教、個性化發展;強化實踐教學，提升學生理論聯系實際的能力;促成學生的創新意識和創業精神，解決科學制定多元化培養模式下人才培養目標及實踐教學模式方面的問題[3]。為此，在人才培養實踐中提出“因材施教，強化實踐;提升能力，多元發展”的人才培養理念，指導石油工程專業多元化人才培養目標的實現。

具體來講，采用分班教學方式，按照“鐵人創新班”“通用班”和“卓越工程師班”實施分類培養，實現石油工程專業創新型、復合型、應用型多類型人才的培養，解決傳統培養方式下單一化和缺乏與石油企業人才需求相適應的問題。其中，著眼于創新型人才培養的“鐵人創新班”在大學二年級依據學習成績開始組班，實行導師制，盡早參加導師的研究項目，并充分利用石油工程與地質國家級實驗教學示范中心平臺，開展科技創新活動，積極參加各類創新大賽，對成績優異者推薦本碩連讀;復合型人才的培養采用校企合作、訂單式培養方式，根據石油企業需求，每年開設若干個合作班，在大學三年級從石油工程專業或其他專業學生中面試組班，根據石油企業要求，對主要的課程實行雙語授課;應用型人才則采用“3+1”的培養方式，即采用三年在學校理論學習、累積一年在現場實踐訓練。

目前，這種基于多元化人才培養的分班教學方式，即按照“鐵人創新班”“通用班”和“卓越工程師班”的分類培養實施，有效實現石油工程專業創新型、復合型、應用型多類型人才的培養與輸出，應對了傳統人才培養單一化和缺乏與石油企業可持續發展需求相適應的問題。

3 實踐教學平臺環境建設

實踐平臺的建設應在教學、隊伍、資源、管理和信息化等方面發揮示范和引領作用，特別地，應充分體現較為先進的實驗教學理念、不斷更新的實驗教學體系、改革創新的實驗教學方式方法、夯實而先進的實驗教學隊伍建設模式、先進的儀器設備配置和安全環境、先進的實驗教學中心建設和管理模式及先進的實驗教學信息化水平等[4]。在石油工程與地質國家級實驗教學示范中心平臺建設的基礎上，建成“石油與天然氣工程國家級虛擬仿真實驗教學中心”及“石油工程國家級工程實踐教育中心”，為創新型、復合型、應用型人才培養中實踐教學環節的開展提供了條件保障。

傳統實踐教學平臺環境 結合學生自主學習、儀器設備開放共享、實驗教學中心信息化運行與管理的特點及需求，按照基礎學科特點和專業方向，創設傳統式的實踐教學平臺，從基礎學科特點層面，創設流體力學和滲流力學實踐教學平臺，從專業方向上則創設鉆井工程、油藏工程和采油采氣工程等實踐教學平臺，進而通過優化實驗教學項目、充實實驗教學內容、拓展創新實驗項目等方式豐富平臺的環境。同時，突出自制儀器在實踐教學環境建設及其效果實現中發揮的作用，通過設立自制實驗教學儀器設備項目并積極參加全國高等學校教師自制實驗教學儀器設備創新大賽及優秀作品展示活動等舉措，促進自制實驗教學儀器的研發與應用。

虛擬仿真實踐教學平臺環境 石油與天然氣開發過程中許多環節發生在數千米深的地層中，無法直接觀察和測定參數;有些環節環境高溫高壓，存在危險的有毒氣體、液體及高電壓，或規模巨大，操作成本高。為此，引入虛擬現實技術，建設虛擬仿真實踐教學平臺，可以使學生的視野穿透地層，看到地下油氣藏中的存在狀態，成為解決上述問題的有效途徑。

考慮井場布置、各種鉆井工藝和鉆井工具在井筒中的工作過程、井控過程、井下復雜事故處理過程及固井完井作業過程，建成開設“鉆井技術參數配合實驗”“高壓水力噴射破巖實驗”“鉆井井下工具的結構及原理演示實驗”等虛擬仿真實驗項目的平臺。考慮采油采氣的工程特點，建設虛擬仿真實踐教學平臺對壓裂工藝全過程進行模擬仿真，讓學生清楚地了解壓裂整套工藝過程，形象逼真地觀察到壓裂過程中裂縫的形成機理及裂縫的形態，同時實現自主進行壓裂優化設計及模擬施工，并計算不同施工參數下的仿真數據。建立蒸汽驅虛擬仿真技術，更加形象和直觀地實現蒸汽驅原理展示、蒸汽驅井網結構展示，使學生真實了解到地下設備在井下環境中的工作狀態、井底原油流動狀態，掌握流體的微觀分布狀態、多相流體的滲流以及驅油阻力、驅油效果等。

另外，在引進新型教學設備加強硬件條件建設的同時，適應石油工程專業特殊性和實驗教學需求，自主研制實驗教學儀器設備，設計研發虛擬仿真實驗教學軟件系統，并以大學生科技實踐活動和頂級學科競賽等特色舉措為載體，解決多元化人才培養中實踐平臺軟硬件環境的建設及實踐教學資源配置的問題。

4 立體化實踐教學模式

以實驗、實習和實訓為主要組成的高校實踐教學可以說是一個深度體驗的過程，其與體驗式學習具有高度的契合性，可以認為是體驗式學習模式的一種再現，因此，對于實踐教學模式的構建應遵循特色型、實用型和混合型基本原則[5]。

實踐教學理念 著眼于多元化人才的培養，打破以往僅關注學生是否掌握專業基本技能和要求的實踐教學理念，同時不局限于單一實驗教學的實踐能力訓練和培養方式，將實驗、實習和實訓進行統籌，作為實踐教學環節開展的總體思路和理念，而且將探究式教學融入常規實驗項目式教學中，將石油真實生產過程融入實習、實訓中，進而形成“以綜合提升學生基本實踐能力、創新創業能力和工程應用意識為中心”的實踐教學理念。

實踐教學體系 在多元化人才培養模式背景下，考慮其目標的達成需要實現對實踐教學、創新訓練和理論教學的互為協同，所以從大學生個性化發展與石油工程專業領域的自身特點出發，根據培養時間跨度，依次設置一年級認識實習、學科基礎實驗→二年級專業基礎實驗、生產實習、工程實訓→三年級專業實驗、課程設計、綜合實習→四年級畢業設計、科研創新訓練;根據涉及領域空間跨度，即油藏地下和地面，依次設置一年級野外露頭地質實習、構造地質實習→二年級鉆采、集輸技能及石油開采全流程生產操作實習→三年級油田地下、地面一體化課程設計→四年級鉆井—采油—油藏工程實訓（“卓越工程師班”）、創新訓練與設計（“鐵人創新班”）及畢業設計或畢業論文，建立起以時間和空間為軸的立體化實踐教學體系，解決多元化人才培養目標達成中理論與實踐在時間維度和空間維度上缺乏優化和協同，以及實踐教學模式針對性不強、融合遞進式不鮮明的問題。

這種為適應石油工程類專業創新型、復合型、應用型人才多元化培養模式所建立的以時間和空間為軸的融合遞進式實踐教學體系，有效實現了從感性認識到理性認識、再到實踐的客觀發展規律，保證了大學生創新能力、工程實踐能力與專業知識應用能力達成度的提升。

5 教學實踐與應用效果

近三年來，東北石油大學石油工程專業學生充分利用多元化培養和立體化實踐教學模式改革與建設的契機，在綜合實踐訓練、科技實踐活動（如國家大學生創新創業訓練計劃）及各級學科競賽（如中國石油工程設計大賽、全國大學生石油科技創新創業大賽）中連續受益，畢業生就業率維持在80%左右。實踐證明，在當前大學生個性化發展和低油價下石油企業對創新型、復合型、應用型人才需求雙向驅動的背景下，立體化實踐教學模式的構建從培養理念、教學方式、教學方法與手段到平臺條件的改革與建設等方面均有一定的創新，在行業院校中具有推廣應用前景和借鑒參考價值。

6 結語

本文從東北石油大學石油工程專業特點及實際出發，綜合考慮大學生個性化發展與石油工程專業領域的自身特點，兼顧理論與實踐、實踐與創新的有效銜接和貫通，提出“因材施教，強化實踐;提升能力，多元發展”的人才培養理念，強化人才培養過程中學生特點各異與社會需求多元化的有機融合，注重實踐教學改革的全面性、多樣性及實效性;從培養時間跨度、專業涉及領域空間跨度及培養類型差別三個維度出發，構建優化與協同時間維度、空間維度的立體化實踐教學體系，提高實踐教學、創新訓練與理論教學的協同性，提升創新型、復合型、應用型人才多元化培養目標的達成度;構建研究式、開放式實踐教學模式，形成理論與實踐兼容、虛擬仿真操作與真實技能訓練結合、校內與校外銜接的實踐教學方法與手段，切實保障實踐教學質量，提高育人水平;創建滿足創新型、復合型、應用型人才培養所需的實踐平臺，保證學與用對接的延續性，為石油工業培養知識結構和能力結構合理的高素質人才。

參考文獻

[1]王志華，曹廣勝，張立剛.教育信息化視角下的虛擬仿真實驗資源建設[J].實驗科學與技術，2017，15（4）：152-155.

[2]馮其紅，胡偉，戰永平.石油工程專業大學生工程實踐與創新能力培養途徑改革[J].實驗技術與管理，2012，29（12）：16-19.

[3]殷代印，曹廣勝.基于現代工程教育體系的實踐教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2013，30（10）：11-14.

[4]張劍榮.構建研究型實驗教學平臺 實施研究性實驗教學[J].中國大學教學，2014（7）：84-87.

[5]孫向陽，李杰，徐大偉，等.應用型人才培養的新型教學模式研究[J].中國教育技術裝備，2016（17）：3-4.

項目來源：黑龍江省高等教育教學改革項目“教育信息化視角下石油與天然氣工程虛擬仿真實驗資源建設與實踐”（項目編號：20170520）。

作者：鐘會影，東北石油大學石油工程學院，副教授，研究方向為油氣田開發工程;尹洪軍，東北石油大學石油工程學院，教授，研究方向為油氣田開發工程（163318）。