中國石油工程設計大賽過程存在的問題及其對策分析

范開峰 李思 王衛強 王璐

[摘 要]隨著國家推出“加大油氣勘探開發力度，保障國家能源安全”的重要舉措，用人單位對石油專業人才的技能、創新能力等要求也越來越高。中國石油工程設計大賽是石油工程領域的專業賽事，為培養“科技上有作為，學術上有創新，工程上有突破”的卓越工程師搭建了廣闊平臺。但賽事在開展過程中也發現了一些問題，主要集中在學生的專業知識結構、專業軟件與辦公軟件的使用、團隊協作等方面。以遼寧石油化工大學為例，從學生和指導教師的雙重視角深入分析了學生參賽過程中存在的問題及其產生原因，并從理論教學方法創新、培訓方法改進和組織方法改進等方面提出了詳細的應對措施。希望這些探索能夠有助于中國石油工程設計大賽在石油類高校中更加高效地開展，有助于大學生創新思維、綜合能力方面的提升，同時為高校教學改革提供新思路。

[關鍵詞]學科競賽;創新人才;卓越工程師;團隊協作;實踐能力

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）11-0159-03

為培養一批創新能力強、適應社會經濟發展需求的高素質后備工程技術人才，提高我國自主創新能力，建設創新型國家、人力資源強國，增強國家核心競爭力，教育部2018年啟動了“卓越工程師教育培養計劃2.0”[1]。同年，國家推出“加大油氣勘探開發力度，保障國家能源安全”的重要舉措，三大石油公司按照國家要求努力加大國內油氣勘探開發力度，增加油氣產量，從而降低我國原油的對外依存度，切實保障國家能源安全。國家的相關政策是對石油行業基層工作者的有力引導和督促，作為石油類高校的教育工作者，為了培養創新型專業技術人才，激發學生的創新意識、創新能力和創新精神，為國家輸送更多優秀的基層石油工作者，組織和指導學生參加學科競賽以及創新教學方法和培養模式是行之有效的措施。

結合卓越工程師培養目標和石油高校特色，中國石油工程設計大賽組委會提出了“學、賽、研”三位一體的卓越工程師培養計劃[2-3]，并且每年舉辦一屆石油工程設計大賽。中國石油工程設計大賽是由世界石油理事會中國國家委員會、中國石油學會、中國石油教育學會主辦以及中國石油大學（北京）承辦的石油類全國性競賽，是石油類高校探索和落實國家“卓越工程師教育培養計劃2.0”的重要舉措[4-5]。大賽賽題給定某油氣田區塊的基礎數據，包括區塊概況、水文條件、地質特征、實驗數據和現場生產數據等信息，作為作品設計和計算的依據。很多信息一般不直接給出，參賽者需要通過相關計算和推導獲取更多數據，進而提出設計方案來解決現場問題，給參賽者留足了自由發揮和創新的空間。大賽的最終作品是一份解決實際工程問題的完整的設計方案，包括工藝流程設計、參數優化、經濟計算、HSE、公用工程、配套工程等內容，對學生查閱資料、計算數值、優選方案、將理論與實踐結合、解決實際問題等的綜合能力具有很高的要求。

中國石油工程設計大賽的舉辦在全國乃至世界范圍內都產生了重要影響，具有覆蓋面廣、參賽人員多、實踐性強等諸多特點。2019年，國內外參賽的院校有41所、學生有4000余名、指導教師800余名，提交的有效作品達到1273份，影響力逐年擴大。大賽分為方案設計與軟件開發兩大類，涵蓋了油氣藏工程、鉆完井工程、采油氣工程和地面工程學科，形成了“學以賽用，賽以促研”的人才培養模式，為培養“科技上有作為，學術上有創新，工程上有突破”的卓越工程師人才搭建了廣闊平臺。

但高校在組織參與中國石油工程設計大賽的過程中也存在一些問題和需要改進之處，以遼寧石油化工大學為例，其不足之處主要集中在學生專業知識結構不完整、專業軟件使用不熟練、實踐經驗不足、團隊協作不到位等方面。如果所存在的問題得不到足夠重視和合理解決，將阻礙這個大賽在石油類高校的高效開展，創新型與工程實踐型學生的培養效果也將受到影響。

一、存在的問題

（一）專業知識體系不完善

中國石油工程設計大賽是一項專業性非常強的賽事，要求學生綜合運用相關學科的專業知識給出設計方案來解決實際工程問題。針對石油上、中、下游專業的特點，設置油（氣）藏工程、鉆完井工程、采油（氣）工程、地面工程四項內容，學生根據自己的專業選擇對應項目來設計作品。設計作品對專業知識要求很高，擁有完備的專業知識體系是完成作品的必要前提。但是學生的專業知識體系往往不完善，主要體現在以下兩方面：一方面，參賽的本科生有很大一部分是大三與大四的學生，石油工程設計大賽在每年春季舉行，此時的大三學生往往尚未修完全部專業課，對專業知識的掌握存在欠缺，并不能很好地完成作品設計任務。另一方面，一部分參賽的碩士研究生本科階段并不是石油類專業，他們對專業課的掌握也同樣存在明顯短板。此外，即使參賽學生是石油類專業且修完了全部專業課程，但是學校的教學過程往往偏重于理論問題，教學大綱和課程時間設置也不允許任課教師講解過多的實際工程問題，導致學生仍然欠缺使用專業知識解決復雜實際工程問題的能力。所以，對于多數參賽學生而言，需要借助書籍和其他文獻資料來補充專業知識缺口，在此基礎上完成作品的設計。

（二）專業軟件掌握不全面

中國石油工程設計大賽的賽題內容涵蓋石油工業上游與中游的全部范圍，涉及工況模擬、參數計算、設備選型、工藝優化等，計算內容多、工作量大，僅依靠公式進行手動計算難以滿足計算要求。其賽題通常需要使用專業軟件進行求解，采用有限元分析等方法解決計算過程復雜、無法得到數值解等情況下的工程問題。常用的石油類專業軟件有GPTSIM、petrol、Eclipse、Pipephase、Fluent、OLGA、Pipesim、Hysys等，充分運用數值仿真軟件來完成大賽內容是保證作品質量的重要措施之一。在軟件使用方面，碩士研究生相對更熟練，因為一些碩士生的研究課題需要通過軟件的數值計算來完成，他們已經掌握了一些專業軟件的操作。但是多數研究生掌握的專業軟件只是與其研究內容相關的那部分，這對于完成石油工程設計大賽需要的多樣化計算和模擬來說仍顯不足。例如：綜合組作品設計內容涵蓋從油氣藏工程到地面工程的全部工藝流程，需要使用GPTSIM、Eclipse等油藏模擬軟件對油藏分布、油水在地層中的流動等進行計算，而原油開采出地層后，地面管網中的水熱力計算經常會用到Pipephase、Fluent、Pipesim、Hysys等軟件。對于本科生而言，他們可能只了解AutoCAD一類的通用軟件，而從未接觸過像petrol、Eclipse這類專業軟件，導致其作品中的計算部分大都是基于相關基本公式進行的，這就降低了作品質量和計算效率，給工作開展造成很大困難。總之，專業軟件在學生群體中普及率很低，因此，多數學生都是報名參加比賽后才開始學習相關軟件的。這部分工作占據了學生很多時間，他們無法花更多時間去總體優化和布局作品，從而降低了作品完成質量。

（三）辦公軟件使用不熟練

隨著參賽人數的增多，比賽的過程競爭越來越激烈，近幾年提交的最終作品頁數通常超過100頁，包含很多圖表、公式、參考文獻、設計規范等內容，對于本科生而言，相當于提前完成了本科畢業論文。因此，保證作品撰寫的規范性和科技性，進行科學合理的排版也是完成作品過程中的一項重要工作。多數參賽學生為本科生和低年級碩士研究生，他們普遍缺乏寫作論文、做科研項目等的錘煉，因此缺乏學術思維和學術素養，對作品排版、圖表處理技術手段、圖表美觀度、格式等細節問題的處理不夠精細，這就影響到作品的整體質量。除去工作態度因素，很多學生在排版和圖表處理過程中對辦公軟件不熟練，平時使用Word、Excel、PPT等辦公軟件進行撰寫和排版方面的工作不多，只能對數據做成粗略的圖表，這就嚴重影響到作品的美觀度和嚴謹性。

（四）團隊協作效率低

中國石油工程設計大賽從賽題發布到提交作品大概只有一個月時間，學生很難完全依靠自己的力量來完成這項復雜的工作，通常需要2～5名學生組隊“協同作戰”，但團隊中經常會出現分工不明確、溝通不到位、主觀能動性差、配合不默契等問題。很多學生第一次參賽，缺乏組隊共同完成作品的經歷，他們往往是自己琢磨問題、查閱文獻、計算參數等，缺乏團隊之間的討論、溝通和取長補短，這就容易出現“閉門造車”現象。此外，由于缺乏經驗等原因，學生做不到根據每個人的特長分配任務，同時缺乏臨陣調整的能力，因此團隊協作效率很低，容易出現“拖、等、靠”等現象。

二、改進的措施與建議

（一）創新專業課授課方法

專業課教師通常按照教學大綱進行授課，主要講解書本上的基礎理論和問題的求解方法，學生通常也將學習的重點放在基礎理論的學習和理解上，花費很多時間和精力背公式，圍繞考試重點進行學習。這就導致學生在遇到實際工程問題時不知從何下手，往往只是知道其中的一些基本理論和公式，不能從根本上解決實際問題。鑒于學習專業課的最終目的還是解決實際問題，建議專業課教師在授課過程中多結合實際工程案例進行分析。適當調整教學大綱內容，在完成基本教學任務后，圍繞某個實際工程問題給學生布置課后作業，這樣會鍛煉學生查閱資料以及將知識結合起來解決實際問題的綜合能力。久而久之，便有益于學生形成正確的分析問題和解決問題的思路，提高綜合能力和創新思維，為學生參加各類學科競賽和將來走上工作崗位奠定良好基礎。

（二）開設培訓課

由于中國石油工程設計大賽每年都舉辦一次，且學生報名人數不受限制，可以每年都參加比賽，因此，參與大賽的學生覆蓋面廣，群眾基礎好。石油類高校的相關學院可以組織本學院的專業課教師定期開展大賽培訓，培訓課向所有學生開放。參與講課的教師可以為學生分析歷年賽題、講解參賽經驗、傳授專業課知識、講解如何提高作品質量，讓學生提前對中國石油工程大賽進行了解。同時，可以組織專業課教師或者高年級的研究生開展專業軟件培訓論壇，建立軟件培訓交流群，組織低年級研究生和本科生參加，讓學生提前接觸到專業軟件，培養興趣。學生可以安裝軟件到自己的電腦并利用課余時間進行自學，遇到問題也可以及時在交流群中進行交流，提高學習效率。通過培訓，學生可以全面認清自身在專業知識及專業軟件方面的不足，從而促進學生“查漏補缺”、自主學習，使學生學習更有針對性，有效解決學生專業知識體系不完善和專業軟件使用不熟練的問題。

（三）組織模擬訓練

參賽院校在每年的中國石油工程設計大賽正式開始前，可以在校內組織開展大賽模擬訓練。參照往年的大賽賽題，由學校組織專任教師給出模擬賽題并擔任評委，組織學生參賽并在規定時間內完成作品，指導教師對提交的作品進行打分和評價，并及時將其結果反饋給學生，幫助學生提前發現自己的短板。模擬訓練還能暴露出學生普遍存在的問題，可以為學校的賽事組織者提供參考并在賽事組織過程中重點對學生的存在問題進行講解，提高學生提交作品的有效率和獲獎的成功率。此外，模擬訓練可以讓學生提前練習作品排版過程，熟悉辦公軟件的使用，并全面激發和提高學生的自主學習能力和團隊協作能力。同時還可以組織作品完成質量較好的學生進行模擬答辯訓練，讓學生制作答辯PPT并在規定時間內向專家展示和講解，專家提出問題讓學生回答，并為學生打分。這一過程可以提前讓學生熟悉答辯流程，使學生在參加正式比賽時有更充分的思想準備，以從容面對答辯專家。

三、結束語

中國石油工程設計大賽已成為我國石油教育界覆蓋面最大、影響力最廣的學生創新盛會，也逐漸成為國際石油教育界的一道亮麗風景線，為廣大石油專業學生提供了展示自我風采、發揮專業特長、與同行交流學習的廣闊平臺。大賽的開展在培養創新人才、促進教育教學改革、激發學生自主學習的興趣與動力、培養學生團隊精神等方面都起到了積極作用。

但是，中國石油工程設計大賽在石油類高校開展過程中也存在一系列問題。筆者從學生與指導教師的雙重視角對存在問題進行了詳細闡述，提出了包括理論教學方法創新、培訓方法改進和組織方法改進等應對策略，以為培養新時代卓越石油工程師發揮更大作用，進一步擴大大賽的影響力，為石油行業健康發展和國家能源事業做出更多貢獻。以中國石油工程設計大賽為例進行分析，也可以對其他大學生賽事的組織和開展起到一定的啟發作用。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 黃小亮，戚志林，王苑嶺，等.淺析石油工程設計大賽對卓越工程師培養之意義[J].中國地質教育，2013（2）：100-102.

[2] 段紀淼，劉慧姝，伍建林，等.以“全國石油工程設計大賽”為載體推進創新人才培養[J].石油教育，2016（5）：8-10.

[3] 王宇航，王偉.石油高校人才培養模式的探索與實踐：以“全國石油工程設計大賽”為例[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2015（6）：139-140+146.

[4] 梁永圖，陳勉，曹立虎.基于全國石油工程設計大賽平臺的卓越石油工程師培養研究[J].石油教育，2011（6）：68-70.

[5] 王偉，田永娟，肖坤，等.中國石油工程設計大賽作品網絡評審系統[J].石油教育，2015（6）：85-86.

[責任編輯：龐丹丹]