新工科背景下人才培養實訓基地建設及思考

王婋　潘琳　朱芳冰　蔡忠賢　周紅

[摘 要]實踐教學是石油工程專業人才培養中十分重要的組成部分，在新工科背景下，應建立創新人才培養目標和野外實踐教學體系。對傳統工科專業進行改造升級，可以強化學生的專業理論知識與實踐相結合的能力。綜合運用科研成果、虛擬仿真等智能化技術，設置多學科交叉的實踐課程體系并建立多專業融合的實訓教學基地，構建實踐教學與科研相結合的實踐教學平臺，探索科學可行的人才培養模式，可以實現新工科背景下的石油工程專業內涵式發展，進而在實踐教學中培養面向未來的創新人才。

[關鍵詞]新工科;實踐教學;實訓基地

[中圖分類號] G647 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）08-0125-03

新時代賦予了高校培養創新人才的責任與使命。在新工科背景下，為順應高等教育的發展，提高教育教學質量，結合國內外石油工程行業發展的趨勢，石油工程專業面臨著由傳統工科專業向新型石油工程專業轉型、升級的問題[1]。中國地質大學（武漢）（以下簡稱“我校”）石油工程專業教師針對學科特色、服務面向和國家經濟社會發展的新形勢，踐行實踐育人，采取“以學生為中心”和“以問題為導向”的實踐教學方法，落實石油工程新工科專業人才培養目標定位，探索科學可行的人才培養新模式和傳統特色工科專業改造升級路徑，制訂以石油工程專業為交點、測繪和水文地質及地球物理探測等多學科交叉為特征的石油工程新工科專業培養方案[2]，使人才培養更加適應創新人才培養需要，從根本上提高石油工程專業本科實踐教學質量，培養專業素質高、實踐能力強的一流人才[3]。

實踐教學在學生的專業素質培養過程中起到了十分重要的作用。我校以新工科為思路導向，通過石油工程專業建設與學科發展的有機融合，對傳統工科專業進行改造升級，探索實踐教學的有效途徑，充分利用科研項目建立的先期野外科研觀測基地，采用學科交叉的方式培養學生使用先進的探測設備和技術手段，強化學生專業理論與實踐相結合的能力[4]，以提高石油工程專業學生的實踐能力和綜合素質，培養學生的創新精神。

一、開展實訓基地建設的意義

一是有利于石油工程專業的升級改造和培養學生的科學素質。以新工科思維提供的交叉、融合、升級的專業改造建設為實訓基地建設的指導思想，通過實訓項目的建設將石油工程與測繪、水文地質、地球物理探測等多個學科交叉融合，實現石油工程專業的全面升級改造，提高學生的綜合實踐能力，引領學生對研究區廣泛分布的典型潛山儲集體進行觀察、描述、測量和分析，研究地下儲集空間的連通關系。在野外實訓中鼓勵學生之間、學生與專業教師之間進行學術交流與討論，結合已學習的石油工程專業課程，引導學生對本專業的一些基本科學問題進行思考，培養學生的科學素質。

二是有利于增強學生的實踐能力。以野外科研觀測基地為平臺，利用先進的技術裝備激發學生學習的興趣并有效提高學生的實踐動手能力。與傳統的教學實習相比，依托科研觀測基地的實訓項目為學生提供了目前新款、高性能的影像記錄、測量、探測裝備，實現了大范圍、高精度的觀察與測量，這能提高學生的專業意識和學習興趣，培養學生的實際動手能力。同時，以教學與科研實踐有機融合為基礎，可以提高學生的參與度，培養學生的科學實踐能力和創新能力。

三是有利于促進科教融合，教研相長。科學研究與實踐教學的有機融合，能將科研資源轉化為現實的教學資源。教學是科研的基礎，可以指導和推進科研的發展;科研是教學的有力補充和提升，把最新科研成果引入課堂、納入教材，可以有效地將科研資源轉化為教學資源，豐富和充實教師的實踐教學內容。科研與教學的相輔相成，能實現以科研促教學，以教學推動科研的良性互動，不斷提升實踐教育教學質量，實現石油工程專業實踐教學的升級改造。

二、實訓基地建設的育人目標

依托專業優勢學科和平臺，為學生創造跨學科融合的氛圍，使學生獲得多維學術視角，落實跨學科專業培養的理念，推動實踐教學的改革，推進學科交叉的課程建設以及實踐活動開展，深化實踐教學方式方法改革，通過升級改造實踐教學體系和對專業實習基地進行拓展，著力培養創新實踐能力強且適應專業發展需求的“交叉”人才。實現實踐育人的目標定位：強化石油工程專業學生的專業思想，通過培養學生對專業現象的感性認識，使學生在專業知識學習的基礎上更準確地認識和量化縫洞型油藏儲集體，為后續的儲量評價及合理設計開發方式、調整開發方案打好基礎。培養石油工程專業學生實踐動手能力與綜合分析能力，用地球物理探測領域先進的技術手段，引導學生對實踐中所觀察到的科學現象進行思考，對油藏工程科學問題進行綜合分析，以此來提高學生利用多種方式參與野外教學實踐，提高學生學習的積極性和教學資源的利用效率。

三、實訓基地建設策略

實訓基地的建設基于項目組先期建立的野外科研觀測基地。該科研基地依托國家科技重大專項、國家示范工程及其他的國家級先導項目研究的需求，以基地為平臺確定野外實訓路線，對石油工程實踐教學升級改造，將科研基地改造為適合專業教學要求的實訓基地。通過對地面與地下多層次觀測、新技術與信息化相結合以及數字化野外實踐教學體系的構建，研發石油工程野外實踐教學資源[5]。

實訓基地建設以推進石油專業實踐教學水平提升為目標，引導學生在實踐中加深對典型潛山儲集體的儲集性能、滲透能力及水動力系統等專業理論知識的理解，描述地下儲集空間的連通關系，以達到油藏地質與工程實踐結合，靜態分析與動態研究結合，虛擬仿真與野外實訓有機結合的目標，培養學生的專業意識、實踐能力及綜合素質。

實踐教學基地建設策略包括以下三個方面。

一是實踐教學團隊建設。教學團隊專業知識扎實，具有豐富的野外教學經驗，教學與科研并重，近年來累計主持、參加校級以上教學研究課題10余項，承擔科研項目20余項，通過教學研究與科學研究為實習基地建設提供扎實的技術支持。

二是實踐教學路線和實踐教學內容建設。在野外科研觀測基地建設的基礎上，選取出露情況好、交通較為便利、符合環保要求的野外剖面進行踏勘，最終確定野外實訓路線。依托項目組初步建立的恩施—利川野外科研觀測基地，指導學生對該地區廣泛分布的典型潛山儲集體的儲集性能、滲透能力及水動力系統進行詳細的描述、測量和記錄。確定工作區域及典型剖面后，根據實踐教學需要，結合剖面位置、自然環境、交通條件等因素，設計實訓內容，優選無人機航拍、測量，野外露頭三維激光掃描儀等實訓儀器設備，進行儲集體探測及儲集能力測量，水動力系統分析等，探究地下儲集空間的連通關系。

三是管理體制及運行機制建設。實訓基地采用基地站長和帶隊教師負責制，項目負責人和實習教師設計實訓內容和路線，并負責教學和學生管理。建設開放式工科實踐教學實訓基地，承擔本校不同學院相似專業的實踐教學任務及科研考察工作。

四、新工科背景下的實訓基地建設思考與構想

實訓基地的建設在實踐教學中不斷深化和完善，為進一步落實新工科建設，踐行實踐育人和創新人才的培育，我們做了如下思考。

（一）加強實踐教學信息化建設，構建完善的野外實踐教學體系

落實新工科建設，構建完善的野外實踐教學體系，還應進一步加強實踐教學信息化、數字化建設，通過網絡教學平臺和虛擬仿真系統的建設，深化傳統的石油工程實踐教學升級改造。

構建實踐教學網絡平臺：利用網絡技術，以互聯網為基地，建設實踐教學網站，網絡教學平臺涵蓋了教學實習的核心內容，實現信息化整合。為學生提供課程在線學習平臺，實現教學資源共享。課程網絡平臺不僅具有完整的電子教案和閱讀資料，也配置網上相關資源、重要實踐教學錄像等，基本能滿足實習前后學生預習、復習、測試、查閱等需要[6]。

研制虛擬仿真系統：傳統的野外教學實習因受天氣、交通等因素影響而有可能無法按期、按計劃全面實行，這會影響實習內容的完整性和教學效果。虛擬仿真教學與野外教學實踐虛實結合、相輔相成，形成互補形式。同時，在虛擬的實踐環境中教師可以靈活設計實踐教學內容，學生也可以在實習要求下，自己思考和設計實習方案，然后再進行分析對比。整個過程學生處于主動學習狀態，這不僅讓學生掌握了學科知識，還充分調動了學生學習的積極性。

虛擬仿真系統可有效地應用于實訓前的預習，以及實訓后的數據補充和互動學習。通過仿真手段將實訓路線、測量過程虛擬化，學生通過在線訪問可進行無人機航拍、三維激光測量、地球物理探測的學習、練習和測試，系統地掌握各項實訓內容的原理、方法與操作過程，最終加深對實訓基地地質現象的理解。以虛補實，擴充了實訓的深度，為部分交通不便區域的野外實訓提供了可靠、安全的解決方案。虛擬仿真系統在精細內容實體化方面具有很大的優勢，有利于學生更直觀地了解儲集體內部結構特征。

（二）踐行實踐育人，采取“以學生為中心”和“以問題為導向”的實踐教學方法，落實石油工程新工科專業人才培養目標定位

“以學生為中心”，以石油工程科學實踐活動為主題，培養學生主動實踐的能力。在實習中，尊重學生的主體性和能動性。這種教學理念及相應的教學方法，有利于發揮學生的主動性、積極性和創造性，有利于培養學生主動實踐的能力。石油工程實踐教學以學生為中心、以石油工程實踐活動為中心，通過實訓基地實踐教學為學生營造自我體驗、自主學習、自由創造的環境，讓學生主動開展石油工程科學項目的學習，在“做一名油藏工程師”中學習和實踐。

“以問題為導向”的實踐教學，即石油工程實踐教學的設置以野外科研現場為中心，以石油工程科學研究中實際存在的科學問題為導向開展實踐教學，而不僅僅是按照書本章節的模式分塊段進行教學。實際上，科學問題的解決需要學生綜合運用所學習的相關專業知識與技術方法，團體協同努力[3]。

（三）構建科教融合的教學團隊，促進學科建設

教學團隊根據野外實訓路線及實踐內容，加強成果建設，促進石油工程專業開設、改造更多實訓課程，進一步提升實踐教學質量。

充滿活力和創新能力的實踐教學團隊，能引導和培養學生的實踐能力和創新性。同時，進一步鼓勵教師將優秀的科研成果轉變為具有創新性的實踐課程;積極把握教學與科研的關系，“寓教于研、教研相長”，實現以科研促教學，以教學推動科研的良性互動;鼓勵教師把國際前沿學術發展、最新研究成果和實踐經驗融入實踐教學，并覆蓋教學全過程，使實踐教學內容的建設具有可持續性。

五、結語

野外實踐教學是專業知識理論與野外實踐的有機結合，是提高學生分析問題和解決工程實踐問題的有效辦法，有益于學生鞏固和加深對所學專業知識的認識、培養學生獨立思考的能力和初步的科學研究能力，對提高學生綜合運用專業知識分析、解決科學問題能力有重要意義。要切實做好新工科背景下石油工程專業野外教學實習的升級改造，需要將科學研究、學科交叉、信息化建設有機融入傳統的野外教學中，這對于全面提高教學實習質量和人才培養質量具有重要意義[7]。

在新工科背景下，石油工程專業綜合性野外實踐教學的升級改造、實訓基地的建設和創新人才的培養任重而道遠。落實石油工程新工科專業人才培養目標定位，通過專業理論的傳承和野外實訓基地建設以及跨學科交叉融合、優化虛擬仿真等可以為學生構建豐富多樣的實踐教學體系，將創新教育和科學研究融入人才培養全過程，重組并優化涵蓋專業基礎知識的新工科專業的課程體系和實踐教學內容，構建“專業教學—野外實習—綜合提升”的新工科實踐教學體系[2]，從而實現新工科背景下的石油工程專業內涵式發展，使學生能更好地掌握所學的專業知識，增強學生的綜合實踐能力，從根本上提高學生的自主學習、自主探究、自主創造能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 武鶴，孫緒杰，魏建軍.面向新工科的土木工程專業改造升級路徑探索與實踐[J].高等建筑教育，2018（6）：12-16.

[2] 齊寧，陳德春，巴海君.石油工程專業新工科改造升級路徑實踐探索[J].高等理科教育，2019 （4）：64-67+77.

[3] 謝妮，唐朝暉，時紅蓮，等.土木工程專業（巖土工程方向）野外實踐教學方法改革研究[J].當代教育實踐與教學研究，2019（24）：67-68.

[4] 董燕，王學武，代曉東，等.新工科背景下采油工程實踐教學有效途徑探索[J].當代教育實踐與教學研究，2019（9）：63-64+95.

[5] 鄭貴洲，肖啟芝，花衛華，等.三峽秭歸基地測繪地理信息類專業野外教學探索與實踐[J].測繪與空間地理信息，2019（11）：1-4.

[6] 朱芳冰，潘琳，蔡忠賢，等.地下地質學研究生課程網站建設及思考[J].大學教育，2019（4）：184-186 .

[7] 朱芳冰，黃耀琴，石油工程專業本科畢業論文指導教學實踐與思考[J].大學教育，2015（11）：64-65.

[責任編輯：陳 明]