新工科時代卓越人才培養體系構建及實踐

陳先超　何勇明　周文

［摘 要］隨著國內外油氣勘探開發力度的增大，石油行業對石油工程創新人才培養提出了更高更迫切的要求。文章以成都理工大學石油工程專業為例，提出“厚基礎、重實踐、深創新、融產教”四維綜合能力培養體系，論述了專業改革建設在營造工程創新實踐環境、課堂教學創新實踐能力培養、創新實踐教學體系構建等方面的做法及取得的成效，最后總結了將實踐意識和創新意識相融合的新工科時代卓越人才培養體系的特色及優勢。

［關鍵詞］立德樹人；實踐創新；新工科；卓越工程師；培養體系

［中圖分類號］ G640 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）01-0104-04

石油被喻為“工業的血液”，對國民經濟及社會發展具有重大影響。隨著國內外油氣勘探開發力度的增大，石油行業對石油工程創新人才培養提出了更高更迫切的要求。作為高等教育改革的一項重要舉措，教育部早在2010年就提出了“卓越工程師教育培養計劃”，實施這個計劃也為新工科教育改革打下了良好基礎[1]。石油工程專業卓越工程師培養體系可為國家石油行業良性發展專業提供高質量人才資源[2]。石油工程專業卓越工程師的培養目標是培養適應國家能源戰略需求及經濟建設需要，系統掌握石油工程專業基本理論和技術方法，具有分析評價及解決石油工程問題的能力和創新思維，地質與工程相結合為特色，能在石油工程領域的企事業單位、科研院所等具有從事油氣開發、評價、科學研究、經營管理及教育等方面工作能力的專業技術人才[3]。

成都理工大學石油工程專業于1956年建校之初開始建設，60年代建成油氣采收率研究室，1982年開辦“油田開發”專科班，1994年獲批“石油工程”本科專業，是成都理工大學傳統優勢特色專業。2007年、2012年先后入選四川省特色專業、四川省卓越工程師計劃及四川省綜合改革專業，并于2019年獲批四川省一流專業。在石油工程專業優秀建設基礎上，“石油與天然氣工程”學科早在1996年就建成油氣田開發工程二級學科碩士點；1998年建成油氣田開發工程二級學科博士點（全國第3個）；在“十三五”期間，石油工程專業及學科獲得了跨越式發展，并于2018年獲批國家一級學科博士點，邁入了發展的快車道。

作為傳統石油類高校，成都理工大學已經成為石油行業人才培養重要基地。為更好地培養滿足國家石油行業需求的高素質石油工程師，也為滿足石油類高校教育教學改革的需要，培養具有創新實踐能力的卓越人才勢在必行[4]。石油行業技術革新浪潮席卷之下，需要在卓越工程師基礎上繼續推進新工科時代石油工程專業內涵式發展 [5]，探索出一套完整的新工科石油工程卓越人才培養體系。

一、四維新工科時代卓越人才培養體系的概念

石油工程專業經過多年持續發展，目前在卓越工程師人才創新實踐能力培養方面形成“厚基礎、重實踐、深創新、融產教”四維綜合能力培養體系。

“厚基礎”是指在人才培養中加強學生理論基礎知識的學習，特別是打牢數理基礎和專業課理論基礎，為其后續專業課程的學習及創新實踐能力的提升奠定基礎。

“重實踐”是指通過工程實踐將理論與應用結合起來，讓學生在實踐中學習，鍛煉學生的動手能力，提高學生整合知識、發現問題及解決問題的能力。

“深創新”是指通過實訓實踐引起學生探索興趣，提高學生的實踐動手能力，綜合分析、研究和解決問題的能力，最終達成工程創新綜合能力[6]。

“融產教”指在課堂教學及實訓實踐中通過校企聯合，在培養體系中將理論教學與工程實踐結合起來，從而實現教學主動融合產業需求。

石油工程專業通過“厚基礎、重實踐、深創新、融產教”四維綜合能力培養教育實踐，逐步完成新工科時代卓越人才培養體系的構建。

二、新工科時代卓越人才培養體系構建

（一）營造卓越人才培養體系構建的創新實踐環境

1.完善創新實踐培養體系建設

不斷完善實踐課程體系建設，使其與新工科、工程教育理念契合度不斷提升。實習實踐類課程所占學分超過30%，各專業課程立足學科前沿，力求體現專業定位的科學性、合理性和先進性，努力彰顯并擴大專業的優勢和特色。廣泛開展綜合性、設計性實驗，扎實開展各實踐教學環節，做到教學、科研、生產有機結合，激發學生創新的興趣和愛好。面向“石油工程卓越班”開設的主干課程都設有課程設計環節，由具有一定現場經驗的教師進行指導。“石油工程卓越班”的畢業設計（論文）環節實施雙導師制，由校內導師和現場導師共同指導完成。

2.加強實踐教學師資隊伍建設

成都理工大學石油工程專業現有專職教師46人，平均年齡40.7歲，生師比11.2∶1，擁有工程背景的教師占比超過70%，為實踐教學提供了師資保障，形成了一支學歷高、職稱高，學緣結構及年齡結構合理的教師隊伍。此外，從國內外高校、企業聘請了12名兼職教師，全程參與人才培養各個環節。通過多種方式的激勵與督促，出國訪學1年以上的教師占比54%，近5年有1人獲國家級教學比賽二等獎、指導學生獲省部級競賽獎勵56項。主持國家自然科學基金項目15項、發表SCI論文109篇，申請專利40項，獲得省部級獎勵8項。強化了8個教學團隊，建成了4門省級精品課程，積極開展課程思政建設，教授全部給本科生授課，學生評教90分以上占比達到86%。

3.建立多種創新實踐交流平臺

2015年以來，在中央支持地方共建項目“油氣勘探開發實驗教學平臺”“卓越工程師教育培養計劃”以及學校教學經費的大力支持下，建成了6大實踐教學平臺，以確保學生實踐教學進行。利用峨眉山野外實習基地和油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室等2個國家級平臺、10個省級和校級平臺以及7個實踐教學基地，構建了基本動手能力、綜合實訓能力、創新實踐能力3個層次的實踐教學體系，為石油工程人才培養搭建更高層次的實踐教學平臺或研究基地。各級平臺面向本科生開放率達到100%，油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室儀器本科生使用率超過50%。所有專業課程開展了達成度評價，對培養方案的持續改進提供有力支撐。

（二）推進課堂教學改革，培養學生工程創新實踐能力

1.推廣探討式教學方式，加強線上線下混合式課程建設

石油工程專業課程通常涉及工程背景下的大量理論知識和技術方法，如果采用傳統的“填鴨式”教學，不僅會讓學生失去興趣，也會降低學習效果。基于線上網絡平臺構建探討式、翻轉式的混合課堂教學方式，通過與學生進行積極的互動討論，可以讓學生主動參與課程學習與專業問題探索，讓學生從被動灌輸式學習轉變為主動研究性學習，從而提高學生對課程學習的積極性，同時加深學生對課程的理解和掌握。同時，優秀的任課教師開展在線課程建設，有利于提升課程教學質量，使學生獲得更好的學習效果[7]。

2.增加課程實驗環節，加強課程實踐環節設計

石油工程專業實驗教學始終把對學生動手能力和創新意識的培養放在首位，重點在“嚴”“規”“新”字上做文章，有效地提高了學生整體的綜合素質和創新能力。對于專業基礎實驗教學，強調的是規范化、系統化的訓練；對于專業技能實驗教學，強調的是啟發式教學；對于創新性實驗教學，注重的是創新意識的培養和創新能力的提升[8]。

3.以學生為中心，加強課程建設的國際化交流合作

開設雙語課程、聘請外籍專家授課，拓寬學生的國際視野。為培養和提高學生的國際交流與競爭能力，石油工程專業開設了2門雙語教學課程。法國道達爾專家協會（TPA）每年派遣專家教授在石油工程專業開設“Drilling techniques and well activities”選修課程，并設立“道達爾獎學金”，每年獎勵10位品學兼優的本科生。另外，成都理工大學能源學院近2年與加拿大的里賈納大學、澳大利亞的阿德萊德大學、美國的休斯敦大學簽訂了學生聯合培養的協議，目前成都理工大學能源學院已經選拔出多名優秀研究生，計劃組織他們在“中央財政支持地方高校發展專項特色重點學科”的資助下出國深造。

（三）構建有利于培養創新實踐能力的工程實踐教學體系

1.改革課程設計和畢業設計，增加工程實踐

針對以前本科論文寫作時間短、學生寫作鍛煉少等問題，結合學校相關部門的政策、規劃，石油工程專業將本科畢業論文的完成時間作了調整，即整體時間調整為1年，從每年9月開始選題、文獻調研，到次年3月開題、5月完稿、6月答辯，突出鍛煉學生的實踐動手能力和綜合分析解決問題能力。2017年度本科畢業設計工作成效顯著，畢業生102人，4人論文被評為校級優秀；2018年度畢業生108人，3人論文被評為校級優秀；2019年度畢業生101人，3人論文被評為校級優秀。

2.拓展校外實習實訓基地，加強校企聯合教學

在校內外實習實踐基地建設方面，建有峨眉地質認識實習基地、德陽生產實習基地（包括中石化西南石油工程公司井下作業分公司、四川鉆井分公司、中石化西南油氣分公司川西采氣廠、工程技術研究院）等，先后與3大石油公司簽訂了12個生產實習基地，2015年新增中石化西南測井公司龍泉實習基地。這些實習基地的創立和完善，真正做到產學研相結合，使學生能夠接觸生產實際，更容易激發學生的學習興趣，有助于全面提升學生的創新實踐能力[9]。

3.開展課外創新活動，加強實踐競賽組織指導

成都理工大學能源學院及教學系部不僅在完善實訓課程體系建設等方面下功夫，而且結合教師科研項目，開展本科生科技立項工作，鼓勵本科生參加助研活動，通過參加科研實驗、論文寫作等來提高科研能力；鼓勵學生參加創新實驗、校級科技立項等，近年來也取得了多項佳績，并有多項國創項目；組織學生參與全國石油工程設計大賽，推進實踐創新能力培養，擴大專業影響力。自2011年首屆全國石油工程設計大賽舉辦以來，石油工程專業學生在歷屆大賽中都取得了較好成績，實踐能力和科研創新能力得到切實的檢驗與鍛煉，同時擴大了學校在國內石油類院校中的影響力。

三、新工科時代卓越人才培養體系實踐分析

（一）新工科時代卓越人才培養體系特色

1.構建了“厚基礎、重實踐、強創新、融產教”的四維人才培養模式

該培養模式包含了四個層次，即基礎理論知識的學習，動手實踐能力的提高，研究方法和思路的啟發，教學實踐與企業生產的融合，通過創新培養模式逐漸提高學生優秀工程素質和綜合應用能力。

2.通過課程改革培養了學生動手解決實際工程問題的能力

通過創新人才培養體系的建立，專業理論教學與現場實踐相結合，重視實踐教學環節，做到“教師授課與企業專家授課相結合”“實驗室操作與現場實習相結合”“理論學習與動手實施相結合”，大大提高了學生對專業學習的興趣，并提升了其實踐動手能力。

3.注重培養學生的創新意識，提升了學生的創新實踐能力

所構建的創新人才培養體系注重培養學生的創新意識，開展有利于創新實踐能力培養的課堂教學，構建了完善的實踐教學體系，營造了良好的創新實踐能力培養環境，培養出滿足建設創新型國家需求的新工科時代石油工程卓越工程師人才。

（二）新工科時代卓越人才培養體系應用效果

1.推動了石油工程專業發展

成都理工大學石油工程專業于2007年、2012年先后入選四川省特色專業、四川省卓越工程師計劃和四川省綜合改革專業，2019年獲批四川省一流專業。成功申報了省級教改項目 “石油工程專業綜合改革試點”、省級教學質量工程項目“油氣田開發工程博士學位授權學科創新提升計劃”以及高等教育人才培養質量和教學改革項目重點項目“OBE理念下能源地質一流人才培養體系建設”，推動了石油工程專業學生綜合實踐能力培養模式方面的科學研究。

2.促進了學生立志獻身祖國艱苦行業和地區

近10年來，成都理工大學石油工程專業平均50%以上畢業生到西部地區就業，扎根基層一線，服務國家油氣行業和西部地區建設發展。其中，2007屆畢業生高波于2010年被教育部、中宣部、團中央樹立為“全國十大大學畢業生建功立業”先進事跡典型并在全國巡講。

3.提升了學生的創新意識和創新能力

組織學生積極參加“創青春”“互聯網+”“挑戰杯”等創新創業大賽，大學生數學競賽、數學建模大賽、英語競賽、外語翻譯大賽等基礎學科競賽，中國石油工程設計大賽、中國“博世達杯”石油工程專業知識競賽等專業競賽，并積極參加SPE石油文化節交流活動。學生2019—2021年參與的競賽獲全國性一、二等獎57項，參與創新創業類活動35項，共36人次參與了SPE協會活動。此外部分學生在本科期間就參加了老師的科研項目。

4.激發了學生對科學研究的濃厚興趣

2019—2021年，年均36%的學生繼續攻讀碩士研究生，2020年的考研錄取率達到了55%。本科畢業設計題目中有82%以上來自教師科研課題，達到了產教、科教融合的目的。

5.更新了教師的教學理念和教學方式

首先是教師更加明確開展立德樹人的意義。近年來，沒有任何教師出現違反師德師風和學術腐敗問題。其次是讓教師轉變觀念，使教師以學生為中心，科學增負，把好質量關。大二年級開始試行本科生導師制，教師讓學生盡早參與教師的科研活動，將科研與教學深度融合。鼓勵教師積極出國增加知識儲備，開闊國際視野，出國訪學1年以上的教師占比54%。

（三）新工科時代卓越人才培養體系應用總結

1.立德樹人、強化課程思政：為黨育人，為國育才

以“不忘初心、立德樹人”為目標，將“大慶精神”“鐵人精神”“三老四嚴”等融入課程思政，塑造學生“愛石油、夢石油、獻身石油”的能源報國情懷，涌現出一批以何勇明、鐘傳蓉、伊向藝、謝潤成、劉偉等為代表的優秀教師與師德標兵。2020年有3門課程獲得校級“課程思政示范課程”稱號，1門課程獲得省級 “課程思政示范課程”稱號推薦。

2.新工科引領教學理念的轉變：培養適應新一輪信息革命要求的人才

遵循新工科的人才培育理念，結合大數據、云計算、人工智能、機器人等新興方向，構建基于大數據和人工智能、強調學科融合的智能—信息化石油工程專業課程，培養適應新一輪信息革命要求的新型人才。2021版本科培養方案明確增加了信息類課程。

3.教學方法的改革：適應新時代高等教育發展的需求

深化教學方法改革，優化教學思維模式，接納嶄新教學思維范式，建立一套完整的線上線下混合教學思維模型。通過改變備課方式、教學形式、互動模式，強化翻轉課堂，把“教”減少，把“學”放大，順應并適應了新時代高等教育發展的需求。

4.本科生導師制：促進“產、學、研”深度融合

從大學二年級開始實行本科生導師制，以科技創新活動或競賽為項目載體，采用教師指導、學生合作開發的模式，提高學生創新創業教育的靈活性和針對性。將實踐教學與課題研究相結合，提高學生參與科學研究的積極性，形成“產、學、研”高度融合的培養體系。

5.推進一流本科課程建設：加強教學相關成果的產出

抓住一流本科課程建設機遇，切實轉變觀念和形式，提升課程高階性、突出創新性、增加挑戰度，打造優秀課程團隊，通過課程質量的提升推動本科教學高質量發展。近年來獲得校級教學成果獎3項，完善了8個教學團隊，建成了4門省級精品課程，出版了5部教材，建設了3門課程思政示范課程，發表了2篇教改文章。

四、結語

成都理工大學能源學院在新工科時代背景下，修訂了石油工程專業人才培養方案，積極營造工程創新實踐環境，加強課堂教學創新實踐能力培養和創新實踐教學體系構建等，完善了創新實踐能力培養體系，把實踐意識、創新意識與融合意識滲透到專業人才培養的各個環節，取得卓越成效。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 張安富， 劉興鳳. 實施“卓越工程師教育培養計劃”的思考[J]. 高等工程教育研究， 2010（4）：56-59.

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[3］ 鞠斌山，樊太亮，李治平.卓越工程師培養目標與標準的制定[J].高等理科教育，2012（1）：46-50.

[4］ 張瑞軍，賈蔚，趙恒華， 等.高校拔尖創新人才培養的實踐與探索：以遼寧石油化工大學為例[J].價值工程，2012（9）：265-266.

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[6］ 葉元法，胡培戰，吳燊謹.商品檢驗“3.1.1”班實踐教學探索[J].高等工程教育研究，1993（2）：25-28.

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[8］ 高燕，夏慶霖，邊建華，等.構建“3+1”實驗教學模式培養大學生創新能力[J].中國地質教育，2009（3）：98-100.

[9］ 李玉倩，蔡瑞林，陳萬明.面向新工科的集成化產教融合平臺構建：基于不完全契約的視角[J].中國高教研究，2018（3）：38-43.

［責任編輯：雷 艷］