“碳達峰碳中和”背景下高職石油化工專業群課程體系建設與實踐

鄢 維 李 淵

(湖北開放大學/湖北科技職業學院,湖北 武漢 430074)

《2050年世界與中國能源展望》指出,世界能源加快向多元化、清潔化、低碳化和本地化轉型[1]。2022年9月,國家油氣戰略研究中心和中國石油勘探開發研究院發布的《全球油氣勘探開發形勢及油公司動態(2022年)》和《國際油公司碳中和路徑》報告也指明了國際油公司未來能源轉型的戰略布局和實踐。石油化工是國民經濟的重要支柱,屬于資源型和能源型產業[2],在踐行“一帶一路”合作倡議中,起著不可或缺的作用。湖北省政府積極響應,為形成國家級石化產業基地,不斷加快推進全省石化產業轉型升級,打造一系列石油化工產品產業鏈。2021年,《湖北省制造業高質量發展“十四五”規劃》再次明確,瞄準“碳達峰、碳中和”目標,培育形成一批國內外具有較強影響力和競爭力的產業集群。多年來,石油化工產業聚焦綠色低碳發展,發展多元化清潔能源,推進雙碳政策落地的要求,實現綠色轉型。而支撐產業鏈發展的重要基礎之一是高素質技術技能復合型石油化工領軍人才。

在碳達峰、碳中和政策要求和區域產業轉型升級背景驅動下,高等職業教育積極對標高質量內涵式發展。課程體系是人才培養的主要基石,是專業群高質量建設的核心,服務于區域經濟發展和產業升級改造。在湖北省區域油田綠色低碳高質量建設背景下,石油化工專業群承擔著培養湖北省石油化工行業特色化、智能化、綠色化的復合型接班人的重要責任,滿足不同職業群、崗位群、技術群的可持續發展,為區域輸送具備綜合素質的可塑型人才,支撐產業升級和能源結構轉變,確保地方產業和經濟的高質量發展。本文以湖北科技職業學院石油化工專業群為例,通過對接雙碳背景下產業鏈的石油化工專業群,把綠色低碳理念、知識和技能納入專業群教學的整體布局,優化層次化、模塊化的專業課程體系,為培養主動適應低碳產業的發展需求和面向未來的石化工匠提供人才保障。

一、石油化工專業群課程體系現狀

面對油氣生產技術數字化、智能化、低碳化的新業態,石油化工專業群人才培養模式和課程體系已經不能滿足當前油氣產業集群發展對于人才知識多元化、技能復合化、素質綜合化的現實需求,主要體現在以下幾個方面:

(一)課程設置不夠完善

盡管綠色素質教育起步很早,但是伴隨著“碳達峰、碳中和”目標的提出和教育部《高等學校碳中和科技創新行動計劃》的發布,綠色低碳發展對高等職業院校人才培養提出了新的需求。綠色低碳課程內容與傳統專業課程相容性較差,內容更新緩慢,不能反映當前專業新技術新理念的發展,尚未建立起完整的綠色教育課程體系。重構和完善課程體系,聚焦綠色低碳循環發展技術已成為重要改革方向。

(二)教學項目與油田低碳產業契合度不高

很多高職院校基于工作過程開發的教學項目未進行綠色低碳化改造,與之相關的課程和內容偏少,教學內容千差萬別,石化產業經歷的變革所帶來的新內容、新問題和新技術并未充分深入到課程教學內容中,低碳相關知識和技能缺乏科學系統融合,開發的教學項目與綠色化工產業的契合度不高。

(三)低碳課程實踐活動亟待構建

實踐活動是實踐能力和創新能力培養的重要基礎,大部分的課程受到傳統教學教法影響,主要以專業知識構建為主,缺乏對實踐技能的培養和鍛煉,理論教學有余,實踐教學不足。因此,相關案例引入、實踐調研、場景分析可以更好地幫助學生掌握相關知識,并提升實踐技能和學習興趣,促進學生主動學習。

二、構建對接雙碳背景下區域發展石油化工產業鏈的專業群

從2018年起中國石化持續推進“綠色企業行動計劃”,從綠色發展、綠色能源、綠色生產、綠色服務、綠色科技、綠色文化六大計劃[3],實施全過程的清潔管理,開展減排降污工程,大力發展循環經濟,培育形成綠色低碳發展競爭優勢,實現經濟、社會、環境效益的統一。各大石油化工企業也相繼調整了新目標戰略,改造升級傳統產業,制定符合本地實際情況的綠色循環石化產業相關標準,加快從高碳能源逐步向低碳和綠色能源轉變。

湖北科技職業學院作為向湖北省石化行業輸送高質量人才的優質高職院校,為主動適應石化行業轉型升級,精準對接湖北省內各區域石油化工產業發展需求,開展了一系列綠色石油化工行業調研,包括對湖北省潛江、荊州、荊門、宜昌等地石油化工產業現狀、面臨挑戰及未來可持續發展趨勢的調研,重點了解綠色工藝、綠色生產、污染防治和節能減排等綠色崗位的技能需求。基于以上廣泛的企業調研,學校構建了以湖北省特色專業為核心,石油與天然氣地質勘探、石油機械、油氣儲運和鹽化工專業為支撐的集“勘—鉆—采—輸—產”為一體的全流程石油化工專業群,專業群以共同的石化產業鏈為引領,具有行業背景相近、學科基礎相同、專業優勢互補的特點[4],群內專業主要培養在石油和化工行業從事勘探、鉆采、制造、集輸、生產等相關工種的技術技能型人才,如圖1所示。

圖1 石油化工專業群組建圖

三、石油化工專業群課程體系建設實踐

基于石油化工產業鏈及產業轉型升級,對石油化工專業群進行了課程體系結構的優化調整,把綠色低碳理念、知識和技能納入專業群教學的整體布局,提升學生解決復雜問題的能力,培養職業化、專業化的新時代人才,為國家戰略和區域經濟發展提供人才支撐。從調整優化課程結構、序化選擇課程內容、開放拓展教學模式幾個方面,重構專業課程體系,將綠色低碳融入到專業群課程體系設置和內容中,實現課程模塊化、協同化和綜合化[5],提升人才培養的適應性。

(一)調整優化課程結構

在原有的人才培養方案和課程體系基礎上,優化課程結構布局,在考慮崗位設置和行業發展前景下,調整綠色低碳課程模塊的內容與其他課程的比例,構建由專業群基礎課、核心課、拓展課和實踐課組成的,具有模塊化、協同化、特色化的課程體系。

1.專業群通識課程模塊。培養學生正確的人生觀和價值觀,筑牢“淺綠”意識,增設油田發展史、油田基礎化學、化工制圖、化工安全管理等課程,嵌入綠色低碳課程內容,培養學生的家國情懷、綠色環保理念,增強學生的社會責任意識。

2.專業群核心課程模塊。增強學生“中綠”知識技能,多專業多學科交叉,開設油氣勘探、石油工程技術、HHSE、鹽化工生產技術、油氣管道防腐、化工儀表及自動化等課程。

3.專業群拓展課程模塊。夯實“深綠”綜合應用,通過化工設計、石油工程行業英語、綜合設計、鉆井新技術等課程,培養學生的綜合素質,讓學生學習了解行業最前沿的新技術、新工藝。

4.實踐課程群模塊。通過課崗融合、訓習雙合、校企聯合、專創結合,培養學生安全生產、固廢檢測、設備維護、技術創新等能力和綜合素養,提高學生石油化工特色的實踐技能。

由校企雙方共同打造校內外實踐平臺和實踐基地,共同開發符合企業崗位需求的實訓課程,建立課程和崗位對接的實踐教學模塊,讓學生根據崗位新標準和新理念,全過程全方位開展項目實訓、專業見習、頂崗實習、社會實踐、課程設計、學科競賽等實踐活動,在實踐行動中充分發揮綠色低碳教育的積極引導和輻射作用。

(二)序化選擇課程內容

基于綠色低碳的產業化升級,加強學科交叉融合與專業建設,整合教學資源,豐富拓展課程內容,聚焦生態保護、低碳循環、節能增效、碳排放管控的新理念與新知識,挖掘課程內容中具有綠色低碳特質的部分,形成與專業課程遞進式、互動式、滲透式的教學內容[6]。例如,在石油與天然氣勘探開發系列的“石油天然氣地質勘探”課程中,展望綠色智能油田發展,科技引領勘探全過程降碳管控,設計碳減排和碳利用相結合[7]的課程模塊;在石油工程系列“采油工程”課程中,設計油田環境保護、油井低碳改造內容單元;在石油化工生產系列的“石油化工工藝”課程中,滲透化工生產余熱回收、變頻調速、污水回用、高效分餾等項目任務;在油氣儲運系列“石油煉制”課程中,融合有害煙氣排放在原油蒸餾預處理中的產品和過程的清潔化內容。通過序化補充,形成以適應石油化工產業轉型過程相關知識技能綜合素養內在需求的變化趨勢,以石油化工專業群典型生產流程為載體,不斷完善課程內容,體現課程內容的發展性。

(三)開放拓展教學模式

借助常態課堂教學、線上智慧教學、特色實踐活動相互支撐的融課堂混合教學模式,實現課內與課外、理論與實踐、線下與線上全方位教學,構建“活而有序”的課堂,不斷激發學生創新動力,如圖2。打通課內外學習渠道,課內以精品課程、課程思政為抓手,實施開放式、非標準答案型教學。例如,在專業核心課“采油工程”中,有針對性地以綠色采油、增產增注措施、優化井筒氣液流動設計等為課題,利用教學研討、油田案例講解、課題辯論、小組工作坊合作等交叉混合式教學手段,鼓勵學生個性化學習,培養學生深度思考、敢于創新的能力,激發學生的學習興趣。同時利用石油工程技術國家實訓基地、湖北省名師工作室、虛擬仿真平臺、VR中心等平臺,與中石化社會優質實踐平臺貫穿配合。通過線上云平臺,將課程內容進行任務化和模塊化分解,拓展課外教學時空,將相關的網絡資源和實例擴充到課程教學資源之中,為學生提供開放性和共享性的學習場景;通過課外組織學生參加學術講座,設立“石油講壇”,增加學生、學校和企業之間的互動活動,帶領學生參觀江鉆、新能源企業,將各門專業課程延伸到具體產業項目中,聚焦實際生產問題,探究解決方案;通過鼓勵學生參與校園綠色生活和校外特色地質公園考察,傳遞節約、共享、人與自然和諧的理念,促使學生做生態文明的實踐者;通過參加學科競賽、創新創業大賽、行業技能大賽磨礪鍛煉,增強學生的學習獲得感;通過社區志愿服務,宣傳綠色低碳生活方式,從而潛移默化增強學生的環保意識,“在實踐中學真知、悟真諦,加強磨煉、增長本事”[8],增強“未來綠色工程師”的社會責任意識。

圖2 融課堂教學

四、石油化工專業群課程體系實施措施

課程體系的有效實施是培養目標人才的關鍵,從“推進三教改革”“打造三堂聯動”和“建立三方協同”等方面,為專業群課程體系的有效實施提供有力支撐。

(一)推進三教改革,保障育人輸出軟實力[9]

推進三教改革,實現教師團隊專業化、課程項目模塊化、教材內容一體化,充分保障人才培養的整體性和有效性。在“碳達峰、碳中和”背景的政策導向和市場需求下,結合石油化工專業群課程建設實際,將行業與產業綠色發展的新理念、新技術、新工藝、新流程融入到專業教師素養里,反映到教材內容中,貫穿于課程教法中。在石化產業高質量發展的新格局下,學校和企業行業技術能手互兼互聘,企業配備具備綠色素養的專家承擔綠色課程教學和實踐指導工作,教師積極參加以綠色低碳環保為主題的培訓、交流活動,在實際崗位中鍛煉打磨專業素養,兩者共同打造具有實踐能力的復合型教學團隊;持續推進具有區域特色、校本特色和專業特色的活頁式或手冊式教材,融入石化企業新標準,將綠色石化、低碳零碳、生態文明、可持續發展的理念和方法納入一體化教材,開發一系列具有模塊化專業特色、體現綠色教育理念的課程案例庫和實踐案例庫,為學生獲取知識和應用提供具有時代性和前沿性的教學資源,增強學生的學習熱情和創新意識;依托校企共同建立校內國家實訓基地、湖北省名師工作室和校外實訓場所,為綠色教育的理論和實踐創設條件、提供平臺;針對學生在不同年級的學習特點和需求,形成多樣化教學風格,以探究型、演示型、情景化、模塊化、影像式、解說式等靈活多變的教學方式,有效提升教學質量。

(二)打造三堂聯動,延伸課堂多層維度

首先,將面授課堂、實踐課堂、在線課堂聯動起來,實現教與學的課內課外時間拓展和線上線下空間拓展,因材施教、因人施策。充分發揮校內專業課堂教學的“第一課堂”主陣地作用,優化課堂模式,構建綠色課堂,在專業課程中融入環境保護、低碳發展和可持續發展意識,實施以文化、情境、活動、合作、探究為基礎的綠色課堂教學,提升學生的人文素養和價值理念。其次,發揮專業實踐、社會實踐、競賽實踐的“第二課堂”育人作用,將綠色低碳教育與學生志愿服務、社會實踐、校園文化活動等融為一體,通過舉辦講座論壇,參加觀影、競賽、演講,進行社會調查等活動,促使學生將知識從認知層面轉化到實踐運用層面,實現理論與實踐教學的統一。第三,發揮線上平臺“第三課堂”的延伸作用,突破專業課程壁壘,通過學習強國、石油圈、中國石化公眾號、校園論壇等“微課堂”,使學生了解傳統產業升級改造和綠色產業融合創新發展,拓寬學生獲取知識的渠道,調動學生的學習積極性,為學生提供自主型的、泛在的、個性化的學習支持。

(三)建立三方協同,形成育人長效機制

充分發揮政府與企業和學校三方同旨、同臺、同步的協同作用,共同形成培養綠色可持續發展人才的有效合力,為區域發展貢獻力量。首先,政府通過相關政策規劃引導和支撐企業貫徹綠色安全生產、節能減排理念,促進企業與院校實現良性互動,開展教科研成果轉化,以教助產、以產養教。其次,學校對接湖北石油化工產業發展,依托就近區域優勢和資源優勢,從綠色人才培養、課程設置、教學改革、學科競賽、科學研究、畢業就業指導、校園文化等方面推進綠色低碳教學,打造高素質人才培養基地,打造低碳學習生活,推進學生可持續性發展,通過調研用人單位滿意度、畢業生就業滿意度、人才培養目標達成度,反哺教學,不斷優化課程目標改進教學[10],形成良性循環對接,以適應雙碳背景下綠色石化對于高素質創新型人才的需求。

五、成效與總結

在碳達峰、碳中和背景下,湖北省內各區域石化產業鏈全面推進能效提升,綠色低碳發展,以服務全社會碳達峰、碳中和目標的實現和達成。課程體系建設組通過不斷地探索、實踐、反思和重構,取得了良好的效果:一是提升了課程建設內涵。緊密對接湖北省內各石油化工產業的人才需求,開展一系列專業課程改革和一體化教學設計,優化和動態調整課程體系。目前,專業群的專業基礎課程和核心課程全部運用融課堂教學模式,并已入選在線開發課程建設項目;“綠色、低碳、環保、節能”相關的教學項目在專業課程教學的覆蓋率達70%以上;近兩年立項相關省級教改項目2項,校級教改項目3項,“課堂革命”教學案例3項,發表教改論文5項。與此同時,與湖北省石油和化工類企業對接30多次,主持綠色發展相關主題的座談會、推進會、交流會20多場,積極主動將人才培養機制和理念進行廣泛推廣。二是提升了人才培養質量。近三年,石油化工技術專業學生考取上崗HSE證、硫化氫證、井控證,通過率一直保持在100%,學生專升本(化學工程與工藝)報考率逐年升高。學生以“垃圾分類”“水處理技術”為主題,多次參加各類學科技能競賽,并下沉基層開展富有專業特色的社會公益活動(如垃圾分類宣傳、清潔家園、廢物回收調研等),并取得良好的社會反響。學生就業質量不斷提升,合作企業對畢業生滿意度均在90%以上。

綠色低碳發展是石油石化行業實現2030年碳達峰、2060年碳中和的總體目標的必然選擇。高職院校擔負著培養綠色可持續發展人才的重任。為此,湖北科技職業學院通過對接雙碳背景下石化產業鏈,構建了石油化工“勘—鉆—采—輸—產”全流程的特色專業群,通過調整優化課程結構、序化選擇課程內容、開放拓展教學模式,構建適應本土發展特色的層次化、模塊化專業課程體系,把綠色低碳可持續發展新理念、新知識和新技能融入人才培養全過程。