新工科背景下的石化控制類工程人才培養體系的研究與實踐

趙強　曹江濤　金鑫

［摘 要］課題組在石化控制類工程人才培養和教學過程中，把“產業需求、應用型人才培養和OBE理念”融合貫通，將“知識、能力、素質”融合貫通，對傳統人才培養模式進行改革，打造了新工科背景下的石化控制類專業群，營造了面向生產實際的育人環境，形成了基本完善的石化控制類工程人才培養體系，培養模式改革探索成效顯著，培養了一批面向石油化工產業鏈，服務于生產與技術管控、設備與能源管理、安全與環保監控以及生產與運營輔助決策等領域的新工科人才。改革過程與成果對行業特色高校傳統專業的新工科人才培養具有一定的參考價值。

［關鍵詞］新工科；石油化工；工程人才；“雙融合貫通”

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）18-0101-04

我國石油化工行業特色高校設置的專業多為傳統類型專業，面向石油化工行業的控制類專業具有幾十年的辦學歷史，具有較強的傳統性、單一性和產品性，對產業變革、國家需求、工程教育發展的適應性不強。面向石油化工產業升級轉型，原有的工程教育體系已遠不能滿足新經濟形勢下企業對應用型工程技術人才的需求。因此，構建石油化工類新工科，培養具有大工程意識、綠色工程意識、全面工程意識的應用型工程技術人才是適應經濟發展的必由之路。

為緊密圍繞石油化工產業智能制造發展要求，做強做優做大傳統優勢專業，滿足產業升級對石化控制類應用型人才的需求，在新工科背景下，遼寧石油化工大學（以下簡稱我校）跟蹤石油化工類新技術，基于“產出導向”理念，對傳統的石化控制類專業轉型和工程人才培養問題進行了重新認識，依托國家級新工科項目和省級教學改革項目構建了“雙融合貫通”的石化控制應用型工程人才培養體系，以保障石化控制類新工科人才培養質量。

一、傳統石化控制類工程人才培養改革的迫切性

（一）石化控制類專業發展急需新途徑

隨著石油化工、裝備制造等行業向數字化、網絡化、智能化轉型升級，現有的石化控制類工程人才培養定位和目標不能與新時代石化產業結構升級優化“同頻共振”，自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等控制類專業分散發展，人才培養定位不清晰，“以學生為中心、以需求為導向”在人才培養中體現不明顯，導致畢業生在職業發展中不能達到社會、用人單位等利益相關方的期望。石化控制類專業急需主動對接行業和地方經濟發展戰略，大力培養以“智能油田、智能管網、智能煉化”為背景的解決復雜工程問題的應用型工程技術人才，不斷探索跨學科多專業融合的新工科人才培養模式轉變的新路徑。

（二）石化控制類專業教學急需新模式

以往的石化控制類專業教學模式特色不突出，沒有將“知識、能力、素質”與石油化工產業需求有機融合。傳統工科教育只重視專業知識傳授，課程體系、教學內容、實踐平臺與行業標準、技術進步、產業發展和區域經濟建設需求結合不夠緊密，導致教學模塊與環節設置無法有效支撐應用型人才培養要求，不能體現行業、企業對畢業生的能力和素質要求。因此，在石化控制類工程人才培養中需要對課程體系、教學內容和方法等開展產出導向的系統性綜合教學改革。

（三）石化控制類專業實踐教學急需新體系

傳統模式下的學生工程實踐能力培養定位是基于傳統專業培養而定位的，未能打破校內現有的學科專業界限，未能及時融入石化產業鏈轉型升級要求，未能服務于新興產業發展，工程實踐能力教育體系與產業發展未能有效銜接。以往的實踐教學偏重面向理論，弱化面向生產實際的能力培養，企業參與人才培養環節只停留于淺層次合作，導致校企合作的優勢難以轉化為應用型人才培養的動力。

二、“雙融合貫通”的石化控制類工程人才培養體系探索

遼寧石油化工大學（以下簡稱我校）是中華人民共和國成立后建設的第一所石油工業學校，具有鮮明的石油化工特色。近年來，我校以新工科建設為突破點，改造了傳統石化控制類專業，以“學生中心、產出導向”的理念為引領，積極探索支撐石油化工產業轉型升級的跨專業應用型人才培養綜合改革。我校在人才培養和教學過程中把“產業需求、應用型人才培養和OBE理念”融合貫通，將“知識、能力、素質”融合貫通，面向智能油田、智能管網、智能煉廠發展需求，通過與主干專業知識體系互補延伸，整體推動跨專業適度融合，以“抓素質、提能力、強實踐、重創新、創特色”為人才培養理念，形成了培養目標明確、畢業要求合理、課程體系優化、教學方法先進的，具有石油化工行業背景的石化控制類工程人才培養新模式。

（一）打造新工科背景下的石化控制類專業群

石油化工行業是我國的支柱型產業，在石油化工行業轉型升級、智能化發展的新時機，通過生產過程智能化的優化控制，提升生產管控自動化和實時在線優化水平，是實現石油化工產業智能化生產的關鍵。傳統石化控制類專業按照新工科跨界融合發展理念開展的改革能夠為產業發展提供源源不斷的動力。

我校依托化學工程與技術、石油天然氣工程的一流學科優勢，以及服務地方經濟與石油化工產業的產學研優勢，將自動化、測控技術與儀器、電氣工程及其自動化和機器人工程等專業面向石油化工行業進行專業轉型，以石油化工過程控制應用技術為主線，以應用型工程技術人才產出為導向，構建以“智能油田、智能管網、智能煉廠”為背景的石化控制類專業群。專業群在外部對接產業鏈需求，深入走訪中石油、中石化、中海油和國家管網下屬企業，深度調研新經濟形勢下石油化工行業所涉及的本專業新技術與跨界技術，了解企業智能化生產工藝、技術及未來發展趨勢，切實掌握企業對人才的知識、能力、素質需求，通過調研分析制訂明確的石化控制類工程人才培養目標。專業群在內部促進專業資源整合、互相支撐、協調發展。各專業貫徹“以學生為中心”的教育理念、產出導向的教育取向，追求持續改進的質量文化，圍繞石油化工產業智能化轉型升級，探索實施產教融合，構建適應石油化工行業新發展要求的人才培養模式，形成協調統一的“石化+控制”專業群人才培養方案，變“專業對口”為“專業群適應”，提升人才培養與石油化工產業發展的適應性和契合度，培養適應石油化工產業鏈不同需求的、具有專業交叉適應能力的復合型應用人才。

（二）實施貫通石油化工產業鏈的石化控制課程體系

以新工科建設為導向，結合石油化工行業智能發展新要求，圍繞知識、能力和素質的貫通融合，找準定位、找到切入點，系統設計了支撐專業定位、培養目標和畢業要求，貫通“石化產業鏈+控制專業群”主脈絡的課程體系。第一，在通識教育層次，開設數據科學與智能技術概論、石油化工與智能制造概論、石化生產項目管理等跨學科課程，緊密結合石油化工智能制造，全面推進石油化工文化普及教育課程改革，引領學生了解智能煉化、智能管網等先進工藝流程，增強學生能源戰略意識。第二，石化控制專業群在前兩年建設了統一的學科基礎類課程平臺，開設了大類平臺課程，使群內學生形成了統一協調的專業體系認知，適應石油化工企業對控制類工程人才的需求。第三，將專業教育課程與石油化工產業鏈對接，圍繞產業鏈各工藝環節、石油化工智能制造完善修訂課程教學大綱，重構課程教學內容和教學要求，將“石化+控制”“控制+智能”貫穿教學全過程，如圖1所示。

（三）探索面向生產實際的課程教學模式

教師因課制宜，結合新經濟形勢下的新技術發展趨勢加強教學設計，采用基于問題的漸進式、工程案例互動式與研討式、項目合作探究式、虛擬仿真與真實體驗相結合的教學方法，形成了教師面向產業需求“教”、學生結合生產實際“學”的融合特色教學模式，圍繞多專業交叉，拓展石化控制特色教學覆蓋廣度；依據企業生產實際，拓展石化控制特色教學內容深度；圍繞智能制造工藝發展，提升石化控制特色教學高度。

聘請行業專家，合理利用雨課堂、學習通等在線教學平臺開展企業專家在線授課。企業專家在線講授智能儀表、先進控制技術、MES、ERP等新裝備、新技術在企業的實際應用；利用5G網絡開展視頻教學，對現場的實際設備情況、工況等進行直播講解。

加強持續改進質量文化建設。根據新工科建設要求，智能煉化對人才知識、能力、素質的要求，構建質量標準要求和評價機制，對課堂教學、課程考核、實驗與實訓、認識實習和生產實習、課程設計、畢業設計（論文）等主要教學環節定期進行質量評價分析，形成分析報告，并將其作為持續改進質量文化建設的主要依據。定期開展由用人單位、教師、學生共同參與的教學質量內部評估，收集內外部評價信息并進行綜合分析，針對教學過程中存在的問題和薄弱環節，采取有效的糾正與預防措施，以保障持續改進效果。

（四）構建全產業鏈石化控制新工科實踐教學體系

依托國家級石油化工過程控制實驗教學示范中心、石化測控虛擬實驗教學中心和省級石油化工產業鏈實物仿真實訓培訓基地等豐富的實踐教學資源，專業群將課程實踐覆蓋油氣鉆采、油氣集輸、石油加工、石油化工、精細化工和智能倉儲物流等石油化工全產業鏈。專業群貫徹“搭建平臺、完善體系、項目驅動、強化實踐”的理念，打造了以工程能力培養為核心，涵蓋應用基礎平臺、特色專業平臺、校企合作平臺、個性發展與創新4個平臺，實施校內外、課內外兩個結合，開展基礎實踐、專業提升、工程應用和高技能綜合創新4個層次教學的石化控制新工科實踐教學體系，如圖2所示。

在實踐教學環節，增加適合新形勢下的新工科實踐教學課程，將產業和技術的最新發展、行業對人才培養的最新要求引入實踐教學過程，運用反繹推理的思路重構石化控制類實踐課程體系，讓實踐課程體系回歸工程范式教育的本源。堅持交融、跨界、創新，鼓勵學科交叉、融合、滲透與跨界，設計能夠培養學生解決復雜工程問題能力的實驗項目，制定能夠體現石化控制大工程觀、綠色工程教育、全面工程教育等新理念的實踐教學大綱。通過針對性地模擬石油化工產業鏈實際生產工況，創建實施了理論與實踐并行、練與學交融互動、企業工況與實踐教學結合、虛擬與真實場景復合等教學模式，使學生身臨其境地開展學習。依托產業鏈平臺建立工廠生產模型，實現對石油化工企業的廠級生產流程的完全模擬，在實踐教學中普及“石化+控制”的創新理念和精神，實現了人才培養供給側和產業需求側結構要素的全方位融合。

在實踐教學過程中，實行學生自學、教師指導、團隊研習、項目檢驗、專家點撥相結合的教學模式，實施育人理念、平臺資源、學生管理全開放的開放型管理體制。探索形成“教師與學生融為一體、不同專業的學生融為一體、校內實踐與校外實習融為一體”的自主性、研究性、實踐性學習模式和以“工程實訓→項目培訓→創新競賽→自主創新”為結構的創新能力培養模式。

（五）優化石化控制校企協同育人機制

建立“工程導向、企業參與、優勢互補、協同共享”的校企協同育人機制。專業群與撫順石油化工公司、恒力石化股份有限公司等省內外石油化工及其相關行業企業開展科教融合、產教融合活動，大力推進校地校企合作，建立了30余個實習、校企產學研合作和卓越工程師培養基地，通過學生掛職實習、教師服務企業、企業員工參與教學、科研成果轉化為教學案例，形成了教學、科研與生產相結合的育人環境。課程群與5家企業簽訂了訂單定制式培養協議，采用“3+1”培養模式，每年選送一定數量的大四學生到企業開展為期一年的頂崗實習和畢業設計。

專業群與E+H公司、浙江中控技術股份有限公司等與石油化工密切相關的高新企業深度合作，共建聯合實驗室、設立獎教金，將數字化、智能化工廠和實驗室融入專業實踐。學校、企業共同確定實踐項目內容、指導實踐、編寫指導書，使專業群的實踐教學貼近生產實際需求。專業群從用人單位反饋信息的采集、研究、利用三個階段，構建用人單位信息反饋機制，為形成新工科背景下工程人才實踐能力培養的長效機制做了補充。

三、結語

隨著“兩化融合”在石油化工產業的快速發展，以人工智能、大數據和互聯網技術為引擎的智能煉化正在成為我國未來石油化工產業發展的一個重要方向，因此石油化工產業對能夠適應產業轉型升級、具有石油化工背景的控制類專業畢業生需求旺盛。為滿足石油化工產業當前和未來智能化升級轉型的發展需求，培養適應新時代石油化工產業發展的控制類應用型人才是我校新工科建設的重要任務。我校信息與控制工程學院基于70年面向石油化工應用型人才培養的工作基礎，于2012年開始了石化控制類應用型工程人才培養改革的探索，于2016年、2020年兩次修訂培養方案，開展了面向新工科的石化控制類應用型人才培養改革，形成了完整的人才培養體系。我校教學改革獲得了省級教學成果二等獎2項，并為2項國家級新工科項目提供了有力支撐。多年來，專業群基于“雙融合貫通”的培養理念，為石油化工行業和遼寧地方經濟發展提供了人才支撐，其學生面向中石油、中石化和中海油等企業的高質量就業率達到50%以上，位居石油化工類高校前列。

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［責任編輯：鐘 嵐］