以學為中心達成石油工程專業“工程與社會”培養目標的教學模式探索與實踐

摘 要：我國正處于推進建設世界規模最大高等教育體系的關鍵進程中，普及化階段呈現多樣化、個性化、學習化和現代化等顯著發展特征，亟待聚焦課程質量要素重構、拔尖創新人才培養，運用系統性、整體性、協調性的方式整體推進高等教育改革創新，全面提升有組織的人才自主培養能力。該文采用一致性構建原則，探索建立與石油工程專業“工程與社會”培養目標相匹配的石油工程HSE課程教學模式，通過設計科學合理的學習活動和靈活多樣的學習測評，以課程思政引領學生主動學習，培養學生善于學習的能力和素養，實現學生主動建構知識，深深沉浸在發現、探索和解決“工程與社會”問題的貫穿式學習氛圍中，有效提升“工程與社會”培養目標的達成度，為加大油氣勘探開發力度、保障國家能源安全輸送富有創新精神和創新能力的高層次科技人才。

關鍵詞：石油工程；以學為中心；工程與社會；培養目標；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）23-0１２２-0４

Abstract： China is in the crucial process of promoting the construction of the world's largest higher education system， the popularization stage presents significant development characteristics such as diversification， personalization， learning and modernization. It is urgent to focus on the reconstruction of curriculum quality elements， cultivation of top innovative talents， and the use of systematic， holistic and coordinated methods to promote the ability of organized independent talent cultivation. This paper adopts the principle of consistent construction to explore and establish a teaching model for the course Petroleum Engineering HSE that matches the training objectives of engineering and society. The study designs the scientific and reasonable learning activities and flexible and diverse learning assessments， uses curriculum ideological and political to leading students active learning. The aim is tocultivate students' ability and literacy to be good at learning， achieve a seamless learning atmosphere of actively construct knowledge， deeply immerse themselves in discovering， exploring and solving engineering and society issues. The study hopes effectively improves the achievement of the training objectives of engineering and society， and provides high-level scientific and technological talents with innovative spirit and ability to increase oil and gas exploration and development efforts and ensure national energy security.

Keywords： petroleum engineering; learning-centeredness; engineering and society; training objectives; teaching model

我國正處于推進建設世界規模最大高等教育體系的關鍵進程中，普及化階段呈現多樣化、個性化、學習化和現代化等顯著發展特征[1]，面臨立德樹人對高校實施高水平、高質量本科教育的要求，全面推進課程思政建設、落實每一項培養目標的達成[2]，不僅需要高校教師具備高尚的師德、扎實的功底、育人的能力和敬業的態度，更加需要高等教育教學視域的根本性轉變。

2018年10月，教育部《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》明確“堅持立德樹人，以促進學生全面發展為中心，因課制宜選擇教學方式方法[3]”，既注重“教的好”，更注重“學得好”，加大過程考核，激發學生興趣和潛能，培養真正適應經濟社會發展需要的高素質專業人才[4]；2020年6月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》要求“全面推進課程思政建設[5]”，注重強化學生工程倫理教育[6]，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當[7]；2020年10月，中共中央、國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》提出“引導全黨全社會樹立科學的教育發展觀，破立并舉，推進教育評價關鍵領域改革取得實質性突破，健全引導教師潛心育人的評價制度，促進學生全面發展評價辦法多元化[8]”；2021年5月，西南石油大學發布《關于進一步強化本科課程考核評價的規定》（西南石大教〔2021〕27號）要求“切實將課程思政貫穿考核全過程，狠抓過程考核評價，推進多樣化課程考核模式改革[9]”；2022年教育部“聚焦貫徹落實黨的二十大精神、展現教育新氣象新作為”年終總結會議強調“把握教育服務中華民族偉大復興的重要使命，加快建設高質量教育體系，推進高水平教育對外開放與合作[10]”，更好地促進人和經濟社會的發展進步，更好地推動教育成為經濟社會發展中的快變量、強變量。

綜上所述，如何科學合理設置課程考核評價要求，實施以學為中心的課程教學方式[11-12]，形成課程目標、學習活動、學習測評一致性構建的教學視域；如何聚焦課程質量要素重構、拔尖創新人才培養，運用系統性、整體性、協調性的方式整體推進高等教育改革創新，全面提升有組織的人才自主培養能力是理工農醫類高等院校教學工作所面臨的核心問題。

一 探索以學為中心達成“工程與社會”培養目標的必要性

石油天然氣是人類生產生活賴以生存的物質基礎，是國家經濟發展的重要支柱，攸關國家安全和國計民生。當前全球正在加快推進以高效、清潔、低碳、多元化為主要特征的能源轉型進程，油氣的安全穩定供應與綠色低碳轉型、傳統化石能源的不可替代與能源轉型的不可逆轉、能源國際合作的不斷深化與能源政治博弈的愈演愈烈，使得能源安全成為關系國家經濟社會發展的全局性、基礎性、戰略性問題。積極探索行穩致遠開創教育教學工作新局面，不斷深入理解教育改革發展所處的新時代和環境的新變化。同時，清醒看到建設現代化強國對教育提出的新要求新使命、清醒看到科技革命和產業變革帶來的新變化新趨勢、清醒看到人口結構變化提出的新期待新任務，是石油類高等院校高層次科技人才培養的關鍵。

西南石油大學是新中國創建的第二所石油本科院校，在油氣勘探開發領域獨具鮮明特色，以“解決重大工程難題和技術瓶頸”為顯著優勢，石油與天然氣工程學科立足油田勘探開發及人才培養事業的創新發展，石油工程本科專業為國家特色專業、且通過中國工程教育認證。2020年修訂的《石油工程本科專業人才培養方案》明確提出：培養適應國家油氣工業和社會經濟發展需求，能夠勝任石油工程及相關領域的應用型和創新型高級工程技術人才，分別從工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代化工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習12個方面提出了知識和能力方面的畢業要求。如何以課程思政為引領，持續提升學生在這12個方面的綜合能力和專業素養，如何培養真正適應經濟社會發展、具有大國工匠精神和能源安全使命擔當的高素質專業人才，進一步提升“工程與社會”培養目標的達成度，是師生教學過程中持續探索和思考的關鍵問題。

以石油工程HSE課程為例，該課程要求學生理解HSE一體化管理基本理論，掌握石油工程作業現場危害辨識、風險評價和控制方法，具備履行、實施和編制石油工程各類生產作業HSE方案的能力。常規的“課堂表現+每章作業+期末考試”考核方式，因教學過程評價少、非標準化試題占比小、綜合素養考核內容不足，教學方式對吸引學生主動學習的魅力不足，課程教學實踐中存在“教學內容龐雜、主動學習動力不足、培養創新能力的學習活動單一”等問題；同時該課程尤其注重“工程與社會”培養目標的達成，而課程教學方式仍停留在傳統的“教師傳授”為主，課堂學習活動、學習測評等過程考核評價不足，未充分調動學生主動學習的興趣和潛力，已不滿足培養方案和過程考核評價的要求，不能有效支撐“工程與社會”培養目標的達成。

二 達成“工程與社會”培養目標需解決的關鍵問題

為有效提升“工程與社會”培養目標的達成度，應采取以學為中心的視角構建課程目標、學習活動和學習測評等學習要素之間的一致性，讓學生明白學什么、怎么學，達到怎樣的標準，通過科學合理的教學設計，讓學生主動學習、善于學習，實現學生主動建構知識，深深沉浸在發現、探索和解決工程與社會問題的貫穿式學習氛圍中，探索培養富有創新精神和創新能力高層次專業技術人才的教學設計方法，有效提升課程教學對“工程與社會”培養目標的支撐力度，核心在于解決三個方面的矛盾性問題。

（一） 石油工程HSE課程龐雜的教學內容講授與學生主動學習之間的矛盾

教師按照教學大綱完成了所有章節教學內容的講授，但學生只是簡單被動地接受信息，沒有主動學習，未經歷對章節知識進行選擇、加工、處理以及主動建構知識的過程，無法做到融會貫通、學以致用，“工程與社會”課程目標達成度大打折扣，需要解決的問題在于從以教為中心向以學為中心的轉變。

（二） 石油工程HSE課堂學習活動設計與學生參與度之間的矛盾

“講授式教學”甚至是“混合式教學”課堂中學生參與學習活動的數量和質量較低，這類“講授”無法滿足實踐性較強的石油工程課程的多樣化、個性化要求，出現“課前學生不預習、反正老師上課會講”“課堂時間有限、學生缺乏深層思考和構建知識的機會”“課后師生沒有積極的互動和反思”等系列不利于“工程與社會”課程目標達成的現象，需要解決的問題在于設計科學合理的、與工程社會密切相關的系列課堂學習活動，以吸引學生主動學習。

（三） 石油工程HSE課程考核評價與學生工程實踐能力之間的矛盾

課程考核評價的目的在于對學生掌握理論知識、方法技能及學以致用能力的反饋和評價，以此了解學生的學習情況和課程目標的達成情況，僅通過一份期末試卷無法反映學習測評的深層次目的，因為課程考核評價的根本目的是評量學生學習表現，也是教學反思、教學改革的依據和參照。需要解決的問題在于設計讓學生展示自我成就、為學生提供學習機會的學習測評活動，提升學生終身學習、溝通表達和團隊協作綜合能力。

三 以學為中心的課程教學模式

突破上述石油工程HSE講授式教學方式的問題，關鍵在于形成以學為中心的課程教學模式，將教學設計由“教師傳授”向“學生學習”轉變，重點在于教學過程中學習目標、學習活動和學習測評的一致性構建。

（一） 形成以學為中心、石油工程類課程目標、系列學習活動和學習測評一致性建構的教學設計方法

以課程思政為引領，研究石油工程HSE課程知識點、課堂體驗、課后反思等有效學習活動要素的組織方式，建立以經典問題和典型案例為導向的互動沉浸式教學方法，實施“貫穿式”教學策略，采用“分類分層次、一步一深入”的教學方法，設計以過程評價考核為主的課堂學習活動和學習測評（圖1），在課程教學過程中持續改進以實現激發石油工程類學生主動學習、終身學習能力的目標。

（二） 構建以問題為導向，以創新為中心，“知識傳授+意識塑造+能力培養”產學研三維一體創新人才協同培養新模式

采用“引導式、互動式、研討式”教學模式，建立以“關鍵核心技術攻關為導向，融合前沿科技成果、構建典型案例數據庫，貫穿案例實踐、創新實踐、競賽實踐”的沉浸式課程體系，讓學生沉浸于發現、探索、解決問題的教學環節中，有效提升學生服務工程和社會的創新意識和創新能力（圖2）。

四 以學為中心的“問題導入、方法實踐、效果反饋”貫穿式教學策略

（一） 探索以學為中心的課程一致性建構提高“工程與社會”目標達成度的方法

以石油工程專業培養目標和石油工程HSE課程教學大綱為依據，凝練章節知識體系，篩選教師講授內容和學生自學內容，在科研成果中抽提HSE經典案例和技術方案，采用“典型案例引導式”和“經典問題互動式”教學理念，構建以問題導向為主線，以思政教育為切入點，貫穿HSE基礎理論、技術方法和實踐教學的沉浸式課程設計方法，引導和提升石油工程學生履行和實施HSE管理技術的能力，形成一套以學為中心的、具有一致性構建特征的石油工程HSE教學設計方法。

（二） 設計適用于石油工程HSE課程教學的系列學習活動

科學合理地制訂系列學習活動及其實施方式，在課程設計中引入有意義的學習經歷，吸引學生主動參與課程學習，搜集可用于學生自主學習的視頻和案例作為課前在線學習活動，課堂上學生通過參加學習活動自主構建石油工程HSE知識體系，設計課后學生針對學習內容的反思性探討和總結活動，結合案例分析和技術探索，培養學生創新意識和創新能力。

設計涵蓋“核心知識、學以致用、觸類旁通、人性維度、志趣情懷、9D/kKQcYnAl6w24ppvk8WIDhICe9BJF3Nd/kn8Ay0+Q=學會學習”六大維度的系列學習活動，包括但不限于“課堂表現+手繪思維導圖+案例分析匯報+每章在線測試+課程結業論文”，其中課堂表現是主講教師根據學生主動學習的表現進行加分或扣分；手繪思維導圖是每章教學任務完成后手繪該章知識框架圖；案例分析匯報是全體學生自由分組，經文獻調研、分析討論、PPT制作和匯報演講等步驟完成；每章在線測試是每章教學任務完成后使用在線平臺完成在線測試；課程結業論文是學生單獨撰寫與課程內容密切相關的課程結業論文。構建強力吸引學生主動學習，培養學生善于學習、自主構建知識體系的“以學生為中心”的教學設計方法。

（三） 設計適用于石油工程HSE課程教學的學習測評體系

建立課程過程考核評價機制，設計多元化學習測評體系，構建使每堂課都成為提升教師教學效果和學生學習成效的教學考核模式，考核模式包涵上述“課堂表現+手繪思維導圖+案例分析匯報+每章在線測試+課程結業論文”以及角色扮演、頭腦風暴等學習活動，優化設計每項學習測評在總成績中的比例，構建學習測評、學習反思互促反哺教學改革的良性機制。

設計形成性測評和總結性測評，運用形成性測評結果，分析課程目標達成度，評估學生自主學習成果并告知學生今后需要改進和提升的內容；運用總結性測評結果，整體測評學生是否達到課程學習目標，為學生提供學習表現及后續學習建議，確保石油工程HSE課程“風險管理”理念和“PDCA動態原則”根植于學生心中。

五 實踐效果

團隊通過實施以學為中心達成“工程與社會”培養目標的教學模式，有效解決了“學生畏難情緒大、主動學習動力不足、培養創新能力的學習活動單一”等問題，課程教學主要取得兩方面的成效。

一是教師教學更專注于引導、互動、研討式教學，讓學生沉浸于發現、探索、解決問題的教學過程中，培養學生具備履行和實施石油工程各類HSE生產作業的能力；學生沉浸于自主學習和思考問題的氛圍，更利于掌握石油工程HSE風險識別和控制理論知識。

二是過程評價考核模式將綜合性、開放性、探究性試題分值大幅提升至總成績的100%，靈活運用角色扮演、頭腦風暴、思維導圖、在線測試和案例匯報等多元化考核方式，相比常規考核方式，有效提升學生發現、探索和解決工程與社會問題的積極性，促使學生熟練掌握和運用石油工程HSE理論知識。

教學設計方法具備一定的優越性及推廣價值，為實踐性較強的工科類專業課程教學設計和過程評價考核提供了新思路和新方法。

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基金項目：2021—2024國家自然科學基金面上項目“深層頁巖氣長位移水平井套管完整性研究”（52074234）；四川省高等教育人才培養質量和教學改革項目“‘宏微聯合、交叉驅動’提升石油工程國家一流學科人才創新創業能力的探索與實踐”階段研究成果（JG2021-568）

第一作者簡介：侯鐸（1984-），男，漢族，寧夏石嘴山人，博士，講師，碩士研究生導師。研究方向為井筒完整性及失效分析教學和科研。