石油工程创新型人才培养的探索

刘慧卿

(中国石油大学石油工程学院,北京 102249)

石油工程创新型人才培养的探索

刘慧卿

(中国石油大学石油工程学院,北京 102249)

石油工程创新型人才应具有非常规思维和创造能力,具有较强的把专业知识转化为工程技术的创新能力,能够解决石油工业面临的重大科技难题,适应石油企业的国际化竞争。培养石油工程创新型人才,要以满足当前石油工业发展对创新型人才的需求为目的,以解决目前中国石油高校石油工程创新型人才培养中存在的问题为突破口,优化培养方案,建立教学质量保障体系,全面提高石油工程专业学生的综合素质和创新能力。

石油工程;创新型人才;培养方案;教学质量保障体系

21世纪,培养创新型人才将成为高等教育必须承担的主要任务。所谓创新型人才,是指具有创新精神、创新思维、创新能力,并在此基础上取得创新型成果,为社会发展和人类进步做出贡献的人[1]。笔者结合石油工业发展的实际认为,石油工程创新型人才的主要特征是:应具有非常规思维和创造能力,能够解决石油工业面临的重大科技难题;应具有良好的多学科综合能力和团队协作能力,能够适应石油企业的国际化竞争;应具有较强的把专业知识转化为工程技术的能力,以适应石油企业的技术现代化和管理现代化的现实需求。

针对中国石油高校目前在石油工程人才培养方面存在的问题,笔者利用所在单位提供的“石油工程专业实施创新计划实验班”这一平台,对石油工程创新型人才培养问题进行了如下探索与实践。

一、培养石油工程创新型人才的意义

21世纪,世界石油工业的发展对人才的要求越来越高,在此形势下,石油高校必须适应世界石油工业发展的需要,努力培养创新型人才,以便促进中国石油工业的发展,实现建设创新型国家的目的。

(一)满足石油工业发展对创新型人才的需求

1.满足国际化油气资源开发的需要

“随着石油工业的迅速发展,国家提出了石油工业要利用两种内外资源的发展战略,油气资源勘查开发走向国际市场进行国际间的技术交流与合作”,“中国作为世界产油大国已进入世界石油与科技市场,石油公司成为生产和经营型跨国公司参与国际竞争”[2]。中国石油企业的跨国勘探开发经营对国际化的石油专门人才产生了相应的需求,这种人才具有明显的复合创新型特征。这类人才不仅应掌握扎实的专业知识,熟知国际石油工程技术规范和商务,而且还要善于组织协作和经营管理,因而,对这类石油工程创新型人才的要求是,其必须具有政治、文化和业务等方面的综合素质。对于中国石油企业来说,国际化油气资源开发,必然对高层次人才尤其是创新型人才具有较大的现实需求。

2.满足开采复杂油气资源的技术性需求

石油作为一种不可再生资源,“随着国内油气勘探由早期的背斜勘探过渡到寻找小尺度、隐蔽性油藏,勘探难度的加大以及大庆等大型油田开发已进入中后期,寻找剩余油及提高采收率已成为开发工作的中心”[3],在此情况下,条件好的区域的剩余油气资源开采难度越来越大,石油工程的系统性和复杂性不断增加,表现为“大工程”的特点;低品位和非常规油气资源的陆续发现及深海、极地、沙漠等地表环境恶劣条件下的油气资源开采更是面临一系列重大科技难题,解决这些困难需要具有非常规的思路和办法,因此,需要石油高校培养一批具有创新能力和创新精神的石油工程技术专业人才。

3.适应石油企业对面向工程实际的创新型人才的需求

石油高校培养创新型石油工程人才,属于高等工程教育。高等工程教育是以技术科学为主要学科基础、以培养能将科学技术转化为生产力的工程师为目标的专门教育,它是推动科技进步和技术创新的根本保证。高等工程教育具有实践性、综合性、经济性、创新性和伦理性,其培养的人才不仅需要掌握广博的科学理论知识,而且更需要具备多种多样的技能,以适应工业界以及社会经济发展的需求[4]94。实践证明,工程实践是培养创新型工程人才的重要环节。此外,国内外的石油企业大都从自身发展出发,希望毕业生到企业工作要达到“零过渡”,毕业即能熟练地开展工作。因此,现代企业选人要求学生既掌握理论又有实践经验,专业基础扎实、实践能力强,能为企业的发展独当一面。中国石油高校近三分之二的毕业生将进入石油厂矿企业从事石油工程类的工作,因此,石油高校面向石油工程实际的工程实践教育主要应该符合工程性原则,才能既符合培养创新型石油工程人才的要求,也满足具有普遍意义的就业需求。

(二)解决目前中国石油高校石油工程创新型人才培养中存在的问题

目前,中国石油高校在石油工程创新型人才培养中,除了存在着教育观念和教育模式比较陈旧、定位不明确、学科交叉欠缺、课程体系不合理、实践环节薄弱、创新教育不足、道德教育缺失、专业认证工作滞后、国际化程度低等内部问题外[4]95,还突出表现在培养过程中注重理论知识的传授,缺乏创新教育的方法、手段和技巧,创新人才培养方案可操作性差,在教学评估体系中缺乏对学生实践能力、创新能力的测评。许多高校教师自身的创新精神和创新能力不够,培养的学生也就必然缺乏创新意识和创新精神,创新能力也会明显不强[4]96。这些弊端在师资队伍、教学模式、工程实践环节上表现突出。

1.师资队伍的知识结构不合理,非师范化现象严重

石油高校的专业教师特别是年轻教师主要是工科院校的硕士和博士毕业生,他们在校学习期间基本没有接受过类似于师范院校的教学能力的培养,知识结构偏重于理论知识,缺乏工程背景,实践知识更多来源于当年参与导师的科研课题,应该说他们的工程实践知识不系统也不完整,造成了目前工科教师的非工化趋势[5]。尽管这些教师留校后参加了合格教师示范性短期培训,包括教育学、心理学理论修养、教育教学技能训练等,但他们更倾向于把时间和精力用于提高科研水平上,似乎只要把科研做好就可以当好教师,只要获得高学位就可以免于教师资格培训,并自然而然地讲课,教师的非师范化已经成为目前工程教育质量提升的很大障碍[6],这是影响石油院校培养创新型人才的突出问题之一。

2.教学模式单一,个性化指导不足

目前,教师更习惯于传统的经院式和师徒式教学模式[7],教学内容上过分强调知识点传授而不重视训练,专业课程的作业量少,实验内容不系统,过分简化等;授课手段上过分依赖多媒体,习惯于将科研项目的汇报模式简单用于课堂教学,授课内容不精选,结构性和逻辑性差等。教学模式单一造成了学生的个性化需求难以得到满足,本科生导师制由于缺少实际指导内容而流于形式。

3.实践环节不完善,实训环节不实

石油高校学生的实践知识绝大部分来源于校内实验室,而校内实验室更多的实验环节局限于对课堂理论知识的验证,学生缺乏实验设计、分析及表达能力的全面训练。生产实习环节由于企业不愿提供实习和见习场所等原因使得实习效果很不理想,实训环节更是走马观花。毕业设计环节主要沿用教师选题的传统方式,教师通常根据自己的理解和需求设置内容,未必适应学生的兴趣和需求,主要表现在毕业设计的题目太大,涉及多个专业的知识,学生不可能在短时间内完成,毕业设计也被毕业论文替代,论文内容也退化为文献综述。此外,毕业设计题目的工程特色不突出,综合性不强,甚至缺乏现代工程设计规范,导致学生缺少综合运用各方面知识解决工程问题的能力。

二、培养石油工程创新型人才的途径与实践

为满足石油企业对石油工程创新型人才的需求,笔者根据所在学校培养创新型人才的指导思想(充分发挥办学特色和优势,培养具有扎实理论基础、实践能力强、综合素质高,能够适应未来全球化经济发展的高素质拔尖创新人才),以2007年学校组建的石油工程专业创新计划实验班为平台,在培养中全程贯彻工程教育思想,坚持实践教学为主线,理论与实践教学相结合;充分利用科研资源,坚持教学与科研相结合;坚持以人为本,以学生为中心,实施个性化指导,进行创新性研究,探索了培养石油工程创新型人才的具体途径。

(一)优化培养方案

针对创新型人才培养方案可操作性差的弊端,笔者按照高等学校工科四年教育的培养目标,根据学校的具体情况,以提高学生综合素质和创新能力以及就业需求为导向,在教学总学时不变的情况下,对石油工程专业的培养方案进行了如下优化。

1.调整经济管理类和人文类课程,以提高学生的综合素质

石油工程创新型人才将来的任务是进行工程创新,而工程创新具有复杂、综合、交叉的特征,这意味着以培养创新人才为本的工程教育必然具有综合性和创新性,也就是说,工程教育应当培养具备复合性的知识背景和在工程创新实践中整合各种知识和能力的工程人才[4]95。因此,自2007年起,笔者所在单位就在培养方案中增设了油气藏经营管理、技术经济、石油工程招投标、社会交往与人际关系、演讲与口才,形式逻辑、交际英语、领导艺术与才能等选修课程。还组织企业进校园举办“暑期企业特训营”,开设“企业文化”、“时间管理”、“沟通管理”、“领导力”、“企业员工职业生涯规划”等短训课程,将企业员工部分岗前职业培训的内容引入课堂,对学生进行职业素质以及职业技能等专题培训。在课堂学习的基础上组织“学生暑期社会实践调研团”,深入企业调查研究,让学生了解社会,了解企业,对学生就业后的角色转换进行提前预演。

2.整合专业课程体系,增加校内实训环节

以石油工程的技术流程为主线,将石油工程专业基础和专业课分为5个系列课程组:(1)渗流物理系列课程组,包括油层物理、渗流力学、现代试井分析及相关选修课程,以教育部石油工程实验教学示范中心为依托,开展石油工程综合性和设计性实验。(2)石油工程流体力学系列课程组,包括流体力学、水射流基础与应用、钻井流体力学及相关选修课程,以教育部流体力学实验教学示范中心为依托,开展石油工程创新性实验。(3)油气田开发工程系列课程组,包括油藏工程、气藏工程、油气藏数值模拟、油气藏经营管理及相关选修课程,以石油工程网络实习系统为依托,开展油藏工程课程设计。(4)钻井完井工程系列课程组,包括钻井工程、完井工程、岩石力学、钻井液工艺原理、油气井信息工程及相关选修课程,以石油工程校内外实训基地为依托,开展井控、接单根等钻完井实践操作、钻完井工具拆装和钻完井课程设计等。(5)采油工程系列课程组,包括采油工程、采气工程、油田化学、复杂结构井开发与开采及相关选修课程,以石油工程校内外实训基地为依托,开展采油方式实训操作、井下工具拆装和采油工程课程设计等。通过开放式实验室和校内实习基地,将课堂理论教学和仿真有机结合起来,有效提高了学生的实验设计和实际操作能力。

3.实行柔性专业培养方向

为满足企业对学生的专业知识和技能的需要,增强学生职业适应能力,制定了宽专业、多方向的培养方案。在专业课中设置了油气井工程、油气田开发工程和海洋石油工程三个方向供学生选择,使学生既保证了所修方向专业知识结构的完整和深入,又具有较宽的学科基础知识面,能够更好地适应实际工作需要,并具有较强的发展潜力和创新能力。

(二)建立教学质量保障体系

为实现石油工程创新型人才培养的目标,建立了教学质量保障体系,该体系包含教学团队、教学模式、教学方法、实践教学、个性化指导等五方面的内容。

1.培育创新型教学团队

当今科学技术的发展趋势是学科间不断交叉、相互渗透,并促使一些新的学科、新的领域不断产生,这些新的学科领域正是创新的前沿阵地,往往需要多学科、跨学科合作,需要团队联合攻关[8]。因而,培育创新型教学团队是培养创新型人才的关键。现在,高校的专业系取代了原有的教研室,尽管专业系既承担教学任务又承担科研任务,但教学研究活动相对弱化,特别是专业教学研究活动的制度化运行受到影响。为保障教师进一步完善教材建设、课程设计、课程结构优化以及课程群的建设等方面的教学工作,提高教师工作积极性,笔者所在单位在教学团队管理与建设方面坚持以教师为本,以学生为中心,解放思想,全面提高教师的工作质量。具体措施是:(1)进行名师引领的教学团队建设。学院按照整合后的专业课程系列分组,构建教授领衔,理论课教师、实验教师、实验技术人员、研究生助教一体化的教学团队。充分利用各种政策措施,调动团队全体人员的积极性,培养高尚的职业道德和强烈的责任感,营造团结向上、生气勃勃、乐于奉献、勇于创新的和谐环境。由名师或精品课教师引领参加国内有关专题的教学与实践教学研讨。对新上课的教师通过试讲、试做实验、参与教学小组讨论、写实验报告、听其他教师的实验课等环节进行岗前教育和培训,帮助新入职的教师和实验技术人员提高教学水平和教学技能。(2)建立制度保障,调动团队教师个人的工作积极性。教学团队给予每个人平等的机会,赋予其资源、权利,展示其个人能力,体现其自身价值,并让其承担相应的义务和责任,做到人尽其才,从而提高了教师的工作质量。通过建立制度,使团队间定期交流,团队成员的甄选、分配、授权、奖励和团队的提升、发展等方面公开、透明。学院利用现有资源在时间支配、信息、平台、资金等方面提供条件,以利于个人和团队的知识和技能的发挥,从而实现团队的工作目标。在团队工作管理中实行项目管理,按照时间、质量、预算进行控制,如任务完成的具体工作阶段目标和终极目标、期限、团队成员分工、评价指标,考核任务的具体工作内容、规模、风格和方式、主题、负责人、成果总结等。

2.改革教学模式

针对现有教学模式不利于创新型人才培养的状况,笔者所在单位改革现有的教学模式,要求教师在按照教学大纲完成授课内容、对课程体系进行很好理解和把握的同时,把课堂讲授与学生自学相结合,将启发式教学与互动式教学相结合,将理论学习与课程实践教学相结合,使学生学会综合运用所学知识,创造性地解决实际问题,从而培养学生学习兴趣,启发学生积极思考,树立团队意识,从而达到了很好的教学效果。

3.积极探索和运用创新性教学方法

在教学方式上采取启发式教学与师生互动相结合,既传授专业知识,也传授技能与方法,帮助学生树立职业意识,建立以相互信任为基础的和谐的师生关系。创新教学方法就是以学生为主体,最大限度地培养学生的创新思维能力、实际操作能力以及学习能力。由于石油专业的课程具有较强的实用性,要求教师必须重视互动式、体验性的教与学的方法,强化校内、校外实践训练环节,努力巩固学生的专业基础知识[9]。教师可将课堂讨论、影像资料教学等多种授课形式相结合,帮助学生进行自我认知,培养学生的学习兴趣,鼓励学生张扬个性,激发思考力和创造性。针对学生的个体差异,对学生专业指导采取课堂教学与课下个别辅导相结合的办法。

4.完善实践教学环节

学院在教育部石油工程实验教学示范中心和流体力学实验教学示范中心的基础上,建立了石油工程校内生产实习基地,并采取以下措施使实践教学与专业课程教学有机结合起来:(1)开放实验室。打破学科和专业界限,整合了全院实验教学资源,建立了开放式石油工程实验、流体力学教学和创新人才培养的基地,引导学生开展综合性和设计性实验。形成基础实验、专业实验和生产实习、科技创新多层次、多类型、个性化、开放型的实践教学基地。学院还聘请校外石油工程专家参与对学生的指导,激发了学生的创新性研究和设计兴趣。目前,石油工程专业的学生参与研发成功了富有特色的实验教学设备和教学软件,如石油工程实验预习系统、抽油机教学培训系统等,取得了较好的教学效果。(2)建立校内生产实习仿真中心。建立石油工程校内生产实习仿真,包括通过教学录像进行实习动员与实习系统使用培训;利用展板与实物模型分组进行观摩,由实习教师对学生进行解答和分析;学生分组对钻采工具拆装操作;学生以组为单位,轮流对各种注采设备、模拟井架和井控控制台进行模拟操作,实行动态仿真实训;利用学校局域网进行网上实习,观看石油工程教学录像、动画演示、现场图片等。这些措施使石油工程专业校内仿真模拟达到校内实习与现场实习相结合,静态实物与动态仿真相结合,硬件和软件相结合,既丰富了学生的专业知识,又提高了学生的综合素质与创新能力。(3)建立校外生产实习基地。学院与企业长期建立本科生实训基地和科技创新实践基地,并在课程设置、教学改革、技术研究和教材出版等方面长期合作,促进人才培养。学生科技创新课题和毕业论文围绕企业的研究项目展开,企业和学院同时为学生配备指导教师,联合培养,其科研成果双方共享。在此基础上,不断对课程内容进行完善,再应用于学生的实习实践中,形成良性循环。校外生产实习基地的建立,加强了学院与企业的长期合作关系,既有利于学生综合素质的提高,也有利于学生的职业选择与定位。

5.对学生进行个性化指导,培养学生的创新意识

笔者认为,建立体现个性化教育和研究性学习的教学新模式,构建以能力培养为核心的教学体系,培养学生自主学习的兴趣、挖掘学生的潜力、激励学生实践创新、培养学生实践能力,是石油工程创新型人才培养的重要着力点。为此,笔者所在学院采取了三项措施:(1)实施本科生导师个性化指导。学院为每个班级都配备班主任,班主任与学生人数之比为1∶15。明确了班主任工作职责,班主任要针对不同年级学生的特点,指导学生的课程学习、生活、教学实践、职业发展。让本科生参加导师所在科研组的学术讲座,使学生了解国内外学术现状以及发展动态,指导学生学会查阅文献、撰写科技论文,学会通过查阅文献寻找科研中的创新点,学会申请发明专利等。(2)开展科技创新活动。鼓励大学生进行科技创新实验,并采取自主申报、双向选择、竞标等多种形式为大学生提供科技创新机会。教师根据个人爱好和承担的科技创新项目,采取个性化指导的实验教学方法,激发和培养学生的创新意识和创新能力。学院各科研课题组还为大学生提供创新项目(学生科技创新项目绝大部分来源于教师承担的国家“973”、“863”、国家自然科学基金项目以及油田委托项目)、科技创新场地、仪器设备、指导教师等,并为大学生科技创新提供必要的经费支持。(3)完善毕业设计。本科毕业设计是学生综合应用所学理论和专业知识,系统训练科学研究或解决工程问题能力的重要教学过程[10]。毕业设计的内容通常包括设计型、论文型和综合型。学院要求在选题模式上采取学生自主选题的方式,学生先行选择导师,然后学生再根据兴趣和导师商议毕业设计内容,由导师把握毕业设计难度,确保选题在规定时间内能够完成或取得阶段性成果。指导方式上充分发挥教师科研团队的作用,定期把学生集中在一起汇报工作进展情况、遇到的问题及工作进度安排等。进而再由指导教师提出指导性建议,学生之间也可以为某个同学遇到的问题出谋划策,培养学生的团队创新精神。

三、结语

通过探索石油工程创新型人才的培养可以看出,石油工程创新型人才培养的主要方向,应当以满足石油工业发展对创新型人才的需求为目的,以解决目前中国石油高校石油工程创新型人才培养中存在的问题为突破口,努力贯彻工程教育创新的思想,重视对实践教学环节实施个性化指导,强调实训过程,切实优化培养方案,建立教学质量保障体系,全面提高学生的创新能力。

总之,石油工程创新型人才培养需要充分利用各方面的资源,还需要学校、企业、教师和学生共同努力,才能取得良好的效果。

[1]田起宏,韩笑,雷涯邻.创新人才培养理论研究现状及未来研究方向[J].山东师范大学学报:人文社会科学版,2010,55(6):82.

[2]吴伟.油气资源勘查工程国际化人才培养的探索[J].中国石油大学学报:社会科学版,2008,24(5):105.

[3]吴伟.中国石油高校的共同办学特色探析[J].中国石油大学学报:社会科学版,2009,25(4):103.

[4]姜元章.提高中国高等工程教育质量的问题研究[J].中国石油大学学报:社会科学版,2010,26(4).

[5]吴文辉.高校工程教育特色专业创新型师资队伍建设[J].长春理工大学学报:社会科学版,2010,23(4): 129-131.

[6]王贵成,蔡锦超,夏玉颜.我国高等工程教育的现状、问题及对策研究[J].内蒙古师范大学学报:教育科学版, 2010,23(3):4-7.

[7]曹长德.论教学模式的类型[J].安庆师范学院学报:社会科学版,2010,29(6):1-4.

[8]刘培勇,郑艳梅.论高校创新团队建设[J].中国石油大学学报:社会科学版,2008,24(6):109.

[9]贾焕军.培养石油类专业创新人才的研究与探索[J].中国石油大学学报:社会科学版,2009,25(3):105.

[10]王晓霞,赵晓,谢佳.工科院校本科毕业设计教学模式改革探索[J].三门峡职业技术学院学报,2010,9(4): 19-20.

[责任编辑:赵 玲]

Exploration of Innovative Talents Cultivation of Petroleum Engineering

LIU Huiqing
(college of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)

The innovative talents we need in the field of petroleum engineering should have an unconventional mode of thinking and great innovation ability which enables them to meet the challenge of the international competition and solve the important technical problems of the oil industry.Besides,it is also significant to convert the professional know ledge into creative ways to solve practical problem s.In order to cultivate this kind of people to meet the needs of the present oil industry,we should begin with the problem met in the cultivation of these people in Chinese petroleum universities.We need to optimize the course structure,build a guarantee system for the teaching quality,and overall imp rove the comprehensive quality and innovation ability.

petroleum engineering;innovative talents;cultivation scheme;teaching quality guarantee system

G645

A

1673-5595(2011)02-0108-05

2011-02-26

中国石油大学(北京)重点教改资助项目(2008-JGXM-82)

刘慧卿(1966-),男,河南台前人,中国石油大学(北京)石油工程学院教授,博士,博士生导师,主要从事油藏工程教学与研究工作。