石油与天然气工程实验教学中心建设实践——基于“全流程、高仿真、六共同”理念

龙学渊，苏堪华，官正强，张其敏，熊伟，李文华

随着我国高等教育改革的深入，高校对强化大学生的实践能力和创新能力的培养越来越重视，高校实践教学主要围绕整合、结合、联合三方面的内容进行改革，提升高校办学水平和教育质量。即更加强调实验室资源的有效整合，根据学校办学特色和专业特点，以强化学生实践能力为重点，整合相关实验室资源和师资队伍，建立目标清晰、载体明确、考核科学的实验教学体系，构建功能集约、资源优化、开放充分、运行高效的专业类实验教学平台，为应用型、复合型、创新型人才培养创造有利条件。更加强调教学科研的有机结合，要统筹相关教学科研实验室资源，促进教学科研互动，实现科研成果向实验教学内容的有效转化，使学生了解科技最新发展和学术前沿动态，激发科研兴趣，启迪科研思维，掌握科研方法，培养科研道德，提升科学研究和科技创新的能力。更加强调学校与企业的深度联合，探索建立地方高校与社会、军队院校与部队协同培养人才的新机制。突出专业能力培养的区域、军队特色，促进专业实验与科学研究、工程训练、社会应用、部队训练相结合。创建贴近实际的模拟、虚拟、仿真实验环境。多渠道鼓励和吸引热爱教学工作且实践经验丰富的专业人员参与实验教学[1]。

石油与天然气实验教学中心是重庆市高校目前唯一从事油气勘探开发人才培养的专业实验教学平台。在学校确立的“德育为先、加强基础、突出应用、注重素质、面向基层”的应用型人才培养理念和办学思想的指导下，石油与天然气实验教学中心以行业、企业对石油类专业人才工程应用和创新能力需求为导向，适应石油工程技术高度集约和学科专业多交叉的特点，树立“以学生为主体，注重学生知识、能力和素质的协调发展，突出工程实践能力和创新意识的培养”的实验教学理念[2]，按照现代石油与天然气生产工艺流程，构建形成了多层次、多模块衔接递进的实验教学体系，形成了大石油、全流程的高水平实践教学平台，建成了具有现场工程真实实践环境又高于现场实践教学功能的集钻采集输于一体的高水平综合性全尺寸校内实践教学基地，探索形成了“六共同”校企深度合作育人的模式。

一、构建体现全流程训练的大石油工程实践教学体系

实验教学中心根据已确立的实验教学理念与建设思路，在多年的教学探索与实践的基础上，按照现代油气生产“地—钻—采—输”全流程及油田技术服务全系统构建涵盖大石油工程多个专业人才培养目标需要的实验教学体系，分层次、分模块科学组织实验教学内容，实现石油工程相关专业学生围绕能力培养主线，分层次、分方向培养学生的工程实践和创新能力，体现了石油行业对高素质应用型人才培养的要求。

图1 石油与天然气工程实践教学体系

（一）五模块设置实验（实践）课程

按照大石油工程概念，根据现代石油工业生产工艺流程，组建了地质、钻井、采油、集输和油服5个实验教学模块，分别服务10个本科专业的人才培养，实现实验教学资源的高度共享。（1）地质模块。主要面向资源勘查工程和地质学、石油工程专业，内容涵盖油气资源勘查、评价和管理。（2）钻井模块。主要面向石油工程专业，内容包括油气井工程理论、方法、设备和技术。（3）采油模块。主要面向石油工程专业，内容包括油气田开发工程的理论、方法、设备和技术。（4）集输模块。主要面向油气储运工程和建筑环境与设备工程专业城市燃气工程方向，内容包括油气预处理、长输、城市燃气等领域的理论、方法、设备和技术。（5）油服模块。主要面向机械设计制造及其自动化、自动化、测控技术与仪器、应用化学、安全工程专业，内容包括油田生产设备、自动控制、检测仪器、油田化学、安全生产等油田服务领域的理论、方法、设备和技术。

（二）四层次递进构建项目（课程）内涵

按照“专业基础实验、专业实验、工程实践和创新实践”四个层次，由浅入深，由简单到复杂，在夯实专业基本技能的基础上，逐步培养学生的工程实践与创新能力。（1）专业基础实验。依托石油与天然气工程基础实验室，加深学生对基础知识的理解，规范工科学生进入实验室的基本行为，掌握实验的基本方法、数据处理的知识和实验报告的撰写，学会常规实验仪器与装置的使用，培养观察和分析实验现象的能力，为后续专业实验环节奠定基础。（2）专业实验。依托石油工程专业实验室，根据不同专业及专业方向能力培养需要，针对专业理论知识，通过综合性、设计性实验项目，帮助学生理解和掌握石油工程专业知识，培养学生的综合应用能力和实验设计能力。（3）工程实践。依托校内外实践教学基地，通过生产实习、课程设计、综合训练、毕业实践等途径，让学生熟悉石油生产现场、设备、技术及文化，培养学生工程意识和利用专业知识分析解决生产现场常见问题的能力。（4）创新实践。依托创新实验室和专业实验室，通过实验中心开放课题、教师科研子课题和学校的系列创新项目计划为载体，培养学生的研究与实践能力、合作与创新素质。我校实施的“万千百十”创新育人系列工程是一个按照因材施教原则构建的具有塔式结构特点的创新教育体系。该创新实践教育体系包含面向全体学员的“赛课计划”，数千学生参与的“大学生科技竞赛”，数百学生立项开展的“大学生创新训练计划”和在全校一二年级学生中选拔的有数十名学生能获得的“优秀人才资助计划”。

二、依据“三个有利于”整合资源，搭建高水平实验教学平台

按照人才培养和实践教学的需要，本着有利于资源高效利用，有利于促进学生知识的转化和实践能力的提高，以及有利于培养学生的大工程意识和创新意识等原则，合理整合资源，搭建高水平实验教学平台。在统筹建设与石油天然气工程紧密相关的专业实验室的基础上，进一步把与中石油合作共建的“钻采集输综合实践教学基地”和一批精密、大型、稀有设备进行有机整合，搭建了一个重点面向石油工程、资源勘查工程、油气储运工程、地质学等专业，同时兼顾辐射石油机械设计制造及其自动化、自动化、测控技术与仪表、电气工程及其自动化、油田化学、安全工程等专业的全流程训练的大石油工程高水平实践教学平台。

图2 石油与天然气实验教学中心平台

三、依托行业，探索形成“六共同”校企深度合作育人模式

依托石油工程国家级特色专业建设点、中石油川东钻探公司和重庆气矿两个国家级工程实践教育中心，以及重庆市高等教育改革研究重点项目，探索形成了校企“共同制定人才培养标准、共同构建实践教学体系、共同组建教学队伍、共同建设实验平台、共同实施教学、共同评价教学效果”的协同育人模式。

第一，形成了学校和石油行业企业双主体共同育人机制。明确了校企双方责权利，建立“资源共享，协议约定，互利共赢”的运行管理机制，实现联合办学纵深发展、人才互聘互用、实践教学与科研平台的共享、科技合作广结硕果的良好局面，保障联合育人的实施。

第二，依托校企共建产学研合作基地，保证企业参与人才培养。2011年重庆科技学院与中国三大石油公司和重庆市人民政府联合签署了“政、产、学、研”战略合作协议；校企共同成立了产学研工作委员会和教学指导委员会，共建了22个产学研合作基地，保证企业参与人才培养全过程。

第三，共建校内外工程实践平台，实施企业为主导培养学生工程实践能力理念。2012年获得“中石油川东钻探国家级工程实践教育中心”和“中石油重庆气矿国家级工程实践教育中心”两项改革试点，建立了8个稳定的校外实践教学基地；2009年，与中石油共同投资3000万打造了校内真实工作环境的、集钻采集输于一体的高水平综合性实践教学基地；共同制定人才培养方案，企业为学生提供生产实习条件、毕业设计和科技创新课题，并全程参与指导和质量监控，形成了“学、研、做”一体化教学模式。

第四，协同创新，培养工程实践能力和技术研发能力强的师资队伍。油田为中心教师提供3～6个月的工程实践条件；为中心教师提供科研课题和技术问题，与企业工程技术人员联合攻关，教师在研中教；及时与企业专家共同修改、更新实验教学内容。长期从企业聘请20余名中高级工程技术管理人员承担校内外实践教学指导任务和面向全校教师和学生的“石油大讲堂”学术讲座工作。

四、系统化改革实验教学方法，提高教学效果

第一，采用师生互动的启发式、讨论式教学方法，培养学生的学习兴趣和参与意识。在组织演示与验证性、综合性实验时，教师在实验前简明扼要地讲解实验内容和要求，在实验过程中采取引导和个别辅导的方法，及时对学生提出的问题加以点拨、探讨，鼓励学生思考并解决问题，以培养学生的学习兴趣和参与意识。在整个实验过程中，教师的作用主要是启发、引导、组织和考核，通过设置问题调动学生主动思考、自学、互相讨论，分享各自在查阅资料和试验过程中学习到的相关知识，获得多样化的解决方案。

第二，采用“仿真训练与现场实践相结合”的实践教学方法，培养学生的工程实践能力。通过中心与企业深度合作，构建了一个高水平的贴近油田企业现场实际的仿真工程训练基地。借助于该模拟工程环境、仿真工程氛围的基地，学生能够进行油田生产现场的技能训练、部分生产实习、毕业实习和钻、采、集、输的实战训练，解决了学生到生产现场不能实际动手操作的问题。通过校内工程训练基地的训练、实习与校外企业的实习相结合，有利于培养学生工程实践能力和现场操作水平。

第三，采用校内外“交替式”实践的教学方法，促进学生知识向能力和素质的有效转化。为了加深学生对理论知识的理解，促进学生知识向能力和素质的有效转化，探索了校内实验教学与校外实践教学穿插交替的教学方法——针对资源勘查工程专业和地质学专业，采用室内标本及显微镜实验教学与室外野外实践教学穿插互补的教学，部分室内实验教学课程进行过程中增加了室外或野外实地教学内容，以提高学生野外综合观察分析能力。

第四，采用目标驱动实验教学方法，培养学生的创新能力和综合素质。教师给出实验项目和目标，主要由学生根据任务目标完成实验的各个环节，如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等。这种方法使学生任务目标明确，充分发挥学生的自主性，有利于培养其独力工作能力。基于项目目标驱动的实验课程包括课程设计、毕业设计、工程实训及各类创新实验项目等，要求学生选择题目后，在教师指导下独立完成。教师只是向导和顾问，帮助学生在独立研究的道路上克服各种困难，引导学生如何在实践中学习新内容、发现新思路、掌握新方法，培养了学生的合作精神、解决问题和创新等综合能力。

五、建设成效

（一）学生学习效果

通过实验教学、综合实践和创新设计项目和竞赛，学生的大石油工程综合素质、实践和创新能力得到了较大提高。近三年，学生参与的大学生创新性实验项目55项，其中国家级1项，省部级2项，校级52项。组织学生参加了全国石油工程设计大赛、全国地质技能大赛、全国大学生“挑战杯”、“中石化—三井杯”化工设计竞赛等各类大学生创新竞赛，获得省部级奖励82项，其中国家级54项，省部级28项。大学生申请专利25项，获得授权6项。学生发表第一作者论文11篇。

（二）用人单位评价

通过学校委托北京麦克斯公司对部分用人单位进行的毕业生质量调查结果显示，石油企业对我校毕业生的总体满意率达100%，其中认为“很满意”的占33%，认为“满意”的占67%。用人单位评价：“毕业生综合素质好，动手能力强，而且肯下基层，能吃苦耐劳”；“学生学习勤奋，基础扎实，有很强的工程实践能力和创新能力”。毕业生得到用人单位的广泛认可和好评。

在石油工程应用型人才培养方面取得的成效，得到了三大石油公司的充分肯定和高度评价。中石油教育指导专家组来校考察时指出：“重庆科技学院石油工程实践教学基地的建设，是国内其他学校没有的，产学研协同育人机制抓得实，工程实践能力培养有特色！”实现了学校、企业和学生“三赢”。近3年来，我校石油类专业毕业生就业率一直保持在90%以上，其中，300多学生先后进入斯伦贝谢、哈里伯顿等国际一流石油公司工作。

（三）教研教改成果

三年来，中心获得国家级教学成果奖1项、省部级教学成果奖6项，国家级特色专业建设点、卓越工程师教育培养计划、国家级精品视频公开课等质量工程项目3个，省部级质量工程项目9项，获得了市级教改立项11项，发表教研教改论文55篇，出版教材20本，在编石油高等教育“十二·五”规划教材9本。

（四）示范辐射

实验教学与改革起到了积极的辐射作用。西南石油大学、长江大学等20余所高校多次来校参观学习，他们认为中心是国内高校中第一个实现了具有真实石油工程环境的仿真实践教学，在石油行业人才的培养中发挥了不可替代的作用。多所高校正在计划建设类似的实践教学基地。

[1]关于进一步开展“十二五”高等学校实验教学示范中心建设工作的通知[R].教高司函〔2012〕197号.

[2]严欣平，李文华，柏伟.加强和创新实践教学的探索与实践[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2013（2）.