新工科背景下石油工程专业学生培养方式的探索

王江帅 任心晴

常州大学石油与天然气工程学院/能源学院，江苏 常州 213100

一、背景

2016 年，中国加入《华盛顿协议》，国内掀起了新工科的建设热潮，“工业4．0”、大数据人工智能等互联网技术快速发展，与“中国制造2025”“互联网+”等经济计划相应，社会发展亟须培养大量新型工科科技人才［1］。2018 年9 月，教育部联合工业和信息化部、中国工程院发布《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2．0 的意见》［2］，为新工科背景下工科人才的培养指明了方向。

科技进步是新工科建设发展的核心要义，工科人才的培养不仅影响着高校工程教育体系建设和改革，更是为国家新工科的建设与发展提供高素质的人才队伍。工科学生是新工科建设和发展的主要参与者，提升工科专业学生的学习能力、实践能力、创新能力和综合能力，适应新工科背景下社会发展，成长为能肩负科技创新使命的重要人才，是促进新工科建设发展的关键途径。因此，探索新工科背景下的学生培养方式至关重要。

新工科建设蓬勃发展，对人才的需求也倒逼高校进行工程教育改革。新工科背景下人才培养模式探索过程中，要构建多元化、多样化的人才培养模式，满足人才培养目标和就业素质要求，在体现学科专业整体发展的同时，与地方性、行业性和人才培养定位相结合，进而促进学生终身发展。本文以常州大学石油与天然气工程学院石油工程专业为例，探索适应时代发展的学生培养方式。

二、新工科背景下学生能力的培养

新工科背景下，学生专业知识、专业技能以及自我发展意识的能力是新工科时代竞争力的重要体现，更是高校培养学生的重要目标。因此，学生要坚持提高学习能力、创新发展能力、工程领导能力，不断学习前沿技术适用新变化，及时获取行业信息把握机会，创新性地对环境变化做出调整，全面发展提升就业力，才能更好地迎接挑战。

（一）学习能力

信息化时代科学技术快速发展，传统工业行业正面临转型升级，国家新工科的建设与发展亟需大量高科技工科人才，而专业技术知识是培养人才的首要标准。工科专业实践性较强，要求高校学生掌握深厚的理论基础和广阔的专业实践知识，实践中这些知识能转化为实际的工作能力，更好发挥自身价值；科学技术的快速发展也决定了工科专业学生必须具备不断学习的能力和意识，学生应在学习书本知识的同时，掌握先进技术，熟悉专业前沿知识，时刻关注行业发展最新动态，努力提高自己的行业竞争力。

（二）创新发展能力

相比传统工科，新时代对工科人才的培养提出了更高的标准和要求，更加注重人才创新意识和创新能力的培养，信息化时代是科技创新能力竞争的时代，有了创新意识和创新能力才能创造领先科技，走在行业的前沿，引领时代的发展。工科专业学生提升自我发展能力，要顺应时代发展，将个人未来发展路径与国家战略布局相统一［3］，转变传统发展思维和个人定位，有目的地培养个人创新意识和创新能力，用创新思维武装头脑，树立终身学习理念，不断更新知识库，扩大认知范围，在实践发展中创新发展。

（三）工程领导能力

新工科背景下，专业学生能力不仅限于技术水平，更应该具备综合性的领导力，它具有系统性、复杂性和综合性，是各方面能力融合发展的能力集中体［4］，只有提高工程领导能力，会分析、整合、利用行业资源，有较强的语言表达能力和组织力，才能推进团队进步，行业技术发展。工程领导能力要求工科专业学生有意识地培养大局意识和自我控制能力，在实践中锻炼综合能力，学会自我反思和自我批评，提升自我思辨力，并能根据所处的环境和当下发展状况做出合理的判断，进而提升自身的工程领导能力。

与传统工科时代不同，新工科背景要求学生有较强的学习能力、创新发展能力和工科领导能力，也就是需要学生能不断学习人工智能、云计算等前沿技术，主动获取专业信息，能提升创新水平和综合实践能力。学生个人在培养自身能力的同时，高校从师资、课程、教学、实践等各方面也进行一系列改革。在教授学生专业知识和技能的同时，更注重培养学生的自主学习能力，为未来更好适应新工科背景下技术发展打下良好基础。

三、新工科背景下石油工程学生培养方式的探索

“工业4．0”、大数据人工智能等互联网技术快速发展，新工科建设蓬勃发展，因此，面向智能化转型升级是我国工程学科服务高等教育强国建设和世界创新高地建设的重要举措［5］。工业发展向智能化转型升级，强化了传统工科发展的导向需求，推动了新工科背景下人才培养目标、培养方式、课程体系等多方面的改革。石油工程专业可以通过师资队伍建设、课程体系更新、教学改革实现学科发展与新工科背景下智能化趋势的融合，推动学科可持续发展，满足社会对石油领域技术和教育的需求，促进国家工科发展。

（一）师资队伍建设

人才强国、人才强校时代下，高水平人才竞争激烈，素质优良、结构合理的师资队伍是高校学科发展的关键点，师资队伍建设水平决定着学科的综合实力和竞争力。要实现教师队伍可持续发展，教师队伍规模和结构满足学校和学院高质量发展需求后，更需要提升存量教师队伍整体质量。

加大教师引进力度。要实现高质量发展，须有相当规模的师资队伍，学院根据石油行业发展需求，积极引进大数据、人工智能、新能源等领域的技术专家和优秀博士毕业生。

加大教师培养力度。学院积极构建科学、全面的培训体系，将思想政治教育、法律法规及案例分析、指导经验、人工智能技术等内容纳入培训体系，全面提升教师能力水平；积极联系国内外知名高校和科研单位，为在职教师提供国内外深造的机会，持续提升导师指导能力和指导水平，努力创建一支有理想信念、道德情操、扎实学识的师资队伍。

加大教师激励力度。学院开展“最美团队”“最美教师”等优秀教师评选活动，发挥优秀师德典型的激励、导向、示范作用，营造以文化人、以德育人的良好氛围，加强教师思想建设、建立育人文化；为推进高水平建设，制定相应培育激励计划，对教师项目、论文、专利、成果鉴定、成果奖等科研成果进行激励。

加强校企合作。新工科背景下培养优秀人才，需要充分发挥学科产学研合作优势，引入行业元素，考虑企业需求，企业开展实践教学，促进人才培养与行业、产业需求相适应，教学过程与生产实践对接，切实提高学生实践创新能力；聘用具有行业影响力的企业专家，扩大研究生导师队伍，提升企业导师对研究生现场知识学习与应用，促进学生全面发展。

（二）课程体系建设

学科要有前瞻意识，面向科技领域不断凝练学科方向，根据社会需求，优化人才培养方案，建设具有融合性、贯通性、交叉性和自主性的课程体系。

定时修订完善培养方案。培养方案要根据国家、教育部等要求，不断进行修订和完善，以培养基础知识扎实、实践能力强、具有创新精神和社会责任感的高素质优秀人才为目标，以能力导向、改革创新、国际化视野等人才培养基本原则，优化课程设置安排，根据前沿知识和技术，开设相关课程，合理设置理论课和实验课的比例。

课程体系设计应坚持工程与科学相融合、理论与实践相融合。石油工程专业基础课程包括人工智能与油气工程、高等传热学、高等工程热力学和高等流体力学等学位课程。在教授专业知识的同时，也整合了计算机、材料和能源动力等学科基础知识和方法，这有利于培养学生利用多学科知识建立工程模型和系统；油藏数值模拟、现代分析测试技术、提高采收率原理与方法、油气井工程测控理论与方法等课程，采用“讲授+实验+团队合作”形式，注重培养学生利用理论科学知识解决实际应用工程问题的能力。

课程体系整体上要确保其连贯性和完整性。石油工程专业课程在深化工程专业课程内容的同时，增加计算机方面学科基础课程，拓展学科知识；科研项目、实验实践活动与常规课程相融合，拓展学生课程知识，可以选择与课程教学相关的研究项目，也可以利用学科平台研究课程教学中感兴趣但未提及的内容，进一步提高综合实践能力，从整体上确保课程体系的完整性。

课程体系要兼具基础性和学科交叉性。新工科背景下，石油工程课程体系以技术发展趋势和社会需求为导向，需确保经典与前沿、交叉性与个性化要求。学科交叉指通过跨学科、跨学院的课程实现多学科的融合，这种交叉不是几个学科专业课程的简单拼凑，而是根据某一方向或技术实现在石油工程专业的高效应用。例如，在专业大数据智慧油田研究方向上，开设《人工智能与油气工程》《油藏数值模拟》等课程，围绕智慧油田、提高采收率、油气钻井及储层保护等生产需求，结合人工智能、数值模拟、材料合成与改性等技术，促进非常规油气的钻采、提高采收率及集输一体化等方面的研究。同时，一些专业课程依托学科平台和科研项目，采用团队教学方式，进而确保课程交叉性。

课程体系应坚持以自主学习为主，课程教学环节注重提高学生自主学习程度，实践教学环境则要加深学生自主探究程度，鼓励学生坚持问题导向式学习、依托项目式学习、小组合作式学习。大多数专业课程由课堂讲授、实验教学、自主学习三部分组成，学生需要利用课堂外的时间自主学习，理解消化课程内容并完成相应的作业，及时巩固所学知识准备阶段性的测试；课堂教学环节教师通过问题导向进行知识的教授，侧重小组讨论、团队合作和项目练习等研究型学习；实验课程则注重培养学生自主设计、开展实验能力和团队合作能力，需要学生根据实际问题提出假设、建立模型、收集数据、开展实验，从知识学习变为主动探究，积极与指导教师保持交流沟通。

（三）教学方式改革

新工科背景下，随着人工智能、大数据等新兴技术在工程领域的广泛应用与发展，对当前的教学理念与方式也提出新的要求，教师要及时更新教育理念，改变课堂教学、实践教学、考核评价等方式，不断拓宽培养范围、加深培养内容，注重思辨技能和情感特质的培养。

教师要及时更新教学理念。教师只有主动识变、应变、求变，才能积极应对新工科下人工智能等科技带来的挑战。新时代的学生拥有较高的数字技术和个性化学习要求，教师在新形势下要不断提升自我，积极学习计算机等科学技术，通过研修、访学等方式更新知识体系，拓宽教学范围、加深教学内容；新时代需要以人的全面发展为价值追求，教学追求的价值不在于教授学生知识方面取得的结果，而在于力求发展学生的思维能力并强化学生主动探索的愿望［5］，帮助学生化知识为方法，化知识为价值，解决学生从掌握知识到运用的问题，实现由理论到实践、从知识到智慧的飞跃。

探索创新实践教学模式。传统教学方法不利于培养学生创新意识和创新能力，为实现学生从被动接收理论知识到主动学习的转变，启发学生的创新思维，应探索理论与实践相结合的教学方式。校企合作教学是理论与实践相结合最有效的方式，高校为企业提供人才资源，企业为高校提供实践基地，充分利用资源，发挥各自优势，真正做到理论联系实际，学生在实践中检验理论、检验技术和方法的科学性。同时，实践创新成果也以专利、论文等形式展现，不断完善理论方法。

丰富考核评价方式。注重过程化考核，专业课程实行阶段测验制度，将测试成绩纳入期末课程成绩计算，有利于学生及时学习、及时复习；推动考试改革，过程考核方式多样化，在阶段性测试、期末大考的基础上，在教学过程中采用课堂表现、实验报告、PPT 讲解等多种考核形式，综合评定课程成绩；实验课程重实验动手能力和实验操作习惯的培养，实验成绩考核多元化，课程考核成绩将实验习惯、实验操作、实验结果、理论考试和实验报告纳入期末考核进行综合评定。同时，建立平时成绩记分录，制定相应的实验行为规定，违反相应规定扣分处理。

在考核评价中，更要高度重视学生科技创新能力的培养，在政策上对创新给予大力支持，如制定相应的科技创新激励机制，设立科技创新奖学金，奖励在各类创新竞赛中取得优异成绩的学生，培养学生创新意识，并激励学生努力提升创新能力；以评优评先为抓手，在评选机制上突出创新能力的重要性，适当增加创新成果的评分比重，能更好引导和激发学生的创新积极性。