新工科背景下的石化控制类工程人才培养体系的研究与实践

赵强　曹江涛　金鑫

［摘 要］课题组在石化控制类工程人才培养和教学过程中，把“产业需求、应用型人才培养和OBE理念”融合贯通，将“知识、能力、素质”融合贯通，对传统人才培养模式进行改革，打造了新工科背景下的石化控制类专业群，营造了面向生产实际的育人环境，形成了基本完善的石化控制类工程人才培养体系，培养模式改革探索成效显著，培养了一批面向石油化工产业链，服务于生产与技术管控、设备与能源管理、安全与环保监控以及生产与运营辅助决策等领域的新工科人才。改革过程与成果对行业特色高校传统专业的新工科人才培养具有一定的参考价值。

［关键词］新工科；石油化工；工程人才；“双融合贯通”

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）18-0101-04

我国石油化工行业特色高校设置的专业多为传统类型专业，面向石油化工行业的控制类专业具有几十年的办学历史，具有较强的传统性、单一性和产品性，对产业变革、国家需求、工程教育发展的适应性不强。面向石油化工产业升级转型，原有的工程教育体系已远不能满足新经济形势下企业对应用型工程技术人才的需求。因此，构建石油化工类新工科，培养具有大工程意识、绿色工程意识、全面工程意识的应用型工程技术人才是适应经济发展的必由之路。

为紧密围绕石油化工产业智能制造发展要求，做强做优做大传统优势专业，满足产业升级对石化控制类应用型人才的需求，在新工科背景下，辽宁石油化工大学（以下简称我校）跟踪石油化工类新技术，基于“产出导向”理念，对传统的石化控制类专业转型和工程人才培养问题进行了重新认识，依托国家级新工科项目和省级教学改革项目构建了“双融合贯通”的石化控制应用型工程人才培养体系，以保障石化控制类新工科人才培养质量。

一、传统石化控制类工程人才培养改革的迫切性

（一）石化控制类专业发展急需新途径

隨着石油化工、装备制造等行业向数字化、网络化、智能化转型升级，现有的石化控制类工程人才培养定位和目标不能与新时代石化产业结构升级优化“同频共振”，自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等控制类专业分散发展，人才培养定位不清晰，“以学生为中心、以需求为导向”在人才培养中体现不明显，导致毕业生在职业发展中不能达到社会、用人单位等利益相关方的期望。石化控制类专业急需主动对接行业和地方经济发展战略，大力培养以“智能油田、智能管网、智能炼化”为背景的解决复杂工程问题的应用型工程技术人才，不断探索跨学科多专业融合的新工科人才培养模式转变的新路径。

（二）石化控制类专业教学急需新模式

以往的石化控制类专业教学模式特色不突出，没有将“知识、能力、素质”与石油化工产业需求有机融合。传统工科教育只重视专业知识传授，课程体系、教学内容、实践平台与行业标准、技术进步、产业发展和区域经济建设需求结合不够紧密，导致教学模块与环节设置无法有效支撑应用型人才培养要求，不能体现行业、企业对毕业生的能力和素质要求。因此，在石化控制类工程人才培养中需要对课程体系、教学内容和方法等开展产出导向的系统性综合教学改革。

（三）石化控制类专业实践教学急需新体系

传统模式下的学生工程实践能力培养定位是基于传统专业培养而定位的，未能打破校内现有的学科专业界限，未能及时融入石化产业链转型升级要求，未能服务于新兴产业发展，工程实践能力教育体系与产业发展未能有效衔接。以往的实践教学偏重面向理论，弱化面向生产实际的能力培养，企业参与人才培养环节只停留于浅层次合作，导致校企合作的优势难以转化为应用型人才培养的动力。

二、“双融合贯通”的石化控制类工程人才培养体系探索

辽宁石油化工大学（以下简称我校）是中华人民共和国成立后建设的第一所石油工业学校，具有鲜明的石油化工特色。近年来，我校以新工科建设为突破点，改造了传统石化控制类专业，以“学生中心、产出导向”的理念为引领，积极探索支撑石油化工产业转型升级的跨专业应用型人才培养综合改革。我校在人才培养和教学过程中把“产业需求、应用型人才培养和OBE理念”融合贯通，将“知识、能力、素质”融合贯通，面向智能油田、智能管网、智能炼厂发展需求，通过与主干专业知识体系互补延伸，整体推动跨专业适度融合，以“抓素质、提能力、强实践、重创新、创特色”为人才培养理念，形成了培养目标明确、毕业要求合理、课程体系优化、教学方法先进的，具有石油化工行业背景的石化控制类工程人才培养新模式。

（一）打造新工科背景下的石化控制类专业群

石油化工行业是我国的支柱型产业，在石油化工行业转型升级、智能化发展的新时机，通过生产过程智能化的优化控制，提升生产管控自动化和实时在线优化水平，是实现石油化工产业智能化生产的关键。传统石化控制类专业按照新工科跨界融合发展理念开展的改革能够为产业发展提供源源不断的动力。

我校依托化学工程与技术、石油天然气工程的一流学科优势，以及服务地方经济与石油化工产业的产学研优势，将自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化和机器人工程等专业面向石油化工行业进行专业转型，以石油化工过程控制应用技术为主线，以应用型工程技术人才产出为导向，构建以“智能油田、智能管网、智能炼厂”为背景的石化控制类专业群。专业群在外部对接产业链需求，深入走访中石油、中石化、中海油和国家管网下属企业，深度调研新经济形势下石油化工行业所涉及的本专业新技术与跨界技术，了解企业智能化生产工艺、技术及未来发展趋势，切实掌握企业对人才的知识、能力、素质需求，通过调研分析制订明确的石化控制类工程人才培养目标。专业群在内部促进专业资源整合、互相支撑、协调发展。各专业贯彻“以学生为中心”的教育理念、产出导向的教育取向，追求持续改进的质量文化，围绕石油化工产业智能化转型升级，探索实施产教融合，构建适应石油化工行业新发展要求的人才培养模式，形成协调统一的“石化+控制”专业群人才培养方案，变“专业对口”为“专业群适应”，提升人才培养与石油化工产业发展的适应性和契合度，培养适应石油化工产业链不同需求的、具有专业交叉适应能力的复合型应用人才。

（二）实施贯通石油化工产业链的石化控制课程体系

以新工科建设为导向，结合石油化工行业智能发展新要求，围绕知识、能力和素质的贯通融合，找准定位、找到切入点，系统设计了支撑专业定位、培养目标和毕业要求，贯通“石化产业链+控制专业群”主脉络的课程体系。第一，在通识教育层次，开设数据科学与智能技术概论、石油化工与智能制造概论、石化生产项目管理等跨学科课程，紧密结合石油化工智能制造，全面推进石油化工文化普及教育课程改革，引领学生了解智能炼化、智能管网等先进工艺流程，增强学生能源战略意识。第二，石化控制专业群在前两年建设了统一的学科基础类课程平台，开设了大类平台课程，使群内学生形成了统一协调的专业体系认知，适应石油化工企业对控制类工程人才的需求。第三，将专业教育课程与石油化工产业链对接，围绕产业链各工艺环节、石油化工智能制造完善修订课程教学大纲，重构课程教学内容和教学要求，将“石化+控制”“控制+智能”贯穿教学全过程，如图1所示。

（三）探索面向生产实际的课程教学模式

教师因课制宜，结合新经济形势下的新技术发展趋势加强教学设计，采用基于问题的渐进式、工程案例互动式与研讨式、項目合作探究式、虚拟仿真与真实体验相结合的教学方法，形成了教师面向产业需求“教”、学生结合生产实际“学”的融合特色教学模式，围绕多专业交叉，拓展石化控制特色教学覆盖广度；依据企业生产实际，拓展石化控制特色教学内容深度；围绕智能制造工艺发展，提升石化控制特色教学高度。

聘请行业专家，合理利用雨课堂、学习通等在线教学平台开展企业专家在线授课。企业专家在线讲授智能仪表、先进控制技术、MES、ERP等新装备、新技术在企业的实际应用；利用5G网络开展视频教学，对现场的实际设备情况、工况等进行直播讲解。

加强持续改进质量文化建设。根据新工科建设要求，智能炼化对人才知识、能力、素质的要求，构建质量标准要求和评价机制，对课堂教学、课程考核、实验与实训、认识实习和生产实习、课程设计、毕业设计（论文）等主要教学环节定期进行质量评价分析，形成分析报告，并将其作为持续改进质量文化建设的主要依据。定期开展由用人单位、教师、学生共同参与的教学质量内部评估，收集内外部评价信息并进行综合分析，针对教学过程中存在的问题和薄弱环节，采取有效的纠正与预防措施，以保障持续改进效果。

（四）构建全产业链石化控制新工科实践教学体系

依托国家级石油化工过程控制实验教学示范中心、石化测控虚拟实验教学中心和省级石油化工产业链实物仿真实训培训基地等丰富的实践教学资源，专业群将课程实践覆盖油气钻采、油气集输、石油加工、石油化工、精细化工和智能仓储物流等石油化工全产业链。专业群贯彻“搭建平台、完善体系、项目驱动、强化实践”的理念，打造了以工程能力培养为核心，涵盖应用基础平台、特色专业平台、校企合作平台、个性发展与创新4个平台，实施校内外、课内外两个结合，开展基础实践、专业提升、工程应用和高技能综合创新4个层次教学的石化控制新工科实践教学体系，如图2所示。

在实践教学环节，增加适合新形势下的新工科实践教学课程，将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入实践教学过程，运用反绎推理的思路重构石化控制类实践课程体系，让实践课程体系回归工程范式教育的本源。坚持交融、跨界、创新，鼓励学科交叉、融合、渗透与跨界，设计能够培养学生解决复杂工程问题能力的实验项目，制定能够体现石化控制大工程观、绿色工程教育、全面工程教育等新理念的实践教学大纲。通过针对性地模拟石油化工产业链实际生产工况，创建实施了理论与实践并行、练与学交融互动、企业工况与实践教学结合、虚拟与真实场景复合等教学模式，使学生身临其境地开展学习。依托产业链平台建立工厂生产模型，实现对石油化工企业的厂级生产流程的完全模拟，在实践教学中普及“石化+控制”的创新理念和精神，实现了人才培养供给侧和产业需求侧结构要素的全方位融合。

在实践教学过程中，实行学生自学、教师指导、团队研习、项目检验、专家点拨相结合的教学模式，实施育人理念、平台资源、学生管理全开放的开放型管理体制。探索形成“教师与学生融为一体、不同专业的学生融为一体、校内实践与校外实习融为一体”的自主性、研究性、实践性学习模式和以“工程实训→项目培训→创新竞赛→自主创新”为结构的创新能力培养模式。

（五）优化石化控制校企协同育人机制

建立“工程导向、企业参与、优势互补、协同共享”的校企协同育人机制。专业群与抚顺石油化工公司、恒力石化股份有限公司等省内外石油化工及其相关行业企业开展科教融合、产教融合活动，大力推进校地校企合作，建立了30余个实习、校企产学研合作和卓越工程师培养基地，通过学生挂职实习、教师服务企业、企业员工参与教学、科研成果转化为教学案例，形成了教学、科研与生产相结合的育人环境。课程群与5家企业签订了订单定制式培养协议，采用“3+1”培养模式，每年选送一定数量的大四学生到企业开展为期一年的顶岗实习和毕业设计。

专业群与E+H公司、浙江中控技术股份有限公司等与石油化工密切相关的高新企业深度合作，共建联合实验室、设立奖教金，将数字化、智能化工厂和实验室融入专业实践。学校、企业共同确定实践项目内容、指导实践、编写指导书，使专业群的实践教学贴近生产实际需求。专业群从用人单位反馈信息的采集、研究、利用三个阶段，构建用人单位信息反馈机制，为形成新工科背景下工程人才实践能力培养的长效机制做了补充。

三、结语

随着“两化融合”在石油化工产业的快速发展，以人工智能、大数据和互联网技术为引擎的智能炼化正在成为我国未来石油化工产业发展的一个重要方向，因此石油化工产业对能够适应产业转型升级、具有石油化工背景的控制类专业毕业生需求旺盛。为满足石油化工产业当前和未来智能化升级转型的发展需求，培养适应新时代石油化工产业发展的控制类应用型人才是我校新工科建设的重要任务。我校信息与控制工程学院基于70年面向石油化工应用型人才培养的工作基础，于2012年开始了石化控制类应用型工程人才培养改革的探索，于2016年、2020年两次修订培养方案，开展了面向新工科的石化控制类应用型人才培养改革，形成了完整的人才培养体系。我校教学改革获得了省级教学成果二等奖2项，并为2项国家级新工科项目提供了有力支撑。多年来，专业群基于“双融合贯通”的培养理念，为石油化工行业和辽宁地方经济发展提供了人才支撑，其学生面向中石油、中石化和中海油等企业的高质量就业率达到50%以上，位居石油化工类高校前列。

［ 参 考 文 献 ］

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［责任编辑：钟 岚］