高校石油工程專業建設淺析

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［摘要］在新一輪科技革命和國際形勢復雜化等因素的綜合影響下，石油行業轉型升級的步伐也在加快，向智能化、國際化等方向發展。石油行業轉型升級對于高校相關專業建設發展提出新的需求，主要包括石油專業人才需求規模逐步回升、石油工程與人工智能復合型人才緊缺、人才國際化素養要求進一步提升等。因此，高校石油工程專業要通過探索“石油工程+人工智能”的專業培養方案、借助數字化手段提升實踐教學水平、積極開展面向國際化的人才培養改革等舉措進行專業改革，以保持專業發展的優勢與特色，增強服務行業轉型升級的能力。

［關鍵詞］行業轉型升級；石油工程；專業建設；人工智能；國際化

目前我國面臨國內外政治經濟環境深刻復雜的變化，國際石油價格持續動蕩，國內石油勘探開發難度不斷加大，石油行業發展遇到多重挑戰。同時，以大數據和人工智能為代表的新一輪科技革命正在給石油行業生產模式帶來深刻變革，能源消費格局變化正在給石油行業的長遠發展帶來較大沖擊，轉型升級成為推進石油行業高質量發展的關鍵詞[1]。2014年以來，國家提出了“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略，成為推動石油行業轉型變革的戰略指引、基本遵循和行動指南，為石油行業轉型升級提供了良好的政策環境。高校石油工程專業建設，必須從國家戰略需求出發，結合經濟社會需要謀劃新發展，與經濟社會發展同向同行。在石油行業轉型升級的大背景下，石油工程專業建設與人才培養面臨一系列新挑戰。因此，有必要深入分析行業轉型升級對人才培養需求的變化，并提出相應的專業建設改革路徑，進一步完善石油專業人才培養能力，更好地服務石油行業轉型升級。

一、石油行業轉型升級背景下的人才培養需求分析

（一）石油專業人才的數量需求逐步回升

2014年6月中央財經領導小組第六次會議，提出了“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，其中“四個革命”指：推動能源消費革命，抑制不合理能源消費；推動能源供給革命，建立多元供給體系；推動能源技術革命，帶動產業升級；推動能源體制革命，打通能源發展快車道。“一個合作”即全方位加強國際合作，實現開放條件下能源安全。同時，做出了大力提升國內油氣勘探開發力度的重要批示，為我國石油行業的高質量轉型發展提供了有力的政策支撐[2]。國內各大石油公司積極響應國家能源安全新戰略，分別制定了提升油氣勘探開發力度的行動計劃，國內原油產量連續下滑的勢頭得到有效遏制，行業復蘇回暖。在2021年召開的大力提升油氣勘探開發力度工作推進會上，國家能源局強調，要抓緊抓實增儲上產實施方案，加大勘探開發資金和工作量投入，力爭再發現新的大中型油氣田。在國家戰略推動下，油氣勘探開發力度將繼續提升，對于石油類人才的需求數量也開始回升。2022年度校園招聘中，中石油、中海油招聘人數再次增加，中石化連續第3年招聘人數破萬。根據國際能源署（IEA）等機構的分析，未來20年，以煤炭、石油等為代表的化石能源仍將占據能源的主體地位，占比達全球能源消費的75%，其中石油和天然氣的消費需求仍然巨大。全球石油需求至2030年將達到50億噸，仍有較大的增長空間[3]。從國內來看，經濟持續平穩增長以及全面現代化發展目標的逐步實現，我國未來的能源需求將持續增加。

（二）石油專業人才培養需要與新技術革命進一步融合

以新一代人工智能技術為代表的信息技術發展正在引發新一輪科技革命和產業變革。目前人工智能相關技術已經在金融、服務、傳統制造等諸多行業領域廣泛應用，助力行業跨越式發展。數字化轉型、智能化提升已經成為傳統產業升級的重要動力。對于石油行業，根據IFS的調研報告，全球主要行業的數字化水平約31%，而石油行業僅達到19%，仍遠低于其他行業。與此同時，石油行業也已經意識到該問題，開始積極擁抱新一輪科技革命，使人工智能成為轉型升級、高質量發展的新引擎。根據IHSMarkit公司的調研數據，近年來國際石油公司的數字化投資在總科技投入中的占比逐年升高，目前已經成為石油公司與服務商技術合作的首要領域。在2020年召開的國際石油技術大會上，超過30%的會議主題與數字化、智能化相關。在數字化浪潮面前，石油行業必須及時跟進，以保持競爭力。傳統的石油工程專業人才培養，重點圍繞油藏工程、采油工程、鉆井工程等方面進行教學，缺少數字化、智能化方面的課程設計。而計算機等專業人才，盡管具備較好的大數據、人工智能等方面的知識能力儲備，但對于石油工程場景不了解。這時就需要既懂石油工程又懂人工智能的復合型人才，以發揮出最大合力。GlobalData在2021年初的報告中，從招聘、交易、專利等多方面綜合分析了全球石油企業在人工智能方面的表現，殼牌排名第一，占據主導地位，而中石化屬于跟隨者，排名第17位，中石油表現更不理想。其中一個原因是同時具備石油工程和人工智能大數據相關專業知識的復合型人才十分稀缺，目前無法滿足石油行業數字化轉型和智能化發展的需要。此外，華為、百度、騰訊等互聯網公司目前紛紛進軍石油行業，成立石油事業部等，也成為石油工程和人工智能復合型人才的又一個新的需求地。

（三）石油專業人才的國際化素養要求進一步提升

隨著國內經濟的不斷增長，對于油氣的需求也不斷攀升。2020年，我國石油和天然氣的對外依存度分別攀升到73%和43%，是油氣進口第一大國。為此，國內石油公司紛紛走出去，不斷加強國際合作，放眼全球拓寬油氣供給渠道。2015年3月，國家發改委、外交部和商務部聯合發布了《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》，“一帶一路”進入了全面推進階段，以“一帶一路”為重點，三大石油公司在海外近40個國家擁有了100余個勘探開發項目，油氣行業國際合作空間進一步拓寬。隨著石油公司“走出去”戰略的不斷深化，對于高素質的國際化人才需求進一步加大。目前，國內高校石油工程專業在國際化人才培養方面還存在一定的差距。在過去的5年中，中國公司對于能夠開展國際化工作的人才需求超過7萬名，且還在持續增加中。但中國高校培養的求職者中，僅有不到10%的人能夠滿足國際化公司的要求[4]。隨著中國同全世界特別是“一帶一路”國家的能源合作力度不斷加大，培養一批能夠滿足國際化工作的石油工程專業人才變得更加迫切。同時，當今世界正在經歷百年未有之大變局，國際形勢風云詭譎，對于國際化人才素養提出了更高的要求，不僅要具備扎實的專業基礎，還要有順暢的國際交流能力和豐富的跨國文化與國際規范知識，能夠在跨文化背景下有效開展工作。

二、服務行業轉型升級的石油工程專業建設探索

（一）探索“石油工程+人工智能”的專業培養方案

常規石油工程專業培養方案，其培養目標的教育教學論壇2021年12月核心為面向石油行業，培養未來從事石油工程領域的設計、施工與管理、技術應用與產品開發等工作，具備解決石油工程領域復雜工程問題能力的應用型人才。在其課程體系中，核心課程包括“滲流力學”“油層物理”“油田化學”等基礎課程以及“鉆完井工程”“采油工程”“油藏工程”等專業課程[5]。計算機相關的課程主要為大學計算機基礎、C語言或VB語言程序設計，在整個培養方案中占比較少。為了培養服務石油行業數字化轉型、智能化提升的專業人才，首先在培養目標上增加掌握基本的大數據和人工智能技術等相關表述，并在課程設計上調整或增開相關課程。如考慮到Python語言在人工智能領域的優勢，可以考慮將C語言或VB語言程序設計課程改為Python程序設計。增加“數據庫與大數據技術”“人工智能技術”“數據挖掘分析”等課程，同時考慮將這些課程與石油工程專業背景有機結合，建設人工智能與智慧油田等特色課程，使學生在學習人工智能等新一代信息技術的同時，充分了解這些技術在石油工程中的應用場景。在此基礎上，配套石油工程大數據及智慧油田等實踐環節，進一步培養學生學以致用的能力。需要注意的是，增設人工智能相關課程必然帶來原培養方案中部分專業課程的刪減或學時的壓縮。在培養方案更新時，一方面要與油田專家充分溝通，厘清油田需求，做到合理更新。另一方面，通過第二課堂、增加課后大作業、豐富課外教學資源等手段，確保常規專業課程的教學內容和教學質量達質達標。此外，培養方案的更新是涉及學生培養的重大問題，建議通過漸進式探索的方式實施。有條件的高校可以通過組建“智慧油田”教改班的方式，優先吸納一部分對石油工程和計算機同時感興趣的同學開展教學改革探索，為后續培養方案的更新提供更科學的支撐。

（二）借助數字化手段提升實踐教學水平

石油工程專業實踐教學一直面臨成本高、不可及、不可視等一系列問題；石油設備復雜龐大、成本高昂、工藝流程復雜；大量設備處于高溫高壓運行狀態，且油氣易燃易爆，安全風險高；校內難以建設相關實踐教學設備，現場實踐受安全規范等限制，無法近距離接觸。隨著數字化技術的不斷發展，虛擬現實、數字孿生等技術手段的涌現，能夠在計算機世界中構建真實的石油工程場景，并提供交互式體驗。服務行業轉型升級的石油工程專業建設，應充分利用這些數字化手段，建設一批虛擬仿真、虛實結合的實踐教學項目，使不可視、不可及的作業場景可視化；使不可控、不可逆的場景重復再現化；使高風險、高污染作業安全環保化；使高成本、高消耗作業經濟化；使供液大場面、復雜作業情景可縮放化[6]。在此基礎上，打造新一代數字化、智能化虛擬仿真實踐教學中心，切實提升學生的石油工程實踐能力的同時，讓學生充分感受數字化轉型帶來的變革，充分認識現代技術、現代工具對于產業升級的重要性。數字化實踐教學資源的另外一個優勢在于便于共享。目前各個高校的石油工程專業以及石油企業均建設了一定數量的數字化實踐教學與培訓資源，如果能將這些資源進一步整合共享，將形成龐大的實踐教學資源庫，進一步豐富學生的實踐教學手段，提升實踐能力。為此，應積極開展高校間、高校與石油企業間的溝通與合作，謀求共識，制定數字化實踐教學資源建設的統一規范，以互聯網云計算為基礎搭建實踐教學資源共享平臺，有效提高資源共享率[7]。通過虛擬實踐，為學生提供專業技能實踐能力提升、智能化技術提升的機會，促進學生將理論轉化為實踐、將專業技能與新一代信息技術相結合。

（三）積極開展面向國際化的人才培養改革

國際化人才需要在三個能力方面著力。首先是國際水平的專業技術能力。讓學生在掌握基礎知識的同時，了解石油工程領域科技前沿，從而幫助所在企業進一步提升產品及技術的科技含量，提升國際競爭力。其次是語言交流能力。要求學生在具備基本的外語綜合應用能力基礎上，能夠順暢開展本專業領域的國際間技術交流和商務合作。最后是文化溝通能力。開展石油工程的國際化交流，不僅要掌握外語，同時要了解國際化思維方式，具備國際化眼光，能尊重理解不同的文化差異、宗教信仰、風俗習慣等。以上能力的培養具有多個實現路徑，一方面可以通過進一步完善課程體系和教學設計來實現，如開設雙語課程、在現有專業課程中增加國際前沿技術的內容等；另一方面還可以組織各類國際化活動，如外語演講比賽、海外專家講座、國際石油論壇、國際創新創業競賽活動等，營造良好的交流氛圍。此外，還可以與海外高校開展合作，開展“2+2”合作辦學等聯合培養，為學生搭建通暢的對外交流平臺。隨著來華留學生人數的不斷增加，國際化人才培養的內涵需要進一步推廣，不僅包括對中國學生的國際化能力培養，同時還應重視對來華留學生的能力培養。國際化人才培養還需要進一步提升教師隊伍的國際化水平，有必要引進一批具有海外學術背景的石油工程專業教師，同時通過各種渠道支持青年教師到國外高水平大學或研究機構訪學研修，與國外專家團隊建立密切的合作關系，共同開展科學研究等，提升教師隊伍的國際化程度[8]。此外，積極邀請海外專家學者來校開展短期講學，豐富和完善海外專家學者參與國內學生培養和科研合作的機制，助力國際化人才培養工作。

三、結語

石油行業作為保障國家能源安全的重要行業，需要充分把握“一帶一路”建設、數字革命等帶來的機遇和挑戰，積極跟蹤前沿技術，加快轉型升級。高校石油工程專業在人才培養過程中，更需要敏銳的嗅覺，積極主動地開展專業建設改革，確保專業建設始終能夠與石油行業轉型升級相適應，以滿足不斷變化的行業人才需求，同時將行業轉型升級轉變為專業發展的機會。

作者:王相 何巖峰 單位:常州大學