行業(yè)劃轉(zhuǎn)石油類專業(yè)改造升級探索
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摘要：新工科建設(shè)中新的工科專業(yè)和傳統(tǒng)工科專業(yè)升級改造已經(jīng)成為普遍共識。傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造作為新工科的雙輪驅(qū)動之一，對于提升我國工科專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵，迎接百年未有新格局具有重要意義。針對行業(yè)劃轉(zhuǎn)石油類高校面臨的傳統(tǒng)工科專業(yè)交叉融合人才培養(yǎng)需求，通過設(shè)立校企多方互動的新工科中心，積極打造面向未來的人才培養(yǎng)模式，探索基于項目驅(qū)動的產(chǎn)學(xué)研一體化專業(yè)與行業(yè)共同體建設(shè)，構(gòu)建油氣領(lǐng)域人工智能等理論與技術(shù)與專業(yè)教育的融合教育，為傳統(tǒng)工科升級改造提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：行業(yè)院校；新工科；傳統(tǒng)工科專業(yè)；升級改造
目前，我國1100多所高校共開設(shè)了31個專業(yè)大類工科本科、201種專業(yè)，全國范圍內(nèi)共布點18600多個。高等工程教育占全國高等教育本科專業(yè)的三分之一，在校生的三分之一和畢業(yè)生乃至全世界畢業(yè)生的三分之一，我國高等教育已從精英教育步入普及教育，高等工程教育規(guī)模已位居世界第一[1]。隨著當(dāng)前第四次工業(yè)革命的發(fā)展，在催生一些新的經(jīng)濟、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的同時，也對傳統(tǒng)工業(yè)提出了新的變化，促使人才能力需求出現(xiàn)了新的變化，需要高校結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求積極對傳統(tǒng)工科專業(yè)進行升級改造以應(yīng)對產(chǎn)業(yè)變革。
1.準(zhǔn)確把握高等工程教育發(fā)展新趨勢
工程作為自然科學(xué)相關(guān)原理應(yīng)用到相關(guān)行業(yè)的社會實踐，是連接科學(xué)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的紐帶，高等工程教育作為工程技術(shù)的重要推進劑，新工科建設(shè)成為中國高等工程教育適應(yīng)國際環(huán)境、國家需求、行業(yè)發(fā)展和資源供給的重要助力，是我國主動順應(yīng)與引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的重要舉措[2]。2017年以來，諸多學(xué)者圍繞什么是新工科，如何建設(shè)新工科等進行了大量探索，2018年和2020年教育部先后立項2批共1457項國家級新工科教改項目，各個省教育主管部門也都設(shè)立了省級新工科教改項目。歷史發(fā)展有其規(guī)律，但人在其中不是完全消極被動的。只要把握住歷史發(fā)展大勢，抓住變革時機，奮發(fā)有為銳意進取，人類社會就能更好前進[3]。2017年6月22日，國務(wù)院黨組理論學(xué)習(xí)中心組學(xué)習(xí)講座上強調(diào)，新一輪世界科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育興起，它具有極大的沖擊力，正在對人類社會帶來難以估量的作用和影響，將引發(fā)未來世界經(jīng)濟政治格局深刻調(diào)整，可能重塑國家競爭力在全球的位置，顛覆現(xiàn)有很多產(chǎn)業(yè)的形態(tài)、分工和組織方式，實現(xiàn)多領(lǐng)域融通，重構(gòu)人們的生活、學(xué)習(xí)和思維方式，乃至改變?nèi)伺c世界的關(guān)系[4]。工業(yè)革命必然伴隨著重大機遇，而科技創(chuàng)新始終驅(qū)動產(chǎn)業(yè)革命。為了應(yīng)對第四次工業(yè)革命帶來的新形勢、新挑戰(zhàn)，世界各個國家都在積極行動。2014年美國GE、IBM、Cisco等龍頭企業(yè)主導(dǎo)成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC），注重以創(chuàng)新為驅(qū)動，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)、信息通信、軟件等優(yōu)勢，利用信息技術(shù)“自上而下”重塑制造業(yè)。德國發(fā)揮自身在制造裝備、自動化系統(tǒng)、工藝流程等方面優(yōu)勢，利用互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)“自下而上”改造制造業(yè)，提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略并上升為國家戰(zhàn)略，2019年德國更進一步提出“國家工業(yè)戰(zhàn)略2030”發(fā)展戰(zhàn)略。與此同時，英國出臺制造2050，法國制定“新工業(yè)法國”戰(zhàn)略，日本提出了“互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略，韓國將機器人、人工智能、自動駕駛和3D打印確立為智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主攻方向，我國也提出了“中國制造2025”。面向挑戰(zhàn)與機遇，工程教育也積極進行全球化的改革[5-7]。
2.行業(yè)劃轉(zhuǎn)石油類高校傳統(tǒng)工科專業(yè)升級改造面臨的問題
石油類高校主要專業(yè)均圍繞石油石化布局，隨著石油工業(yè)不斷向深海、極地等自然地理環(huán)境惡劣地區(qū)和深層、三高、非常規(guī)等難動用儲量延伸，迫切需要探索傳統(tǒng)工科專業(yè)與新興技術(shù)的交叉融合，培養(yǎng)適合未來石油石化行業(yè)發(fā)展要求的知識、能力、素質(zhì)深度融合人才，更好地服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)傳統(tǒng)工科專業(yè)的改造升級，以滿足石油類高校服務(wù)石油石化行業(yè)發(fā)展對人才發(fā)展的需求。(1)院系結(jié)構(gòu)與學(xué)科相對單一傳統(tǒng)工科院校院系組織模式相對固定單一，不同學(xué)科在人才培養(yǎng)方面的交流融合較為薄弱，而目前新工科建設(shè)中常常涉及多學(xué)科背景，如何打破原有組織結(jié)構(gòu)的束縛，實現(xiàn)跨學(xué)科的有效交流與融合是實現(xiàn)新工科建設(shè)的基礎(chǔ)。構(gòu)建新型跨院系的組織協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)，建立新的組織模式是解決多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)的首要問題。(2)師資隊伍學(xué)科背景單一與產(chǎn)學(xué)研平臺尚未深度融合傳統(tǒng)院系結(jié)構(gòu)下的教師團隊學(xué)科背景單一，學(xué)科交叉不足，無法滿足新工科所需的多學(xué)科背景，工程背景教師數(shù)量和工程背景深度不足，企業(yè)專家與專業(yè)互動更多留存在報告等層面，無法建立校企之間良好的互動，在新的組織結(jié)構(gòu)模式下組建多學(xué)科教師團隊和具有一定數(shù)量工程實踐背景教師將對于工程人才多學(xué)科交叉融合具有保障作用。新工科往往涉及多學(xué)科和一定的實踐，通過與專業(yè)相關(guān)企事業(yè)單位和科研院所合作打造多學(xué)科交叉融合平臺，有利于培養(yǎng)適應(yīng)程度強、創(chuàng)新程度高和融合程度深的工程人才。(3)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容和課程體系亟待改進國內(nèi)頂尖大學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系均有很強的交叉融合，但傳統(tǒng)院校受制于長期辦學(xué)方式相對單一的影響，對于新工科與傳統(tǒng)行業(yè)特色融合方面尚沒有可借鑒的先例。此外傳統(tǒng)行業(yè)院系現(xiàn)有專業(yè)人才培養(yǎng)課程設(shè)置以單一專業(yè)為主，整體課程設(shè)置中通識課程和跨院系課程特別是學(xué)科交叉課程比例較低，現(xiàn)有課程體系和教學(xué)模式在一定程度上束縛了學(xué)生創(chuàng)新和發(fā)散思維，不利于培養(yǎng)可解決復(fù)雜工程難題的創(chuàng)新人才培養(yǎng)[8-10]。
3.行業(yè)劃轉(zhuǎn)石油類高校傳統(tǒng)工科專業(yè)升級改造路徑探索
結(jié)合國內(nèi)外石油工程等石油類專業(yè)多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)，分析對比其實踐教學(xué)體系差異，構(gòu)建了西安石油大學(xué)基于多學(xué)科交叉融合教育的工科專業(yè)工程人才培養(yǎng)模式與實踐的總體設(shè)計方案，對石油類傳統(tǒng)工科多學(xué)科融合方法模式見圖1。圍繞多學(xué)科交叉融合工程人才培養(yǎng)這一中心任務(wù)，通過企業(yè)、地方政府和學(xué)校三方聯(lián)動，政府為了經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步需要多學(xué)科交叉融合工程人才，政府相關(guān)政策也為企業(yè)未來發(fā)展和學(xué)校人才培養(yǎng)指明了方向；企業(yè)為了更高質(zhì)量地發(fā)展需要多學(xué)科交叉融合工程人才支持，而多學(xué)科交叉融合工程人才也為企業(yè)的發(fā)展提供了有力支撐；高校主要職責(zé)就是培養(yǎng)人才，而培養(yǎng)企業(yè)需求等多學(xué)科交叉融合工程人才也是傳統(tǒng)行業(yè)劃轉(zhuǎn)院校的根本任務(wù)之一，同時多學(xué)科交叉融合工程人才的培養(yǎng)也為學(xué)校的發(fā)展提供了方向。構(gòu)建多方互動持續(xù)改進的培養(yǎng)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)修訂機制，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)緊密貼合行業(yè)未來趨勢。堅持以學(xué)生為中心，以石油石化行業(yè)需求多學(xué)科復(fù)合型人才和新技術(shù)融合為導(dǎo)向，樹立培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合人才理念，以學(xué)科專業(yè)一體化思想為指導(dǎo)，建立和完善由政府部門、行業(yè)專家、學(xué)校和學(xué)生及家長等多方參與，根據(jù)企業(yè)人才需求和畢業(yè)生質(zhì)量信息反饋等持續(xù)改進的人才培養(yǎng)目標(biāo)修訂機制，構(gòu)建多學(xué)科滲透交叉、新技術(shù)持續(xù)更新融入的人才培養(yǎng)方案，形成規(guī)范、健全的專業(yè)多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的目標(biāo)體系。新經(jīng)濟與新技術(shù)下傳統(tǒng)工科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)修訂工作模式見圖2。堅持面向未來經(jīng)濟發(fā)展新要求和石油工程新趨勢為導(dǎo)向，打破當(dāng)前固化的課程體系，通過變革教學(xué)方法和持續(xù)更新內(nèi)容，實現(xiàn)教與學(xué)的轉(zhuǎn)變。根據(jù)經(jīng)濟新形勢和石油石化領(lǐng)域新的挑戰(zhàn)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和能力需求建立與之適應(yīng)的課程體系，采取整合專業(yè)相關(guān)工科專業(yè)公共基礎(chǔ)課程，加強基礎(chǔ)課程對能力培養(yǎng)的多學(xué)科交叉相融，提高基礎(chǔ)課程對石油石化相關(guān)專業(yè)人才基礎(chǔ)能力培養(yǎng)的支撐力度；按照OBE理念加強核心專業(yè)課程遴選與建設(shè)，強化學(xué)生專業(yè)基本能力培養(yǎng)；方向課程選修多元模塊化，增加新技術(shù)和工程素養(yǎng)等模塊，優(yōu)化模塊類型與能力矩陣關(guān)系，拓展復(fù)合型能力培養(yǎng)；構(gòu)建以綜合性、自主性實驗為主的實驗課程體系和以項目驅(qū)動的實踐與理論合一、校企產(chǎn)學(xué)研一體化創(chuàng)新模塊，提高學(xué)生實踐能力和新技術(shù)融合能力培養(yǎng)。同時，打破專業(yè)界限，通過學(xué)科交叉融合，合理地整體優(yōu)化必修課及選修課程，通過選課制度推動學(xué)科交叉融合，適當(dāng)調(diào)整必修課程和選修課程的比例，可以讓學(xué)生有更多的自主學(xué)習(xí)空間，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。積極開展基于信息技術(shù)的教學(xué)，提高教學(xué)效率與互動性，不斷將新技術(shù)納入教學(xué)內(nèi)容，保持教學(xué)內(nèi)容的新鮮度。在原有專業(yè)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上進一步拓展，根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)建設(shè)專業(yè)，從單一傳授專業(yè)知識為主向全面培養(yǎng)適應(yīng)能力、知識遷移能力和創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變。堅持以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，加大信息技術(shù)在理論教學(xué)方面的融合，構(gòu)建由在線課程、智慧教室、教學(xué)平臺與理論教學(xué)融合推進教學(xué)方式與方法改革；實踐教學(xué)方面加大綜合實驗和自主實驗力度，以項目驅(qū)動培養(yǎng)和進一步提升學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的改革，實現(xiàn)使學(xué)生由“讓我學(xué)”到“我要學(xué)”和由“被動參與”到“主動參與”的轉(zhuǎn)變。教學(xué)內(nèi)容更新方面，及時更新課程內(nèi)容，不斷將新技術(shù)和科研新成果引入教學(xué)，加大教材建設(shè)力度，將成熟新技術(shù)、新理論及時加入教材，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教材始終與技術(shù)動態(tài)更新，保持教學(xué)內(nèi)容的新鮮度，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。構(gòu)建基于項目驅(qū)動的產(chǎn)學(xué)研一體化專業(yè)與行業(yè)共同體，探索傳統(tǒng)工科專業(yè)多學(xué)科交叉復(fù)合改造途徑與方式。堅持立德樹人根本任務(wù)，在人才培養(yǎng)方案、授課等方面實施校企合作的基礎(chǔ)上，以項目驅(qū)動校企產(chǎn)學(xué)研一體化共同體建設(shè)，探索專業(yè)改造升級途徑與方式。建立專業(yè)與學(xué)科一體化，以學(xué)校石油類學(xué)科科研基地為依托（學(xué)校國家工程中心實驗室（聯(lián)建）、教育部工程研究中心、省部級重點實驗室、省部級工程技術(shù)研究中心、陜西省實驗教學(xué)示范中心、陜西省虛擬仿真實驗中心和陜西省陜北能源化工人才培養(yǎng)基地），以承擔(dān)國家級項目的高水平教師研究課題為媒介，專業(yè)（學(xué)科）積極將自身作為產(chǎn)業(yè)中的一個環(huán)節(jié)。借助學(xué)校相關(guān)基地已有科研項目和與油田的緊密聯(lián)系，通過獲批科研項目和企業(yè)在石油石化工程領(lǐng)域相關(guān)需求研究方向設(shè)立若干產(chǎn)學(xué)研項目。選拔學(xué)有余力的學(xué)生，根據(jù)其興趣愛好加入不同研究小組，由教師指導(dǎo)不同研究小組綜合在一起組成多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)研究小組，建立四年不斷線的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，在項目驅(qū)動下積極服務(wù)行業(yè)，構(gòu)建與行業(yè)緊密結(jié)合的產(chǎn)學(xué)研共同體，實現(xiàn)企業(yè)與高校和學(xué)生的三方共贏，探索傳統(tǒng)工科專業(yè)多學(xué)科交叉復(fù)合改造途徑與方式。
作者:張益 劉易非 趙驕楊 張倩 單位:西安石油大學(xué)
