行業(yè)劃轉石油類專業(yè)改造升級探索
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摘要：新工科建設中新的工科專業(yè)和傳統(tǒng)工科專業(yè)升級改造已經成為普遍共識。傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造作為新工科的雙輪驅動之一，對于提升我國工科專業(yè)建設內涵，迎接百年未有新格局具有重要意義。針對行業(yè)劃轉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，探索基于項目驅動的產學研一體化專業(yè)與行業(yè)共同體建設，構建油氣領域人工智能等理論與技術與專業(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多所高校共開設了31個專業(yè)大類工科本科、201種專業(yè)，全國范圍內共布點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]。隨著當前第四次工業(yè)革命的發(fā)展，在催生一些新的經濟、新技術、新產業(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了新的變化，需要高校結合行業(yè)發(fā)展需求積極對傳統(tǒng)工科專業(yè)進行升級改造以應對產業(yè)變革。
1.準確把握高等工程教育發(fā)展新趨勢
工程作為自然科學相關原理應用到相關行業(yè)的社會實踐，是連接科學技術與產業(yè)發(fā)展的紐帶，高等工程教育作為工程技術的重要推進劑，新工科建設成為中國高等工程教育適應國際環(huán)境、國家需求、行業(yè)發(fā)展和資源供給的重要助力，是我國主動順應與引領第四次工業(yè)革命的重要舉措[2]。2017年以來，諸多學者圍繞什么是新工科，如何建設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，國務院黨組理論學習中心組學習講座上強調，新一輪世界科技革命和產業(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)未來世界經濟政治格局深刻調整，可能重塑國家競爭力在全球的位置，顛覆現有很多產業(yè)的形態(tài)、分工和組織方式，實現多領域融通，重構人們的生活、學習和思維方式，乃至改變人與世界的關系[4]。工業(yè)革命必然伴隨著重大機遇，而科技創(chuàng)新始終驅動產業(yè)革命。為了應對第四次工業(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)主導成立了工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟（IIC），注重以創(chuàng)新為驅動，發(fā)揮互聯(lián)網、信息通信、軟件等優(yōu)勢，利用信息技術“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)網等信息技術“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、素質深度融合人才，更好地服務區(qū)域經濟發(fā)展，實現傳統(tǒng)工科專業(yè)的改造升級，以滿足石油類高校服務石油石化行業(yè)發(fā)展對人才發(fā)展的需求。(1)院系結構與學科相對單一傳統(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，而目前新工科建設中常常涉及多學科背景，如何打破原有組織結構的束縛，實現跨學科的有效交流與融合是實現新工科建設的基礎。構建新型跨院系的組織協(xié)調結構，建立新的組織模式是解決多學科交叉融合的工程人才培養(yǎng)的首要問題。(2)師資隊伍學科背景單一與產學研平臺尚未深度融合傳統(tǒng)院系結構下的教師團隊學科背景單一，學科交叉不足，無法滿足新工科所需的多學科背景，工程背景教師數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，在新的組織結構模式下組建多學科教師團隊和具有一定數量工程實踐背景教師將對于工程人才多學科交叉融合具有保障作用。新工科往往涉及多學科和一定的實踐，通過與專業(yè)相關企事業(yè)單位和科研院所合作打造多學科交叉融合平臺，有利于培養(yǎng)適應程度強、創(chuàng)新程度高和融合程度深的工程人才。(3)現有教學內容和課程體系亟待改進國內頂尖大學教學內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)院系現有專業(yè)人才培養(yǎng)課程設置以單一專業(yè)為主，整體課程設置中通識課程和跨院系課程特別是學科交叉課程比例較低，現有課程體系和教學模式在一定程度上束縛了學生創(chuàng)新和發(fā)散思維，不利于培養(yǎng)可解決復雜工程難題的創(chuàng)新人才培養(yǎng)[8-10]。
3.行業(yè)劃轉石油類高校傳統(tǒng)工科專業(yè)升級改造路徑探索
結合國內外石油工程等石油類專業(yè)多學科交叉融合人才培養(yǎng)，分析對比其實踐教學體系差異，構建了西安石油大學基于多學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計方案，對石油類傳統(tǒng)工科多學科融合方法模式見圖1。圍繞多學科交叉融合工程人才培養(yǎng)這一中心任務，通過企業(yè)、地方政府和學校三方聯(lián)動，政府為了經濟發(fā)展和技術進步需要多學科交叉融合工程人才，政府相關政策也為企業(yè)未來發(fā)展和學校人才培養(yǎng)指明了方向；企業(yè)為了更高質量地發(fā)展需要多學科交叉融合工程人才支持，而多學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；高校主要職責就是培養(yǎng)人才，而培養(yǎng)企業(yè)需求等多學科交叉融合工程人才也是傳統(tǒng)行業(yè)劃轉院校的根本任務之一，同時多學科交叉融合工程人才的培養(yǎng)也為學校的發(fā)展提供了方向。構建多方互動持續(xù)改進的培養(yǎng)目標和標準修訂機制，實現培養(yǎng)目標和標準緊密貼合行業(yè)未來趨勢。堅持以學生為中心，以石油石化行業(yè)需求多學科復合型人才和新技術融合為導向，樹立培養(yǎng)多學科交叉融合人才理念，以學科專業(yè)一體化思想為指導，建立和完善由政府部門、行業(yè)專家、學校和學生及家長等多方參與，根據企業(yè)人才需求和畢業(yè)生質量信息反饋等持續(xù)改進的人才培養(yǎng)目標修訂機制，構建多學科滲透交叉、新技術持續(xù)更新融入的人才培養(yǎng)方案，形成規(guī)范、健全的專業(yè)多學科交叉人才培養(yǎng)的目標體系。新經濟與新技術下傳統(tǒng)工科專業(yè)培養(yǎng)目標修訂工作模式見圖2。堅持面向未來經濟發(fā)展新要求和石油工程新趨勢為導向，打破當前固化的課程體系，通過變革教學方法和持續(xù)更新內容，實現教與學的轉變。根據經濟新形勢和石油石化領域新的挑戰(zhàn)，根據培養(yǎng)目標和能力需求建立與之適應的課程體系，采取整合專業(yè)相關工科專業(yè)公共基礎課程，加強基礎課程對能力培養(yǎng)的多學科交叉相融，提高基礎課程對石油石化相關專業(yè)人才基礎能力培養(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，強化學生專業(yè)基本能力培養(yǎng)；方向課程選修多元模塊化，增加新技術和工程素養(yǎng)等模塊，優(yōu)化模塊類型與能力矩陣關系，拓展復合型能力培養(yǎng)；構建以綜合性、自主性實驗為主的實驗課程體系和以項目驅動的實踐與理論合一、校企產學研一體化創(chuàng)新模塊，提高學生實踐能力和新技術融合能力培養(yǎng)。同時，打破專業(yè)界限，通過學科交叉融合，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科交叉融合，適當調整必修課程和選修課程的比例，可以讓學生有更多的自主學習空間，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的教學，提高教學效率與互動性，不斷將新技術納入教學內容，保持教學內容的新鮮度。在原有專業(yè)內涵的基礎上進一步拓展，根據技術和經濟發(fā)展持續(xù)建設專業(yè)，從單一傳授專業(yè)知識為主向全面培養(yǎng)適應能力、知識遷移能力和創(chuàng)新能力轉變。堅持以學生為中心的教學模式，加大信息技術在理論教學方面的融合，構建由在線課程、智慧教室、教學平臺與理論教學融合推進教學方式與方法改革；實踐教學方面加大綜合實驗和自主實驗力度，以項目驅動培養(yǎng)和進一步提升學生實踐能力與創(chuàng)新能力的改革，實現使學生由“讓我學”到“我要學”和由“被動參與”到“主動參與”的轉變。教學內容更新方面，及時更新課程內容，不斷將新技術和科研新成果引入教學，加大教材建設力度，將成熟新技術、新理論及時加入教材，實現教學內容和教材始終與技術動態(tài)更新，保持教學內容的新鮮度，提升學生學習興趣。構建基于項目驅動的產學研一體化專業(yè)與行業(yè)共同體，探索傳統(tǒng)工科專業(yè)多學科交叉復合改造途徑與方式。堅持立德樹人根本任務，在人才培養(yǎng)方案、授課等方面實施校企合作的基礎上，以項目驅動校企產學研一體化共同體建設，探索專業(yè)改造升級途徑與方式。建立專業(yè)與學科一體化，以學校石油類學科科研基地為依托（學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、省部級工程技術研究中心、陜西省實驗教學示范中心、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），以承擔國家級項目的高水平教師研究課題為媒介，專業(yè)（學科）積極將自身作為產業(yè)中的一個環(huán)節(jié)。借助學校相關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)在石油石化工程領域相關需求研究方向設立若干產學研項目。選拔學有余力的學生，根據其興趣愛好加入不同研究小組，由教師指導不同研究小組綜合在一起組成多學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，在項目驅動下積極服務行業(yè)，構建與行業(yè)緊密結合的產學研共同體，實現企業(yè)與高校和學生的三方共贏，探索傳統(tǒng)工科專業(yè)多學科交叉復合改造途徑與方式。
作者:張益 劉易非 趙驕楊 張倩 單位:西安石油大學
