基于多元化人才培养的立体化实践教学模式构建

钟会影 尹洪军

摘 要 介绍东北石油大学石油工程专业多元化的人才培养理念及国家级实践教学平台建设的内容，建立以时间和空间为轴的融合递进式实践教学体系，并通过对理论与实践在时间维度和空间维度上的整合优化，形成层次分明、融合递进式的实践教学模式，有效保障大学生创新能力、工程实践能力与专业知识应用能力的目标达成度。

关键词 石油工程;立体化实践教学;虚拟仿真实践教学平台;实验教学仪器

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）08-0129-03

Construction of Diversified Practice Teaching Mode based on Diversified Talent Cultivation//ZHONG Huiying， YIN Hongjun

Abstract This paper introduces the diversity of petroleum engi-neering major of our college talent training concept and content of

the construction of national practice teaching platform. A progressive

practical teaching system based on time and space is established， and

through the integration and optimization of theory and practice in

time dimension and space dimension， a distinct and fusion of pro-gressive type practice teaching mode is created. It plays a positive role in promoting students to form a virtuous circle in the aspects of

engineering practice ability， professional knowledge application ability and innovation and entrepreneurship consciousness.

Key words petroleum engineering; stereo practice teaching; virtual

simulation practice reaching platform; experiment teaching instru-ment

1 引言

《國家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确提出“牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位”，高质量、深内涵的大学人才培养已成为人们极度关注的问题[1]。作为人才培养的一个重要环节，实践教学是教师通过周密设计的实践环节，引导学生在解决特定问题的过程中形成获取知识、共享知识、运用知识、总结知识和传播知识的能力的教学方式，进而使学生在自主学习、团队合作、解决问题、融会贯通及沟通交流方面获得必要的提升。教师在实践教学中的角色应该是做导演，应在对实践教学环节进行精心组织和设计、不断改进、制定评价机制后，把实践的中心留给学生。尤其是对于工科类石油工程专业学生，实验与实习环节的强化、工程设计与综合应用的训练及自主创新的有机结合，均是其培养环节的主要组成[2]。

针对石油市场低迷，就业市场相对紧缩的实际，以高等教育多元化实施创新驱动发展战略和深入推进创意、创新、创业教育与专业教育有机融合为背景，考虑到石油企业可持续发展对多样化人才的需求及大学生个性化成长对多元化培养的需要，开展石油工程专业立体化实践教学模式的探索与研究。根据《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（国办发〔2015〕36号）精神，依托“石油工程与地质国家级实验教学示范中心”，重点着眼于以培养适应社会需要的创新型、复合型、应用型人才为引领，以创新人才培养机制为导向的内涵把握，通过系统实施石油工程“卓越工程师教育培养计划”并开展“石油工程专业开放性和创新性实验教学的改革与实践”“教育信息化视角下石油与天然气工程虚拟仿真实验资源建设与实践改革与实践”等教学改革项目研究，构建适用于东北石油大学石油工程专业多元化人才培养的立体化实践教学模式。

2 多元化人才培养模式

东北石油大学石油工程专业作为石油行业中的主干专业，以石油与天然气工程国家一级重点学科和油气田开发工程、油气井工程国家二级重点学科为支撑，已建设成为黑龙江省重点专业和国家特色专业，主要培养具有社会责任感和创新意识，能够在石油工程及相关领域从事工程设计与施工、科技开发和生产管理等方面工作的高级工程技术人才。针对目前石油企业对多元化人才培养的需求，转变人才培养理念，遵循“以能力培养为主线、课内课外相结合、实践创新长效互动”的思路，通过转变人才培养理念，突出因材施教、个性化发展;强化实践教学，提升学生理论联系实际的能力;促成学生的创新意识和创业精神，解决科学制定多元化培养模式下人才培养目标及实践教学模式方面的问题[3]。为此，在人才培养实践中提出“因材施教，强化实践;提升能力，多元发展”的人才培养理念，指导石油工程专业多元化人才培养目标的实现。

具体来讲，采用分班教学方式，按照“铁人创新班”“通用班”和“卓越工程师班”实施分类培养，实现石油工程专业创新型、复合型、应用型多类型人才的培养，解决传统培养方式下单一化和缺乏与石油企业人才需求相适应的问题。其中，着眼于创新型人才培养的“铁人创新班”在大学二年级依据学习成绩开始组班，实行导师制，尽早参加导师的研究项目，并充分利用石油工程与地质国家级实验教学示范中心平台，开展科技创新活动，积极参加各类创新大赛，对成绩优异者推荐本硕连读;复合型人才的培养采用校企合作、订单式培养方式，根据石油企业需求，每年开设若干个合作班，在大学三年级从石油工程专业或其他专业学生中面试组班，根据石油企业要求，对主要的课程实行双语授课;应用型人才则采用“3+1”的培养方式，即采用三年在学校理论学习、累积一年在现场实践训练。

目前，这种基于多元化人才培养的分班教学方式，即按照“铁人创新班”“通用班”和“卓越工程师班”的分类培养实施，有效实现石油工程专业创新型、复合型、应用型多类型人才的培养与输出，应对了传统人才培养单一化和缺乏与石油企业可持续发展需求相适应的问题。

3 实践教学平台环境建设

实践平台的建设应在教学、队伍、资源、管理和信息化等方面发挥示范和引领作用，特别地，应充分体现较为先进的实验教学理念、不断更新的实验教学体系、改革创新的实验教学方式方法、夯实而先进的实验教学队伍建设模式、先进的仪器设备配置和安全環境、先进的实验教学中心建设和管理模式及先进的实验教学信息化水平等[4]。在石油工程与地质国家级实验教学示范中心平台建设的基础上，建成“石油与天然气工程国家级虚拟仿真实验教学中心”及“石油工程国家级工程实践教育中心”，为创新型、复合型、应用型人才培养中实践教学环节的开展提供了条件保障。

传统实践教学平台环境 结合学生自主学习、仪器设备开放共享、实验教学中心信息化运行与管理的特点及需求，按照基础学科特点和专业方向，创设传统式的实践教学平台，从基础学科特点层面，创设流体力学和渗流力学实践教学平台，从专业方向上则创设钻井工程、油藏工程和采油采气工程等实践教学平台，进而通过优化实验教学项目、充实实验教学内容、拓展创新实验项目等方式丰富平台的环境。同时，突出自制仪器在实践教学环境建设及其效果实现中发挥的作用，通过设立自制实验教学仪器设备项目并积极参加全国高等学校教师自制实验教学仪器设备创新大赛及优秀作品展示活动等举措，促进自制实验教学仪器的研发与应用。

虚拟仿真实践教学平台环境 石油与天然气开发过程中许多环节发生在数千米深的地层中，无法直接观察和测定参数;有些环节环境高温高压，存在危险的有毒气体、液体及高电压，或规模巨大，操作成本高。为此，引入虚拟现实技术，建设虚拟仿真实践教学平台，可以使学生的视野穿透地层，看到地下油气藏中的存在状态，成为解决上述问题的有效途径。

考虑井场布置、各种钻井工艺和钻井工具在井筒中的工作过程、井控过程、井下复杂事故处理过程及固井完井作业过程，建成开设“钻井技术参数配合实验”“高压水力喷射破岩实验”“钻井井下工具的结构及原理演示实验”等虚拟仿真实验项目的平台。考虑采油采气的工程特点，建设虚拟仿真实践教学平台对压裂工艺全过程进行模拟仿真，让学生清楚地了解压裂整套工艺过程，形象逼真地观察到压裂过程中裂缝的形成机理及裂缝的形态，同时实现自主进行压裂优化设计及模拟施工，并计算不同施工参数下的仿真数据。建立蒸汽驱虚拟仿真技术，更加形象和直观地实现蒸汽驱原理展示、蒸汽驱井网结构展示，使学生真实了解到地下设备在井下环境中的工作状态、井底原油流动状态，掌握流体的微观分布状态、多相流体的渗流以及驱油阻力、驱油效果等。

另外，在引进新型教学设备加强硬件条件建设的同时，适应石油工程专业特殊性和实验教学需求，自主研制实验教学仪器设备，设计研发虚拟仿真实验教学软件系统，并以大学生科技实践活动和顶级学科竞赛等特色举措为载体，解决多元化人才培养中实践平台软硬件环境的建设及实践教学资源配置的问题。

4 立体化实践教学模式

以实验、实习和实训为主要组成的高校实践教学可以说是一个深度体验的过程，其与体验式学习具有高度的契合性，可以认为是体验式学习模式的一种再现，因此，对于实践教学模式的构建应遵循特色型、实用型和混合型基本原则[5]。

实践教学理念 着眼于多元化人才的培养，打破以往仅关注学生是否掌握专业基本技能和要求的实践教学理念，同时不局限于单一实验教学的实践能力训练和培养方式，将实验、实习和实训进行统筹，作为实践教学环节开展的总体思路和理念，而且将探究式教学融入常规实验项目式教学中，将石油真实生产过程融入实习、实训中，进而形成“以综合提升学生基本实践能力、创新创业能力和工程应用意识为中心”的实践教学理念。

实践教学体系 在多元化人才培养模式背景下，考虑其目标的达成需要实现对实践教学、创新训练和理论教学的互为协同，所以从大学生个性化发展与石油工程专业领域的自身特点出发，根据培养时间跨度，依次设置一年级认识实习、学科基础实验→二年级专业基础实验、生产实习、工程实训→三年级专业实验、课程设计、综合实习→四年级毕业设计、科研创新训练;根据涉及领域空间跨度，即油藏地下和地面，依次设置一年级野外露头地质实习、构造地质实习→二年级钻采、集输技能及石油开采全流程生产操作实习→三年级油田地下、地面一体化课程设计→四年级钻井—采油—油藏工程实训（“卓越工程师班”）、创新训练与设计（“铁人创新班”）及毕业设计或毕业论文，建立起以时间和空间为轴的立体化实践教学体系，解决多元化人才培养目标达成中理论与实践在时间维度和空间维度上缺乏优化和协同，以及实践教学模式针对性不强、融合递进式不鲜明的问题。

这种为适应石油工程类专业创新型、复合型、应用型人才多元化培养模式所建立的以时间和空间为轴的融合递进式实践教学体系，有效实现了从感性认识到理性认识、再到实践的客观发展规律，保证了大学生创新能力、工程实践能力与专业知识应用能力达成度的提升。

5 教学实践与应用效果

近三年来，东北石油大学石油工程专业学生充分利用多元化培养和立体化实践教学模式改革与建设的契机，在综合实践训练、科技实践活动（如国家大学生创新创业训练计划）及各级学科竞赛（如中国石油工程设计大赛、全国大学生石油科技创新创业大赛）中连续受益，毕业生就业率维持在80%左右。实践证明，在当前大学生个性化发展和低油价下石油企业对创新型、复合型、应用型人才需求双向驱动的背景下，立体化实践教学模式的构建从培养理念、教学方式、教学方法与手段到平台条件的改革与建设等方面均有一定的创新，在行业院校中具有推广应用前景和借鉴参考价值。

6 结语

本文从东北石油大学石油工程专业特点及实际出发，综合考虑大学生个性化发展与石油工程专业领域的自身特点，兼顾理论与实践、实践与创新的有效衔接和贯通，提出“因材施教，强化实践;提升能力，多元发展”的人才培养理念，强化人才培养过程中学生特点各异与社会需求多元化的有机融合，注重实践教学改革的全面性、多样性及实效性;从培养时间跨度、专业涉及领域空间跨度及培养类型差别三个维度出发，构建优化与协同时间维度、空间维度的立体化实践教学体系，提高实践教学、创新训练与理论教学的协同性，提升创新型、复合型、应用型人才多元化培养目标的达成度;构建研究式、开放式实践教学模式，形成理论与实践兼容、虚拟仿真操作与真实技能训练结合、校内与校外衔接的实践教学方法与手段，切实保障实践教学质量，提高育人水平;创建满足创新型、复合型、应用型人才培养所需的实践平台，保证学与用对接的延续性，为石油工业培养知识结构和能力结构合理的高素质人才。

参考文献

[1]王志华，曹广胜，张立刚.教育信息化视角下的虚拟仿真实验资源建设[J].实验科学与技术，2017，15（4）：152-155.

[2]冯其红，胡伟，战永平.石油工程专业大学生工程实践与创新能力培养途径改革[J].实验技术与管理，2012，29（12）：16-19.

[3]殷代印，曹广胜.基于现代工程教育体系的实践教学改革与实践[J].实验技术与管理，2013，30（10）：11-14.

[4]张剑荣.构建研究型实验教学平台 实施研究性实验教学[J].中国大学教学，2014（7）：84-87.

[5]孙向阳，李杰，徐大伟，等.应用型人才培养的新型教学模式研究[J].中国教育技术装备，2016（17）：3-4.

项目来源：黑龙江省高等教育教学改革项目“教育信息化视角下石油与天然气工程虚拟仿真实验资源建设与实践”（项目编号：20170520）。

作者：钟会影，东北石油大学石油工程学院，副教授，研究方向为油气田开发工程;尹洪军，东北石油大学石油工程学院，教授，研究方向为油气田开发工程（163318）。