[摘  要]海洋強國戰略時代背景下,海洋成為全球油氣資源重要的接替區,深水已是未來油氣資源爭奪的主戰場。海洋油氣工程學科及專業建設是培養海洋油氣資源開發專門人才的重要保障,專業人才的培養需通過具體的課程體系來實現,而西安石油大學海洋油氣工程專業課程體系大部分仍沿用石油工程體系的構建模式。因海洋油氣開發與陸上開發的差異較大,所以課程體系難以滿足人才培養需求。本文在海洋油氣工業現狀分析的基礎上,結合海洋油氣工程專業人才培養需求,從專業培養目標、專業課體系、實踐實訓、學科交叉融合等方面重構了海洋油氣工程專業課程體系,凸顯了專業的“海洋”特色,可為其他院校構建符合海洋油氣資源開發需求的人才培養模式提供借鑒和參考。

[關鍵詞]海洋強國戰略  海洋油氣工程  專業課程體系  重構  交叉融合

基金項目:陜西本科和高等繼續教育教學改革研究項目“海洋強國戰略下海洋油氣工程專業創新人才培養體系構建與探索”(23BY070);西安石油大學教育教學改革重點項目“海洋強國戰略下海洋油氣工程專業創新人才培養體系構建與探索”(JGZD202302);西安石油大學研究生教育綜合改革研究與實踐項目“基于BOPPPS框架跨專業研究生培養的導學關系探索——以石油與天然氣工程專業為例”(2023-X-YJG002)。

海洋油氣資源已成為未來世界能源的主要接替區,我國海洋油氣資源雖豐富,但與陸上油氣相比,海上油氣的開采仍處于初級階段。黨的“十八大”特別提出了“建設海洋強國”的宏偉藍圖,為我國海洋事業發展指明了方向。2010年,教育部批復“海洋油氣工程專業”為戰略新興產業專業,進一步明確了海洋油氣工程的專業使命。同年,西安石油大學依托石油工程學科創建海洋油氣工程專業,并開始本科專業招生。海洋油氣工程專業面向深海的“開發、鉆、采、輸”培養專業人才,以滿足海洋強國戰略對人才的需求。但因海洋油氣工程專業課程體系還不夠成熟,所以,針對該專業的課程體系重構已迫在眉睫。

專業設置及專業課程體系重構背景

自20世紀50年代以來,我國陸上油氣資源開采不斷增長,同時也陸續發現了多個具有重要意義的大型油氣田,但隨著社會經濟的快速發展,對于油氣資源的需求量越來越大,油氣資源對外依存度不斷攀升,安全風險也在隨之增大。另外,隨著技術的發展,近十年全球發現的大型油氣田中,海洋油氣田占60%以上,成為多數海洋油氣經營者重要戰略資產的組成部分。我國海洋油氣資源十分豐富,僅南海就蘊藏有240億噸石油、160萬億立方天然氣和超過800億噸油當量的天然氣水合物。目前,我國海洋油氣資源勘探開發主要在鶯歌海盆地、東海凹陷盆地、渤海盆地以及珠江口盆地等區域。但相比于陸上油氣,海上油氣的開采仍處于初級階段,發展空間廣闊,國家在中長期發展規劃中也明確了“加快近海海域和深水油氣田勘探開發”的戰略。海洋油氣開發是石油與天然氣工業的未來和希望,已成為業內共識,也是不爭的事實。

黨的“十九大”要求堅持陸海統籌,加快建設海洋強國。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出要積極拓展海洋經濟發展空間。這些都是黨中央準確把握時代發展趨勢、深刻分析國內外政治經濟形勢所作出的重要戰略決策。加快海洋特別是海洋油氣資源勘探開發步伐,建設具有自主知識產權的裝備和勘探開發技術可謂是重中之重,其中培養海洋油氣工程專業創新型人才更符合國家發展需要。但國內各高校創建海洋油氣工程專業的時間較短,專業建設處于摸索階段,創新型人才體系尚不成熟。

2010年,西安石油大學創建海洋油氣工程專業;2012年專業所屬二級學科“海洋油氣工程”獲批碩士學位授權點;2015年海洋油氣工程專業實驗室獲批陜西普通本科高校實驗教學示范中心;2021年海洋油氣工程專業“海洋油氣工程”獲批“省一流本科”。當前,從行業發展和專業特點來看,海洋油氣工程專業2021版培養方案中的專業課程設置與市場需求還有一定差距。

海洋油氣工程專業課程體系的現狀

西安石油大學海洋油氣工程專業培養方案明確指出,培養掌握現代海洋油氣工程專業知識和項目管理基礎知識,具備科學研究基本技能以及計算機編程與應用能力,能從事海洋油氣開發、科學研究和項目管理的高素質復合型應用型工程技術人才,但現有的專業課程體系仍存在以下問題。

1.培養目標與核心課程匹配度較低

雖然培養方案中提出培養能從事海洋油氣開發、科學研究和項目管理的高素質復合型應用型工程技術人才,但核心課程僅有油藏物理、滲流力學、海洋平臺與結構工程、海洋鉆井工程、海洋采油工程、海洋環境與載荷、海洋油氣集輸工程、海洋腐蝕與防護。海洋油氣田的開發和科學研究,需要具有強大的石油工程專業知識,但核心課程中缺乏石油地質類課程(如石油地質基礎或者油氣田開發地質)、石油“三大工程”中缺乏“油藏工程”等課程,所以學校應強化核心課程,保證“厚專業基礎”的總體要求。在項目管理中,除了要有專業知識外,還應具有管理類知識,但專業核心課程中缺乏該類課程。學校應結合當代石油企業“走出去”的需求和步伐,刪除“項目管理與技術經濟”課程,而改為“國際項目管理師(Project Management Professional,PMP)”課程,同時鼓勵學生考取該類證書,為海洋油氣工業國際化奠定基礎。

2.專業課程內容與教學方法仍需優化

海洋油氣工程專業的課程內容主要涵蓋了油氣田勘探、開發及原油集輸,以及少量的海洋平臺與結構工程等方面的基本理論和技能。存在的問題主要是:首先,有些課程內容過于陳舊,仍采用10年前的教材,未及時增添行業的最新發展信息,如“修井工程”課程中未涵蓋新型修井工具。其次,課程內容過于理論化,學生難以理解和掌握,如部分核心課程缺乏實踐案例的引入與分析。最后,專業課程內容缺乏思政元素。例如,在“海洋采油工程”課程前,教師可用歌曲《采油姑娘》引出思政元素,激發學生學石油、愛石油、奉獻石油的熱情。

目前西安石油大學海洋油氣工程專業教師共16名,其中僅有2名具有現場工作經驗,教學方法過于陳舊且單一,缺乏必要的實踐工作經驗,在講授知識點時受傳統觀念束縛,缺乏創新性,仍以講授理論知識為主,未能將知識與礦場應用緊密結合,忽視了知識的實用性,導致學生上課無趣,甚至逃課。對此,西安石油大學應改變傳統教學理念、創新教學模式,讓學生盡可能地參與到教學過程中,以充分挖掘學生的潛能。

3.專業課程創新實踐實訓相對薄弱

實踐教學是海洋油氣工程專業實現素質教育和創新人才培養的重要環節,直接影響專業人才的培養質量,能鞏固和加深學生對理論知識的掌握,提高學生分析、解決問題的能力,以及對未來工作的適應能力。在國外的一些知名院校中,專業實踐教學的學時比理論課多,注重學生動手能力和創新能力的培養,而西安石油大學位于內陸,遠離海洋,且受海上平臺生產的限制,海洋油氣工程現有的實踐教學基本沿用石油工程專業的教學體系,即認識實習、地質實習、生產實習等,未能突出海洋油氣特色。海洋平臺上實訓很少,主要因為從安全生產角度考慮,海洋石油企業不愿意接收高校學生到海洋石油生產一線現場。另外,從經濟效益角度出發,學生去生產現場實習不會給企業產生任何經濟效益,甚至會在一定程度上影響正常生產秩序,會間接地降低經濟效益。

4.多學科交叉融合體現不充分

海洋油氣工程專業是一個多學科交融的新興學科,廣義上包括石油與天然氣工程、海洋工程等專業知識。從總體規劃來看,主要包括兩大部分:海油和海工兩個方向。但目前學校的海洋油氣工程專業主要集中于海油(海洋油氣田的開發)方向,海油與海工互相獨立,導致海油和海工嚴重脫節,難融為一體。海洋油氣工程專業培養方案中的學科交叉模塊僅有海事概論(24學時)、工程倫理(24學時)、新能源概論(32學時)和智能油田(32學時),未涉及海洋工程方面,致使學生在就業時缺乏競爭力。在海洋強國戰略背景下,該問題已成為各學科、各專業融合交叉的壁壘,所以,現有的課程體系已經不能滿足跨學科高素質復合型應用型工程技術人才培養的需求。鑒于此,可借助“大智移云物”技術(大數據、智能化、移動互聯網、云計算和物聯網等技術)拓寬學生視野,提高教學質量。

海洋油氣工程專業課程體系的重構探討

海洋強國戰略下,海洋油氣工程專業人才培養離不開合理的課程體系,但目前的課程體系不盡完善。對此,西安石油大學可以海洋強國戰略為契機,結合學校特色專業,重構海洋油氣工程專業課程體系。在扎實通識教育課程、強化學科基礎課程的同時,動態式設置具有海洋油氣工程專業特色的課程和虛擬仿真實踐平臺,如海洋特殊工藝井鉆井與完井工程、海洋油氣田開發開采理論與技術、海洋非常規天然氣水合物開發開采工程、海洋油氣集輸工程,以及海上FPSO工藝、海上油氣集輸工藝等虛擬仿真實踐平臺,引導學生掌握該領域中的實際應用,了解海洋油氣開發技術發展趨勢。學校應加強多學科間的交叉融合,將“海油”方向專業知識與“海工”方向需求相對接,為學生能夠在五年左右時間成長為海洋油氣工程領域的項目管理者或技術骨干提供基礎保障。專業課程體系重構框架如圖1所示。

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1.海洋油氣工程專業核心課程再設置,重塑培養目標

海洋油氣工程專業是順應海洋油氣開發形勢下的產物,更是一個多學科交融的新興學科,其就業方向不必拘泥于海油企業,還可考慮中石油、中石化、延長石油等企業。人才培養目標應采用“以海上石油為主、陸地石油為輔”的培養方案。與此同時,還要引導學生了解海工方向知識。基于國家油氣能源和“海洋強國”戰略的需求,依據石油行業和區域經濟社會發展需要,學校可利用大數據進行全方位調查和分析,全面整合梳理海油企業崗位,分析搭建海洋油氣工程專業人才的職業能力框架,明確崗位能力培養目標,在現有的培養方案中加強專業基礎課、擴大專業核心課程,逐步形成崗位需求—職業技能—課程體系—能力培養良性互動、層層遞進的人才培養體系。

隨著石油勘探開發裝備和技術的快速發展,我國海洋油氣開發不僅要立足于國內淺海和深水區,同時還要開拓海外市場,形成“立足國內需求、開拓國際市場”的新局面。所以,在海洋油氣工程專業培養目標中應添加“有創新思維與國際視野”或者“外語和計算機應用能力突出,具有團隊協作意識、創新意識和國際化意識”等相關的要求,為國際化人才培養奠定基礎。

2.構建海洋油氣工程專業課程動態機制,突出海洋特色

當今是技術快速發展的社會,應在海洋油氣工程專業設置中注意本領域內的前瞻技術發展,構建動態調整機制,時刻關注企業的用人需求,將用人需求與海洋油氣專業課程緊密結合。學校要圍繞產業的發展、知識的更新、技術的進步,根據實際情況進行動態調整,增加海洋特殊工藝井鉆井與完井工程、海洋油氣田開發開采理論與技術、海洋天然氣水合物開發開采工程、海洋油氣集輸工程、海洋油氣工程安全與環保等相關方面的理論知識,讓學生及時了解和掌握海洋油氣工程領域內新技術和發展趨勢的同時,突出海洋油氣工程專業的“海洋”特色。學校每2年定期修訂培養方案,形成面向海洋油氣工程專業人才需求、動態開放式的課程體系結構。另外,針對海洋油氣工程專業的應用性和實踐性,在專業課程教學中采用了“雙師同課”的教學方法,校內教師講解專業知識,企業專家結合授課內容,以案例的形式講解企業生產中的具體問題,解決了理論與實踐的脫節問題。部分專業課程采用翻轉課堂模式,同時合理運用“大智移云物”技術手段,引入課程思政教育并安排相關專業任務,讓學生自行查閱資料,尋找解決問題的途徑,以提升學生的人文素養和終身學習技能。

3.加強海洋油氣工程專業實踐實訓建設,再造高階思維

實踐教學對于工程創新人才的培養,具有非常重要的作用。目前,盡管西安石油大學海洋油氣工程專業培養方案中的實踐課比例較以前增加了4.1%,但因受到海上平臺生產限制,實踐教學仍基本沿用石油工程專業的體系,未突出海洋油氣特色。所以,學校應加強校內實踐基地建設、積極開拓校外實踐基地、整合虛擬仿真實訓平臺等,提高海洋油氣工程專業學生的實踐實訓能力。具體措施體現在:(1)在校內應建設與海洋油氣工程相關實驗室,增設創新性實驗,為本專業實踐教學提供必要的設備和設施。(2)校企共同制訂學生具體實習計劃,可采取“化整為零”的方式,組織學生進行小規模實習。(3)采用虛擬仿真實驗平臺,有效開展實驗實踐教學,避免海洋石油行業的不便。(4)利用有關生產現場的視頻資料代替現場實習,提高教學效率,節約教學成本。(5)開展各種形式的實訓學習,及時了解和掌握海油企業崗位需求和技術發展動態。總之,各種實踐實訓可促進學生鞏固和加深理論知識,培養學生的動手能力和工程實踐能力,同時還能增強學生對海洋石油工程專業的感性認識,為后續學習和工作打下堅定的基礎。

4.利用“大智移云物”技術深度挖掘課程資源,強化學科交叉融合度

海洋油氣工程專業包括海油和海工兩個方向,集成了海上油氣藏開發、鉆、采、集輸四個環節。海洋油氣工程專業以服務海洋油氣開發為目標,同時兼顧了海洋和油氣,具有明顯的多學科交叉特點。現代科學技術的發展會促進學科交叉,多學科交叉融合是完成企業所需人才培養的核心路徑。在國家油氣能源和“海洋強國”戰略背景下,西安石油大學海洋油氣工程學科加強了學科交叉的融合度,即根據現有學科(如機械、自動化、外語基礎、計算機等),利用“大智移云物”技術深度挖掘和開發課程資源(如海洋船舶原理、海洋平臺設計、海洋地質學,以及有關深水區油氣開發方面的知識),設置不同的交叉學科模塊,同時增加學科交叉模塊的比例,加強多學科交叉融合,以實現培養高素質復合型應用型工程技術人才的目標。這樣既可開拓學生的國際視野,又能有效利用網絡資源,增進不同學科之間的交叉融合度,為國際化人才培養奠定基礎。

結  語

海洋油氣工程專業課程體系的重構可適應海洋強國戰略人才需求的變化,能夠滿足不同海洋石油企業對人才的需求,既符合課程體系的預期規劃,又能使學生從人文、科學、工程等方面進一步提升綜合素質。本文意在拋磚引玉,期待更多的從事本專業人才培養的人士根據行業需求、企業需求、人才發展需求構建具有海洋特色的海洋油氣工程專業課程體系,以切實調動學生的積極性和主觀能動性,實現知識結構、能力結構、素質結構的人才培養規格,讓學生真正成為海洋石油的接班人。

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(秦國偉、趙金省、竇亮彬、曲冠政、董鳳娟、李睿:西安石油大學石油工程學院)

責任編輯:張言