石油工程技术专业人才培养方案与课程体系数字化重构①

［摘要］以石油工程技术专业为例，通过调研人才培养方案制定、课程体系构建和传统实习实训教学等方面存在的问题，提出通过数字化手段改造升级专业，探讨数字化在人才培养方案和课程体系重构、虚拟仿真实训资源建设、教学资源库中的运用与实践，从而实现数字化提升专业人才培养质量的目标。结合克拉玛依职业技术学院石油工程技术专业数字化升级转型的实践与探索案例，总结专业在数字化改造过程中面临的困难和经验做法，提升数字化改造在专业人才培养质量方面的贡献，为专业数字化改造提供一定的经验借鉴。

［关键词］石油工程技术；数字化；课程体系；人才培养方案；实践能力

［中图分类号］ G717 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）34-0097-04

石油工程技术专业是培养石油工程领域高素质技术技能型人才的高职传统主干专业，伴随着油气产业数字化转型推广运用，数字化技术在加大油气资源勘探开发力度、加快规划建设新型能源体系、保障能源安全等方面的运用，给我国数字油田建设带来新的机遇和挑战，油田数字化建设需要向纵向升级、横向渗透，并推进油气田业务与数字智能技术深度融合，提高油田生产运行效率。在新发展格局下，石油行业正在积极开展数字化转型，在转型过程中除了技术层面对企业提出新要求，同时对员工的数字化能力需求提出了更高的要求，对于石油院校培养符合企业数字化转型需要的高素质技术技能人才成为新的人才培养目标之一，这同样对学校教师数字化素养、专业内涵建设、实验实训室建设等方面提出数字化转型升级的要求，而现有的人才培养方案与石油行业对具备一定数字化能力的高素质技术技能人才需求存在一定矛盾和急需解决的难题。克拉玛依职业技术学院石油工程专业群紧密结合油气生产产业开展专业数字化重构，在专业人才培养目标、课程体系、课程资源、实训资源和师资队伍建设等方面开展数字化转型，有效提升了专业数字化转型与产业数字化转型的契合度。

一、石油工程技术专业人才培养现状分析

（一）国内外人才培养现状

石油工程技术专业人才培养在国内外均展现出了不同的特点与发展阶段。国际上，许多石油工程教育发达的国家，如美国、加拿大等，已经实现了课程内容的现代化、教学方法的创新，以及教学资源的数字化。例如，美国石油工程专业的课程体系中广泛融入了数据分析、模拟仿真等先进技术，以培养学生解决复杂工程问题的能力；国内方面，随着国家对能源战略的重视，石油工程技术专业人才培养也得到了快速发展。许多高校和职业技术学院开设了相关专业，培养了大量的工程技术人才。然而，与国际先进水平相比，国内在课程内容更新、教学方法改革以及教学资源数字化方面仍存在一定差距。

（二）人才培养方案的不足与挑战

当前，石油工程技术专业人才培养方案面临多方面的不足与挑战。首先，部分课程内容未能及时反映行业发展的最新趋势，导致学生所学知识与实际工作需求脱节。其次，传统的教学方法过于注重理论知识的传授，而忽视了学生实践能力和创新思维的培养。此外，教学资源的数字化程度不高，限制了教学的个性化和精准化。数字化重构的实施，需要解决这些不足与挑战。具体来说，需要更新课程内容，引入行业最新技术和案例；改革教学方法，增加项目式、探究式学习的比例；提升教学资源的数字化水平，利用大数据和人工智能技术实现教学的个性化和精准化。通过这些措施，可以提高石油工程技术专业人才培养的质量，满足行业发展的需求。

二、石油工程技术专业课程体系现状分析

（一）现有课程体系结构

石油工程技术专业的现有课程体系通常由基础课程、专业核心课程、专业选修课程以及实践教学环节组成。这种结构旨在为学生提供扎实的理论基础和宽广的知识视野，同时注重实践能力的培养。基础课程：包括数学、物理、化学等自然科学基础，以及计算机应用基础、工程制图等工程技术基础课程。这些课程为学生提供了必要的科学素养和工程技能；专业核心课程：涵盖石油工程领域的专业知识，如油层物理、钻井工程、采油工程等。这些课程是学生专业能力的基石，通常由经验丰富的教师团队授课；专业选修课程：根据石油工程领域的技术发展和行业需求，提供多样化的选修课程，如提高采收率技术、非常规油气开采技术等，以满足不同学生的兴趣和职业发展需求。实践教学环节：包括实验室实训、企业实习、毕业设计等，旨在加强学生将理论知识应用于实际工作的能力。

（二）课程内容与教学方法分析

当前石油工程技术专业的课程内容和教学方法正面临着更新和改革的需求。一是课程内容更新。随着石油工程领域的技术进步，如水平钻井、智能完井技术等新兴技术被纳入课程内容中。同时，加强与环境保护、能源政策等相关的课程，以培养学生的全局观念。二是教学方法改革。传统的以讲授为主的教学方法需要向更加互动和参与式的教学方式转变。例如，通过案例教学、问题导向学习（PBL）、翻转课堂等方法，激发学生的学习兴趣和主动性。三是技术融合。利用信息技术，如在线学习管理系统、模拟仿真软件等，提高教学的互动性和实践性。同时，大数据和人工智能技术的应用可以为学生提供个性化的学习路径和实时反馈。四是师资队伍建设。加强教师的专业发展，鼓励教师参与行业实践，提升教师的双师型素质，以更好地将理论与实践相结合。五是教学资源数字化：建立和完善数字化教学资源库，包括电子教材、在线课程、虚拟实验室等，以支持不同学习风格的学生，并提供灵活的学习方式。

三、石油工程技术专业建设现状与数字化转型面临的困难

为了推动企业降本增效，提高企业的核心竞争力，国内各油田公司将“数字油田”建设作为其中重要的一项工程，“数字油田”将物联网、大数据、云计算等信息技术与油田生产深度融合，通过感知层、网络层和应用层的数字化转型，形成生产数字化、管理智能化、决策科学化的生产运营新模式和新业态。高职院校石油工程技术专业数字化转型滞后于油气生产产业数字化转型，一是人才培养方案和课程体系滞后于产业升级，石油企业的发展受能源供给关系和价格影响波动较大，这就造成各个石油企业对人才培养要求的差异化。传统的人才培养方案与课程体系不能很好地满足各企业对人才培养的差异化需求，造成专业培养目标和企业实际需求的矛盾。二是传统实训教学难以满足人才培养目标，石油行业普遍存在作业强度大、风险高的特点，产业技术性密集，时常面临高温高压、易燃易爆等流体介质，生产安全风险大、安全生产责任重、环境保护要求高，这就造成在教学中要持续不断加强在专业、安全、环保等方面的教学工作，而这些教学工作往往又面临着看不到、进不去、成本高、危险性大、难重现等实际困难，难以满足石油企业对人才培养的需求。三是传统教学手段不足以支撑终身学习的需求，传统的专业课程教学手段单一，信息容量较少，对学生的吸引力不强，学生学习动力不足，学习能力不强，难以适应当今国家建设的终身学习型社会的要求。

四、石油工程技术专业数字化重构整体思路

为了适应新时代对培养石油工程领域技能人才的要求，石油工程技术专业人才培养方案与课程体系数字化转型的行动研究通过将大数据、云计算、人工智能、虚拟现实等技术应用于人才培养方案和课程体系重构、虚拟仿真实训教学、教学资源库建设以及日常教学组织与实施，更新实践教学方法和手段，实现石油工程技术专业人才培养方案紧跟产业转型升级动态调整、虚拟仿真实训提升学生现场生产技术技能和应急反应能力、教学资源库支撑学生可持续终身学习需要，达到教学规律发现、教学策略制定、教学过程性评价及预警和教学结论性评价及反馈，及时调整人才培养方案与课程体系，以提升教师的教学能力、学生的实践操作能力，扩大学生学习空间的目标。

克拉玛依职业技术学院将数字化、信息化手段运用于人才培养方案和课程体系重构、建设虚拟仿真实训基地、数字化教学资源库等专业建设中，变革人才培养模式和课程体系，数字化成为石油工程技术专业在人才培养和实训教学以及个性化教学中的有效手段，破解了实践教学“高投入、高损耗、高风险”和“难实施、难观摩、难再现”的“三高三难”问题，并且建立可持续的学习资源和模式，对更好地服务建设全民终身学习的学习型社会具有重要的意义，也给专业人才培养方案与课程体系数字化重构与教育数字化转型提供了广阔的发展前景和强劲的驱动力量。通过项目实施解决了石油工程技术专业人才培养目标和企业实际需求脱节的问题，更好地满足了各企业对人才培养的差异化需求，解决了石油工程技术专业学生在实践教学及技能提升实训过程中面临“三高三难”的痛点和难点，以满足石油企业对人才技能培养的需求。教学资源库可满足石油工程技术专业学生持续学习的需求，促进全民终身学习的学习型社会、学习型大国建设。

五、石油工程技术专业人才培养方案与课程体系数字化重构的实施路径

（一）专业人才培养与课程体系紧跟产业升级，实现动态优化调整

案例通过人才培养方案与课程体系的数字化重构，建立“企业为主导、学生为主体、学校为基础”的人才培养方案与课程体系的动态评价，使校企融合进一步深入发展。利用就业数据和企业评价数据进行综合评估，获取当前企业对人才培养的需求，动态调整人才培养方案，满足企业差异化需求。利用智慧平台中对教学过程的完整记录，通过学生、企业对课程内容的评价、课程的教学反馈等，将教学和学习行为数字化，形成更客观的课程评价，持续优化课程体系。

石油工程技术专业依托石油工程相关领域企业，研究企业人才培养差异化需求，根据招生情况、就业数据和企业评价数据、第三方数据（麦可思调查）、政府人社部门发布的行业企业需求进行综合评估，获取人才培养需求。在课程体系中增加素质拓展课程人工智能基础，以培养学生掌握人工智能的基本原理和相关技术，拓展知识和技能范围，为利用人工智能技术解决能源与动力工程领域中的问题打好基础，增强学生自主学习和终身学习的意识，增强其不断学习和适应发展的能力。

（二）以虚助实，虚实结合，助力石油工程专业人才培养高质量发展

依托石油工程相关领域企业，研究企业对人才培养实践能力的需求，充分利用虚拟现实、人工智能等新技术，以产业高素质技术技能人才需求为导向，以实践能力和创新能力培养为核心，充分利用已有的石油工程专业群虚拟仿真实训中心，探索线上线下相融合的混合虚拟仿真实训教学模式，对课程体系中的实训教学进行数字化重构，进一步拓展实训内容的广度和深度，延伸实训的时间和空间，进而提升实训教学质量和实训效果，解决石油工程技术专业实践教学及技能提升实训过程中“三高三难”痛点。

石油工程领域往往具有新技术工艺更新较快、安全风险高、技能操作水平要求较高的石油工程领域企业。石油工程技术专业将岗位技能内容与数字化紧密结合，形成了虚实结合、虚拟和现实互为补充的实训教学课程体系。在行动研究的基础和环境上，专业深入校企合作企业调研，为行动研究提供了大量研究合作对象。学院近年来投入千万元已建立了石油工程专业群虚拟仿真基地，能够对专业学生开展60余项虚拟仿真实训项目，平均每年约开出1200个课时的实训项目，满足行动方案中对于虚拟仿真教学的需求。

如钻井安全与应急处理实训室充分融入虚拟仿真实训基地的“虚”与后续现场实际实训环节的“实”，为学生和教师提供逼真、生动的石油工程生产环境，从而使学生和教师都能进入虚拟环境进行角色扮演，成为与传统教育环境完全不同的教学模式，从而对突破传统教学的缺陷，对学生安全与应急处理技能的培养、学生学习积极性的调动等方面都将起到积极的作用。从而使学生能将理论知识与实操相结合，切实掌握专业实操技能，提升职业竞争力，为提升职业教育的社会认可度打下坚实的基础。