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石油工程研究生拔尖創新人才培養模式探討

發布時間:2021-03-20所屬分類:管理論文瀏覽:1

摘 要: 摘要:世界一流大學和一流學科建設(以下簡稱雙一流)是新時期中國高等教育領域的一項國家重點建設工程。為加強石油院校雙一流建設,對中國石油大學(北京)石油工程學院油氣井工程專業研究生創新型人才的系統性培養方案進行探索與實踐,在建立復合型導師指導模

  摘要:“世界一流大學和一流學科建設”(以下簡稱“雙一流”)是新時期中國高等教育領域的一項國家重點建設工程。為加強石油院校“雙一流”建設,對中國石油大學(北京)石油工程學院油氣井工程專業研究生創新型人才的系統性培養方案進行探索與實踐,在建立復合型導師指導模式、構建創新實踐平臺、優化產學研相結合的教育模式以及拓展國際化培養環境等方面展開了相關研究,取得了一定的經驗和成果,有望為我國石油工程相關專業研究生培養提供一定的指導和建議。

石油工程研究生拔尖創新人才培養模式探討

  關鍵詞:油氣井工程 研究生 創新人才 培養模式

  為貫徹落實黨中央、國務院關于建設世界一流大學和一流學科的重大戰略決策部署,推動石油院校“雙一流”建設的實施,本文1針對如何制定油氣井工程專業的研究生“拔尖創新人才”培養方案開展研究,就提升科學研究水平、傳承創新優秀文化、推進國際交流合作等展開詳細探索和實踐。

  目前,中國各石油高校均為石油行業培養“拔尖創新人才”進行了積極的探索與實踐。中國石油大學(北京)劉慧卿提出,石油工程創新型人才的培養需要努力貫徹工程教育創新的思想,重視對實踐教學環節實施個性化指導,建立教學質量保障體系等重要觀點[2]。中國石油大學(華東)杜殿發等人提出了“以培養多學科交叉的復合型創新人才為目標,以學生課外科技活動為載體,強調學生創新能力的提高”的人才培養模式[3]。東北石油大學張繼成等人對“卓越工程師教育培養計劃”進行了初步探索,強調了“突出專業優勢,完善實習環境,進一步優化實踐教學體系”的重要性,突出培養學生緊密結合工程實際、在實踐中應用專業理論知識的能力[4]。西南石油大學石祥超等人提出了與國外知名石油高校建立聯合培養模式的“石油工程國際化研究生”方式,達到“培養方法的國際化、思維方式的國際化、知識結構的國際化”的人才培養目標[5]。各高校為石油工程創新人才的培養做了積極的努力與嘗試,但關于針對油氣井工程專業研究生創新能力的培養模式還缺乏系統性的研究與探索,表現為學生們無法跳出限定的思維模式;缺乏活學活用、融會貫通的能力;完全依賴于老師,而自覺能動性較差;解決實際工程復雜問題的能力還較低。

  為了提高油氣井工程專業研究生的自主能動性,培養“交叉學科”的創新意識、縝密嚴肅的邏輯思維以及執著追求的堅持精神,以中國石油大學(北京)高壓水射流鉆井與完井課題組(以下簡稱課題組)為例,依托油氣資源與工程國家重點實驗室,通過6年探索,構建了一套以提高學生創新意識為目標、優化導師培養模式為保證、增強師生交流互動為主線的教育方案。以“產—學—研”循環模式貫穿整個研究生學習階段。同時,涵蓋基礎學習、現場結合、小組討論、出國交流等多方面交叉培養模式與體系,取得了一定的實踐經驗,望為我國石油院校石油工程尤其是油氣井工程專業進一步改進拔尖創新人才的培養模式提供參考和借鑒。

  一、建立復合型導師指導模式,豐富研究生培養溝通渠道

  導師是知識和道德的傳播者,是開啟學生心靈、激發學生熱情、引領學生科研生活的指導者。培養拔尖創新人才的核心內容是建立完善的導師指導培養方案。課題組一直灌輸“人才培養是教師的第一學術責任”的理念[6],以拉近師生關系為主線,完善師生互動培養機制,建立了一種復合型、多元化而嚴格的導師指導模式,從而及時、高效地解決研究生培養過程中遇到的難題。

  1.建設一流的師資隊伍

  在很大程度上,教師的水平決定了學生的水平,教師的高度決定了學生的高度。故今日之責任,不在他人,而全在教師。教師強則學生強,教師進步則學生進步,教師獨立則學生獨立,教師視野廣闊則學生視野廣闊。因此,培養拔尖創新人才的關鍵是強化高層次人才的支撐和引領作用,加快培養和引進一批一流科學家、學科領軍人物和創新團隊,培養造就一支優秀教師隊伍。課題組現有中國工程院院士2人,教授3人,副教授3人,高工2人,講師2人,其中2名國家公派中美博士聯合培養,1名英國Heriot-watt大學歸國。課題組有關教師獲得了國家杰出青年科學基金、國家“百千萬人才工程”、孫越崎能源大獎、全國百篇優秀博士論文、全國百篇優秀博士論文提名、中國青年科技獎、教育部新世紀優秀人才、孫越崎青年科技獎等榮譽。除了引進高水平人才,課題組還注重對青年教師的培養,鼓勵青年教師積極申請基金項目,為青年教師搭建科研平臺,提供充足的資金進行科研、教學、實驗、國內外學術交流。每年組織1~2次國內外高校間的學術交流訪問活動,拓寬教師的國際視野、激發教師的奮斗激情。此外,課題組還重視師生互動,增強師生感情。課余時間,組織師生籃球賽、羽毛球賽、乒乓球賽、暑期實踐、歡送畢業生夏日游等多項豐富多彩的活動?蒲信c活動相結合增強了團隊整體的團結力與凝聚力,促進了師生的共同進步與發展。

  2.嚴格的多元化指導模式

  課題組打破典型的“點對點”導師指導模式,采取復合型的導師指導方式。課題組團隊帶頭人宏觀把握大類研究方向,并將團隊細分為三個子方向:“新型高壓射流破巖機理及提高深井鉆速技術”“新型射流完井增產理論與技術”和“新型射流在非常規油氣藏中的鉆井完井一體化新方法”。每個子方向有2~3名教師指導,成員為博士研究生、碩士研究生以及在課題組里做畢業設計的本科生。并且,每一位博士研究生需要帶1~2名相同研究方向的碩士研究生共同進行科研工作。每一位研究生的具體培養方案、研究內容與細節由子方向的教師指導,并由團隊帶頭人審核。研究生定期向相應的指導教師匯報研究進展以及討論后續計劃安排,匯報時間與形式由子方向教師規定。除了研究方向需要導師嚴格把控之外,研究生期間發表的論文、專利以及學位論文答辯、匯報都有相應的嚴格要求。具體實施方案為:成立“論文撰寫與投稿指導審查”和“專利撰寫與申請指導審查”兩個專項小組,由經驗豐富的教師任組長,并且詳細規定論文發表的各項要求,如發表期刊級別、分區規定、數量要求等。實驗室全體人員在正式投稿論文和申請專利之前,需在學術沙龍會議中進行審查并提交審查表。審查表由指導教師、論文和專利審查組長、團隊帶頭人層層簽字通過之后才可投稿至期刊。嚴格的論文(專利)審查制度保證了研究生論文研究中數據的真實可靠性,杜絕了杜撰、抄襲、剽竊、重復發表等學術不端行為。對于研究生學位論文答辯、匯報同樣需要在學術沙龍會議中進行嚴格的審查。博士研究生、碩士研究生、本科畢業生都需要經過預答辯和正式答辯兩個環節。答辯過程除了本課題組所有指導教師參與外,還邀請課題組外的專家、教授進行評審,并且要求課題組內所有的研究生進行旁聽和學習。

  科學安排、合理分工、團隊協作,進一步提高了團隊工作效率。嚴格把控研究生期間的每一個學術成果,為學生塑造良好的學術道德環境,不僅有利于提高課題組整體科研水平,還為學生培養了良好的學術習慣和高尚的道德風尚,對學生做人、做事、做學問都大有裨益。

  3.匯報、沙龍、討論、比賽相補充

  月度匯報。制定了“定期組內全體成員匯報”制度。組內每一位教師、博士研究生、碩士研究生都要上臺匯報近期研究和工作進展,每月月底進行匯報。匯報內容包括:月度工作計劃及完成情況(列表)、主要科研和論文工作、論文投稿與跟蹤、主要存在問題與不足、實驗室日常工作以及下月工作計劃,博士研究生還要匯報協助輔導碩士研究生的情況。匯報時每個人都要分享近期的感悟以及目前存在問題,不僅有利于問題的及時有效解決,同時還可以讓團隊負責教師及時調整、改進培養方案。月度匯報給了每一位研究生展示自己的舞臺,為日后求職應聘、入職匯報提前進行排練與適應。

  星期日下午沙龍。為了豐富學生的學術活動,每周星期日下午安排學術沙龍。學術沙龍的形式多種多樣,主要分為知名學者講座、專題知識研討、研究生論文進展匯報(每期要求課題組的博士研究生匯報個人研究進展)、論文/專利審查、教師/學生出國(會議)交流匯報與分享等一系列主題活動。從2011年至今,已成功舉辦83期,邀請了國內外知名專家來訪30余人次。通過形式多樣的沙龍活動,拓寬了學生視野,激發了學生學習興趣,給予了學生展現自我的舞臺,增強了師生、學生之間的互動與交流。

  小組專題討論。為鼓勵和督促學生擴大文獻閱讀量,要求學生每周分享一篇有價值的文獻,上傳到各自的小組里,以供大家共同學習、閱讀,激發大家的靈感。隨時分享最新研究成果、SPEOnepetro文庫TOP50文章、國內外高校最新科研進展等學習資料。不定期開展學術交流、研究進展匯報、技術專題討論、實驗方案構想等,采用PPT匯報、黑板研討等多種形式。與“定期匯報”相比,小組專題討論氛圍相對輕松、活躍,師生互動性更強。

  課題組內學術比賽。為鼓勵學生科研與學習的激情,課題組不定期舉辦組內學術比賽。主要包括文獻背誦比賽、英語口語900句背誦、經典文章閱讀比賽等。文獻背誦主要是相關研究領域最新文章的摘要、結論、重要段落背誦,主要選自SPEOnepetro、Elsevier、Springer等數據庫收錄的期刊、會議文章。文獻背誦不僅提高了學生的英語口語能力,而且對學生撰寫科技文章起到了重要引導作用。經典文章是非專業類英文優美散文、勵志演講、心靈雞湯等。組內學術比賽不僅調動了學生學習的積極主動性,同時活躍了氣氛,極大地增加了學生的學習熱情與興趣。

  二、搭建創新實踐平臺,培養學生創新能力

  全面性、綜合性、模塊化的創新平臺是培養拔尖創新人才的基礎,是研究生充分發揮自己才干與能力的平臺。課題組基于重點實驗室和國家級重大科研項目(如國家973計劃、863計劃、自然科學基金重大國際/重點項目、政府間國際科技創新項目等),結合油田公司等企業的橫向科研項目,搭建了科學研究與實踐相結合的平臺。引進了先進的儀器與設備,建設領域內國際一流的高壓水射流鉆完井實驗室,為學生進行科研與學習提供足夠的背景與資源支撐。

  1.搭建科學研究與實踐相結合的平臺

  目前,課題組以重點實驗室和重大科研項目為依托,購置和引進了一大批先進的科研儀器與設備,包括多功能射流實驗平臺、粒子成像測速儀、超臨界二氧化碳破巖裝置、水力噴射壓裂、液氮射流與壓裂、射流圍壓測試、前混/后混磨料射流等實驗系統,力爭建設領域內國際一流的高壓水射流鉆完井實驗室。

  依據此創新平臺,針對不同年級的學生,結合學生的自身能力和個人興趣愛好,為研究生建立了一系列的科研創新活動,并且根據個人想法和安排及時做出調整,做到“導師把關、學生自主”的培養模式。具體的實施方案為:(1)博士研究生獨立承擔重大科研項目的子項目,并且帶動2~3名碩士研究生,從而培養博士研究生自主創新及科研攻堅能力,同時帶動低年級研究生迅速融入課題組,開啟科學研究的模式。(2)積極鼓勵所有學生進行廣泛而深入的文獻閱讀,及時跟蹤國內外相關課題組近幾年發表的學術文章,學習別人的研究思路和研究歷程。(3)鼓勵學生投高水平、高質量的學術文章,重視質量,而非數量;鼓勵學生申請與注冊發明型專利與軟件著作權。(4)鼓勵學生開展室內物理模擬實驗,驗證自己所建立的理論模型,理論聯系實際,將結果可視化,保證所研究內容的可行性。(5)研究之余,開展一些不合常規的實驗嘗試,通過嘗試和專業領域不相關的研究方向,鍛煉學生的橫向思考能力以及培養其動手能力,最終找到科研的感覺——注意是感覺而不是想法——感覺到什么問題研究一下可能會很有趣。同時,觸類旁通,激發學生形成一種“跨學科”研究思路,形成一連串思想的云朵,綜合運用到自己的研究課題之中。經過以上措施,2011年至今,研究生獨立完成科研項目9項,發表SCI/EI30篇,申請發明型專利8項,注冊登記軟件著作權4項。

  2.探索本碩博一條龍式的培養模式

  “本碩博一條龍培養模式”是指針對有志于讀博士研究生的優秀本科生,從大四開始進行培養,盡早確立研究課題,提前適應研究生生活。具體的培養模式為:(1)本科階段在大四期間即安排導師及高年級研究生輔導,提前參與實驗室工作和項目;大四暑期完成托福、GRE及專業軟件學習。(2)碩士研究生階段開始承擔科研項目,包括室內實驗、理論研究、油田現場生產實踐,并且鼓勵出國學術交流。(3)博士研究生階段開始獨立承擔實驗室重點科研項目,帶領碩士研究生團隊,幫助并推薦申請校優博基金等多項科研基金和國家/企業獎學金的資助,鼓勵出國與知名高校進行博士聯合培養和博士后深造。“本碩博一條龍培養模式”為優秀的本科生盡早地打下了堅實的科研學術基礎,提高了其學術水平,培養了其創新研究能力,縮短了學生獲得博士學位的周期,保證了科學研究的連續性,并且將課題組的文化與思想深深扎根于學生心里。通過此模式,課題組已培養博士生21人,其中本科畢業直攻博士的有3人,1人在博士二年級的時候已發表3篇SCI論文,包括2篇被TOP期刊錄用。此外,“全國百篇優秀博士學位論文”獲得者1人、提名1人,校優博3人,“油氣資源與探測國家重點實驗室博士專項津貼”資助2人,“中澳天然氣技術伙伴關系基金”資助2人。碩士研究生聯合培養5人,分別是2人赴西班牙馬德里理工大學,2人赴阿聯酋阿布扎比石油學院,1人赴俄羅斯古勃金國立石油天然氣大學。博士研究生赴歐美石油高校聯合培養8人。實踐證明,“本碩博一條龍培養模式”取得了良好的培養效果。

  三、深化產學研相結合的教育模式,實現實踐能力培養

  作為石油工程專業的研究生,將所學知識運用到解決現場工程問題、生產問題是基本要求。因此,課題組建立了“產學研”培養模式,將“學習—實踐—反饋”循環模式貫穿到整個研究生學習生涯。“產學研”培養模式是將理論研究與現場生產相結合,提高石油工程專業學生解決、處理現場復雜問題的能力,深化理論與實驗、軟件與硬件、室內和現場三結合:

  (1)依托國家重點實驗室和重點項目以及石油企業項目等,鼓勵學生積極參與整個現場施工過程,從設計施工方案,到組裝加工工具,最后赴油田現場協助解決難題,有助于學生了解現場作業,加深對專業的認識,并根據現場出現的各類問題及時調整、完善自己的研究方向和內容,F場實踐包括水力噴射分段壓裂施工、水力脈沖鉆井工具現場測試、超短半徑徑向水平井技術現場試驗、酸沖解堵儲層改造、勘察采集頁巖露頭、觀摩頁巖氣井。從2011年至今,已與企業協作完成鉆完井現場試驗方案75套,研究生人均上井實踐1次以上,現場施工地點包括河北任丘、江蘇油田、華北油田二連項目部、中原油田、普光氣田、礁石壩頁巖氣田等,拓寬了學生們的視野,鍛煉了學生們解決實際問題的能力。

  (2)充分利用與學校合作的石油企業所提供的工作站,選送及鼓勵專業型碩士研究生進入石油企業研究院進行實習,并結合現場工程實踐完成學位論文。2012年至今,已培養工程碩士12人。

  (3)邀請國內外油田現場技術專家給學生做技術報告與研討,舉辦了如中國石油長城鉆探公司的現場專家關于“肯尼亞地熱開發的體驗與思考”、大慶油田現場專家關于“套管除垢”、中國石油大學(北京)克拉瑪依校區老師關于“脈沖振動鉆井技術”等多場技術報告。開拓了學生視野,拉近了理論知識與現場實踐的距離,啟發學生思考自己的實驗條件與現場的相似度,以及如何將所建理論模型與現場實例進行有機結合。

  (4)鼓勵研究生積極參與“中國石油工程設計大賽”“海洋石油鉆井平臺設計大賽”“Petrobowl國際石油工程知識競賽”“SPEStudentPaperContest”論文大賽等高水平創新設計大賽。2011年至今,課題組研究生共獲得“中國石油工程設計大賽”全國一等獎5項、二等獎2項、三等獎10余項;共4人代表我校參加“Petrobowl國際石油工程知識競賽”(每年我校在全校各年級范圍內選拔4~5人參加該項國際比賽),該項比賽由全球各石油高校學生如得克薩斯大學奧斯汀分校、斯坦福大學、塔爾薩大學等同臺競技,是石油工程專業方向最高水平的知識競賽;4人獲得“SPEStudentPaperContest”論文大賽校級比賽一等獎2項、二等獎1項、三等獎1項,并作為特邀論文在我校SPE學生分會舉辦的每年一度“未來石油工程師”博士論壇進行宣讀。

  “產學研”模式極大豐富了研究生的現場實踐經驗,提高了解決和分析實際問題的能力,提升了專業素質與競技能力,進一步增強了學生的創新精神和實踐能力,以及培養了學生面對實際復雜問題保持不慌不忙、波瀾不驚的心理素質。——論文作者:田守增楊睿月宋先知王海柱盛茂

  相關期刊推薦:《人力資源》雜志創刊于1989年,是經新聞出版總署批準的一級期刊,是目前國內人力資源領域的實操性雜志。創刊30年來,作為人力資源領域的唯一官媒,我們始終堅持將全面推進“人才強國戰略”為己任,引領人力資源的發展方向,聚焦行業領域的發展動態,關注一線管理中的冰點與痛點,成功地為千萬HR人群提供實操技術與解決方案,為專業工作者提供人力資源管理走向的發展預估,被譽為“中國人力資源人的從業手冊”。

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