石油工程研究生拔尖创新人才培养模式探讨

发布时间：2021-03-20所属分类：管理论文浏览：1次

摘 要： 摘要：世界一流大学和一流学科建设(以下简称双一流)是新时期中国高等教育领域的一项国家重点建设工程。为加强石油院校双一流建设，对中国石油大学(北京)石油工程学院油气井工程专业研究生创新型人才的系统性培养方案进行探索与实践，在建立复合型导师指导模

　　摘要：“世界一流大学和一流学科建设”(以下简称“双一流”)是新时期中国高等教育领域的一项国家重点建设工程。为加强石油院校“双一流”建设，对中国石油大学(北京)石油工程学院油气井工程专业研究生创新型人才的系统性培养方案进行探索与实践，在建立复合型导师指导模式、构建创新实践平台、优化产学研相结合的教育模式以及拓展国际化培养环境等方面展开了相关研究，取得了一定的经验和成果，有望为我国石油工程相关专业研究生培养提供一定的指导和建议。

　　关键词：油气井工程 研究生 创新人才 培养模式

　　为贯彻落实党中央、国务院关于建设世界一流大学和一流学科的重大战略决策部署，推动石油院校“双一流”建设的实施，本文1针对如何制定油气井工程专业的研究生“拔尖创新人才”培养方案开展研究，就提升科学研究水平、传承创新优秀文化、推进国际交流合作等展开详细探索和实践。

　　目前，中国各石油高校均为石油行业培养“拔尖创新人才”进行了积极的探索与实践。中国石油大学(北京)刘慧卿提出，石油工程创新型人才的培养需要努力贯彻工程教育创新的思想，重视对实践教学环节实施个性化指导，建立教学质量保障体系等重要观点[2]。中国石油大学(华东)杜殿发等人提出了“以培养多学科交叉的复合型创新人才为目标，以学生课外科技活动为载体，强调学生创新能力的提高”的人才培养模式[3]。东北石油大学张继成等人对“卓越工程师教育培养计划”进行了初步探索，强调了“突出专业优势，完善实习环境，进一步优化实践教学体系”的重要性，突出培养学生紧密结合工程实际、在实践中应用专业理论知识的能力[4]。西南石油大学石祥超等人提出了与国外知名石油高校建立联合培养模式的“石油工程国际化研究生”方式，达到“培养方法的国际化、思维方式的国际化、知识结构的国际化”的人才培养目标[5]。各高校为石油工程创新人才的培养做了积极的努力与尝试，但关于针对油气井工程专业研究生创新能力的培养模式还缺乏系统性的研究与探索，表现为学生们无法跳出限定的思维模式;缺乏活学活用、融会贯通的能力;完全依赖于老师，而自觉能动性较差;解决实际工程复杂问题的能力还较低。

　　为了提高油气井工程专业研究生的自主能动性，培养“交叉学科”的创新意识、缜密严肃的逻辑思维以及执着追求的坚持精神，以中国石油大学(北京)高压水射流钻井与完井课题组(以下简称课题组)为例，依托油气资源与工程国家重点实验室，通过6年探索，构建了一套以提高学生创新意识为目标、优化导师培养模式为保证、增强师生交流互动为主线的教育方案。以“产—学—研”循环模式贯穿整个研究生学习阶段。同时，涵盖基础学习、现场结合、小组讨论、出国交流等多方面交叉培养模式与体系，取得了一定的实践经验，望为我国石油院校石油工程尤其是油气井工程专业进一步改进拔尖创新人才的培养模式提供参考和借鉴。

　　一、建立复合型导师指导模式，丰富研究生培养沟通渠道

　　导师是知识和道德的传播者，是开启学生心灵、激发学生热情、引领学生科研生活的指导者。培养拔尖创新人才的核心内容是建立完善的导师指导培养方案。课题组一直灌输“人才培养是教师的第一学术责任”的理念[6]，以拉近师生关系为主线，完善师生互动培养机制，建立了一种复合型、多元化而严格的导师指导模式，从而及时、高效地解决研究生培养过程中遇到的难题。

　　1.建设一流的师资队伍

　　在很大程度上，教师的水平决定了学生的水平，教师的高度决定了学生的高度。故今日之责任，不在他人，而全在教师。教师强则学生强，教师进步则学生进步，教师独立则学生独立，教师视野广阔则学生视野广阔。因此，培养拔尖创新人才的关键是强化高层次人才的支撑和引领作用，加快培养和引进一批一流科学家、学科领军人物和创新团队，培养造就一支优秀教师队伍。课题组现有中国工程院院士2人，教授3人，副教授3人，高工2人，讲师2人，其中2名国家公派中美博士联合培养，1名英国Heriot-watt大学归国。课题组有关教师获得了国家杰出青年科学基金、国家“百千万人才工程”、孙越崎能源大奖、全国百篇优秀博士论文、全国百篇优秀博士论文提名、中国青年科技奖、教育部新世纪优秀人才、孙越崎青年科技奖等荣誉。除了引进高水平人才，课题组还注重对青年教师的培养，鼓励青年教师积极申请基金项目，为青年教师搭建科研平台，提供充足的资金进行科研、教学、实验、国内外学术交流。每年组织1～2次国内外高校间的学术交流访问活动，拓宽教师的国际视野、激发教师的奋斗激情。此外，课题组还重视师生互动，增强师生感情。课余时间，组织师生篮球赛、羽毛球赛、乒乓球赛、暑期实践、欢送毕业生夏日游等多项丰富多彩的活动。科研与活动相结合增强了团队整体的团结力与凝聚力，促进了师生的共同进步与发展。

　　2.严格的多元化指导模式

　　课题组打破典型的“点对点”导师指导模式，采取复合型的导师指导方式。课题组团队带头人宏观把握大类研究方向，并将团队细分为三个子方向：“新型高压射流破岩机理及提高深井钻速技术”“新型射流完井增产理论与技术”和“新型射流在非常规油气藏中的钻井完井一体化新方法”。每个子方向有2～3名教师指导，成员为博士研究生、硕士研究生以及在课题组里做毕业设计的本科生。并且，每一位博士研究生需要带1～2名相同研究方向的硕士研究生共同进行科研工作。每一位研究生的具体培养方案、研究内容与细节由子方向的教师指导，并由团队带头人审核。研究生定期向相应的指导教师汇报研究进展以及讨论后续计划安排，汇报时间与形式由子方向教师规定。除了研究方向需要导师严格把控之外，研究生期间发表的论文、专利以及学位论文答辩、汇报都有相应的严格要求。具体实施方案为：成立“论文撰写与投稿指导审查”和“专利撰写与申请指导审查”两个专项小组，由经验丰富的教师任组长，并且详细规定论文发表的各项要求，如发表期刊级别、分区规定、数量要求等。实验室全体人员在正式投稿论文和申请专利之前，需在学术沙龙会议中进行审查并提交审查表。审查表由指导教师、论文和专利审查组长、团队带头人层层签字通过之后才可投稿至期刊。严格的论文(专利)审查制度保证了研究生论文研究中数据的真实可靠性，杜绝了杜撰、抄袭、剽窃、重复发表等学术不端行为。对于研究生学位论文答辩、汇报同样需要在学术沙龙会议中进行严格的审查。博士研究生、硕士研究生、本科毕业生都需要经过预答辩和正式答辩两个环节。答辩过程除了本课题组所有指导教师参与外，还邀请课题组外的专家、教授进行评审，并且要求课题组内所有的研究生进行旁听和学习。

　　科学安排、合理分工、团队协作，进一步提高了团队工作效率。严格把控研究生期间的每一个学术成果，为学生塑造良好的学术道德环境，不仅有利于提高课题组整体科研水平，还为学生培养了良好的学术习惯和高尚的道德风尚，对学生做人、做事、做学问都大有裨益。

　　3.汇报、沙龙、讨论、比赛相补充

　　月度汇报。制定了“定期组内全体成员汇报”制度。组内每一位教师、博士研究生、硕士研究生都要上台汇报近期研究和工作进展，每月月底进行汇报。汇报内容包括：月度工作计划及完成情况(列表)、主要科研和论文工作、论文投稿与跟踪、主要存在问题与不足、实验室日常工作以及下月工作计划，博士研究生还要汇报协助辅导硕士研究生的情况。汇报时每个人都要分享近期的感悟以及目前存在问题，不仅有利于问题的及时有效解决，同时还可以让团队负责教师及时调整、改进培养方案。月度汇报给了每一位研究生展示自己的舞台，为日后求职应聘、入职汇报提前进行排练与适应。

　　星期日下午沙龙。为了丰富学生的学术活动，每周星期日下午安排学术沙龙。学术沙龙的形式多种多样，主要分为知名学者讲座、专题知识研讨、研究生论文进展汇报(每期要求课题组的博士研究生汇报个人研究进展)、论文/专利审查、教师/学生出国(会议)交流汇报与分享等一系列主题活动。从2011年至今，已成功举办83期，邀请了国内外知名专家来访30余人次。通过形式多样的沙龙活动，拓宽了学生视野，激发了学生学习兴趣，给予了学生展现自我的舞台，增强了师生、学生之间的互动与交流。

　　小组专题讨论。为鼓励和督促学生扩大文献阅读量，要求学生每周分享一篇有价值的文献，上传到各自的小组里，以供大家共同学习、阅读，激发大家的灵感。随时分享最新研究成果、SPEOnepetro文库TOP50文章、国内外高校最新科研进展等学习资料。不定期开展学术交流、研究进展汇报、技术专题讨论、实验方案构想等，采用PPT汇报、黑板研讨等多种形式。与“定期汇报”相比，小组专题讨论氛围相对轻松、活跃，师生互动性更强。

　　课题组内学术比赛。为鼓励学生科研与学习的激情，课题组不定期举办组内学术比赛。主要包括文献背诵比赛、英语口语900句背诵、经典文章阅读比赛等。文献背诵主要是相关研究领域最新文章的摘要、结论、重要段落背诵，主要选自SPEOnepetro、Elsevier、Springer等数据库收录的期刊、会议文章。文献背诵不仅提高了学生的英语口语能力，而且对学生撰写科技文章起到了重要引导作用。经典文章是非专业类英文优美散文、励志演讲、心灵鸡汤等。组内学术比赛不仅调动了学生学习的积极主动性，同时活跃了气氛，极大地增加了学生的学习热情与兴趣。

　　二、搭建创新实践平台，培养学生创新能力

　　全面性、综合性、模块化的创新平台是培养拔尖创新人才的基础，是研究生充分发挥自己才干与能力的平台。课题组基于重点实验室和国家级重大科研项目(如国家973计划、863计划、自然科学基金重大国际/重点项目、政府间国际科技创新项目等)，结合油田公司等企业的横向科研项目，搭建了科学研究与实践相结合的平台。引进了先进的仪器与设备，建设领域内国际一流的高压水射流钻完井实验室，为学生进行科研与学习提供足够的背景与资源支撑。

　　1.搭建科学研究与实践相结合的平台

　　目前，课题组以重点实验室和重大科研项目为依托，购置和引进了一大批先进的科研仪器与设备，包括多功能射流实验平台、粒子成像测速仪、超临界二氧化碳破岩装置、水力喷射压裂、液氮射流与压裂、射流围压测试、前混/后混磨料射流等实验系统，力争建设领域内国际一流的高压水射流钻完井实验室。

　　依据此创新平台，针对不同年级的学生，结合学生的自身能力和个人兴趣爱好，为研究生建立了一系列的科研创新活动，并且根据个人想法和安排及时做出调整，做到“导师把关、学生自主”的培养模式。具体的实施方案为：(1)博士研究生独立承担重大科研项目的子项目，并且带动2～3名硕士研究生，从而培养博士研究生自主创新及科研攻坚能力，同时带动低年级研究生迅速融入课题组，开启科学研究的模式。(2)积极鼓励所有学生进行广泛而深入的文献阅读，及时跟踪国内外相关课题组近几年发表的学术文章，学习别人的研究思路和研究历程。(3)鼓励学生投高水平、高质量的学术文章，重视质量，而非数量;鼓励学生申请与注册发明型专利与软件著作权。(4)鼓励学生开展室内物理模拟实验，验证自己所建立的理论模型，理论联系实际，将结果可视化，保证所研究内容的可行性。(5)研究之余，开展一些不合常规的实验尝试，通过尝试和专业领域不相关的研究方向，锻炼学生的横向思考能力以及培养其动手能力，最终找到科研的感觉——注意是感觉而不是想法——感觉到什么问题研究一下可能会很有趣。同时，触类旁通，激发学生形成一种“跨学科”研究思路，形成一连串思想的云朵，综合运用到自己的研究课题之中。经过以上措施，2011年至今，研究生独立完成科研项目9项，发表SCI/EI30篇，申请发明型专利8项，注册登记软件著作权4项。

　　2.探索本硕博一条龙式的培养模式

　　“本硕博一条龙培养模式”是指针对有志于读博士研究生的优秀本科生，从大四开始进行培养，尽早确立研究课题，提前适应研究生生活。具体的培养模式为：(1)本科阶段在大四期间即安排导师及高年级研究生辅导，提前参与实验室工作和项目;大四暑期完成托福、GRE及专业软件学习。(2)硕士研究生阶段开始承担科研项目，包括室内实验、理论研究、油田现场生产实践，并且鼓励出国学术交流。(3)博士研究生阶段开始独立承担实验室重点科研项目，带领硕士研究生团队，帮助并推荐申请校优博基金等多项科研基金和国家/企业奖学金的资助，鼓励出国与知名高校进行博士联合培养和博士后深造。“本硕博一条龙培养模式”为优秀的本科生尽早地打下了坚实的科研学术基础，提高了其学术水平，培养了其创新研究能力，缩短了学生获得博士学位的周期，保证了科学研究的连续性，并且将课题组的文化与思想深深扎根于学生心里。通过此模式，课题组已培养博士生21人，其中本科毕业直攻博士的有3人，1人在博士二年级的时候已发表3篇SCI论文，包括2篇被TOP期刊录用。此外，“全国百篇优秀博士学位论文”获得者1人、提名1人，校优博3人，“油气资源与探测国家重点实验室博士专项津贴”资助2人，“中澳天然气技术伙伴关系基金”资助2人。硕士研究生联合培养5人，分别是2人赴西班牙马德里理工大学，2人赴阿联酋阿布扎比石油学院，1人赴俄罗斯古勃金国立石油天然气大学。博士研究生赴欧美石油高校联合培养8人。实践证明，“本硕博一条龙培养模式”取得了良好的培养效果。

　　三、深化产学研相结合的教育模式，实现实践能力培养

　　作为石油工程专业的研究生，将所学知识运用到解决现场工程问题、生产问题是基本要求。因此，课题组建立了“产学研”培养模式，将“学习—实践—反馈”循环模式贯穿到整个研究生学习生涯。“产学研”培养模式是将理论研究与现场生产相结合，提高石油工程专业学生解决、处理现场复杂问题的能力，深化理论与实验、软件与硬件、室内和现场三结合：

　　(1)依托国家重点实验室和重点项目以及石油企业项目等，鼓励学生积极参与整个现场施工过程，从设计施工方案，到组装加工工具，最后赴油田现场协助解决难题，有助于学生了解现场作业，加深对专业的认识，并根据现场出现的各类问题及时调整、完善自己的研究方向和内容。现场实践包括水力喷射分段压裂施工、水力脉冲钻井工具现场测试、超短半径径向水平井技术现场试验、酸冲解堵储层改造、勘察采集页岩露头、观摩页岩气井。从2011年至今，已与企业协作完成钻完井现场试验方案75套，研究生人均上井实践1次以上，现场施工地点包括河北任丘、江苏油田、华北油田二连项目部、中原油田、普光气田、礁石坝页岩气田等，拓宽了学生们的视野，锻炼了学生们解决实际问题的能力。

　　(2)充分利用与学校合作的石油企业所提供的工作站，选送及鼓励专业型硕士研究生进入石油企业研究院进行实习，并结合现场工程实践完成学位论文。2012年至今，已培养工程硕士12人。

　　(3)邀请国内外油田现场技术专家给学生做技术报告与研讨，举办了如中国石油长城钻探公司的现场专家关于“肯尼亚地热开发的体验与思考”、大庆油田现场专家关于“套管除垢”、中国石油大学(北京)克拉玛依校区老师关于“脉冲振动钻井技术”等多场技术报告。开拓了学生视野，拉近了理论知识与现场实践的距离，启发学生思考自己的实验条件与现场的相似度，以及如何将所建理论模型与现场实例进行有机结合。

　　(4)鼓励研究生积极参与“中国石油工程设计大赛”“海洋石油钻井平台设计大赛”“Petrobowl国际石油工程知识竞赛”“SPEStudentPaperContest”论文大赛等高水平创新设计大赛。2011年至今，课题组研究生共获得“中国石油工程设计大赛”全国一等奖5项、二等奖2项、三等奖10余项;共4人代表我校参加“Petrobowl国际石油工程知识竞赛”(每年我校在全校各年级范围内选拔4～5人参加该项国际比赛)，该项比赛由全球各石油高校学生如得克萨斯大学奥斯汀分校、斯坦福大学、塔尔萨大学等同台竞技，是石油工程专业方向最高水平的知识竞赛;4人获得“SPEStudentPaperContest”论文大赛校级比赛一等奖2项、二等奖1项、三等奖1项，并作为特邀论文在我校SPE学生分会举办的每年一度“未来石油工程师”博士论坛进行宣读。

　　“产学研”模式极大丰富了研究生的现场实践经验，提高了解决和分析实际问题的能力，提升了专业素质与竞技能力，进一步增强了学生的创新精神和实践能力，以及培养了学生面对实际复杂问题保持不慌不忙、波澜不惊的心理素质。——论文作者：田守增杨睿月宋先知王海柱盛茂

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