新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)實(shí)習(xí)平臺建設(shè)

張松航，唐書恒，湯達(dá)禎，許 浩，姚艷斌

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083

實(shí)踐教學(xué)

新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)實(shí)習(xí)平臺建設(shè)

張松航，唐書恒，湯達(dá)禎，許 浩，姚艷斌

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083

新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向是中國地質(zhì)大學(xué)（北京）適應(yīng)當(dāng)前新能源勘探開發(fā)一體化特點(diǎn)而新設(shè)立的專業(yè)方向。本文結(jié)合該專業(yè)方向的課程設(shè)置以及我校能源學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)情況，探討了新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺的硬件建設(shè)情況，同時(shí)對實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺運(yùn)行中，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、地質(zhì)軟件的培訓(xùn)及制圖、專業(yè)綜合實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)存在的問題提出了自己的看法。

新能源地質(zhì)與工程；實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺；實(shí)踐教學(xué)

當(dāng)今世界，能源形勢日益緊張，開發(fā)非常規(guī)油氣資源及油氣替代品已成為各國新能源勘探開發(fā)研究的主要課題。中國非常規(guī)新能源資源非常豐富，開發(fā)利用潛力巨大，是目前最為現(xiàn)實(shí)的接替能源，并已列入《中國石油新能源業(yè)務(wù)“十一五”發(fā)展規(guī)劃》。然而作為新興行業(yè)，新能源地質(zhì)工程相關(guān)行業(yè)人才緊缺，開展新能源勘探開發(fā)一體化的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，已成為當(dāng)務(wù)之急[1]。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院為了適應(yīng)當(dāng)前國際上新能源勘探開發(fā)的形勢，滿足我國新能源勘探開發(fā)的人才需求，在我校能源學(xué)院現(xiàn)有的資源勘查工程和石油工程兩個(gè)傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)的基礎(chǔ)上，調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)，設(shè)立了“新能源地質(zhì)工程”專業(yè)方向，并于2011年開始正式招生。經(jīng)過幾年的建設(shè)，首屆學(xué)生已進(jìn)入大學(xué)三年級專業(yè)主干課的學(xué)習(xí)階段，新能源地質(zhì)工程專業(yè)方向課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系初步完善。

然而，本專業(yè)方向大部分的專業(yè)課及部分教學(xué)環(huán)節(jié)（新能源地質(zhì)工程綜合實(shí)習(xí)和現(xiàn)場教學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)）屬首次開課，課程建設(shè)也不在斷完善中。本文就新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)實(shí)習(xí)平臺的硬件建設(shè)和軟件建設(shè)，特別是對實(shí)驗(yàn)平臺運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行了討論，希望助力新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向?qū)W生的培養(yǎng)，提高校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

一、專業(yè)培養(yǎng)課程設(shè)置

新能源地質(zhì)工程專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能夠適應(yīng)我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德、智、體、美全面發(fā)展，掌握煤層氣、頁巖氣、油頁巖、油砂、天然氣水合物等新能源及常規(guī)油氣資源地質(zhì)勘探與開發(fā)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理等相關(guān)學(xué)科的基本理論、基本知識和基本技能，能夠在生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和學(xué)校從事與新資源地質(zhì)工程及常規(guī)油氣資源地質(zhì)勘探領(lǐng)域相關(guān)的地質(zhì)勘探與開發(fā)、科學(xué)研究、管理和教學(xué)工作，在石油、石化、煤炭、國土資源行業(yè)從事新能源地質(zhì)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)與管理工作的高級工程技術(shù)人才。

本著“通識教育”與“專業(yè)教育”統(tǒng)一的原則，新能源地質(zhì)工程專業(yè)方向的課程設(shè)置包括通識教育課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)主干課和實(shí)踐性教學(xué)5部分（表1）。其中，既包含了特色的油氣地質(zhì)勘探課程，又包含有適量的油氣田開發(fā)課程，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)與工程相結(jié)合，體現(xiàn)了地質(zhì)理論與工程技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。以上課程設(shè)置使學(xué)生培養(yǎng)與新能源勘探開發(fā)一體化的經(jīng)營模式相適應(yīng)，改變了常規(guī)油氣地質(zhì)和石油工程人才分專業(yè)培養(yǎng)，油氣地質(zhì)重地質(zhì)輕工程、重機(jī)理輕技術(shù)；而石油工程重工程輕地質(zhì)、重技術(shù)輕機(jī)理的現(xiàn)狀[2]。

二、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺建設(shè)

新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺的硬件建設(shè)主要依托我校國家煤層氣工程中心儲(chǔ)層物性實(shí)驗(yàn)室、教育部海相儲(chǔ)層與油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國土資源部頁巖氣資源戰(zhàn)略評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，目前學(xué)院擁有各類實(shí)驗(yàn)設(shè)備100余臺（套），具體細(xì)分為盆地與構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室、沉積與儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)室、非常規(guī)儲(chǔ)層評價(jià)實(shí)驗(yàn)室、非常規(guī)資源評價(jià)實(shí)驗(yàn)室、地球化學(xué)與成藏實(shí)驗(yàn)室、油氣藏開發(fā)機(jī)理與數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)室、非常規(guī)油氣藏提高采收率實(shí)驗(yàn)室、能源信息實(shí)驗(yàn)室等8個(gè)分室，總體上體現(xiàn)了我院新能源地質(zhì)工程專業(yè)方向的學(xué)術(shù)特色（表2）。

表1 新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向課程設(shè)置

如前所述，新能源地質(zhì)工程專業(yè)方向強(qiáng)調(diào)地質(zhì)與工程相結(jié)合，致力于勘探開發(fā)一體化專業(yè)人才的培養(yǎng)，體現(xiàn)在課程設(shè)置上是非常規(guī)能源勘探類課程和開發(fā)類課程的有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)上是常規(guī)油氣地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室、非常規(guī)油氣地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室和石油工程實(shí)驗(yàn)室的綜合使用、總體建設(shè)。煤層氣、頁巖氣、油頁巖、油砂、天然氣水合物等新能源及常規(guī)油氣資源地質(zhì)勘探，離不開基礎(chǔ)油氣地質(zhì)理論的學(xué)習(xí)，特別是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)、石油與天然氣地質(zhì)學(xué)等不僅是常規(guī)油氣勘探的理論基礎(chǔ)，也是非常規(guī)油氣勘探的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，從勘探手段上，非常規(guī)油氣的勘探同樣基于鉆井、測井、地震、地球化學(xué)測試等數(shù)據(jù)的處理和分析，因此新能源地質(zhì)工程專業(yè)方向需要常規(guī)能源實(shí)驗(yàn)室的支撐，包括盆地與構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室、沉積與儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)室、地化與成藏實(shí)驗(yàn)室以及能源信息實(shí)驗(yàn)室。然而非常規(guī)油氣的生成與聚集又具有本身的特點(diǎn)、特別是煤層氣、頁巖氣具有生儲(chǔ)層同層、吸附成藏、低孔低滲等特點(diǎn)、要求特殊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備方法進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)和吸附成藏機(jī)理等方面的研究，需要非常規(guī)儲(chǔ)層評價(jià)、非常規(guī)資源評價(jià)實(shí)驗(yàn)的建設(shè)和完善。此外，非常規(guī)能源開發(fā)課程的建設(shè)以及學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)也離不開油氣藏開發(fā)機(jī)理與數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)室和非常規(guī)油氣藏提高采收率實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和提高。

總之，我院實(shí)驗(yàn)中心涵蓋了地質(zhì)基礎(chǔ)、新能源與常規(guī)能源的勘探、開發(fā)、數(shù)模、信息處理5個(gè)板塊的15門專業(yè)課程。它們既相互銜接又各有側(cè)重，構(gòu)成了一個(gè)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為新能源地質(zhì)與工程方向的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支撐。

學(xué)院設(shè)主管實(shí)驗(yàn)室主任1名、副主任2名、專職實(shí)驗(yàn)員3名，各實(shí)驗(yàn)分室主任共8名，大部分的青年教員都切實(shí)參與到了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作中去，并結(jié)合具體的課程教學(xué)，有針對性地進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)儀器操作培訓(xùn)工作，基本做到了每一臺儀器都由專門的教員負(fù)責(zé)，并能緊密配合自身的教學(xué)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)室的日常管理嚴(yán)格按照學(xué)校、學(xué)院有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，制訂了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室管理制度，在保證教學(xué)使用的前提下，面向全校師生開放，定期對儀器進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，保證設(shè)備的正常使用與安全。

表2 新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)儀器配置及教學(xué)方式

三、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺運(yùn)作

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)及創(chuàng)新試驗(yàn)

當(dāng)前新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向?qū)I(yè)課的教

學(xué)分別由學(xué)校和學(xué)院共同承擔(dān)，由于學(xué)校承擔(dān)的教學(xué)課程已經(jīng)形成了成熟的教學(xué)及實(shí)習(xí)體系，這里不再詳述。根據(jù)學(xué)院當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和專業(yè)課教學(xué)實(shí)際，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)主要分為實(shí)訓(xùn)、參觀和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三種方式。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要包括巖石宏觀類型的識別與描述、巖石特別是煤巖、頁巖光、薄片的顯微鏡下觀察與描述，以及計(jì)算機(jī)上機(jī)操作等實(shí)際動(dòng)手參與的教學(xué)，該環(huán)節(jié)要求學(xué)生“心到、眼到、手到”，即明確實(shí)驗(yàn)的目的、意義及用途，了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及內(nèi)容，并能夠根據(jù)相關(guān)要求、標(biāo)準(zhǔn)，使用正確的地質(zhì)語言記錄相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)精神。

參觀教學(xué)主要用于設(shè)備數(shù)量有限、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長，不適合學(xué)生集中實(shí)訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。參觀教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的原理和意義、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的構(gòu)成，了解實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和使用。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要指學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)自己的興趣愛好，申請使用相關(guān)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，完成相關(guān)探索性研究。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是對于課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)（包括參觀教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)）的重要補(bǔ)充，對于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力，鞏固和驗(yàn)證所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題與解決問題的能力，養(yǎng)成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。一方面，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了課余時(shí)間的自我管理學(xué)習(xí)和自主使用科研儀器，既解決了實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，又解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少等問題；另一方面學(xué)生學(xué)習(xí)和使用科研所用的先進(jìn)儀器設(shè)備，提高了綜合知識和實(shí)踐能力，畢業(yè)后融于企業(yè)所需的時(shí)間較短，提高了企業(yè)的滿意度。此外，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)合老師的科研項(xiàng)目立項(xiàng)，也可以加快科研項(xiàng)目的進(jìn)度。近年來學(xué)院每年本科生科技立項(xiàng)30余項(xiàng)（2012 年30項(xiàng)，2013年37項(xiàng)），其中非常規(guī)能源勘探與開發(fā)方面的課題接近1/2，為新能源地質(zhì)與工程方向?qū)W生實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供了有利條件。

2.專業(yè)地質(zhì)軟件的培訓(xùn)與制圖

能源地質(zhì)與工程主要研究能源礦產(chǎn)在地下的展布及與之相關(guān)的成因、品位、預(yù)測、開發(fā)和利用問題，地質(zhì)圖件是展示和進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)上述成果的最重要的方式之一。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)也要求學(xué)生具有較高的計(jì)算機(jī)分析和制圖能力。目前高校對計(jì)算機(jī)專業(yè)制圖的重要性的認(rèn)識普遍不足[3]，從當(dāng)前我校的新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向的課程設(shè)計(jì)上看，計(jì)算機(jī)相關(guān)課程特別是專業(yè)地質(zhì)相關(guān)的計(jì)算機(jī)教學(xué)偏少，尚未設(shè)置相關(guān)的教學(xué)課程。從筆者近年指導(dǎo)科技立項(xiàng)及畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)際看，畢業(yè)設(shè)計(jì)之前很多學(xué)生僅僅會(huì)使用Office軟件，Excel公式的使用和Word文檔目錄的自動(dòng)生成等功能并不了解，至于專業(yè)地質(zhì)工程制圖，及數(shù)據(jù)處理的相關(guān)軟件的操作基本不會(huì)。由此，一方面增加了指導(dǎo)老師單個(gè)指導(dǎo)的負(fù)擔(dān)，另一方面也影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量。

因此，筆者建議，新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向在校內(nèi)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，增加非常規(guī)天然氣的行業(yè)經(jīng)常使用的繪圖軟件(Origin、CorelDraw、Suffer)、地理信息系統(tǒng)軟件(MapGIS)、非常規(guī)氣藏?cái)?shù)值模擬軟件(CMG、 Comet3)等的教學(xué)工作，增加學(xué)生的計(jì)算機(jī)信息處理和制圖技能。每一款專業(yè)軟件均為相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域基本方法、原理和技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，地質(zhì)軟件的學(xué)習(xí)同樣能夠增加鞏固學(xué)生對地質(zhì)知識的理解及應(yīng)用。學(xué)習(xí)地質(zhì)軟件過程中，需向?qū)W生講明制圖的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)性，將行業(yè)的制圖標(biāo)準(zhǔn)交給學(xué)生，讓學(xué)生規(guī)范制圖。

3.專業(yè)綜合實(shí)習(xí)

目前新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向的專業(yè)綜合實(shí)習(xí)安排在大三學(xué)期暑期校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，實(shí)習(xí)內(nèi)容主要是指導(dǎo)老師提供某區(qū)塊的地層、構(gòu)造、測井、地化等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生完成油氣層識別、儲(chǔ)量計(jì)算、開發(fā)方案設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)預(yù)算等相關(guān)圖件的制作和報(bào)告編寫，時(shí)間安排上有利于學(xué)生綜合運(yùn)用書本理論知識和在生產(chǎn)單位的實(shí)踐知識完成綜合實(shí)習(xí)報(bào)告。

由于新能源地質(zhì)行業(yè)具有勘探開發(fā)一體化的特點(diǎn)，而學(xué)生校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要是在成熟的油田生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)的參觀，傾聽企業(yè)專家的系統(tǒng)講座，總體上實(shí)習(xí)時(shí)間偏短（3周），學(xué)生不能實(shí)現(xiàn)真正的頂崗實(shí)習(xí)，使學(xué)校的理論培養(yǎng)和生產(chǎn)單位的生產(chǎn)實(shí)際尚存在一定的分離，不能很好對接。比如以勘探為主的企業(yè)要求學(xué)生對勘探的階段、每個(gè)階段的工作程度、需要完成的工作量以及野外工作方法比較清楚明白，以利于企業(yè)工作的開展，而現(xiàn)在的培養(yǎng)更注重理論的學(xué)習(xí)，對這方面的培訓(xùn)尚不夠。因此，新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向的專業(yè)綜合實(shí)習(xí)，也將更注重該方面能力的培養(yǎng)，使實(shí)習(xí)的內(nèi)容、方法與企業(yè)的工作相結(jié)合，與行業(yè)的工作標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐能力。

四、結(jié)語

實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到方方面面的問題,比如實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，包括設(shè)備購置、人員安排、管理制度等，此外包括實(shí)習(xí)教材的編寫、實(shí)習(xí)方法、實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師培訓(xùn)、實(shí)習(xí)制度建立等[4]。筆者就學(xué)校2011年新設(shè)的資源勘查工程專業(yè)新能源與地質(zhì)工程方向的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺建設(shè)進(jìn)行了總結(jié)和討論，希望助力新能源地質(zhì)與工程專業(yè)方向的學(xué)生培養(yǎng)，提高實(shí)習(xí)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力、創(chuàng)造能力和解決實(shí)際問題的能力，最終使學(xué)生受益。

致謝：論文在寫作過程中，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心副主任金文正老師提供了實(shí)驗(yàn)中心設(shè)備的相關(guān)資料，特此感謝。

[1] 許浩，唐書恒，湯達(dá)禎，等.新能源勘探開發(fā)一體化創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐[J].中國地質(zhì)教育，2010，(3)： 18-20.

[2] 樊太亮，李治平，王紅亮，等.勘探開發(fā)一體化的石油工程專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].中國地質(zhì)教育， 2009，(3)：40-42.

[3] 宋金星，劉玉芳，林曉英.煤及煤層氣工程專業(yè)計(jì)算機(jī)類課程設(shè)置研究[J].中國地質(zhì)教育，2009，(1)：121-123.

[4] 李衛(wèi)權(quán).搞好校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才[J].石油教育， 2003，(4)： 18-21.

Title: Experiment and Practice Platform Construction of New Energy Geology and Engineering Professional Direction

Author(s): ZHANG Song-hang, TANG Shu-heng, TANG Da-zhen, XU Hao, YAO Yan-bin

new energy geology and engineering; experiment and practice platform; practice teaching

G642

A

1006-9372（2014）01-0072-04

2014-01-08。

高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（TS12560）；中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教改面上項(xiàng)目（JGYB-201114）。

張松航， 男，講師，主要從事非常規(guī)油氣地質(zhì)的教學(xué)和研究工作。