基于石化行業(yè)智能煉化需求構建應用化學“五結合”人才培養(yǎng)體系研究與實踐

錢建華，王吉林，李焱斌，李君華

1遼寧石油化工大學石油化工學院，遼寧 撫順 113001

2遼寧石油化工大學發(fā)展規(guī)劃處，遼寧 撫順 113001

石油化工是基礎性產業(yè)，它為農業(yè)、能源、交通、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農業(yè)和人民生活提供配套和服務，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。同時，作為流程工業(yè)，石油化工行業(yè)具有易燃易爆、工藝復雜、控制要求精細、信息集成度高等特點，是新興技術應用的優(yōu)先行業(yè)[1]。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能等新技術在石油化工領域的應用已經推動傳統(tǒng)煉化產業(yè)不斷升級，實現(xiàn)更加全面的感知、更加快捷的反應、更加智慧[2]的決策[3,4]。

作為緊密服務石油化工行業(yè)43年的遼寧石油化工大學應用化學專業(yè)，如何適應行業(yè)發(fā)展需求，對標企業(yè)升級發(fā)展趨勢，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，具備較強社會責任感和良好職業(yè)道德；具有扎實的化學和能源轉化與利用的基本理論、基本知識和基本技能；具有良好科學素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和工程實踐能力，能夠在石油化工領域從事精細化學品生產、低碳能源清潔化、新能源利用以及能源高效綠色轉化技術開發(fā)、工程設計和技術管理等工作的應用型工程技術人才，成為專業(yè)辦學過程中亟待解決的問題。同時，這也是地方高校面臨的所服務行業(yè)形態(tài)和內涵發(fā)生重要變化后，在培養(yǎng)過程、課程體系以及教學內容等方面，如何與行業(yè)同步聯(lián)動調整和改革，以適應企業(yè)對人才需求“新”變化的共性問題。

1 “五結合”人才培養(yǎng)體系及擬解決問題

1.1 “五結合”人才培養(yǎng)體系

為了更好服務石油化工行業(yè)，對標行業(yè)升級路線，遼寧石油化工大學應用化學專業(yè)構建了“五結合”人才培養(yǎng)體系，詳見圖1。經過多年探索和實踐，該人才培養(yǎng)體系取得了良好的育人效果。

圖1 “五結合”人才培養(yǎng)體系框架

1.1.1 專思結合：專業(yè)教育與思想政治教育結合，落實立德樹人根本任務

落實立德樹人根本任務過程中形成“(思政教育+雷鋒精神)+(課程思政+養(yǎng)成教育(貫穿四年))”的人才培養(yǎng)模式。專業(yè)在國家規(guī)定思政教育內容基礎上，依托雷鋒城，設置“雷鋒精神概論”(國家級一流課程)特色專題教育。同時，在專業(yè)教育中挖掘蘊含的思政元素，將其有機融入專業(yè)教育，形成課程思政，實現(xiàn)“教育以樹人為本，樹人以立德為先”的人才德育目標。

1.1.2 校企結合：校(育)與企(用)需求結合，確保供需雙方無縫對接

校企融合育人過程中，形成企業(yè)文化進校園、企業(yè)人才進校園、企業(yè)產品進校園和學生走出校園、教師走出校園、科研成果走出校園的“三進三出”培養(yǎng)模式。

1.1.3 內外結合：校內實物實訓與校外實踐結合，強化學生工程實踐能力

強化工程實踐能力培養(yǎng)，形成校內依托石油化工產業(yè)鏈實訓培訓基地引入企業(yè)師資、企業(yè)文化，搭建真實場景“校內工廠”；校外依托國家級大學生實踐基地、產業(yè)學院共同構建“一看、二拆、三現(xiàn)場”的實踐能力培養(yǎng)模式，強化工程實踐能力培養(yǎng)(圖2、圖3)。

圖2 “三進三出”實踐能力培養(yǎng)模式下部分場景

圖3 石油化工產業(yè)鏈實訓培訓基地(“校內廠”部分單元)

1.1.4 理工結合：理科課程體系與工科教學內容結合，適應行業(yè)發(fā)展需要

為了滿足石油化工企業(yè)對人才工程背景知識的需求，在理論課教學方面構建理工融合的課程體系[5,6]，即在做好“理科”知識教學的基礎上，強化“工科”教學內容，增設化工原理、化學反應工程、化工設計、分離工程等石油化工企業(yè)急需的工科教學內容，實現(xiàn)“理”+“工”在石油化工場景下的有機結合。

1.1.5 新舊結合：新工科“新”需求與傳統(tǒng)工科結合，對標石化行業(yè)發(fā)展新趨勢

在應對“新工科”升級改造過程中，專業(yè)主動強化高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、運籌學等知識的教學，為掌握大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等知識打下基礎；將儀器分析、波譜原理及應用等由專業(yè)課調整為平臺課，同時“與時俱進”依托大數(shù)據(jù)分析，強化企業(yè)急需教學內容；適應企業(yè)智慧化升級需要，優(yōu)化精細有機合成、精細化工工藝學等課程的教學內容，使學生初步掌握典型分子信息庫、分子反應規(guī)則庫，以及分子反應網絡的設計、構建、模擬及優(yōu)化方法，為已經到來的分子層面資源表征，以及即將到來的分子層面的“智慧化”資源加工過程打下基礎。

1.2 “五結合”人才培養(yǎng)體系特色舉措

1.2.1 校企建立培養(yǎng)聯(lián)盟，企業(yè)全程參與培養(yǎng)過程，強化實踐能力培養(yǎng)

“三進三出”模式下實施“五協(xié)同”育人體系，即：校企雙方協(xié)同制定人才培養(yǎng)方案、協(xié)同承擔教學任務、協(xié)同參與教學管理、協(xié)同監(jiān)控教學質量、協(xié)同開展科技創(chuàng)新。學校制定《教授博士服務地方工作實施辦法》《遼寧石油化工大學關于聘請行業(yè)、企業(yè)人員參與教學工作的暫行規(guī)定》等文件確保校企合作有效進行。

另外，在強化工程實踐能力培養(yǎng)方面突出學科交叉，強化校企融合，構建石化特色鮮明實踐教學體系。

(1) 推進校外實踐基地建設，強化校企協(xié)同育人力度。

依托學校與撫順石化公司、遼陽石化、遼河油田、恒力石化等多家大型企業(yè)共建的國家級大學生工程實踐基地，以及學校分別與大連恒力石化、華錦-阿美、撫順石化公司簽署訂單式培養(yǎng)協(xié)議，有針對性地提升學生的工程實踐能力。

(2) 大力推進虛擬仿真實驗室和虛擬仿真項目建設，優(yōu)化現(xiàn)有實踐教學條件，構建完善的“虛實結合”的校內實踐基地。

依托國家級石油化工實驗教學示范中心、國家級虛擬仿真實驗教學中心、國家級虛擬仿真實驗項目、省級虛擬仿真實驗項目，融合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術手段，打造具有石化特色、虛實結合的實踐平臺。專業(yè)建設了適應現(xiàn)代石化企業(yè)的應用化學(油田化學、精細化工以及石油產品分析三個專業(yè)方向)專業(yè)生產實踐教學鏈(部分單元見圖3)，使學生不出校門就可以通過“一看、二拆”身臨其境地感受企業(yè)文化、掌握企業(yè)生產流程、“窺視”工廠裝置的內部結構和工作原理，然后在結束前兩個實踐環(huán)節(jié)后，進入校外實踐基地進行第三個環(huán)節(jié)“三現(xiàn)場”的現(xiàn)場觀摩，將課堂所學、所見、所感與生產實踐真正融為一體。

1.2.2 課程體系融入工學教學內容，強化工科背景，提升學生解決復雜工程問題的能力

(1) 依托現(xiàn)代油品精細化加工與檢測新技術等專業(yè)特色課程平臺，建立油品精細化加工、檢測的實驗教學體系，提高學生石油化工特色的實驗技能培養(yǎng)；

(2) 實踐環(huán)節(jié)由重煉油、輕化工轉入一體化煉廠、智能煉廠和烯烴企業(yè)，建立與課程、培養(yǎng)目標一致的實踐環(huán)節(jié)，在實踐中深化理論知識的學習和掌握；

(3) 將化工工程基礎教學平臺與化工實驗技能培養(yǎng)平臺結合，注重專業(yè)理論在工程實踐中的運用，培養(yǎng)學生安全意識、環(huán)保意識、社會意識等職業(yè)素養(yǎng)。

1.2.3 面向石化行業(yè)“智慧化”升級改造新態(tài)勢，更新教學內容，調整課程體系設置

通過分方向培養(yǎng)(石油分析、精細化工和油田化學三個方向)提高人才滿足企業(yè)生產線延長(煉化一體化)帶來的崗位覆蓋面廣的問題。另外，在每個專業(yè)方向設置具有石化特色的專業(yè)課(石油分析：石油化工分析、催化劑分析；精細化工：精細化工工藝學、精細有機合成；油田化學：油田應用化學、表面及膠體化學)，同時更新教學內容，體現(xiàn)學科交叉融合。

2 “五結合”人才培養(yǎng)體系實踐成效

以學生為中心，以產出為導向，結合國家能源戰(zhàn)略和“新舊動能轉換”的國家重大戰(zhàn)略需求，按照新工科理念和建設要求，強化應用化學專業(yè)石油化工特色，持續(xù)開展“五結合”專業(yè)建設與綜合改革。近五年主要成效如下。

2.1 基于“五結合”的培養(yǎng)理念，創(chuàng)新專業(yè)教學與培養(yǎng)體系

根據(jù)石油石化特色的人才產出導向，基于“五結合”理念構建了專思結合、校企結合、內外結合、理工結合、新舊結合的人才培養(yǎng)體系。為學生實現(xiàn)基礎化學理論和石油化學理論有機結合、實驗動手能力的逐級提高、專業(yè)實踐能力的進階提升奠定了堅實基礎。

專業(yè)先后獲批國家級一流專業(yè)建設點、國家級特色專業(yè)、國家級實驗教學示范中心、國家級虛擬仿真實驗教學中心、國家級虛擬仿真實驗教學項目、遼寧省一流本科教育示范專業(yè)、遼寧省首批優(yōu)勢特色專業(yè)、遼寧省重點支持專業(yè)、遼寧省本科示范性專業(yè)等省級以上質量工程項目22項。專業(yè)建設的經驗已總結形成多篇教改論文發(fā)表在《大學化學》等期刊，同時多次在教育部化學類教指委組織的專業(yè)建設研討會中宣傳推廣專業(yè)建設經驗。另外，“基于石化行業(yè)智能煉化需求構建應用化學‘五結合’人才培養(yǎng)體系研究與實踐”項目2020年榮獲遼寧省教育教學成果獎一等獎。

2.2 實施“專思結合”的立德樹人模式，實現(xiàn)“教育以樹人為本，樹人以立德為先”

專業(yè)圍繞立德樹人這一主線，堅持思政專題與課程思政相結合、雷鋒精神與養(yǎng)成教育相結合，于2018年率先在校內開展“精細化工工藝學”的課程思政教學模式改革，將專業(yè)課程中蘊含的思政元素有機融入授課過程。該課程為省級資源共享課，同時于2019年獲評為省級一流課程，并向教育部遞交申請國家級一流課程建設。

目前，應用化學專業(yè)在“精細化工工藝學”課程思政建設模式的推動下，所有專業(yè)基礎課以及專業(yè)課均按照課程思政標準進行建設，并明確要求將思政育人目標以及思政元素寫入教學大綱，形成課程思政案例100余個，育人效果成效顯著，助力學校辦學過程形成享譽石化行業(yè)的“撫油現(xiàn)象”。

2.3 實施“校企結合”的育人模式，實現(xiàn)人才“供”“需”雙方的無縫對接

校企深度融合先后建成了國家級大學生實踐基地1個、省級現(xiàn)代產業(yè)學院1個、省級石化產業(yè)技術創(chuàng)新研究院1個、省級石油化工協(xié)同創(chuàng)新中心1個，與石化企業(yè)簽署訂單式培養(yǎng)協(xié)議3份。專業(yè)教師服務地方石化企業(yè)12家，解決企業(yè)難題29項，服務地方事跡被光明日報、遼寧日報等媒體多次報道。

2.4 實施“內外結合”的實踐育人模式，實現(xiàn)學生工程實踐能力明顯強化

依托校內石油化工產業(yè)鏈實訓培訓基地構建“一看、二拆、三現(xiàn)場”的實踐模式受到社會廣泛關注，中石化青島安工院、中國民航大學等多家省內外高校和企業(yè)將學生的實習工作和新員工培訓工作放在我校進行，擴大了專業(yè)社會影響力。同時該實踐基地于2019年獲批為全國石油和化工行業(yè)大學生實習示范基地。同時近三年專業(yè)獲批國家級虛擬仿真實驗項目2項，省級虛擬仿真實驗項目3項，省級實驗教學示范中心1個。

2.5 實施“理工結合”的育人模式，實現(xiàn)人才“供”“需”雙方的無縫對接

近五年應用化學專業(yè)年均就業(yè)率超過98.2%，進入中石油、中石化、中海油等世界五百強企業(yè)的畢業(yè)生占比超50%，考研率超20%，人才培養(yǎng)質量得到了用人單位的一致好評。

2.6 實施“新舊結合”的育人模式，實現(xiàn)傳統(tǒng)工科專業(yè)的“新”工科改造升級

專業(yè)結合石油化工企業(yè)升級改造趨勢，在總結專業(yè)“新工科”改造經驗的基礎上于2020年獲批教育部第二批新工科研究與實踐項目“基于化學學科的新工科專業(yè)——‘智慧分子工程’人才培養(yǎng)體系設計及實踐”。

2.7 其他成效

專業(yè)鼓勵學生參與教師科研課題，以及教師依托科研項目指導學生參與各類學科競賽。近四年，學生參與教師科研課題50多項，發(fā)表學術論文67篇，申請專利12項；學生參加挑戰(zhàn)杯、學科競賽獲國家級三等獎以上獎項38項，省級三等獎以上獎項67項；參加國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃15項，省級26項。

3 結語

遼寧石油化工大學應用化學專業(yè)成立于1978年，至今已有43年歷史。在專業(yè)發(fā)展過程中，一直以緊密服務石油化工行業(yè)為發(fā)展目標，以石油化工為特色，以為石油石化行業(yè)培養(yǎng)合格的應用型工程技術人才為己任。在國家大力推進立德樹人、新工科升級改造的背景下，專業(yè)將繼續(xù)依托“五結合”人才培養(yǎng)體系，完善課程思政案例庫，做強課程思政建設工作；在校企結合方面，強化組織管理，做好現(xiàn)代產業(yè)學院和訂單式培養(yǎng)的建設工作，真正急企業(yè)所急，想企業(yè)所想，供企業(yè)所需，為石油化工企業(yè)輸送更多高質量的合格人才；在內外結合方面，專業(yè)將在“一看、二拆、三現(xiàn)場”的實踐模式培養(yǎng)基礎上，整合現(xiàn)有實踐教育資源，新建智慧化實踐教育資源，并將所有實踐教育資源通過有機“鏈接”，逐步形成“一看、二拆、三現(xiàn)場、四聯(lián)網”的智慧化實踐教學模式；在理工結合方面，優(yōu)化現(xiàn)有教學內容，新增專業(yè)課程，適時增加應對第四次工業(yè)革命所需的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能等專業(yè)背景知識；在新舊結合方面，依托傳統(tǒng)應用化學專業(yè)的“新工科”改造基礎，強化改革力度，做好現(xiàn)有第二批新工科研究與實踐項目“基于化學學科的新工科專業(yè)——‘智慧分子工程’人才培養(yǎng)體系設計及實踐”的建設工作，為增設“智慧分子工程”新工科專業(yè)打下堅實基礎。