碳中和背景下能源领域课程改...——以高职石油专业课程为例

资源描述：

化学工程与装备 2022年第10 期 328 Chemical Engineering Equipment 2022年10月碳中和背景下能源领域课程改革探索以高职石油专业课程为例刘潇潇（濮阳石油化工职业技术学院，河南濮阳 457001）摘要当今，世界能源进入煤炭、石油、天然气、新能源四分天下的格局，碳中和目标的提出将深度影响未来能源结构。随着能源结构的变革，高校课程改革的推进不可避免。目前新能源还无法完全替代化石能源，石油与天然气仍是能源的重要组成部分，因此，如何实现从培养石油专业人才向能源领域人才转型，具有重要意义。本文以高职院校石油专业课程为例，集合目前高职课堂教学已有的一些问题，明确能源改革背景下高校、教师、学生应具备的责任与担当，从课程理念、课程目标、课程内容、课程结构、课程思政多路径探索课程改革。关键词碳中和；能源结构；课程改革引言 2020年，习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出， “中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和” [1] 。中央经济工作会议将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年的重点工作之一。作为能源企业重要组成部分，石油化工行业碳排放水平直接影响碳中和工作的落实。在国家政策推动下，中石油、中石化、中海油、国家电网、华润集团等多家企业提出了碳中和目标 [2] 。 2020年11 月23日，中国石化与国家发改委能源研究所、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心、清华大学低碳能源实验室3 家单位分别签订战略合作意向书，启动“碳达峰” 、 “碳中和”战略路径课题研究。基于此，可以预见石化企业的结构形态将从化石能源逐步向低碳或零碳的天然气、氢能、风能转变。企业的转型势必带来高校课程的创新与改革。面对企业转型带来的挑战，国内高校积极响应，投入对碳中和后备人才储备的工作中。2021年5 月9日，西北大学与榆林市人民政府成立西北大学榆林碳中和学院。2021年5 月22日，上海交通大学宣布成立碳中和发展研究院。2021年7 月 12 日，西南石油大学碳中和研究院正式成立并挂牌 [3] 。碳中和目标的提出，冲击了以石油为代表的传统化石能源，但在碳中和目标及能源转型尚未实现的大背景下，石油、天然气能源仍是能源的主要来源，石油专业人才仍然是能源领域专业人才的重要组成部分。 “客观自然条件决定了我国在短期内仍然存在油气供应短缺问题我认为对外依存度决定了不存在这个问题。 ”中国工程院院士罗平亚表示 [3] 。为此，在新背景下，石油专业人才如何培养、如何实现转型与创新是能源专业化人才培养的亟须探索的重要一环。 1 百年未有之新机遇当下，我国迎来了百年未有之大变局，时代发展带来机遇，也带来危机，危机引发改革 [4] 。根据调查显示，我国高校石油专业主干课程以采油、钻井为主。随着能源结构变革的不断深化，石油专业毕业生就业渠道变窄，知识储备难以跟上时代发展。对于高职院校，由于其社会认可度等问题形势更加严峻。课程改革势在必行。改革初期，问题不可避免，但问题的产生可能不是新变革引起的，而是原有问题的堆积。笔者看来，对于高职院校，以下三个方面是影响课程改革的主要问题，亟待解决。 1.1 课程内容有待完善职业教育的培养目标，是生产一线的技能型人才，这是课程内容选择的第一要素 [5] 。而长期以来，职业教育课程体系并未走出学科体系。一是高职院校教师多是学科体系培养出来的本科生、硕士研究生或博士研究生，现场经验缺乏。二是教材编写和课程内容的选择上具有不确定性和不恰当性。例如高职院校石油专业教材是在本科院校教材的简化，仍然是以概念、规律、原理为主的陈述性知识，而缺少工作中实际应用的经验与策略的过程性知识。即使有的课程内容能够切合现场工作，但在授课内容的排序上仍然回到 “概念、原理” 的学科体系中，导致授课内容变成了理论知识与实例的简单“代数和” ，知识框架混乱、课程重点不清晰。三是课程内容不能及时反映社会需求。由于社会需求在教育领域的反映本身具有滞后性，造成高职院校人才培养的落后。从2016年的巴黎协定到2021年碳中和目标的提出，高职院校石油专业对非常规油气开发与前景在课程仍涉猎较少，新能源相关课程几乎没有。 1.2 教师人才队伍有待加强教师即课程。高职院校石油专业教师整体水平与本科院校仍有较大差距。一是专业成长平台有限。从2021年河南 DOI10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2022.10.065 刘潇潇碳中和背景下能源领域课程改革探索以高职石油专业课程为例 329 省国培、省培骨干教师专业目录可以看出，石油专业教师对口专业培训为0。本科院校石油专业教师多以与石化企业做课题来理论指导实践，而高职院校由于专家、教授比例有限、学校实验室条件有限，与大型石化企业合作项目机会较少，教师成长通道有限。二是院校吸引力不足。根据职业院校人才培养目标，应引入有较强现场经验的教师，但由于各地财政差异及社会认可度问题，教师薪资与企业存在较大差距，难以吸引实践经验丰富的现场专家。三是“研究型教师”成为主流。由于教师评价制度、职称评审制度的影响，教师越来越多的从事课题研究、技能竞赛，获得较高职称的教师多数转向管理岗或科研岗。教学岗教师缺失、课堂有效性较差。 1.3 学生学习能力有待提高一是学生基础较差。随着全民素质的提升，高职院校门槛逐渐降低。高职院校学生入学成绩普遍偏低，石油专业作为工科专业，对数学、物理基础学科要求较高。以渗流力学课程为例，势的叠加与多井干扰内容的理解需要高等数学与物理电学理论为基础。调查选取河南某高职院校石油专业 80名学生高考成绩，结果显示，高考数学90分以上学生不到15，理科综合180分以上不到10（见图1）。图 1 河南某高职院校 2020 级石油专业学生高考成绩统计图2 河南某高职院校 2020 级石油专业学生专业选择调查统计二是人生目标不明确，学习缺乏主动性。同样以河南某高职院校石油专业80名学生为调查对象，结果显示，在专业选择上70是父母决定，只有2学生是学生自己选择。学生对就业前景认识不清，在专业课学习上，认为难学、枯燥，不愿意学。对未来从事行业不明确性，是课堂效果差的因素之一（见图2）。 2 高校变革中担当 2.1 高职院校的工匠培育担当能源领域高职院校不仅承担着培养高质量技能人才的责任，更肩负着培育“石油精神” 、 “大国工匠”的角色担当。经济的快速发展与智能化时代的来临，促进了高职院校的快速发展，但能源企业工人的角色定位不变，工匠精神的培育，仍是高职院校最重要的内容。首先，培养学生的“工匠”认同感。树立文化自信，理解“工匠精神”的内涵是求新的理念、求精的精神。其次，将“工匠精神”的培育贯穿于教育教学改革的全过程，在课程设置、思政教育、实习等各教学环节加强理论教育。最后，在产教融合的落实上，利用校企合作的人才培养模式改革平台，加强“工匠精神”的养成教育、体验教育和实践教育，从而使“工匠精神”与技术培训、岗位实习有机结合起来，并内化于学生的精神之中 [6] 。 2.2 高职教育工作者的责任担当一是从被动知识输送着到文化自觉启悟者。在经济利益驱动为主要动机的市场化社会中重新定位教师责任的出发点，对长期工作导致的职业倦怠的及时审视。二是从重视外部约束到关注自我价值的实现。将自身成长与培养人才的社会贡献结合，发觉教育创造性，激发自我认同感。通过学生综合能力的提升激发学生、家长、与学校的认同感。三是从借助学校引导到依靠自身能力提升。首先提升自身专业功底，站稳讲台。其次课堂之余多关注学生生活，引发学生探讨学习的意义，促进学生对教师教学行为的认同。最后提升与学生、同事、实习单位的沟通能力。 2.3 高职学生的使命担当高职学生作为当代青年的重要组成部分，不仅拥有共享社会发展成果的权利，更应主动承担时代所赋予的历史使命与时代责任。一是大学生应坚定理想信念。确定正确的人生目标和方向，为实现中华民族伟大复兴贡献力量。在信息化高速发展的今天，应具备一定的鉴别能力，不为境外利益诱惑。二是锤炼高尚品格。在日常的学习和生活中，主动践行文明、礼貌、友善、奉献的品德，知行合一，用实际行动体现新一代青年良好精神风貌。三是练就扎实本领。坚定理想信念是实现目标的基础，但过硬的本领才是关键。习近平总书记指出“青年处于人生积累阶段,需要像海绵汲水一样汲取知识。”学生学习，如聚沙成塔、滴水汇海，需要不断积累，才能厚积薄发，学得真知灼见。作为能源生产和消费的大国，只有将核心技术掌握在自己手里，才能实现从能源大国到能源强国的转变。四是传承艰苦奋斗。艰苦奋斗是中华民族的传统美德，更是石油工作者不可或缺的精神品质。未来新一代的石油工作者更要敢于吃苦、在艰苦的岗位上接受锻炼，不断成长，百折不挠，践行“宁可少活二十年,拼命也要拿下大油田”铁人精神。五是勇于创新。国家的竞争就是人才与科技的竞争。在创新的道路上，高校学生任重道远。当代学生要善于抓住时代发展的机遇，敢于创新，不断 330 刘潇潇碳中和背景下能源领域课程改革探索以高职石油专业课程为例开展创造活动，实现个人价值与社会价值的统一。 3 课程改革中探索碳中和目标的提出预示着油气工业持续发展需要 “跨界融合” ，即油区、油气工业与氢能、风能等新能源融合。高职院校石油专业课程设置应以新环境下人才供给需求、社会需求、自身发展为导向，强化课程应用理念、重建课程目标、优选课程内容、优化课程结构、融入课程思政，形成协同效应。 3.1 课程理念强化应用一是改变传统课程观。实现课程理念从知识传授到应用能力的转变，打破专业学科限制，课程建设优先与社会对接而不是学科对接 [7] 。结合石油专业的就业背景，课程要考虑与社会需求、社会责任、绿色发展、社会安全相关的背景因素。碳中和背景下，技能发展的不是单一技能的发展，而更需要“整体型”宽口径技能，这样的技能人才能更好地拓展工作领域，解决复杂问题。二是强化课程应用性。课程充分考虑技能操作人员对工作前线的适应性要求。加强实用技术、前沿技术、经验知识的传授。三是融入职业性知识。企业对高技能人才的要求是具备高职业素养的“零适应期”人才。在安排实习课程时，应辅助相关职业素养指导。 3.2 课程目标双管齐下一是石油专业课程目标应反映能源改革背景下企业需求，发动校企合作优势，及时跟进石化企业人才类型、技术能力、职业素养等多方面要求，并及时落实在每年更新的人才培养方案编制中。以中石化中原油田、天然气分公司为例，响应国家战略储备，2021年推进“百亿方”储气库群建设，这就要求高职院校在紧抓日常教学工作的同时，加强经济社会研究，提高研究的应用性，推动技能人才培养。二是培养 “知识技能素养”课程目标。课程目标设置以解决现场问题为中心、辅助工程设计与创新，同时兼具高素质技能人才素养。2021年 7月，围绕落实总书记“碳达峰” “碳中和” 重要指示精神，团中央开展“首届全国青少年零碳科技创新项目活动” ，要求在下一步课程目标设置上体现对二氧化碳封存与捕集知识的理解与掌握。 3.3 课程内容实用时效课程内容来源于教材，但不应局限于教材 [8] 。高职院校专业课教材多是本科教材的简化，内容难易程度不均、更新慢、无法体现时效性。结合能源改革背景及高职石油院校特点，课程内容应遵循实用性原则，按照采油、钻井、石油化工不同专业的不同需求，对课程的内容进行筛选。例如，钻井专业适当降低油层物理、油藏工程课程深度，采油专业适当增加页岩气开采、气藏工程等课程。将非常规油气开发等前沿技术引入专业课程，强化知识与应用之间的有效衔接，注重新技术、新成果和基本方法的讲授以及基本学习能力、实验能力的培养。针对性原则，采油、钻井专业日后工作的内容不同，在选编内容时，应兼顾专业针对性。例如钻井工程课程中，钻井专业应及时更新钻井技术的新动态内容。借助智慧课堂，及时将钻井新技术新闻融入课堂，将国内外研究新进展通过超星学习通软件云端分享，拓宽专业领域知识。终身性原则，不论是石油、天然气常规油气，还是页岩气、页岩油、可燃冰等非常规油气的开采，油藏工程、渗流力学、石油地质课程都贯穿整个教学过程，也是学生掌握科学、高效开发能源的理论基础。因此在课程改革中，应当强化各科公用课程，让学生精于石油工程，又不局限于石油工程，在不断变化的能源格局下，提高人才对变化和时代需求的适应能力。 3.4 课程结构优化调整一是优化课程类型。石油专业课程类型的优化重点在专业实践，以理论与实践结合的基本原则，对导论课程、专业课程、实践课程重点调整 [9] 。导论课意在让学生迅速融入石油工作者角色，对石油工作者形象及社会责任有初步的理解。因此导论在课程体系中占有重要地位。以石油工业概论为例，除让学生了解整个石油工业流程外，还应融入企业责任、担当作为等软实力文化，例如借助中石化开放日等企业活动，组织学生与企业职工一起参观现场，激发学生对专业认同感。在能源企业改革大背景下，工作不再局限于狭窄的知识与技能领域。石油工程作为一个大类学科，涵盖采油、采气、钻井等方向，专业划分过细不利于学生成长。打破油层物理、渗流力学、油藏工程、采油工程专业课之间内容独立的旧模式，实现相关内容的相互贯通、相互融合，实现课程优化配置。对油层物理中已经讲过的课程，在油藏工程中课时相应减少。采油工程中加入渗流力学中井附近流动方式、油藏工程中驱动方式开采原理等油藏基础知识。国内课程设计实践课程与学科课程一体化嵌入，缺乏学科课程的实践融入，将工作现场中的实例引入课堂。例如在讲硫化氢危害性时，引入“重庆开县硫化氢泄露大型事故” ，引发学生讨论与思考。在讲有杆泵采油时，到采油厂实训基地，学习抽油机工作原理。讲达西定律时，将达西生平及相关实验照片带入课堂，激发学生对枯燥定理的兴趣。利用博物馆、地质公园等优势，组织学生集体学习地质知识，观察风化、露头等地质现象。二是调整学分比例。适当调整理论与实习课程学分比例，提高实践课程学分比例，以学分督促学生从 “埋头学”到“抬头干”的转变。三是适当调整课程顺序。结合石油专业课程专业性特点，安排“实践理论实践”的课程顺序。以渗流力学课程达为例，在课程之前安排学生实验室学习岩石取芯过程，在理论学习时就能够理解达西定律实验中的流体通过的截面是圆形截面，在进行实例计算时，就不容易出错。 3.5 课程思政，同频共振受市场经济冲击，许多学生形成了利益为导向的学习方式。例如，英语、数学在专升本考试中有用，就认真听讲。专业课枯燥、难懂，工作中用处不大，就不愿意听。面对石油课程，多数学生存在油气资源枯竭、效益差、工资低，工作性价比低等想法，对能源企业发展认识狭隘。针对专业课程的自然科学属性，开展职业素养与精神教育。挖掘专业知识育人点，调整课程教学大纲，开展教学反馈评价。例如石油工业概论课程，设置情感目标，不仅讲授油气田开发流程，将周总理、邓小平等国家领导人对石油工业贡献者的评刘潇潇碳中和背景下能源领域课程改革探索以高职石油专业课程为例 331 价，习近平主席对大庆油田、石油学子的寄语融入课堂教学，引发学生对新时代石油精神的思考，与无私奉献的精神产生共鸣，激发作为石油工作者的荣誉感、使命感，培养爱国精神，激发学习动机，自发地将自己的发展目标纳入祖国能源事业的重大需求上。 4 未来展望中反思从引入国外传统石油课程的本土化到适应国情的课程创新改革，未来石油专业课程改革将突出时代变革与特色发展，以能源领域人才需求培养为目标，逐步实现从技能人才到技能大师的跨越。碳中和背景下能源的迅速发展呼吁更多的高技能人才。从学生终身发展的角度出发，高职课程将可持续性、应变性融入课程改革中，使课程设置更加科学与实用。习近平总书记对职业教育工作指示强调，在全面建设社会主义现代化国家新征程中，职业教育前途广阔、大有可为 [10] 。预示着职业教育正在向高标准、高质量发展。在课程教学理念上，将课程与国家需要相连，将教育与青年责任相连。党的十九大提出，必须坚定走人才强国之路。课程改革是否能改变我国职业教育人才质量偏低、知识与岗位能力不匹配的问题，短期内不能一概而论，课程改革仍需不断反思。高职教育作为职业教育的高等教育，在高质量技能人才培养上，任重道远。在能源领域变革冲击下，石油专业课程改革更忌“随波逐流” “急功近利” ，应遵循工科课程重构循序渐进的过程，避免一刀切 [11] 。课程改革的路不是一蹴而就的，单靠学术性研究是不够的，还依赖于文化、政策、经济、师资、社会背景等多方面的原因。文章对课程建设的思考，希望能对我国未来人才结构的合理化假设具有一定的理论实践意义。参考文献 [1] 习近平中国提高国家自主贡献力度，将说到做到 [EB/OL]. 2020-11-17. http//www.xinhuanet.com/ politics/leaders/2020-11/17/c_1126751523.htm. [2] “碳中和”目标下石油石化如何“绿动”[EB/OL]. 2020-11-19. http//news.cnpc.com.cn/system/ 2020/11/19/030016370.shtml. [3] 有关碳达峰、碳中和,又一重大研究课题启动[N]. 中国石化报, 202105. [4] 钟启泉. 中国课程改革挑战与反思[J]. 比较教育研究, 200512 18-22. [5] 何应林. 高职院校技能人才有效培养研究[D]. 南京师范大学, 2014. [6] 全斌. 供给侧结构性改革视域下高职教育大国工匠培育的使命与担当[J]. 现代教育管理, 201809. [7] 陈飞, 谢安邦. 应用型本科人才应用能力培养之探索基于课程体系构建的思考[J]. 现代大学教育, 201104. [8] 徐继存, 段兆病, 陈琼. 论课程资源及其开发与利用 [J]. 学科教育, 200202. [9] 姜大源. 学科体系的解构与行动体系的重构[J]. 教育研究, 200508. [10] 人民网评职业教育前途广阔、大有可为[EB/OL]. 2021-04-15. http//qh.people.com.cn/n2/2021/ 0429/c182755-34702741.html. [11] 崔军. 回归课程实践我国高等工程教育课程改革研究[D]. 南京大学, 2011. （上接第 327页） ______________________________________________________ ___________________________________ 充分结合，教师也要改变传统的教学观念，从学生的实际出发，从而最大限度地保证教学质量的提升和学生对知识的理解，对化工机械与设备专业实现双创政策课程的改革，更好地培养化工机械与设备专业学生的实践能力，满足学生以后的学习和就业需要，提升化工机械与设备专业实训教学的质量与层次。参考文献 [1] 秦利明, 钟爱国, 李军. 地方院校机械类学科竞赛创新训练模式初探以台州学院为例[J]. 20216 77-83. [2] 张玮玮. 食品化工机械及其自动化与食品安全--评化工机械及设备第五版 [J]. 塑料工业, 2021, 499 0001-0001. [3] 张云. 化工机械设备管理及维护保养技术分析[J]. 工程技术文摘版, 20212017-34 131-131. [4] 喻芳芳. 化工仿真实训课程一体化教学模式探索[J]. 科技经济导刊, 2020, 2810 180-180. [5] 杨晓兰. “化工机械技术“智慧课堂教学模式的探究与反思[J]. 山海经教育前沿, 202014 0001-0001.