8月21日,在中國石油大學(華東)石油工業訓練中心,過程裝備與控制工程專業2014級的趙明超,和他的同學進行了一場“驚心動魄”的“鉆井”過程。在“鉆井仿真實訓操作平臺”的大教室里,趙明超坐在操作臺上,屏幕上鉆井深度、速度、鉆壓等參數實時顯示,他也精神高度緊張,生怕出現紕漏,“操作稍有不慎,在生產現場就是事故。”
中國石油大學(華東)的教室有兩個不同:一是物理空間上的延伸,教室除了在教學樓里,還位于石油工業訓練中心、油田現場、工廠裝置旁,這里有石油工業生產中高度仿真模型,有“真刀真槍”的實際操作;二是思維空間的拓展,在與信息技術深度融合的研討型教室、智慧型教室里,充分利用“互聯網+”思維優勢使教學理論與實際無縫對接,為學生創造研究性、開放性學習模式,以“高峰體驗”的形式激發創新“小宇宙”。
現實難題:學生依葫蘆畫瓢不屑動手
劉振東是中石大機械設計制造及自動化專業2001級學生,他現在還清楚記得2002年到油田實習時的“尷尬”遭遇:“現場聲音很大,工人師傅對著全專業幾十人講解,站在后面的同學根本聽不清楚。”面對那些“大家伙”,面對到處是高溫高壓警示牌的設備,學生只能緊張地遠遠看幾眼,“鉆井平臺甚至都上不了,實習也只能是走馬觀花”。
劉振東所描述的現象,是多年來我國工程實踐教學普遍存在的一個問題,也是高等教育工作者在努力破解的難題。
“受企業生產安全、效益等因素制約,學生難進現場實習。”中國石油大學(華東)教務處處長馮其紅是油氣田開發工程出身,多年的從教經歷讓他對這種情況印象深刻,“石油工業具有不可視、高集成及高危險等特點,為了企業生產安全也為了學生自身安全,很多作業場所都禁止學生進入,動手操作更是沒有可能。”
不僅如此,長期在教學一線的中國石油大學(華東)化學工程學院副院長王振波說:“很長一段時期內,高校在實踐教學中存在諸多誤區:要么實踐教學重視不夠,過多傳授一些空洞理論知識;要么過于強調學生的實際應用技能和一次就業能力,培養出不少‘技術工人’。”
“以教師為主體的傳統教學模式下,學生被動和模仿,導致自主設計與自主實驗訓練不足;受企業生產安全等因素制約,學生實習動手難,導致實習效果差;實踐教學模式缺乏多樣性和適應性,導致學生工程實踐能力得不到系統訓練;教學和科研資源整合、共享與開放不足,沒有發揮最大效益……”針對前些年工程實踐教學的現狀,中國石油大學(華東)副校長劉華東指出了一系列問題。
馮其紅用“不屑動手和不能動手”形象概括了問題的突出表現,“依葫蘆畫瓢式學習,很多學生不屑動手;石油工業生產現場安全和技術要求,學生不能真正動手。”
如何突圍?中國石油大學(華東)依據多年的實踐教學經驗,探索在生產現場和仿真環境下“高峰體驗”式學習,促進學生創新能力發展。
空間突破:教室里有煉油廠的真家伙
“培養創新型人才,關鍵是改變教師教與學生學的單向性信息傳遞模式,真正以學生為中心,讓其成為主動建構知識的主體。”劉華東指出。
面對傳統實踐教學的弊端,中石大努力探索“高峰體驗”實踐教學的手段和模式創新。學校自主研發了覆蓋勘探、開發、煉化、儲運和機電5大方向的工業仿真系統,53套仿真軟件、876套仿真實驗設備、96套剖視生產設備……每年有3600余名學生實際操作與生產設備同功能的模型。在高溫高壓設備前,學生學習過程充滿了緊張感,但更多的是驗證原理、探究未知后的幸福,學生每年“高峰體驗”超過11萬學時。
幸福的感覺并不只在課堂上,更在于未來的成長。“走出來才發現,在實踐教學上學校提供了非常好的平臺。在科廷大學,本科生是不允許獨自進實驗室的。”遠在澳大利亞留學的潘濱談起專業實踐一大堆感慨:“當時做‘測巖心的孔滲飽參數以及潤濕性’實驗時,不是驗證而是探索設計。現在參與二氧化碳在頁巖中的埋存研究,由于有了在國內的經驗,很是得心應手。”
除了把生產現場的抽油機等搬到校園,放進教室,學校還依托校辦企業建成獨具優勢的綜合型實習基地。并在勝利油田、齊魯石化及中原油田等石油石化企業建成3個國家級工程實踐教育中心以及222個實習基地。
不僅如此,學校還充分利用“互聯網+”技術促進深層變革,專項投資建成30間研討型和交互型智慧教室,安排86門課程進行教學模式改革試點。
“理念的突破是關鍵,空間的突破是過程,人才培養質量的突破才是目的。”馮其紅說,把課堂擺在油田的抽油機旁,擺到化工廠的裝置旁,目的不是培養熟練的技術工人,而是創新型人才。
回歸創新本源:真問題是思與創最高境界
油田體驗過、煉廠值過班、石油工業訓練中心操作過……過程裝備與控制工程2012級學生王浩,獲得全國大學生過程裝備實踐與創新大賽特等獎,他對“高峰體驗”式實踐教學深有感觸:“知識不實踐就很難發揮作用,實踐對科研創新起到了重要的基礎保障作用。”
王浩是中石大培養全面發展人才教改探索的一個縮影。當前我國石油工業逐漸向海外、海洋及西部等復雜領域發展,能源資源危機深化,油氣資源競爭形勢激烈,對石油科技人才培養提出了新的挑戰。
“工程實踐教學在人才培養中一直是薄弱環節,這是工程人才培養質量提升的切入點和突破口。”學校石油工業訓練中心主任李曉東說,在實踐體驗中探索學習讓學生回歸創新本源。
王振波則認為,深刻理解實踐教學的內涵,應該有三種基本認識:實踐教學不能簡單化為實踐訓練,工程背景不能簡單化為工程場景,工程實踐不能簡單化為崗位實習。因此,未來應該以學生的創造性素養為工程人才的評價標準。
“可行的想法和實踐環境是大學生探索創新的前提。”正在讀研一的任金恒,在實踐創新平臺上研制的作品《城市供水終端止漏失水表》獲得“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎,他說:“‘高峰體驗’的實踐條件固然很重要,但學生如何有‘真問題’更重要。”
劉華東認為,“高峰體驗”實踐教學只是形式和方法,是探索并掌握真知的過程,探索出一條培養創新型人才的道路才是根本。他說,以課堂實踐教學培養創新型人才的過程可以分解為“學中做、做中思、思中創”三境界:“學中做”是實踐,“做中思”是體現學生自主和主體的過程,“思中創”才是最終目的。
校長觀點(山紅紅 中國石油大學(華東)校長):激發創新“小宇宙”
實踐不僅是檢驗真理的唯一標準,也是培養創新型人才的根本途徑。創新教育的根本是素質教育,更關注的是培養能力與素質并重的人。做好創新教育的基礎離不開實踐,培養創新型人才,對大學來說首先要解決實踐教學問題。近年來學校萃取校訓“惟真惟實”精神內涵,遵循實踐育人規律,凝成“求真”實踐育人理念,以實踐教學“真知、真練、真用、真創”為內涵,按照“基礎認知—工程訓練—綜合應用—探索創新”四個層次,系統優化實踐教學內容體系,構建了多元化的實踐教學模式,搭建了實驗教學、模擬仿真、實習實訓、創新實踐四位一體資源平臺,讓學生在“高峰體驗”中探索真理、提升素養。
“求真”的育人理念下,“高峰體驗”教學模式探索回歸創新的本源,讓學生在探索實驗、逼真工程實踐和探索性學習中激發原始創新的“小宇宙”。