《巴黎协定》背景下石油工程专业课程的改革探究

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　　[摘要]石油工程专业是一门专业性极强的工程性学科，因为其极强的专业性而凸显出将理论应用于实际的重要性。石油工程专业是石油院校与各大油田开展项目合作和科学实验建设的重点学科，为提升本专业学生的实践和创新能力创造了很多有利的客观条件.但是，《巴黎协定》提出的环境问题给石油行业和石油高校的发展带来很大影响，石油工程专业课程目前能否适应《巴黎协定》尚不明确。因此，石油工程专业课程的教学改革势在必行，以按照《巴黎协定》新规提升学生的适应能力。
　　[关键词]《巴黎协定》;石油工程;环境问题;教改
　　[中图分类号]G75[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2020）02-0074-04
　　2016年11月正式颁布的《巴黎协定》是为了解决全球气候变化而制定的全新的国际公约[l]。
　　《巴黎协定》承诺全球年平均温度升高低于2℃，向不高于1.5℃这一目标奋斗不止，2020年后，发达国家继续带头降低CO2排放，每个国家将采取“白助贡献”的方法一起来应对气候变暖，且对发展中国家给予资金和技术的支持与帮助，实现后者减排的目标，并在2050年左右让碳汇排放与温室气体排放两者之间形成平衡。
　　我国就全球气候变暖这个问题，在杭州0.20峰会期间自愿签订了《巴黎协定》，并且向全世界做出承诺：在即将到来的2030年向着C02，排放量比2005年下降50%到60%的目标努力奋斗，且一次能源消费中的非化石能源占比20%[2]。
　　一、《巴黎协定》背景下石油工程专业课程中存在的问题
　　全球油、气、煤炭资源巾含碳大约28x1012t。数据表明，假若地球温度升高不高于2℃，则碳的预算就要不高于IOX1012t。这就是说，必须开展CO2捕集、埋存与利用，才能使全球2/3的化石能源得到开发与利用，包括33%的原油、50%的天然气、80%的煤炭。若使温度升高低于2℃，则必须把全球的原油探明储量控制在13%，也即意味着石油行业将不能再勘探新的能源。
　　除了《巴黎协定》，在环境保护这一问题上各国之前从来没有签过正式协议，这是第一个表明各国都承诺发展低碳经济的合约。温室效应主要受化石能源的影响，它是导致全球气候变暖的最主要原因。我国煤炭过多、原油储备少、气稀少的情况长时间存在，随着经济的发展，我国更加需要煤炭与石油。白2006年起，巾国的CO2排放量遥遥领先于其他国家，位列世界第一[3].在如何减少碳的污染程度上承受着很大的压力。
　　各国一致通过《巴黎协定》，彰显了每个国家的愿望，承诺还给全球、还给世界一片绿色海洋，郑重地向全世界人民宣告发展低碳经济：未来除了绿色低碳环保这一条道路，人类将无路可走，这将成为全世界治理环境的核心内容[4]。因此，在如此严峻的国际形势下，石油行业必须做出相应的改变。从当代学生抓起，让学生在校期间全面贯彻《巴黎协定》这一理念，更好地学习相关知识，做好节能减排、合理开发开采，做到既符合标准义可以满足国际形势的需要[5]。现阶段的石油工程专业课程已不能满足形势的要求，主要体现在教学内容陈旧，师资力量薄弱，建设不完善，教学理念和手段也跟不上，如何对石油T程专业课程进行改革仍需进一步探究。
　　（一）教学内容不全面
　　首先，在《巴黎协定》背景下，石油工程专业课程教材的时效性表现在内容陈旧。其巾最重要的几点就是教材巾提到的关于C02捕集和埋存问题，代替化石能源的新能源和非常规能源以及如何提升学生关注与学习这方面的兴趣和积极性等相关问题没有得到很好解决。
　　其次，表现在石油工程专业课程的系统性不够好，内容较为单一，因此所讲授的内容局限于教材上现有的东西，这样不仅不能提高学生的专业知识水平，而且不能提升学生的学习兴趣。这方面也有待改进。
　　最后，表现在教学课程安排略显不合理，在学习专业课程之前的准备工作、专业课程之间的兼容性以及学习专业课程以后的拓展方面亟待加强。
　　（二）师资建设不完善
　　由于石油高校目前有针对性的培养方案欠缺，特色人才较少，这就不利于更好地培养石油工程所需的顶尖人才。在师资方面，特别是在教师的规范化程度、教师的教学能力、师资引进力度以及教师的教学积极性都不够理想。为人师长，教师是引导在校学生进步和发展的巾坚力量，做好师资建设的工作，对于做好人才培养工作很重要。
　　（三）教学手段匮乏
　　教学手段不仅是一种教学艺术，也是一种教学技术，直接影响到学生学习的效果。现阶段的教学手段略显单一，高校教师应当反思白己的教学手段以及进行一定的创新，灵活采用更多新颖的教学方法。另外，高校所推崇的实验教学方面也不够完善。比如，石油工程专业相关实验不论是内容还是形式都有待优化。最后，教师和学生之间的互动交流也显得很少甚至没有，所以提升学生与教师之间的互动能力也尤为重要。
　　二、石油工程专业课程教改措施
　　（一）优化教学内容，提高教学效率
　　1.优化内容
　　对石油工程专业课程的教学内容重新进行排列组合，防止教师教学内容的低层次重复。例如，在《油气田开发地质基础》《石油工程概论》《油层物理》等教材内均提到了天然气的概念与性质，虽然表达方式不尽相同，但总体内容大致相同。这就需要及时发现这些低层次的内容重復现象，重新组合教材的相关内容，给学生展现最合理的教学内容，提升教学效率。为了能更好地反映《巴黎协定》的核心思想以及目标要求，需根据目前国际形势所需要的新方向、新道路等拓宽石油工程专业课程知识的覆盖面，形成一种既包含石油学科的必要知识点义能学习新知识、新理念的课程体系[6]。同时还要根据《巴黎协定》的要求精心选择内容，创建适用于石油工程各专业的精品内容，这样能更容易地满足石油工程专业顶尖人才的培养要求。例如，资源禀赋不强，开发利用难度大，发展模式粗犷，资源开发利用效率低，生态保护滞后，环境约束日益加剧，创新能力不足，技术水平不能适应产业发展需要等诸多问题是我国目前石油工程工业的状况，需要针对《巴黎协定》提出的相关内容做相应调整。CO2的捕集与埋存以及开发非常规能源和新能源必须在教材巾多多体现，让教学内容更加丰富和有效[7]。 　　2.石油环保案例与理论相结合，充实教学内容
　　把一些别人研究成功的例子带到课堂、融进书本，这将会对学生的学习有很大的帮助。要想达到让学生详细了解教学内容、教学精髓的目的，教师可以石油的教学内容为依据，以过去全球发生过的大型石油污染事件为例子，用学过的知识技能分析这一案例，让学生的思维从偏感性向偏理性转变，从而对这一知识了解得更加透彻，为以后在石油方面的研究做好铺垫。举个例子，20世纪60年代，有艘超级大油轮出现了一次令人触目惊心的失误，在海上泄漏了大量的原油，数量大到不可想象的地步，最后漂到了法国海岸。为什么会造成这样的后果呢？这都归咎于船长自己的一意孤行，私自变换路线。二十几年后义发生了一起类似案例，不过这次是因为战争，输油管溢油让数量庞大的海鸥死于非命，很多海里的生物也遭此飞来横祸，一些非常稀缺的鱼类因此死亡，美丽的波斯湾成了荒海。石油污染事件对大海造成的伤害通常无法挽回。2010年7月17日，辽宁大连新港旁边的一条输油管道爆炸发生的火灾用了长达15个小时才扑灭，可想而知造成了什么样的后果。这义是一起原油泄漏的事件。这样的案例数不胜数，学生应该认真思考这些事件是怎样发生的，会对生态系统造成什么影响，并把这些联系起来进行研究。教师教学时把一些经典的大型的案例与书本枯燥的知识结合起来，相信学生上课的注意力会更加集中。
　　3.以石油工程专业基础课为抓手，推动专业课程教学
　　石油T程专业的专业基础课（石油地质学、油层物理、渗流力学等）是专业课程（油藏工程、钻井工程、采油工程）的先修课，教师授课时应围绕这些专业课所需要的前提知识进行讲课。通过不同课程之间的知识联系，做到承上启下，并且融入《巴黎协定》的相关元素，使得石油工程专业课程更加全面更加完善，为学生学习石油工程专业课程奠定很好的基础。
　　（二）加强师资队伍建设
　　1.加快教师的培育速度
　　现如今，高校教师非师范化现象严重，有些教师不能全身心地投入教学工作，而且其相关水平不足，对我国现阶段的石油政策也不是很明确。一方面，石油工程课题组应该制定相关的教师培训计划[8]，如学习《巴黎协定》文件精神，向教师传播环保低碳思想，让教师能更好地去教授学生。另一方面，坚持“走出去”战略，在不影响教学和科研工作的前提下，教学科研一线教师均要到欧美发达国家的高校或研究所至少进修6个月，以培育高水平的教师队伍。同时，本着对教师负责、对学生负责的态度，国家或学校都应出台相应的配套政策。例如，国家留学基金委和高校公派教师出国学习交流，深刻认识教师教育中存在的问题，寻求深化思想文化等方面的交流。建立健全教师培养培育机制，深入实施课程、教学、质量评价等方面的综合改革计划，力争培养出一大批“五有”（有理想、有信念、有道德素养、有扎实学识、有仁爱之心）的精英型教师，进而全方位地提高石油T程专业的学生培养工作质量。
　　2.引进高层次人才梯队
　　各大石油高校都有自己的特色专业，但随之而来的问题是，紧紧围绕石油工程专业这一特色，高校的师资力量还不是特别的全面，应该审视自己的不足，坚持“引进来”原则，引进高层次人才梯队（巾国科学院院士、中国工程院院士、国家自然科学基金杰青或优青获得者、省部级学术和技术带头人、近5年在固定的研究方向有满足一定条件的科研成果等）、优秀博士毕业生（获得海外知名高校博士学位而且是从国内重点高校如985与21 1、中科院、社科院、国家重点学科毕业的优秀的应届博士等）、其他人才（各类专家、学者和社会知名人士）这三个大类，为石油高校的未来发展奠定基础。
　　3.建立健全科学合理的教师奖惩制度
　　学校应当给每位教师下达一定的培养指标，到考核期进行全面考核，从而进行相应的奖励和惩罚。如此一来，教师的积极性也会得到提高，随之而来的当然是教学成果、科研成果的增多以及学生创新创意创业能力的提高。从提高教职工待遇这一角度来努力也有助于院校师资建设。例如，要发挥企业、政府、社会之间的协同作用，完善教职工使用、评级、培育、社保等相关措施，实现多劳多得，增强教师职业获得感、幸福感、自豪感、社会感，激发教职工创新的激情、积极性、主动性[9]。
　　（三）改良教学方法，提升教学成效
　　1.采用多媒体手段进行授课
　　在教学过程巾，多媒体教学具有全面性和多样化的特点，还具有画面清晰、信息量巨大、直观性很强的特点，同时能够很好地处理教学内容多课时少的问题。可以根据多媒体的以上特点，将其合理利用在石油工程专业课程的教学过程巾，以更有效、更现代化地实现多种教学方法的结合，将学生的课堂变得更美好。许多石油方面的内容，例如井下流动状态、岩石具体形态等现象如果能够以一种真实、生动、形象的画面展示出来，会有助于学生更深刻地认识石油与油气动态过程等。最后，采用多媒体教学手段来合理而有效地减少教师写板书的时间，更充分地利用课堂时间给学生传授更多的知识，以提高课堂教学效率。
　　2.将人工智能融入教学
　　人工智能诞生于1956年[IO]，从那时候起，人工智能就已经和教育息息相关、密不可分了。通常来说，人工智能探究问题的重要目标就是用机器代替人类去完成一些复杂或重复的工作。将人工智能运用到教学中来，能够在一定程度上提升教学工作的成效，促进学生的智能发展。当前主要的教学模式是教师在课堂上讲课为主、学生听课为辅，这种教学模式略显单一。而人工智能就能够很好地改善这种状况。运用人工智能的教学方法不仅可以引入先进的教学理念、教学方法和教程课件，也可以优化整个教学过程，還可以推动师生之间的交流与互动等。
　　人工智能在某种程度上代表着国家教育的前沿水平，如果在现有的教学体系巾加入人工智能教学模式，对于培养学生的知识与能力有很大的益处。
　　3.开放实验教学，提高学生的实践能力，提升教学效果
　　实践教学是石油工程教学的重要组成部分，开展学科实验、现场参观学习等活动能够使学生将理论应用于实践，更好地提高学生的学习兴趣和教学成效。与此同时，除了目前教材中的实验，院校还需适当增添能体现低碳环保方面的实验。例如，将相同实验不同的实验方法进行对比，即可知道哪种方法更符合低碳环保要求（《巴黎协定》）;多进行C02收集和利用实验，不断进行总结提升，为当前降低温室效应贡献绵薄之力等。类似的教学实验不仅能够提高学生分析问题的能力，还能提升学生解决问题的能力，真正实现石油高校的教学目标，培养顶尖人才。 　　4.促进师生之间的课堂互动，学生也参与教学
　　课堂上，教师和学生之间的互动不够，教师往往只顾讲自己的课程，学生就呆呆地坐在座位上听一听、记笔记，仅此而已。这样显然是不行的。课堂是属于师生的，每个人都有发言权，每个人都应积极发表自己的看法，学生要与教师进行一定的互动，从以往的被动学习变为主动学习。这样不仅能够让学生更好地表达自己的想法，从而提升学生的理解和记忆能力，教师也能及时审视自己的不足以做相应的改变[n]。当然，在课堂上增加了这些互动环节之后，学生在以后的生活、学习和工作中也能用到，这就为培养人才奠定了一定的基础。
　　三、结语
　　针对《巴黎协定》背景下石油T程专业课程当前存在的问题，从教学内容、师资力量和教学手段三个方面人手进行相应的改革。其具体表现在：优化教学内容，提高教学效率（将石油環保案例与相关理论相结合，结合石油工程专业基础课程展开教学）;加强师资队伍建设（开展教师培训计划，引进优秀的师资，实行奖惩制度）;改良教学方法，提升教学成效（采用多媒体教学、人工智能融入教学、科学实验、参与式教学等混合教学模式）。《巴黎协定定》是一项具有法律效力的国际合约，虽然是一种挑战，但是也给我们带来了诸多机遇，有助于推动石油教育行业的不断进步和发展。《巴黎协定》在促进全球气候治理体系转型的同时也促进了当前国内一些陈腐的教学观念与教学方法等的进步。紧扣当前国际的低碳发展战略，努力改善教学内容、教学目标尤为重要。
　　此外，石油工程专业课程在《巴黎协定》背景下的教学改革任重而道远，是一个遵循规律、循序渐进的过程，需要不断地去探索与完善。
　　[参考文献]
　　[l]吕江.《巴黎协定》：新的制度安排、不确定性及中国选择[J].国际观察，2016（3）：92-104.
　　[2]巢清尘，张永香，高翔，等.巴黎协定：全球气候治理的新起点[J].气候变化研究进展，2016（1）：61-67.
　　[3]徐玉高，鲍春莉.武正弯.《巴黎协定》对油气行业发展的影响[J].国际石油经济，2017（1）：45-50.
　　[4]高翔，滕飞.《巴黎协定》与全球气候治理体系的变迁[J].
　　中国能源.2016（2）：29-32+19.
　　[5]于宏源.《巴黎协定》、新的全球气候治理与中国的战略选择[J].太平洋学报，2016（ 11）：88-96.
　　[6]曹晓春.石油工程专业课程建设和教改的研究[J].中国石油石化.2017（8）：7-8.
　　[7]杜伟.低碳经济与中国石油石化行业的发展[J].国际石
　　油经济.2010（1）：32-37+93.
　　[8]卞小强，黄金辉，杨火海.基于CDIO工程教育模式的油气渗流力学教学改革[J].中国冶金教育，2018（1）：1-3.
　　[9]卞小强，魏博，杨火海.《华盛顿协议》视野下实施“卓越计划”的对策思考：石油工程专业为例[J].西南石油大学学报（社会科学版），2017（2）：69-73.
　　[10]唐国华.个别化教学：信息化时代教学方式的必然指向[J].教育学术月刊，2010（6）：101-103.
　　[11]卞小强，梁力，杨火海.基于参与式教学的油层物理改革探索[J].中国地质教育，2017（2）：36-38.
　　[责任编辑：庞丹丹]
　　[收稿时间] 2019-04-20
　　[基金项目]西南石油大学本科课程教学改革研究项目“新工科+工程教育认证背景下油层物理教学模式探究”，四川省2018-2020年高等教育人才培养质量和教学改革重点项目“产出导向、学为中心的石油工程一流人才分类培养体系重构与实践”（JG2018-382）.
　　[作者简介]卞小强（1979-），男，江苏扬州人，博士，教授，西南石油大学石油与天然气工程学院副院长，研究方向：油气藏工程理论。
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