□作者 熊青山 李忠慧 孔祥伟
作为国家能源人才培养的重要阵地,长江大学石油工程学院深耕石油工程教育40余载,依托石油与天然气工程国内一流学科优势,聚焦油气钻井这一能源勘探开发核心环节,将人工智能与数字孪生技术深度融入钻井操作教学全过程,破解行业人才培养痛点,构建了具有特色的数智化育人体系,为保障国家能源安全注入强劲动力。
战略契合:技术赋能回应时代命题
学院立足国家能源战略的要求,抢抓人工智能与数字孪生技术发展机遇,以“产教融合、无缝对接”为理念,启动钻井教学数智化转型,旨在通过技术创新破解教学难题,培养兼具扎实理论功底、熟练操作技能、家国情怀与工匠精神的高素质石油工程人才。
精准破局:多维创新构建教学新体系
学院以产出为导向,构建“技术研发—资源建设—模式创新—考评优化”四位一体的改革路径,系统性破解教学痛点。在教学资源创新方面,协助企业研制了350万/套的钻井模拟器、20套钻井设备工具及管柱仿真模型,自主开发全数字孪生网络版钻井仿真操作软件与单机版钻井工艺原理仿真软件,实现地上地下全场景均可见、设备结构全透视、操作流程全还原,支持多人同时在线交互操作,有效弥补实物操作的诸多短板。
在钻井操作教学模式创新方面,学院打造“二均地三平台四层次五联动六考核”教学模式。依托校内实验室与油田培训中心两大场地,整合网上仿真操作系统、实验室模拟器、现场钻机三大平台,构建“提出方案—制定流程—生成步骤—开展操作”四层次能力培养体系,通过“教师示范—学生有提示操作—无提示操作—模拟器实操—现场实操”五联动训练,结合“平时习题+操作报告+线上操作+试卷考试+期末实操+现场操作”六维度考核,实现知行合一。
在考评体系优化方面,学院建立“四多”考评机制,通过“多维度、多手段、多方式、多目标”相结合的评价模式,实现主观与客观评分、线上与线下考核的有机统一。模拟器与仿真操作软件可对操作步骤、参数控制、反应时间等进行全程数据监控和自动评分,实时反馈错误原因,大幅提升考核效率与精准度。
在课程思政融入方面,学院深度挖掘思政元素,通过介绍“铁人”王进喜事迹、国产模拟器全球推广成果、故障复杂处理不当后果及精细操作等,将石油精神、家国情怀、工程伦理、工匠精神等融入教学全过程,培养心怀家国、敬畏风险、技艺精湛、知行合一的新时代能源工业守护者。
硕果盈枝:数智育人成效显著
经过多年系统实践,学院数智化教学改革成效显著。在育人成效方面,学生操作平均分达95分,近3年学生获国家级学科竞赛奖24项。在资源建设方面,学院建成省级一流课程与知识图谱课程,累计开展教研项目10项;获省级以上教学成果奖5项、软件著作权13项、出版相关教材5部;依托省级“名师工作室”和教学团队,协助建成1个国家级实习基地与2个省级实验中心,为教学改革提供坚实支撑。在推广应用层面,协助研发的钻井模拟器已应用于全球48家单位;仿真模型、仿真操作软件及教材等推广至30余所油企高校,为全球石油工程素质教育输出高质量的“中国方案”。
40载深耕不辍,数智化转型铿锵前行。长江大学石油工程学院以数字孪生与人工智能技术为支撑,破解了传统钻井实践教学中的资源瓶颈与安全困局,重塑“教、学、评、管”一体化的教育生态。未来,学院将持续深化数智化教学改革,让更多兼具理论功底、实操能力与家国情怀的石油英才奔赴油气勘探开发一线,为保障国家能源安全、推动全球石油工程教育发展注入源源不断的强劲动力。
(审核 张伟 编辑 杨云锋)