張松航，唐書恒，湯達禎，許 浩，姚艷斌

中國地質大學（北京）能源學院，北京 100083

實踐教學

新能源地質與工程專業(yè)方向實驗實習平臺建設

張松航，唐書恒，湯達禎，許 浩，姚艷斌

中國地質大學（北京）能源學院，北京 100083

新能源地質與工程專業(yè)方向是中國地質大學（北京）適應當前新能源勘探開發(fā)一體化特點而新設立的專業(yè)方向。本文結合該專業(yè)方向的課程設置以及我校能源學院實驗中心的建設情況，探討了新能源地質與工程專業(yè)方向校內實驗實習平臺的硬件建設情況，同時對實驗實習平臺運行中，包括實驗教學、創(chuàng)新實驗、地質軟件的培訓及制圖、專業(yè)綜合實習環(huán)節(jié)存在的問題提出了自己的看法。

新能源地質與工程；實驗實習平臺；實踐教學

當今世界，能源形勢日益緊張，開發(fā)非常規(guī)油氣資源及油氣替代品已成為各國新能源勘探開發(fā)研究的主要課題。中國非常規(guī)新能源資源非常豐富，開發(fā)利用潛力巨大，是目前最為現(xiàn)實的接替能源，并已列入《中國石油新能源業(yè)務“十一五”發(fā)展規(guī)劃》。然而作為新興行業(yè)，新能源地質工程相關行業(yè)人才緊缺，開展新能源勘探開發(fā)一體化的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，已成為當務之急[1]。中國地質大學（北京）能源學院為了適應當前國際上新能源勘探開發(fā)的形勢，滿足我國新能源勘探開發(fā)的人才需求，在我校能源學院現(xiàn)有的資源勘查工程和石油工程兩個傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)的基礎上，調整專業(yè)結構，設立了“新能源地質工程”專業(yè)方向，并于2011年開始正式招生。經(jīng)過幾年的建設，首屆學生已進入大學三年級專業(yè)主干課的學習階段，新能源地質工程專業(yè)方向課程體系和實踐教學體系初步完善。

然而，本專業(yè)方向大部分的專業(yè)課及部分教學環(huán)節(jié)（新能源地質工程綜合實習和現(xiàn)場教學生產實習）屬首次開課，課程建設也不在斷完善中。本文就新能源地質與工程專業(yè)方向實驗實習平臺的硬件建設和軟件建設，特別是對實驗平臺運行中存在的問題進行了討論，希望助力新能源地質與工程專業(yè)方向學生的培養(yǎng)，提高校內實踐教學質量。

一、專業(yè)培養(yǎng)課程設置

新能源地質工程專業(yè)方向的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)能夠適應我國社會主義現(xiàn)代化建設需要，德、智、體、美全面發(fā)展，掌握煤層氣、頁巖氣、油頁巖、油砂、天然氣水合物等新能源及常規(guī)油氣資源地質勘探與開發(fā)工程規(guī)劃、設計與管理等相關學科的基本理論、基本知識和基本技能，能夠在生產企業(yè)、科研機構和學校從事與新資源地質工程及常規(guī)油氣資源地質勘探領域相關的地質勘探與開發(fā)、科學研究、管理和教學工作，在石油、石化、煤炭、國土資源行業(yè)從事新能源地質工程規(guī)劃、設計、開發(fā)與管理工作的高級工程技術人才。

本著“通識教育”與“專業(yè)教育”統(tǒng)一的原則，新能源地質工程專業(yè)方向的課程設置包括通識教育課、學科基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)主干課和實踐性教學5部分（表1）。其中，既包含了特色的油氣地質勘探課程，又包含有適量的油氣田開發(fā)課程，強調地質與工程相結合，體現(xiàn)了地質理論與工程技術相結合的復合型人才的培養(yǎng)目標。以上課程設置使學生培養(yǎng)與新能源勘探開發(fā)一體化的經(jīng)營模式相適應，改變了常規(guī)油氣地質和石油工程人才分專業(yè)培養(yǎng)，油氣地質重地質輕工程、重機理輕技術；而石油工程重工程輕地質、重技術輕機理的現(xiàn)狀[2]。

二、實驗實習平臺建設

新能源地質與工程專業(yè)方向校內實驗實習平臺的硬件建設主要依托我校國家煤層氣工程中心儲層物性實驗室、教育部海相儲層與油氣成藏重點實驗室、國土資源部頁巖氣資源戰(zhàn)略評價重點實驗室的建設，目前學院擁有各類實驗設備100余臺（套），具體細分為盆地與構造實驗室、沉積與儲層實驗室、非常規(guī)儲層評價實驗室、非常規(guī)資源評價實驗室、地球化學與成藏實驗室、油氣藏開發(fā)機理與數(shù)值模擬實驗室、非常規(guī)油氣藏提高采收率實驗室、能源信息實驗室等8個分室，總體上體現(xiàn)了我院新能源地質工程專業(yè)方向的學術特色（表2）。

表1 新能源地質與工程專業(yè)方向課程設置

如前所述，新能源地質工程專業(yè)方向強調地質與工程相結合，致力于勘探開發(fā)一體化專業(yè)人才的培養(yǎng)，體現(xiàn)在課程設置上是非常規(guī)能源勘探類課程和開發(fā)類課程的有機結合，體現(xiàn)在實驗平臺建設上是常規(guī)油氣地質實驗室、非常規(guī)油氣地質實驗室和石油工程實驗室的綜合使用、總體建設。煤層氣、頁巖氣、油頁巖、油砂、天然氣水合物等新能源及常規(guī)油氣資源地質勘探，離不開基礎油氣地質理論的學習，特別是構造地質學、沉積學、石油與天然氣地質學等不僅是常規(guī)油氣勘探的理論基礎，也是非常規(guī)油氣勘探的理論基礎。同時，從勘探手段上，非常規(guī)油氣的勘探同樣基于鉆井、測井、地震、地球化學測試等數(shù)據(jù)的處理和分析，因此新能源地質工程專業(yè)方向需要常規(guī)能源實驗室的支撐，包括盆地與構造實驗室、沉積與儲層實驗室、地化與成藏實驗室以及能源信息實驗室。然而非常規(guī)油氣的生成與聚集又具有本身的特點、特別是煤層氣、頁巖氣具有生儲層同層、吸附成藏、低孔低滲等特點、要求特殊的實驗設備方法進行孔隙結構和吸附成藏機理等方面的研究，需要非常規(guī)儲層評價、非常規(guī)資源評價實驗的建設和完善。此外，非常規(guī)能源開發(fā)課程的建設以及學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)也離不開油氣藏開發(fā)機理與數(shù)值模擬實驗室和非常規(guī)油氣藏提高采收率實驗室的建設和提高。

總之，我院實驗中心涵蓋了地質基礎、新能源與常規(guī)能源的勘探、開發(fā)、數(shù)模、信息處理5個板塊的15門專業(yè)課程。它們既相互銜接又各有側重，構成了一個科學的實驗教學體系，為新能源地質與工程方向的實驗、實踐教學提供了強有力的支撐。

學院設主管實驗室主任1名、副主任2名、專職實驗員3名，各實驗分室主任共8名，大部分的青年教員都切實參與到了實驗室建設工作中去，并結合具體的課程教學，有針對性地進行了實驗儀器操作培訓工作，基本做到了每一臺儀器都由專門的教員負責，并能緊密配合自身的教學任務。實驗室的日常管理嚴格按照學校、學院有關規(guī)定執(zhí)行，制訂了相關的實驗室管理制度，在保證教學使用的前提下，面向全校師生開放，定期對儀器進行保養(yǎng)維護，保證設備的正常使用與安全。

表2 新能源地質與工程專業(yè)方向實驗儀器配置及教學方式

三、實驗實習平臺運作

1.實驗教學及創(chuàng)新試驗

當前新能源地質與工程專業(yè)方向專業(yè)課的教

學分別由學校和學院共同承擔，由于學校承擔的教學課程已經(jīng)形成了成熟的教學及實習體系，這里不再詳述。根據(jù)學院當前的實驗教學條件和專業(yè)課教學實際，在實驗教學環(huán)節(jié)主要分為實訓、參觀和創(chuàng)新實驗三種方式。

實訓教學主要包括巖石宏觀類型的識別與描述、巖石特別是煤巖、頁巖光、薄片的顯微鏡下觀察與描述，以及計算機上機操作等實際動手參與的教學，該環(huán)節(jié)要求學生“心到、眼到、手到”，即明確實驗的目的、意義及用途，了解實驗現(xiàn)象及內容，并能夠根據(jù)相關要求、標準，使用正確的地質語言記錄相關地質現(xiàn)象，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)實事求是的科學精神。

參觀教學主要用于設備數(shù)量有限、實驗時間長，不適合學生集中實訓的實驗教學。參觀教學環(huán)節(jié)，要求學生明確實驗的原理和意義、實驗設備的構成，了解實驗結果的分析和使用。創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)主要指學生在老師的指導下，根據(jù)自己的興趣愛好，申請使用相關實驗室設備，完成相關探索性研究。

創(chuàng)新實驗是對于課堂實驗教學（包括參觀教學和實訓教學）的重要補充，對于培養(yǎng)學生的獨立工作能力、創(chuàng)新能力，鞏固和驗證所學的理論知識，培養(yǎng)學生觀察問題、分析問題與解決問題的能力，養(yǎng)成科學、嚴謹、一絲不茍的科學態(tài)度和工作作風具有極為重要的現(xiàn)實意義。一方面，創(chuàng)新實驗實現(xiàn)了課余時間的自我管理學習和自主使用科研儀器，既解決了實驗課時少，又解決了實驗設備不足、學生動手機會少等問題；另一方面學生學習和使用科研所用的先進儀器設備，提高了綜合知識和實踐能力，畢業(yè)后融于企業(yè)所需的時間較短，提高了企業(yè)的滿意度。此外，創(chuàng)新實驗結合老師的科研項目立項，也可以加快科研項目的進度。近年來學院每年本科生科技立項30余項（2012 年30項，2013年37項），其中非常規(guī)能源勘探與開發(fā)方面的課題接近1/2，為新能源地質與工程方向學生實踐能力的培養(yǎng)提供了有利條件。

2.專業(yè)地質軟件的培訓與制圖

能源地質與工程主要研究能源礦產在地下的展布及與之相關的成因、品位、預測、開發(fā)和利用問題，地質圖件是展示和進一步發(fā)現(xiàn)上述成果的最重要的方式之一。隨著信息技術的發(fā)展，企業(yè)也要求學生具有較高的計算機分析和制圖能力。目前高校對計算機專業(yè)制圖的重要性的認識普遍不足[3]，從當前我校的新能源地質與工程專業(yè)方向的課程設計上看，計算機相關課程特別是專業(yè)地質相關的計算機教學偏少，尚未設置相關的教學課程。從筆者近年指導科技立項及畢業(yè)設計的實際看，畢業(yè)設計之前很多學生僅僅會使用Office軟件，Excel公式的使用和Word文檔目錄的自動生成等功能并不了解，至于專業(yè)地質工程制圖，及數(shù)據(jù)處理的相關軟件的操作基本不會。由此，一方面增加了指導老師單個指導的負擔，另一方面也影響了畢業(yè)設計的進度和質量。

因此，筆者建議，新能源地質與工程專業(yè)方向在校內實習環(huán)節(jié)，增加非常規(guī)天然氣的行業(yè)經(jīng)常使用的繪圖軟件(Origin、CorelDraw、Suffer)、地理信息系統(tǒng)軟件(MapGIS)、非常規(guī)氣藏數(shù)值模擬軟件(CMG、 Comet3)等的教學工作，增加學生的計算機信息處理和制圖技能。每一款專業(yè)軟件均為相關專業(yè)領域基本方法、原理和技術的實際應用，地質軟件的學習同樣能夠增加鞏固學生對地質知識的理解及應用。學習地質軟件過程中，需向學生講明制圖的規(guī)范性、標準性，將行業(yè)的制圖標準交給學生，讓學生規(guī)范制圖。

3.專業(yè)綜合實習

目前新能源地質與工程專業(yè)方向的專業(yè)綜合實習安排在大三學期暑期校外生產實習之后，實習內容主要是指導老師提供某區(qū)塊的地層、構造、測井、地化等基礎數(shù)據(jù)，讓學生完成油氣層識別、儲量計算、開發(fā)方案設計及經(jīng)濟預算等相關圖件的制作和報告編寫，時間安排上有利于學生綜合運用書本理論知識和在生產單位的實踐知識完成綜合實習報告。

由于新能源地質行業(yè)具有勘探開發(fā)一體化的特點，而學生校外生產實習主要是在成熟的油田生產企業(yè)進行系統(tǒng)的參觀，傾聽企業(yè)專家的系統(tǒng)講座，總體上實習時間偏短（3周），學生不能實現(xiàn)真正的頂崗實習，使學校的理論培養(yǎng)和生產單位的生產實際尚存在一定的分離，不能很好對接。比如以勘探為主的企業(yè)要求學生對勘探的階段、每個階段的工作程度、需要完成的工作量以及野外工作方法比較清楚明白，以利于企業(yè)工作的開展，而現(xiàn)在的培養(yǎng)更注重理論的學習，對這方面的培訓尚不夠。因此，新能源地質與工程專業(yè)方向的專業(yè)綜合實習，也將更注重該方面能力的培養(yǎng)，使實習的內容、方法與企業(yè)的工作相結合，與行業(yè)的工作標準相結合，增強學生的生產實踐能力。

四、結語

實驗實習平臺的建設是一個系統(tǒng)工程，涉及到方方面面的問題,比如實驗室建設，包括設備購置、人員安排、管理制度等，此外包括實習教材的編寫、實習方法、實習指導老師培訓、實習制度建立等[4]。筆者就學校2011年新設的資源勘查工程專業(yè)新能源與地質工程方向的實驗實習平臺建設進行了總結和討論，希望助力新能源地質與工程專業(yè)方向的學生培養(yǎng)，提高實習教學的教學質量、教學效果，增強學生的適應能力、創(chuàng)造能力和解決實際問題的能力，最終使學生受益。

致謝：論文在寫作過程中，中國地質大學（北京）能源學院實驗中心副主任金文正老師提供了實驗中心設備的相關資料，特此感謝。

[1] 許浩，唐書恒，湯達禎，等.新能源勘探開發(fā)一體化創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].中國地質教育，2010，(3)： 18-20.

[2] 樊太亮，李治平，王紅亮，等.勘探開發(fā)一體化的石油工程專業(yè)復合型人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].中國地質教育， 2009，(3)：40-42.

[3] 宋金星，劉玉芳，林曉英.煤及煤層氣工程專業(yè)計算機類課程設置研究[J].中國地質教育，2009，(1)：121-123.

[4] 李衛(wèi)權.搞好校內實習基地建設，培養(yǎng)技術應用型人才[J].石油教育， 2003，(4)： 18-21.

Title: Experiment and Practice Platform Construction of New Energy Geology and Engineering Professional Direction

Author(s): ZHANG Song-hang, TANG Shu-heng, TANG Da-zhen, XU Hao, YAO Yan-bin

new energy geology and engineering; experiment and practice platform; practice teaching

G642

A

1006-9372（2014）01-0072-04

2014-01-08。

高等學校特色專業(yè)建設項目（TS12560）；中國地質大學（北京）教改面上項目（JGYB-201114）。

張松航， 男，講師，主要從事非常規(guī)油氣地質的教學和研究工作。