石油工程本科全英文留学专业课程体系的设计与实践_《教育教学论坛》杂志社

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石油工程本科全英文留学专业课程体系的设计与实践

发布时间：2014年06月12日 09:46 点击： 767 发布：中国石油大学（北京）

石油工程本科全英文留学专业课程体系的设计与实践
——以中国石油大学（北京）石油工程本科全英文留学专业为例
隋微波
中国石油大学（北京）石油工程学院，北京 102249

[摘要]中国石油大学（北京）在国际化战略指引下，以一流专业为依托全面建设了一批高质量石油工程专业的全英文课程，并以此为基础探索开设了石油工程本科全英文留学专业。本文从石油工程本科全英文留学专业开设的背景出发，介绍了专业建设的前期工作基础，并提出以石油工程师协会提出的石油工程专业课程指南为依据进行该专业的课程体系设计思路。笔者调研了全球9个通过ABET认证的石油工程专业的培养方案中的可对比的四大类课程开设情况，均达到与“课程指南”的70%以上拟合度，同时分析了各类课程拟合度差异的具体情况和原因。综合考虑“课程指南”、现行中文培养方案，以及全英文课程建设情况，笔者对石油工程本科全英文留学专业的课程体系进行了设计，该课程体系已应用到该专业学生的培养过程中，根据实践情况反映出的问题，笔者也对课程体系提出了未来的完善建议。
[关键词]全英文课程；本科全英文留学专业；课程体系设计；石油工程；
【作者简介】：隋微波，1981年生，女，汉族，籍贯黑龙江哈尔滨，博士研究生，中国石油大学（北京）石油工程学院油气天开发工程系，副教授，研究方向包括智能完井、数字岩心、微观渗流等。

【课题项目】：中国石油大学（北京）教改项目：全英文授课专业建设类项目“石油工程全英文授课专业建设一期”（2018-2021）
The Design and Practice of the Curriculum System of the English Undergraduate Petroleum Engineering Program for International Students
——Take the English undergraduate petroleum engineering program
at China University of Petroleum (Beijing) as an example
Weibo Sui¹
1 College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249
Abstract: Under the guidance of its internationalization strategy, China University of Petroleum (Beijing) has built a number of high-quality petroleum engineering courses in English with the platform support of the National First-class Disciplines of Petroleum Engineering. China University of Petroleum (Beijing) has also explored and started an English petroleum engineering undergraduate program for international students on this basis. Starting from the background of the English undergraduate petroleum engineering program, this article introduced the preliminary work foundation of the program development, and proposed the design ideas for the curriculum system based on SPE Model Petroleum Engineering Curriculum proposed by the Academic Advisory Committee of Society of Petroleum Engineers. The author investigated four comparable curriculum categories in nine ABET-certified undergraduate petroleum engineering programs around the world, and all of them reached a degree of fitting of more than 70% with the SPE Model Petroleum Engineering Curriculum. Meanwhile, the specific circumstances and reasons for the differences in the degree of fitting of various courses were analyzed. Taking into account the SPE Model Petroleum Engineering Curriculum, the current curriculum of the Chinese undergraduate petroleum engineering program, and the situation of all-English courses, the author has designed a curriculum system for the English undergraduate petroleum engineering program. This curriculum has been applied to the training process of students of this program. Based on the problems reflected in the practice, the author also put forward suggestions for future improvement of the curriculum system.
Keywords: all-English courses; English undergraduate program for international students; design of the curriculum system; petroleum engineering;

一、引言
随着经济全球一体化的深入发展，高等教育国际化已成为一种必然趋势^[^{1, 2]}。近年来我国众多高校都将国际化纳入学校发展战略，提出建立世界一流大学的目标。随着“双一流”建设的持续推进，高等教育发展重心已由数量发展转变为质量提升。建设“世界一流学科”意味着在人才培养、科学研究等方面的国际影响力。高素质人才的培养，需要拓宽学生国际化视野，提升学生国际沟通与交往能力，提高学生创新能力和实践能力。
与此同时，为了贯彻我国石油工业 “两种资源、两个市场” 的战略，适应近年我国石油需求急速增长以及全球石油工业国际化进程不断加速的形势，我国三大石油公司（中石油、中石化、中海油）大力拓展海外业务，纷纷组建国际公司，建立海外石油生产基地，广泛开展对外技术服务和国际合作。中国作为世界产油大国已进入世界石油与科技市场，石油公司成为生产和经营型跨国公司参与了国际竞争。中国石油工业的国际化格局已初步形成，并在迅速成长。在这种形势下，石油高校如何适应石油工业发展的需要，培养出能够适应涉外工作的人才，这是摆在石油院校面前的一个新课题^[^3]
在最近的二十年中，随着全球化步伐的不断加快，越来越多母语为非英语的国家逐渐将全英文教学引入各自的高等教育体系，培养既掌握高水平的专业知识、又具有良好的英语沟通能力的具有全球视野和国际竞争力的人才。我国自改革开放和加入世贸组织以来开始全面融入国际社会，教育部 2001 年颁布《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》（教高〔2001〕4 号），明确规定“为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”。 2007 年教育部提出建设 500门国家双语教学示范课程的规划。在此背景下，国内诸多高校都加快了推进双语课程、全英文课程的建设步伐。从建设方式上大体分为两种情况^[^4]：
（1）以点带面，核心课程试点；如东南大学化学化工学院在有机化学双语教学的基础上从 2012 年开始推进有机化学课程的 EMI 教学，取得了较好的教学效果^[^5]。扬州大学信息工程学院在全英文课程建设上选择了连续多年教学效果良好、且作为第一门双语课程建设的JAVA 程序设计为试点^[^6]。同济大学选择由本科专业核心课“交通工程学”进行全英文教学试点研究^[^7]。
（2）顶层设计：建立全英文人才培养项目。清华大学从开创国际化人才培养的创新模式出发建设了本科生国际化培养平台和 13 个全英文硕士学位项目，目前已经建设了约 820 门公共英语课、通识英语课、全英语课和双语课，每学期开设有 200 多门全英文课程^[^8]。北京大学以建立国内培养与国际交流相衔接的开放式人才培养体系为目标，从 2012 年秋季学期起设立了北京大学本科生外文授课的平台课，并首先在专业基础课上开展试点。在经费投入与政策等方面，对英文平台课建设给予支持^[^9]。
中国石油大学（北京）根据自身的行业性高校特点和优势学科分布情况，在2013年已制定了“国际化战略”的实施行动方案，相继出台了引进海外高层次人才、接收来华留学生、提升教师国际化水平、推动全英文课程建设等一系列措施^[^10-13]。在此背景下，2014年中国石油大学（北京）石油工程学院开始建设第一批全英文专业主干课程，并在后续几年里逐步建设了较为完整的石油工程全英文专业课程体系，有力推进了课程国际化建设进程。在此基础上，中国石油大学（北京）由2018年起开始探索石油工程专业本科全英文留学专业项目的建设。本文将从该项目的建设背景出发，着重讨论石油工程专业的全英文本科项目课程体系的设计和实践问题。
二、 石油工程本科全英文留学专业的开设背景
中国石油大学（北京）石油工程学院前身是1953年成立的北京石油学院石油钻采系。经过半个多世纪的不断建设和发展，学院已经成为我国石油钻井和油气田开发高层次专业人才的重要培养基地。石油与天然气工程学科为国家一级重点学科，是1953年学校成立时就设立的石油主干学科专业之一，从“九五”开始即被列为国家“211工程”重点建设对象，2001年被评选为国家重点学科，2006年进入国家“优势学科创新平台项目”建设行列，在2013年教育部第四次全国学科评估中，石油与天然气工程学科点在全国本学科领域排名第一，2017年入选“双一流”世界一流学科建设名单，在第四轮学科评估中被评为A+。
石油工程专业本科全英文课程的建设是开设全英文留学专业的基本条件。在“双一流”石油工程专业平台的支持下，中国石油大学（北京）自2013年开设建设本科全英文课程项目，其中石油工程全英文专业建设属于第一批建设项目，在随后的五年中（2013-2018）已建成了初步的全英文专业课程授课体系，实现了石油工程专业核心课程的基本覆盖，建设了一支过硬的全英文教师队伍，完成了基础教学资料建设，对教学方法进行了有益探索和改革，授课效果良好，并在本校学生中形成了良好的品牌效应。
目前石油工程专业已建设全英文课程共11门，课程开设基本情况见表1。优秀的师资力量是全英文课程教学质量的重要保障，目前石油工程专业开设的全英文课程共配备优质师资力量13人，课程任课教师均毕业于国内外本领域一流高校，从表1中可以看出，全英文课程授课教师中海外归国博士10人，985高校毕业博士2人，具有海外联合培养经历博士3人，所有教师均具有1年及以上海外访学经历。
在全英文课程建设过程中，除了课程讲义等基本课程资料的建设外，任课教师在各级各类教改项目的支持下也进行了全英文课程教学方法改革的大量探索，通过充分调研、借鉴国际一流高校同类课程的教学内容与教学方法，保证全英文课程授课内容与国际一流专业课程内容接轨，注重增加现场数据分析、自学讨论环节，引进研究性论文阅读等教学方法，积极探索论文撰写、开卷研究性题目考试、闭卷考试、口试等多种形式的考核方式。
在全英文课程建设初期（2014-2016），考虑到学生的英语水平与接受程度，全英文课程仅对石油工程专业“创新班”的学生进行授课。自2017年起，全英文课程实现了石油工程专业学生的开放选课，包括中国学生与留学生均可选课，授课规模控制在30人以内。

表1 中国石油大学（北京）石油工程专业全英文课程建设情况

序号	课程名称	教师博士毕业院校	开设时间
1	《理论力学》	北京大学美国迈阿密大学	2014
2	《材料力学》	美国俄克拉荷马大学	2014
3	《油层物理》	美国怀俄明大学美国德州大学奥斯汀分校	2014
4	《油藏工程》	美国德克萨斯A&M大学	2014
5	《渗流力学》	美国亚利桑那大学	2015
6	《完井工程》	中国石油大学（北京）美国俄克拉荷马大学	2016
7	《流体力学》	上海交通大学英国牛津大学	2017
8	《采油工程》	英国赫瑞瓦特大学	2018
9	《油藏数值模拟基础》	美国斯坦福大学	2018
10	《提高采收率基础》	美国德州大学奥斯汀分校	2018
11	《石油工程概论》	澳大利亚西澳大学	2019
12	《石油工程岩石力学》	美国德州大学奥斯汀分校	2020

三、 AAC石油工程本科培养方案对比分析
国际石油工程师协会（Society of Petroleum Engineers，缩写为SPE）下设高校顾问委员会（Academic Advisory Committee, AAC），该委员会成员由国际一流石油专业的教授组成，主要任务是根据SPE发展方略中提出石油工程人才技能培养要求与培养手段，致力于帮助石油高校招聘、培养和维系教职人员，加快高校技术和软技能更新的速度，以适应工业界要求。2014年AAC基于对全球具有代表性的17个著名石油工程系本科培养方案提出了《SPE石油工程专业本科课程建设指南》 (SPE Model Petroleum Engineering Curriculum，以下简称AAC指南)，力图为新开设石油工程专业的学校进行专业培养方案的设计提供权威性参考^[^14]。
该指南包括三方面的内容：石油工程专业课程基本设置、课程学习时间安排以及各门课程的学分、学时和涵盖的课程核心内容要求。在指南提供的四年制本科课程基本设置中共包含了数理基础课程、工程专业基础课程、地质类课程、人文艺术课程、石油工程基础与核心课程、石油工程类选修课程和其他选修课程等七大类59门课程。
我们将AAC指南中列出的数理基础课程、工程专业基础课程、地质类课程、石油工程基础与核心课程这四大类33门课程进行了列表分析，并挑选了9个国内外有代表性的石油专业所设课程进行比较，其中美国高校6所，澳大利亚高校2所，阿联酋高校1所，这些高校的石油工程专业均已通过了工程专业的国际ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology）认证，因此他们的专业培养方案设置具有代表性和科学性。在此项分析中包含的四大类课程是所有石油工程专业培养方案中均会明确指出的课程安排，这里没有包括石油工程类选修课程，因为这类课程一般在各学校制订的培养方案中仅规定了需要达到的学分数量，其选修课内容有时会根据实际的师资和教学安排进行调整。
从表2中我们可以看出各高校石油工程专业培养方案与AAC四大类课程的一致性情况对比，〇表示开设了课程，空白表示培养方案中未明确规定该课程，但可能可以通过选修课程或其他院系课程进行学习。从各学校培养方案与AAC指南的整体拟合度来看，一般在75%～90%之间，这说明AAC指南对目前国际主流高校石油工程专业的培养方案具有较全面的涵盖性，但是各高校由于各自的师资和专业培养侧重点不同，也均与AAC具有一定的差异性。从列出的四大类课程开设情况来看，其中数理基础课程完成度最高，各校均达到了100%，其次是地质类课程，绝大多数学校达到了100%，而工程基础类和石油工程核心基础课程两类完成度相对较低，这说明各高校石油工程专业对于最基础的数理和地质课程要求具有高度一致性，但是在工程基础课程和石油工程核心课程要求上具有较大差异。
工程基础课程中开设差异较大的课程是《理论力学》、《材料力学》和编程语言方面的课程；石油工程核心基础课程中开设差异较大的课程包括：石油工程类传递现象、地质统计、岩石力学、石油工程数值方法等课程。此外，有些学校培养方案中开设的部分课程未被AAC指南涵盖，例如澳大利亚新南威尔士大学虽然从表中统计情况来看与AAC指南差异相对较大，但是该校石油工程专业还另外开设了针对钻井工程、采油工程和油藏工程这三门课程的应用配套课程，以培养学生对于这三门最为核心的专业课程的实际应用和实践能力。由此看来，各个学校也由于各自培养目标的不同，开设课程会具有一定的特色。

表2 全球9个通过ABET认证的石油工程专业培养方案与AAC指南拟合度调研

课程类别

序号

课程名称

TAMU

PSU

CMS

Leoben

UNSW

Khalifa

CUP

数理基础课程

Calculus I

〇

Calculus II

〇

Calculus III

〇

Differential equations

〇

Physics 1 (Mechanics and heat)

〇

Physics 1 laboratory

〇

Physics 2 (Electricity and magnetism)

〇

Physics 2 laboratory

〇

General chemistry

〇

General chemistry laboratory

〇

开设课程比例

100%

工程专业基础课程

Statics and particle dynamics

〇

Principles of thermodynamics

〇

Mechanics of materials

〇

Computer programming

〇

开设课程比例

75%

100%

75%

100%

25%

50%

75%

地质类
课程

Physical geology

〇

Petroleum geology

〇

开设课程比例

100%

50%

100%

50%

100%

50%

石油工程基础与核心课程

Introduction to petroleum engineering

〇

Reservoir fluids

〇

Drilling engineering

〇

Well completions

〇

Transport processes in petroleum production

〇

Fundamentals of reservoir engineering

〇

Reservoir petrophysics

〇

Petroleum production systems

〇

Production engineering

〇

Formation evaluation

〇

Well testing

〇

Reservoir geomechanics

〇

Geostatistics

〇

Petroleum engineering numerical methods

〇

Petroleum project evaluation

〇

Engineering capstone design

〇

Reservoir simulation

〇

开设课程比例

81.25%

87.5%

75%

81.25%

68.75%

62.5%

58.8%

4/33

5/33

3/33

6/33

5/33

8/33

9/33

87.8%

84.8%

90.9%

81.8%

84.8%

75.7%

72.7%

四、 石油工程本科全英文留学专业培养方案
中国石油大学（北京）在石油工程专业全英文课程建设的基础上，结合AAC指南中的课程开设建议和国内外调研情况，制定了《2018级石油工程本科全英文留学专业培养方案》（以下简称“全英文方案”）。与同期实行的面向国内学生的《2016级石油工程专业培养方案》（以下简称“中文方案”）相比较，全英文方案大幅度减少了总学分要求，开设课程种类与AAC指南基本一致，上文中提到的四大类课程总体完成度达到了75%，同时根据留学生的培养特点调整了人文艺术类课程的种类。下面对“全英文方案”特点进行详细分析。
1、大幅度下调总学分要求。“中文方案”的最低总学分要求为187学分，其中必修课118学分，选修课32学分，单独设置的实践教育环节37学分。“全英文方案”的最低总学分要求为124.5学分。根据前文中石油工程专业培养方案的国内外调研情况来看，绝大部分国外高校的最低总学分要求都在120～130学分，相对而言国内相关高校的最低总学分要求普遍较高。适当降低总学分要求也是国内专业培养改革的重要方向。
2、调整通识类课程种类及数量。“全英文方案”开设的通识类课程共46.5学分，除AAC指南中列出的数理基础课程外还包括中国文化类课程和初级汉语课程。“中文方案”相比，减少了英语课程、思政类课程和体育课。
3、保证专业相关课程开设齐全。“全英文方案”在根据AAC指南和现行“中文方案”的课程基础，全面设计了工程专业基础课程、地质课程和石油工程基础与核心课程。目前开设课程共19门，共58学分，与AAC指南的整体拟合度达到了73%。此外，“全英文方案”中包括了8学分的实践环节如地质实习、金工实习和生产实习，并要求完成12学分的毕设论文（设计）。从目前开设的工程专业基础课程和地质课程来看都达到了各学校的平均水平，但是由于师资的限制，石油工程基础与专业课程开设的比例还不够高，这将在未来几年内得到更好的完善。
“全英文方案”自2018年起开始实施，目前2018和2019级的石油工程全英文专业留学生均使用该培养方案进行教学安排。从培养方案的具体实施情况来看，基本实现了培养目标的要求，设置的所有课程均正常授课并取得了良好效果。目前存在的主要问题包括：
1）通识课程、工程专业基础课程和地质课程均在大一、大二开设，课时较多，学生负担较重；相比较而言大三、大四课程安排较少，造成了课程教学量的整体不平衡。
2）石油工程相关的基础核心课程和选修课程均需要在目前的基础上，进一步增加课程种类，提高与AAC指南的课程完成度，以达到更好的培养目的。
五、结论
本文以中国石油大学（北京）石油工程全英文专业为例，对石油工程全英文专业培养方案的设计和实践进行了研究，获得结论如下：
1、良好的专业平台和前期全英文课程建设是全英文专业建设的重要基石，高质量的师资是全英文专业建设的基本保证。
2、根据SPE提出的AAC指南，对国内外十所高校石油工程专业培养方案中四大类关键课程即数理基础课程、工程专业基础课程、地质课程和石油工程基础与核心课程的开设情况进行了比对分析，结果表明通过ABET认证的几所高校的石油工程专业培养方案整体与AAC指南具有非常高的匹配度，但各类型课程开设比例不同，且与各学校培养特色具有一定的相关性。
3、根据国内外调研与本校的全英文课程建设基础，中国石油大学（北京）设计了2018级石油工程全英文专业培养方案，该方案与AAC指南相比整体拟合度较高，最低总学分要求与国外同类专业一致；与同期中文方案相比大幅度降低总学分要求，调整各类课程特别是通识课程的种类，适应全英文专业培养要求。
4、中国石油大学（北京）设计了2018级石油工程全英文专业培养方案已实行两年，整体效果较好，其中暴露出来的问题将在2022年下一轮培养方案调整中解决。
参考文献
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