“產學研用協同”視角下研究生實踐創新能力培養探索

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）21-0070-04

Abstract：Theexplorationanddevelopmentof deepandunconventionaloilandgasresourcesareconfrontedwithextremely complexgeologicalandengineeringenvironments，whichmakesthdemandforhigh-levelpracticalinnovationtalentsincreasingly urgent.ThispapertakespostgraduatesmajoringinPetroleumandNatural GasEngineeringasexample，andexploresthe constructionofa\"industryacademia-researchaplicationcolabration”trainingmodelandimplementationpathforthepractical inovationabilityofpostgraduatestudents.Inresponsetothediferentiatedtrainingpositioningofacademic-typeand professional-typepostgraduatestudents，itformstrainingmeasuresfromfouraspets：professionalfoundation，academicresearch， designanddevelopment，andengineeringpractice，whichareintegratedtroughoutthe\"industry-academia-researchapplication\" process.Withthecolaborativeinnovationmicro-platformprovidedbytheesearchgroup，itpromotespostgraduatestudentsto deeplyengageinpracticalfrontlinesandparticipateintheentireprocessoftheoreticalinnovation，productresearchand development，andapplication.Thepracticeshowsthatthe\"industry-academia-research-applicationcollboration\"modelhelps postgraduatestudentsbreakthroughdisciplinarybariers，reconstructtheirknowledgeandabilitysystemintheross，ntegration andrecombinationprocessofprofesional/generalknowledgeandpracticalunderstanding，andenhancetheirinnovationcreativity andprofessionalcompetenceincollborativelearningandpractice，providingabeneficialpracticalexampleforthetrainingof postgraduates in this discipline.

Keywords：IndustryUniversityResearch-Aplication;cultivationofgraduatestudents；practiceandinovation;Petroleumand Natural Gas Engineering; cultivation mode

我國油氣資源勘探開發正不斷向深地、深海和非常規領域拓展（“兩深一非”）[1-]，面對極端復雜的工程地質環境和前沿理論技術難題，科技創新已成為我國油氣增儲上產和綠色高效開發的第一推動力，整個行業對實踐與創新型人才的重視和需求也達到了前所未有的高度3。研究生教育肩負著高層次人才培養和創新創造的重要使命，是行業科技進步的重要基石。協同創新環境下“產學研用”深度融合是石油與天然氣工程等新工科研究生培養的重要途徑。習近平總書記在2021年的兩院院士大會上指出“科技攻關要堅持問題導向，奔著最緊急、最緊迫的問題去”，在黨的二十大報告中強調“加強企業主導的產學研深度融合，強化目標導向，提高科技成果轉化和產業化水平”。這為“產學研用協同\"模式下的研究生實踐創新能力培養指明了方向。

“產學研用”是一種合作系統工程，即生產、學習、科學研究、實踐運用的系統合作4。“協同創新\"是指創新資源和要素的有效融合，打破創新主體之間的壁壘，實現深度合作[5，獲得企業或高校本身無法實現的整體協同效應。在油氣勘探開發領域，該模式有助于增強高校與工業界的互動，實現教學、生產、科研三者的有機結合，幫助企業解決實際工程難題，加速高校科研成果轉化，共同推動油氣行業的技術創新和人才培養。然而，目前“產學研用協同\"模式在實踐中仍面臨諸多挑戰，比如培養體系滯后、與生產需求脫節，校企合作“校熱企冷”，有效的創新訓練與創新實踐不足等。因此，本文以石油與天然氣工程儲層改造與保護方向研究生為例，探索石油與天然氣工程學科研究生實踐創新能力培養路徑，支撐新形勢下油氣勘探開發領域創新人才培養。

一“產學研用協同\"研究生培養模式

依托成都理工大學“地質工程一體化鉆完井”優秀研究生導師與科研團隊，從專業基礎、學術研究、設計研發和工程實踐四個方面搭建了“產學研用協同”研究生實踐創新能力培養模式。石油與天然氣工程作為典型的工程學科，如圖1所示，其研究生培養應始終面向油氣資源開發的迫切需求和復雜工程問題。對于學術型研究生，培養過程仍主要遵循現行學科邏輯和科學研究范式，注重研究生的基本科研素質和能力訓練。在“產學研用協同\"體系中側重于“學”與“研”，聚焦于學術探索和新理論新方法新技術的實驗室研發設計，“學術性”和“創新性”是人才培養的核心目標。對于專業學位研究生，要求在具備堅實專業基礎之上，能夠準確把握工程需求，剖析并解決實際工程問題，側重于“產”與“用”，強調人才培養要面向工業界，面向實際應用，“實踐性”和“職業性（職業勝任力）\"是核心培養目標[。在整個“產學研用協同\"研究生培養過程中，學術型和專業型研究生培養既具有共同的出發點和落腳點，在培養定位和目標上也具有顯著的差異性，二者相互促進，共同支撐研究生實踐創新能力培養提升。

圖1研究生實踐創新能力培養模式圖

專業型碩士：職業性、實踐性

二“產學研用協同\"研究生培養舉措

（一）交叉與前沿并重強化專業基礎

石油與天然氣工程是一門多學科交叉的工程學科，涉及地質學、地球物理學、流體力學、巖石力學、機械工程、化學與材料與科學和信息技術等多個學科領域。多學科交叉的特點要求研究生培養必須打破傳統學科壁壘，構建跨學科的專業知識體系。在現有專業課程教學基礎上，針對儲層改造與保護方向的研究生，團隊根據研究方向為新入學研究生梳理了基礎拓展、案例剖析和能力提升三個方面的模塊化學習內容。

首先，根據本科專業背景和擬從事研究方向，為研究生定制地質學、石油工程、數學、巖石/流體力學、材料與化學、機械工程、人工智能和專業軟件等方面的進階學習清單，鼓勵學生通過線上資源、專題培訓（團隊出資）進行深入的拓展學習，為后續的多學科交叉研究與實踐奠定堅實基礎。其次，由導師團隊精心篩選形成儲層改造與保護方向的典型教學案例，案例內容涵蓋我國不同含油氣盆地、油氣儲層類型和工程實施環節。通過案例剖析，幫助學生快速深入理解目前鉆完井儲層改造與保護方向面臨的關鍵工程難題，相關理論技術難題的國內外研究現狀，未來的發展趨勢以及在不同工程-地質背景下的差異化需求，引導專業學位研究生認識工程一線，引導學術型研究生了解學習工程問題背后隱含的關鍵科學問題，構建立足于學術探索和工程實踐前沿的學習陣地。最后，通過青年教師和高年級碩博士生，帶領研究生學習掌握團隊已有的理論成果、實驗技術和軟件方法等，既可以了解團隊自前的研究進展，也能夠保障相關方向研究的延續性和繼承性，讓研究生在更高的平臺上開展后續學習研究工作。

（二）工程需求指引探索創新能力培養

深地、深海和非常規油氣資源的低碳綠色高效開發面臨諸多極為復雜的工程難題，但同時也為相關方向的理論技術攻關指明了方向。研究生培養過程中，團隊堅持以工程需求為指引，通過科研課題讓學生逐步介入、理解、剖析實際問題，并將其拆分為能夠獨立/協作攻關的子任務。以團隊近年來的典型成果之一“頁巖氣儲層立體加密井低傷害高效壓裂技術\"為例，前期頁巖氣加密井壓裂面臨著儲層地應力狀態認識不清、水力裂縫造縫效果差、壓裂液攜砂能力不足、潛在的儲層損害嚴重和循環利用率低等系列問題。針對前述關鍵問題，團隊老師帶領研究生剖析工程難題背后的關鍵科學問題，從頁巖儲層四地應力演化、井間干擾下復雜裂縫擴展、低分子壓裂液黏彈性攜砂和抗鹽抗污染機理等方面開展了研究攻關，并在新的理論認識基礎上催生了新的問題解決思路，并指導形成了頁巖氣儲層立體加密井防壓竄與井間增能壓裂施工參數優化方法和低分子低傷害抗鹽高效攜砂壓裂液體系。在該過程中，研究生的課題來源于工程，研究成果能夠用于指導新技術新產品研發，在“產一學—研”三個環節實現了高效協同，支撐了研究生特別是學術型碩士科研素質和創新能力的培養。

在實驗探索能力培養過程中，一方面依托油氣藏地質及開發工程全國重點實驗室和校院兩級實驗平臺，以及團隊自研自制特色實驗設備（圖2），幫助學生學習掌握專業實驗能力，支撐研究生結合關鍵工程難題和前沿科學問題開展實驗分析探索研究。同時，在另一方面培養研究生形成良好的實驗研究習慣，避免陷入“重設備、輕設計，一味追求指標參數\"的誤區。引導培養研究生根據實際工程場景抽象出核心要素，進而構建簡化的實驗模型的能力，并能夠應用多種技術手段輔助觀測實驗過程，實驗與理論相結合對數據進行深度挖掘，能夠結合實驗數據和結論解釋工程現象、分析現象發生機制和主控因素，或為技術工藝優化提供支撐，從而達到提升前沿理論認識，指導實踐創新的目標，支撐研究生實驗設計和探索創新能力的培養。

（三） 應用導向激發研發設計創新潛力

近年來，我國高校在專利等科研成果數量上取得了顯著增長，但專利轉化效率卻較低，高校研究與企業實際需求脫節是其中的重要原因。“產學研用\"協同創新要求以工程應用為導向，以企業為主導，強調企業提出研究課題和需求，高校提供技術支持和解決方案。在此過程中，研究生如何參與，學術型和專業型碩士如何分類培養，成為“產學研用協同\"模式下研究生實踐創新能力培養提升的關鍵。

以團隊近年來的典型成果之一“低傷害氣泡懸浮高效攜砂壓裂技術”為例，在非常規油氣大規模水力壓裂過程中，壓裂液攜砂效率低、鋪砂效果差，水資源消耗大，儲層損害嚴重是油田公司（特別是北方干旱缺水地區）面臨的普遍問題。針對上述工程需求，團隊聯合相關企業進行了多輪技術路線、產品設計思路和工藝技術方案研討。在具體長達4年的研發與試驗歷程中，團隊導師帶領學術型碩士研究生從壓裂液攜砂效率低的微觀力學化學機制入手，通過與礦物浮選、污染物運移等領域的學科交叉，將現有的固-液兩相流攜砂理論拓展到了氣-液-固三相協同高效攜砂，進而指導設計研發了“氣泡懸浮支撐劑”這一核心技術產品。同時，在此過程中，多位專業型碩士研究生全程參與產品技術研發歷程，比如與油田企業探討氣泡懸浮支撐劑關鍵技術指標與合規性，與支撐劑生產廠家對接生產工藝流程與成本控制措施，與校內研發團隊研討優化產品設計，與壓裂施工單位共同制定配套壓裂液體系和施工方案等。學術型與專業型碩士根據培養定位差異在此過程中分工各有側重，同時又互相配合完成了協同創新實踐，最終形成了能夠在油田企業落地的新產品新技術。

圖2多物理場深部資源鉆采實驗測試系統7

目前該成果已經在國內多個油田企業累計推廣應用60余口井，單井平均節約用水 15% 以上，天然氣增產 40%～90% ，增產增效和環保效益顯著。在更宏觀的視角下，該過程實現了“工程問題認知一校企知識交叉整合—創造力激發—理論方法創新一新產品新技術一企業技術升級\"和“高校知識轉移一協同技術創新—轉化成果應用一研究生實踐創新/職業勝任力提升”的雙向正反饋信息流動，在具體的工程實踐過程中培養了研究生的學術研究、產品研發和技術創新能力，有力支撐了“產學研用協同”研究生實踐創新能力培養。

（四）協同創新微平臺助力工程實踐落地

深入一線參與工程實踐是“產學研用協同\"研究生實踐創新能力培養的關鍵落地環節，主要依賴校企合作模式開展。對于石油與天然氣工程學科方向，校企合作主要是學校與大型油田企業和油服公司簽訂，合作協議多為框架性內容，在具體的研究生聯合培養和工程實踐環節面臨“校熱企冷\"的現狀。目前校企合作的具體過程多依賴聯合攻關科研課題進行，在人才培養這塊的權責利劃分不明確，合作時限和深入多取決于項自周期和執行情況，合作模式較為單一，缺乏長效穩定合作機制，以及深度協同育人激勵機制。并且，考慮到管理與安全因素，油田企業將研究生派往工程現場的意愿不高，“產學研用協同\"工程實踐育人在“最后一公里\"仍存在難點與堵點。

針對上述難題，團隊依托學校科技園成立了“產學研用\"協同創新微平臺。作為由團隊導師負責的校企合作中間橋梁，平臺能夠根據團隊科研攻關與成果轉化方向，優選對接合作企業，保證協同創新的合作內容高度契合團隊優勢與研究生專業培養方向。作為學校科技成果轉化的孵化器和橋頭堡[1]，平臺能夠對接具體的工程技術專家，讓研究生走進企業和現場，了解一線生產難題和工程需求，并通過多方面知識的整合吸收，將實踐認知用于指導理論研究和產品技術研發。同時，依托平臺與企業的成果轉化合作，在室內研發測試基礎上，團隊導師帶領研究生深度組織參與新產品的中試與擴大生產和新工藝的方案設計，鍛煉研究生對已有專業/通識知識和實踐認識進行交叉、融合、重組，從工程視角重構知識與能力體系。最后，在產品技術應用環節，帶領研究生參與現場施工過程，親身感受評價產品指標性能和技術細節對現場作業過程和實施效果的影響，為后續產品和技術的優化升級提供寶貴的實踐經驗。

在研究生的工程實踐環節，“產學研用\"協同創新微平臺打破了常規校企合作存在的多個主體間的人事、組織、財務和知識產權界限，建立了靈活、自由、開放和共享的合作空間。增強了研究生與企業/工程一線的交流與學習實踐，促進知識的共享、轉移、消化和吸收，激發研究生在協作學習、實踐中的創新創造力，提升其職業勝任力，為“產學研用協同\"研究生實踐創新能力培養舉措的落地提供了關鍵支撐。在具體培養成效方面，近年來團隊多名研究生獲得省級優秀畢業生和校級“優秀碩士學位論文\"等榮譽稱號，在中國國際“互聯網 + ”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”中國石油工程設計大賽等國家級和省部級創新創業與科技競賽中獲得國家一等獎、銀獎和省部級一等獎/金獎累計10余項，研究生深度參與的4項研究成果實現了科技成果轉化與油田推廣應用。

三 結束語

圍繞石油與天然氣工程學科研究生實踐創新能力培養，儲層改造與保護技術團隊探索構建了“產學研用協同”研究生實踐創新能力培養模式與實施路徑，通過強化多學科交叉學習、工程需求導向的創新能力培養、應用導向的研發設計創新，以及協同創新微平臺搭建，有效提升了研究生的實踐能力和創新水平，全面支撐了團隊的學術研究、產品技術研發和科技成果轉化工作，實現了學校、研究生、企業的三方共贏。有望為油氣行業培養更多適應“兩深一非\"極端復雜地質-工程環境和行業發展趨勢的高素質創新型人才，助力我國油氣勘探開發領域的高質量發展。

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