天津教育报｜产教融合视域下高职石油天然气工程类专业创新教育体系构建的实践探索

在第四次工业革命纵深推进、新质生产力加速崛起的时代背景下，产教融合与科教融汇成为高职教育破解创新人才培养瓶颈的核心路径。石油天然气工程类专业作为对接能源支柱产业的特色专业，其创新教育体系构建直接关系到行业技术升级与区域经济高质量发展。本文立足天津石油职业技术学院办学实践，结合TRIZ创新理论应用，系统阐述“双线提升、三层递进、多元评价”创新教育模式的核心逻辑、模块架构与实践路径，深入剖析产教融合视域下高职石油类专业创新教育的现实困境与突破策略，为同类院校打造特色创新教育体系提供理论参考与实践范式。

一、第四次工业革命下高职创新教育战略转向的时代背景

（一）新质生产力发展对高职人才创新能力的“高移”要求

第四次工业革命以数字化、网络化、智能化为核心特征，正深刻重塑产业格局与人才需求结构。新质生产力的发展本质上是科技创新驱动的生产力变革，其对高职层次技术技能人才的能力要求呈现显著“高移”特征。要求高职院校培养的学生不再局限于传统单一技能的熟练运用，更强调具备持续学习能力、跨界融合思维与创造性解决问题的核心素养。石油天然气行业作为技术密集型支柱产业，面临页岩油开采效率提升、油气管道防腐技术升级、油田环保处理工艺优化等诸多技术痛点，迫切需要高职院校培养一批“懂技术、善创新、能落地”的复合型技术技能人才，既能够理解行业复杂技术原理，又能运用创新工具破解生产实际难题。

（二）产教融合与科教融汇的政策导向与实践要求

近年来，国家密集出台《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》等政策文件，明确提出“深化产教融合、科教融汇”的核心导向，推动职业教育从“校企合作”向“校企协同育人”深度转型。对于石油天然气工程类专业而言，产教融合不仅是资源互补的需要，更是创新教育的本质要求。石油行业的技术创新具有极强的场景依赖性，脱离油气勘探开发、集输处理等真实生产场景，创新教育便会陷入空泛化的困境。科教融汇则为创新教育提供了理论支撑，要求高职院校将行业前沿技术、创新理论与教学过程深度融合，实现“技术—教学—创新”的良性循环，让学生在掌握专业技能的同时，形成系统的创新思维范式。

（三）石油行业转型对创新人才的迫切需求

当前，石油天然气行业正面临“碳达峰、碳中和”目标下的绿色转型压力，传统高耗能、高污染的生产模式亟待革新，页岩油开发、深海油气勘探、油气资源清洁利用、智能油气田建设等新兴领域加速拓展。这些转型需求直接转化为对创新人才的迫切渴求：从“效率与安全”的技术矛盾拆解，到“环保标准与成本控制”的平衡方案设计，再到“数字化技术与传统工艺”的融合应用，都需要具备创新思维与实践能力的技术技能人才作为支撑。高职院校作为培养一线技术人才的主阵地，必须主动对接行业转型需求，重构创新教育体系，使学生的创新能力培养与行业技术发展同频共振。

二、高职石油天然气工程类专业创新教育的现实困境

（一）教育理念滞后，创新培养定位模糊

当前，部分高职院校仍停留在就业导向的短期培养思维，将石油天然气工程类专业的人才培养目标局限于“会操作、能上岗”的技能型人才，未能充分认识创新教育对学生终身发展与行业长远发展的战略意义。创新教育定位模糊，要么将其等同于创业教育，要么视为兴趣拓展，缺乏与专业技能、行业需求的深度绑定。这种理念导致创新教育与专业教学“两张皮”，学生的创新思维培养缺乏针对性与系统性，难以形成解决行业实际问题的创新能力。

（二）课程体系僵化，跨专业融合不足

课程结构是创新教育的核心载体，当前高职石油天然气工程类专业的课程体系仍存在诸多弊端。一是专业设置滞后于产业变革，课程内容偏重传统工艺与基础理论，对数字化、智能化等新兴技术的融入不足，缺乏如“石油工程数字化应用”“油气田智能监测”等前沿课程模块。二是跨专业整合力度不够，课程体系仍以学科逻辑为主线，机械设计、电子技术、计算机应用等与石油专业相关的学科知识被割裂，难以支撑学生形成跨界创新的思维模式。三是实践环节薄弱，实训项目多为验证性操作，缺乏真实场景下的复杂问题解决与创新方案设计，学生的实践能力与创新思维难以协同提升。

（三）产教融合表层化，协同育人机制不畅

产教融合是高职创新教育的关键路径，但当前多数校企合作仍停留在浅层阶段，未能形成有效的协同育人机制。一是合作形式单一，多以“企业提供实习岗位、院校输送学生”为主，企业未能深度参与人才培养全过程，行业真实需求难以转化为教学目标与教学内容。二是资源整合度低，企业的先进设备、技术工艺、工程案例等优质资源未能有效融入课堂教学与实训环节，学生难以接触行业前沿技术与真实创新场景。三是利益联结机制不完善，企业参与创新教育的投入与收益不对等，缺乏持续参与的动力，难以形成长效机制。

（四）数字化支撑不足，技术赋能效果有限

第四次工业革命背景下，数字化技术是创新教育的重要支撑，但高职石油天然气工程类专业的数字化教学水平仍有待提升。一是缺乏统一的技术标准与快速迭代的更新机制，VR/AR虚拟仿真、AI辅助教学等新技术在教学中的应用范围有限，难以模拟复杂的石油生产场景与技术创新过程。二是数字化教学资源匮乏，现有资源多为传统教材的电子化，缺乏互动性、实践性的创新教学资源，难以支撑学生自主探究与创新实践。三是教师数字化教学能力不足，多数教师缺乏数字化技术与教学内容融合的设计能力，难以有效运用数字化工具开展创新教学。

（五）师资队伍存在短板，创新指导能力欠缺

师资队伍是创新教育的核心保障，当前高职石油天然气工程类专业的教师队伍存在明显短板。一是教师技术创新能力不足，多数教师毕业后直接进入院校任教，缺乏企业一线工作经历，对石油行业的技术痛点、创新需求了解不深，难以指导学生开展针对性的创新实践。二是创新教学方法掌握不够，仍以讲授式教学为主，缺乏项目式教学、案例式教学、翻转课堂等适合创新能力培养的教学方法，难以激发学生的创新思维。三是企业导师参与度低，虽然部分院校聘请了企业技术人员作为兼职导师，但由于缺乏明确的职责界定与考核机制，其指导多停留在讲座、点评等层面，难以形成持续、深入的创新指导。

（六）评价体系单一，创新导向性不强

评价体系是创新教育的指挥棒，当前高职石油天然气工程类专业的评价体系仍以标准化考试为主，难以全面反映学生的创新能力与实践技能。一是评价维度单一，偏重理论知识与操作技能的考核，对创新思维、实践能力、团队协作等核心素养的评价缺失，导致学生重分数、轻创新。二是评价方式固化，以终结性评价为主，缺乏过程性评价与形成性评价，难以跟踪学生创新能力的成长过程，也无法及时反馈教学中的问题。三是评价主体单一，仍以学校教师为主，缺乏企业导师、行业专家的参与，评价结果难以体现行业对创新能力的实际要求。

三、创新教育体系构建的核心理论支撑

（一）TRIZ创新理论

TRIZ理论即“发明问题的解决理论”，是由苏联发明家阿奇舒勒创立的一套系统的创新方法论。其核心价值在于揭示了创新发明的内在规律，提供了一系列可操作的创新工具，帮助使用者从“试错法”转向“科学创新法”。TRIZ理论中的矛盾矩阵、技术系统进化法则、物场分析等工具，能够有效帮助学生拆解复杂技术矛盾、寻找创新解决方案，尤其适用于石油行业等技术密集型领域的创新问题解决。在高职石油天然气工程类专业的创新教育中，TRIZ理论能够为学生提供系统化的创新思维框架，让创新从“灵感驱动”转变为“方法驱动”，有效提升创新能力培养的针对性与实效性。

（二）建构主义学习理论

建构主义学习理论认为，学习是学习者在特定情境中，通过与他人、环境的互动，主动建构知识意义的过程。该理论强调学习的主动性、情境性与社会性，与创新教育的理念高度契合。在创新教育体系构建中，建构主义学习理论要求打破传统“教师主导、学生被动接受”的教学模式，构建真实的学习情境，让学生在解决实际问题的过程中主动建构创新知识与技能。对于石油天然气工程类专业而言，就是要以行业真实技术问题为载体，通过项目式学习、团队协作等方式，引导学生在实践中积累创新经验、提升创新能力。

（三）产教融合理论

产教融合理论的核心是打破教育与产业的壁垒，实现教育资源与产业资源的优化配置，促进人才培养与产业需求的精准对接。该理论强调“教育跟着产业走，专业围着需求转”，要求高职院校的人才培养全过程都要融入产业元素，让学生在真实的产业环境中成长。在创新教育体系构建中，产教融合理论为校企协同育人提供了理论支撑，要求企业深度参与人才培养目标制定、课程设计、教学实施、评价考核等各个环节，让学生的创新能力培养始终围绕行业真实需求展开。

（四）新质生产力理论

新质生产力理论强调科技创新在生产力发展中的核心驱动作用，主张通过技术创新、模式创新、管理创新等方式，推动生产力向高质量、高效率、低能耗的方向发展。该理论为高职创新教育提供了明确的价值导向，要求创新教育不仅要培养学生的技术创新能力，还要注重其绿色发展理念、数字化素养等与新质生产力发展相适应的核心素养。对于石油天然气工程类专业而言，就是要将绿色低碳、数字化转型等新质生产力发展要求融入创新教育全过程，培养能够支撑行业绿色创新发展的复合型人才。

四、“双线提升、三层递进、多元评价”创新教育模式的实践探索

（一）构建“需求—能力—路径—评价”闭环体系的核心逻辑

天津石油职业技术学院立足石油行业特色，以产教融合为抓手，以TRIZ理论为核心纽带，构建了“双线提升、三层递进、多元评价”的创新教育模式。该模式并非三个模块的简单叠加，而是以“行业需求为导向、学生成长为逻辑、质量保障为底线”，形成“锚定行业需求→明确能力目标→设计成长路径→科学评价保障”的闭环体系，确保创新能力培养“不偏离、不脱节、可衡量”。

模式的设计起点并非通用的创新教育理念，而是石油行业的具体技术痛点。多年办学过程中，学院通过与中石油、中石化、中海油等龙头企业建立深度合作，系统梳理了石油行业的创新需求。例如，页岩油开采中“效率与安全”的矛盾、油气管道“防腐效果与成本”的冲突、油田污水处理“环保标准与处理成本”的平衡，将这些行业真实需求直接转化为创新能力培养的靶点，确保学生的创新能力培养具有明确的行业指向性。

TRIZ理论是串联模式各模块的核心纽带，确保创新能力培养的系统性与实效性。在“双线提升”中，理论线教学生“用TRIZ工具分析问题”，实践线引导学生“用TRIZ工具解决问题”；在“三层递进”中，基础层让学生“学会TRIZ工具”，专业融合层让学生“用TRIZ工具对接专业”，实战层让学生“用TRIZ工具产出成果”；在“多元评价”中，创新思维维度直接考核“TRIZ工具运用的准确性与深度”，让理论工具真正转化为学生的核心创新能力。

“多元评价”不仅是衡量培养结果的手段，更承担反馈优化的功能，形成动态闭环。通过企业导师对成果实用性的评价，反推实战层项目选题是否贴合行业最新需求。通过学生自评对TRIZ工具学习难度的反馈，调整基础层课程内容与教学方法。通过过程性评价中“团队协作表现”的数据，优化实践线的项目分组机制，让模式在“实践—评价—优化—再实践”的循环中持续完善。

（二）模块架构：“双线提升、三层递进、多元评价”的协同机制

“双线提升”“三层递进”“多元评价”三大模块形成“目标—路径—保障”的协同关系，通过“路径支撑目标、评价校准路径、目标引领评价”的互动机制，确保创新教育体系的高效运行。

“双线提升”是创新能力培养的核心目标，即通过理论线与实践线的协同推进，同步提升学生的创新思维与实践能力。理论线以TRIZ创新理论为核心，构建“基础理论+工具方法+行业应用”的课程体系。基础理论模块开设《创新思维与方法》《TRIZ创新理论基础》等课程，引导学生掌握创新思维的基本原理；工具方法模块重点讲授矛盾矩阵、技术系统进化法则、物场分析等TRIZ核心工具，引导学生学会科学的创新方法；行业应用模块通过“TRIZ工具在石油工程中的应用”等专题教学，结合石油行业案例，引导学生理解创新工具的行业适配性。实践线以真实项目为载体，构建“基础实训+专业实训+实战项目”的实践体系。基础实训模块通过简单的技术问题拆解与方案设计，培养学生的基本实践技能。专业实训模块结合石油专业核心课程，开展专业相关实训项目；实战项目模块与企业深度合作，让学生参与企业真实的技术革新项目，在实践中验证创新方案，提升成果转化能力。理论线为实践线提供科学的创新工具与思维方法，避免实践创新的盲目性。实践线为理论线提供真实的应用场景，引导学生在实践中深化对创新理论的理解，实现“理论指导实践、实践反哺理论”的良性循环。

“三层递进”是创新能力培养的实现路径，即根据学生的认知规律与成长阶段，分层次、阶梯式推进创新能力培养。基础层面向大一学生，重点培养学生创新思维基础与TRIZ工具应用能力。通过相关创新课程，结合简单的案例分析与模拟训练，引导学生掌握创新思维的基本逻辑与TRIZ工具的基本用法。该阶段以个体学习为主，注重基础知识的扎实掌握，解决“不会创新、不懂工具”的问题，为后续创新能力培养奠定基础。专业融合层面向大二学生，重点培养专业与创新的融合应用能力，将TRIZ创新理论与石油天然气工程类专业核心课程深度融合，在《钻井工程》《采油工程》《油气储运工程》等课程中嵌入创新案例分析、技术矛盾拆解、创新方案设计等教学环节。该阶段以企业导师指导、学生小组研讨为主，注重专业知识与创新工具的结合，解决“会用工具、但不会对接专业”的问题。实战层面向大三学生，重点培养学生真实场景下的创新成果产出能力，让学生在企业实践中参与真实的技术革新项目，从项目选题、方案设计、原型制作到成果验证，全程由学校教师与企业导师共同指导。该阶段以跨专业团队协作为主，注重创新成果的实用性与转化价值，解决“不能出成果或成果不实用”的问题。

“多元评价”是创新能力培养的质量保障，通过多维度、多主体、全过程的评价方式，全面、精准地衡量学生的创新能力，为路径优化提供依据。评价维度涵盖“创新思维、实践能力、职业素养”三大核心板块。创新思维维度重点考核学生对TRIZ工具的运用准确性与深度，包括技术矛盾拆解的合理性、创新方案的科学性等指标。实践能力维度重点考核学生的方案设计能力、原型制作能力与成果转化能力，包括方案的可行性、原型的完整性、成果的实用价值等指标。职业素养维度重点考核学生的团队协作能力、沟通表达能力与责任意识，包括团队贡献度、方案汇报质量、工作态度等指标。评价主体实现“学校教师、企业导师、学生自评、同伴互评”的多元化参与。学校教师侧重评价学生的创新思维与理论应用能力；企业导师侧重评价学生成果的实用性与行业适配性，由企业专家根据行业技术标准与生产实际进行打分；学生自评侧重反思自身在创新过程中的收获与不足，促进自主学习与自我提升；同伴互评侧重评价团队协作中的贡献度与沟通效果，培养学生的评价能力与团队意识。评价方式采用过程性评价与终结性评价相结合的模式。过程性评价占比60%，通过课堂表现、实训报告、项目阶段性成果等形式，跟踪学生创新能力的成长过程。终结性评价占比40%，通过创新成果报告、方案答辩、成果转化效果等形式，衡量最终的创新能力水平。

（三）模式特色：适配石油行业与高职学生特点的核心优势

相较于普通职业院校的创新培养模式，该模式针对石油行业“技术密集、场景特殊、安全要求高”的特点与高职学生“重实践、轻理论”的认知规律，形成了三大不可替代的优势。

一是精准对接石油工程技术场景。模式通过“案例场景化、项目真实化、评价专业化”实现与石油行业的深度适配。案例场景化方面，TRIZ理论教学全部结合石油行业案例，如用“动态化原理”解决油气输送压力波动问题，用“自服务原理”优化钻井设备维护流程，避免通用案例的“水土不服”。项目真实化方面，实战层项目均来自企业真实需求，学生需考虑油田现场的高温、高压、防爆等特殊要求，以及设备与现有系统的兼容性，确保创新方案符合行业实际。评价专业化方面，企业导师多为石油行业资深工程师，熟悉行业技术标准与现场施工规范，能够精准判断学生方案的实用性与可行性，避免“纸上谈兵”的评价偏差。

二是符合高职学生能力进阶性的认知规律。“三层递进”的路径设计充分贴合高职学生“重实践、轻理论”的认知特点，实现从“简单到复杂、从模仿到创新、从个体到团队”的阶梯式成长。难度上，从基础层的简单工具应用，到专业融合层的专业问题对接，再到实战层的复杂项目解决，逐步提升挑战难度。创新程度上，从基础层的案例模仿，到专业融合层的方案改进，再到实战层的自主创新，逐步培养学生的创新主动性。协作要求上，从基础层的个体作业，到专业融合层的小组研讨，再到实战层的跨专业团队协作，逐步提升学生的团队协作能力，符合从“学习者”到“职业人”的角色转变规律。

三是推动校企从“合作”到“协同”。模式是通过“需求共提、过程共控、成果共享”三大机制，打破传统校企合作的表层化困境，实现深度协同育人。需求共提方面，企业直接参与“三层递进”的项目设计，将行业最新技术需求转化为教学项目，如某油田提出“深海油气勘探设备智能化升级”需求后，院校随即纳入实战层项目库。过程共控方面，企业导师全程参与实战层教学，从项目选题、方案设计到成果验证，与学校导师共同把控培养过程，确保学生能力符合企业用人标准。成果共享方面，学生的优秀创新方案经企业验证后可直接转化为生产技术，企业获得技术革新收益，院校提升教学质量，学生实现能力提升与就业优势，形成院校、学生、企业三方共赢的良性循环。

五、创新教育体系有效运行的核心保障

（一）强化TRIZ工具转化，避免形式化应用

TRIZ理论是模式的核心纽带，其落地效果直接决定创新教育的质量。为避免TRIZ工具形式化，学院采取三大措施：一是将TRIZ工具应用纳入石油天然气工程类专业人才培养方案，学院牵头的专业标准通过教育部审核并发布。二是组建TRIZ教学团队，校内优选具备企业实践经验与TRIZ理论基础的教师作为专任教师，校外选聘中国石油大学（北京）科学家和中石油集团公司技能专家作为课程兼职教师，定期开展TRIZ教学研讨与培训，提升教师的工具应用指导能力，并于2024年召开了高职石油天然气工程类专业TRIZ研讨会。三是编写出版《基于TRIZ创新方法理论与实践》教材，收录大量石油行业真实案例与TRIZ工具应用实例，引导学生直观理解工具的应用场景与方法。

（二）加强数字化支撑，提升技术赋能效果

数字化技术是提升创新教育效率的重要手段，学院从资源建设、平台搭建、能力提升三方面发力。一是建设数字化创新教学资源库，整合石油行业前沿技术视频、虚拟仿真实训项目等资源，支持学生自主学习。二是搭建虚拟仿真创新实训平台，利用VR/AR技术模拟钻井平台操作、油气管道维护等危险且难以实地开展的实训场景，让学生在虚拟环境中开展创新方案验证。三是开展教师数字化教学能力培训，定期组织教师参加VR/AR教学应用、在线课程设计等培训，提升教师运用数字化工具开展创新教学的能力。

（三）优化师资队伍结构，提升创新指导能力

师资队伍是创新教育的核心保障，学院通过“内培外引、校企互聘”的方式，打造一支兼具创新理论基础、专业技术能力与企业实践经验的“双师型”教师队伍。一是实施教师企业实践计划，要求专业教师每两年至少到企业实践3个月，参与企业技术革新项目，积累行业实践经验。二是开展“创新教学能力提升培训”，邀请TRIZ理论专家、行业创新能手开展专题讲座，提升教师的创新理论水平与教学方法。三是聘请企业技术骨干、行业创新人才担任兼职教师，充实创新教学师资队伍。兼职教师主要承担实战层项目指导、创新案例分享等教学任务，让学生直接接触行业一线的创新思路与方法。

六、创新教育体系的实践成效

（一）学生创新能力显著提升

学院每年对全体在校生选择威廉斯创造性倾向量表和尤金·劳德赛创造性思维量表进行创新思维测试，通过“双线提升、三层递进、多元评价”模式的实施，学生的创新思维与实践能力得到显著提升。模式实施近五年来，学院学生在全国和省部级职业院校技能大赛、创新创业大赛、中国创新方法大赛等赛事中获奖300多项；申请发明专利18项、实用新型专利45项，部分专利已被企业采纳应用；学生参与企业真实创新项目62个，提出创新方案138个，其中35个方案成功转化为生产技术，为企业创造直接经济效益逾2亿元。毕业生的创新能力得到用人单位高度认可，毕业生去向落实率始终保持在90%以上，毕业生就业薪酬、待遇水平始终位于同类院校前列，其中75%的毕业生在入职1年内参与了企业技术革新项目，成为企业创新发展的骨干力量。

（二）教学质量与办学特色凸显

创新教育体系的构建推动了学院教学质量的全面提升，形成了鲜明的办学特色。课程体系不断优化，新增《石油工程数字化应用》《TRIZ创新实践》等前沿课程9门，编写出版教材8部；教学方法持续创新，项目式教学、案例式教学等在专业课程中普及率达100%；师资队伍结构明显改善，认定“双师型”教师212名，专业课教师中具备企业实践经验的教师占比达100%。学院的创新教育实践得到教育主管部门与行业企业的高度认可，先后被评为“滨海新区技能型紧缺人才培养基地”，中石油“中国石油集团公司及企业直属培训基地”“重点培训基地”“中国特色企业新型学徒制试点单位”，成为同类院校创新教育的标杆。

（三）校企协同育人成效显著

模式的实施深化了校企合作关系，形成了稳定的协同育人机制。学院与28家石油行业龙头企业建立了深度合作关系，共建校企联合创新中心2个、实训基地15个；企业参与制定人才培养方案28个，开发课程23门，提供真实创新项目85个；企业导师参与教学指导260余人次，开展专题讲座130余场。校企协同不仅为学生提供了优质的创新实践资源，也为企业输送了大批高素质创新人才，实现了“教学相长、产学共赢”的良好局面。

（四）行业服务能力持续增强

学院依托创新教育体系，主动对接石油行业创新需求，开展技术研发与服务，行业服务能力持续增强。近五年，学院教师与企业合作开展技术研发项目48项，解决行业技术难题36个，获得省部级以上科研奖励12项；为企业开展创新能力培训、技术技能培训等服务150余场次，培训企业员工8000余人次；发布《石油行业技术创新发展报告》《石油工程专业群企业人才需求报告》以及参与《落实习近平总书记重要要求，以科技创新打造天津绿色石化产业新质生产力的建议》，为行业创新发展提供决策参考，成为石油行业技术创新与人才培养的重要支撑。

注：本文系天津市新一轮教学成果重点培育项目“‘产教+科教’视域下高职‘三维四融’学生创新能力培养研究与实践”（课题编号：PYZJ-038）的阶段性成果。