油气能源领域数智教育教学体系构建与实践
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成果的主要内容与实施路径

(一)建设数智赋能的能源特色战略支撑基座

围绕能源教育数智化核心需求,构建“算力-数据-智能”协同支撑体系,破除资源壁垒。

1.融通能源算力新生态:创新“校企合作+公有租赁+自主建设”三位一体供给机制,联合中石油等61家单位开放专用算力,对接中国联通公共算力平台满足大模型需求,结合自有算力搭建三级算力中枢,保障数智教学稳定运行。

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图1. 华为捐赠服务器

2.激活数据要素新动能:整合40余套业务系统数据,构建全周期人才培养数据湖,汇聚12TB数据建成国内首个“能源领域多模态教育语料库”,涵盖油气勘探开发、储能运维等场景数据,为教学实践提供真实行业数据支撑。

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图2. 数据中台

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图3. 能源领域多模态教育语料库系统架构

3.重塑智能育人新范式:搭建“1+N”智能体生态,1个通用智能体“石小问”提供全天候基础教学服务,N个能源特色智能体聚焦行业场景,形成“教研相长”的智能教学格局。

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图4. “石小问”智能体功能框架图

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图5. 油气多模态问答智能体

(二)创新“思政-专业-数智”三维融合教学范式

以能源场景为纽带,重构教学内容与路径,实现“价值引领、专业筑基、数智赋能”协同育人。

1.构建能源场景浸润式思政体系:提出“精神内涵-技术载体-场景融合”育人理论,研发涵盖大庆会战等内容的能源精神知识图谱,提炼能源报国核心内涵;打造王进喜等英模数字人,开发“钻井思政VR实训课”,将能源精神融入教学实践,实现思政与技术、实践深度融合。

2.打造“1+X+Y”数智课程体系:面向全校开设三类12门人工智能通识课,建成13门AI素养课、11门能源融合课,编写11部数字教材,所有资源整合至CUPers学堂,其中1门课程入选国家关键领域工程硕博士核心课程,30门课程获评国家级一流课程,3门入选教育部“拓金计划”示范课程。

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图6. 能源特色AI课程群

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图7. 海洋油气钻采虚拟仿真VR全过程模拟实践教学平台

3.搭建三位一体能源场景实践体系:打造油气关键场景物理沙盘,开发管廊巡检机器人实训系统,对接油田数据库建成压裂风险预警平台,形成“物理沙盘-虚拟仿真-企业数据”多维度实践平台;2门虚拟仿真实验课程获评首批国家级一流本科课程,“海底油气管道输送系统流动保障虚拟仿真实验”校内外应用达2404人次。

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图8. 能源场景AI实训平台 

(三)打造师生协同驱动的数智素养分层提升体系

立足师生双主体需求,构建“分层进阶+生态协同”机制,实现数智能力与能源场景深度契合。

1.教师数智素养三阶进阶:依据“教学-数智-专业”耦合模型,基础阶开展数智教学工具实训,融合阶开发能源专业数智案例(如借助大模型打造特色教学素材),引领阶协同企业转化产业实践;累计孵化46个数智教学成果(3个入选国家级案例库),20余人次获北京高校教师教学创新大赛、全国数智教育创新大赛奖项,含全国教师教学创新大赛一等奖第一名,建成3个国家黄大年式教师团队,2人获“全国能源领域教学名师”称号。

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图9. 教师“教学-数智-专业”培训平台展示 

2.学生数智素养三维分层:按照“认知-应用-创新”能力矩阵,依托522个交叉知识图谱(如油气地质-AI融合图谱)助力知识获取,开展能源场景AI工具实操强化应用能力,聚焦页岩气井漏预警等行业问题培育创新能力;近3年学生发表顶级学术论文数量增长20%,获省部级及以上学科竞赛奖项增幅达26%,“挑战杯”、“中国国际大学生创新大赛”等高水平赛事实现获奖质效双升。

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图10. 信息安全、计算机应用类大赛奖项

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图11. 创新类大赛奖项

3.师生协同反哺机制:建立“教师引领-学生参与-成果反哺”闭环,教师依托行业经验开展校企联合项目,学生通过知网研学平台形成跨年级、跨专业学术共同体深度参与;共创成果(如教学案例、实训模块)通过资源库集成开放,反哺教学与行业实践,推动数智教育持续迭代。


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