原標(biāo)題：多維協(xié)同 構(gòu)建“AI+能源材料”人才培養(yǎng)模式

來源：中國教育報(bào)

原標(biāo)題：多維協(xié)同 構(gòu)建“AI+能源材料”人才培養(yǎng)模式

來源：中國教育報(bào)

在“雙碳”目標(biāo)背景下，能源材料創(chuàng)新已成為推動石油化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手。中國石油大學(xué)（華東）材料科學(xué)與工程學(xué)院立足能源行業(yè)特色，構(gòu)建“AI+能源材料”交叉學(xué)科體系，創(chuàng)新形成了以“四模塊”課程為核心、以“四遞進(jìn)”實(shí)踐為載體、以“四鏈融合”生態(tài)為保障的“AI+能源材料”人才培養(yǎng)模式，為培養(yǎng)具有人工智能素養(yǎng)的復(fù)合型材料創(chuàng)新人才提供了實(shí)踐案例。

服務(wù)能源行業(yè)需求，構(gòu)建“AI+能源材料”“四模塊”交叉理論課程群。學(xué)院依托地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、石油與天然氣工程國家“雙一流”學(xué)科與山東省智能能源材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，聚焦油氣勘探開發(fā)、電子信息材料、新能源材料與器件、油氣裝備等關(guān)鍵領(lǐng)域的人才需求，構(gòu)建材料基因工程知識體系。通過建設(shè)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論—材料信息學(xué)方法—數(shù)據(jù)驅(qū)動材料智能設(shè)計(jì)—智能材料制備和表征”“四模塊”課程群，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法、高通量計(jì)算、數(shù)字孿生、智能設(shè)計(jì)等AI技術(shù)深度融入傳統(tǒng)材料學(xué)課程。開發(fā)“驅(qū)油用智能誘導(dǎo)材料分子設(shè)計(jì)”“半導(dǎo)體光刻電化學(xué)過程優(yōu)化”“光—電—化學(xué)能轉(zhuǎn)化關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)”“油氣設(shè)備腐蝕與防護(hù)數(shù)字孿生”等18個特色教學(xué)案例，從基礎(chǔ)材料的智能設(shè)計(jì)出發(fā)，構(gòu)建覆蓋提高原油采收率、電子信息材料制備工藝、新能源轉(zhuǎn)化與存儲、油氣田腐蝕防護(hù)等領(lǐng)域的能源行業(yè)特色資源庫。將材料基礎(chǔ)、工程和前沿科學(xué)問題轉(zhuǎn)化為教學(xué)項(xiàng)目，形成“行業(yè)問題驅(qū)動—數(shù)字技術(shù)賦能—工程實(shí)踐驗(yàn)證”的閉環(huán)培養(yǎng)路徑。

創(chuàng)新“虛實(shí)雙擎”教學(xué)模式，打造“四遞進(jìn)”沉浸式智慧模塊實(shí)踐課程。學(xué)院建成了面向石化能源材料的虛擬仿真教學(xué)平臺，集成第一性原理計(jì)算、分子動力學(xué)模擬、材料基因數(shù)據(jù)庫、AI輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)“四遞進(jìn)”模塊。通過虛擬實(shí)驗(yàn)完成傳統(tǒng)數(shù)月周期的材料研發(fā)流程，例如，利用高通量計(jì)算篩選出耐溫耐鹽采油壓裂液成分，通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測光電材料及器件性能，運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)驗(yàn)證新型腐蝕防護(hù)技術(shù)的工程適用性等。開發(fā)“超臨界二氧化碳采油促混劑優(yōu)化”“智能腐蝕監(jiān)檢測裝置設(shè)計(jì)”等23個虛實(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，建立“理論建模—虛擬仿真—實(shí)體驗(yàn)證”遞進(jìn)式實(shí)踐體系。引入社會AI開發(fā)平臺，構(gòu)建包含2.6萬組能源材料數(shù)據(jù)的知識圖譜，有力支撐了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新探索。

深化產(chǎn)教協(xié)同育人，構(gòu)建“四鏈融合”創(chuàng)新教育生態(tài)圈。學(xué)院聯(lián)合中國石化、中國石油、中國中車、中糧集團(tuán)等21家單位構(gòu)建“教育鏈、人才鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈”“四鏈融合”機(jī)制。以服務(wù)國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向，打破高校與產(chǎn)業(yè)之間的壁壘。其中，教育鏈?zhǔn)腔A(chǔ)，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)供給側(cè)與產(chǎn)業(yè)需求側(cè)的精準(zhǔn)對接；人才鏈?zhǔn)羌~帶，實(shí)現(xiàn)人才在校園與產(chǎn)業(yè)間的雙向流動和價值共創(chuàng)；產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)悄繕?biāo)，最終賦能能源材料產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化升級與高質(zhì)量發(fā)展；創(chuàng)新鏈?zhǔn)呛诵模瑢?shí)現(xiàn)知識創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新的協(xié)同并進(jìn)。共建“高性能纖維及復(fù)合材料聯(lián)合研發(fā)中心”，將工程現(xiàn)場的材料失效案例轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，開發(fā)“油氣管道應(yīng)力腐蝕開裂數(shù)字孿生系統(tǒng)”等教學(xué)工具。實(shí)施“雙導(dǎo)師+項(xiàng)目制”培養(yǎng)模式，企業(yè)工程師全程參與“材料智能設(shè)計(jì)實(shí)踐”“工業(yè)大數(shù)據(jù)分析”等課程建設(shè)。近3年，校企聯(lián)合開發(fā)《材料基因與數(shù)據(jù)科學(xué)》等新形態(tài)教材5部，建設(shè)包括“材料物理”國家一流課程等課程7門，創(chuàng)立并主辦國際學(xué)術(shù)期刊AI & Materials（《人工智能和材料》），畢業(yè)生在能源材料數(shù)字化研發(fā)崗位的任職比例提升至68%。

建設(shè)跨學(xué)科師資團(tuán)隊(duì)，將AI技術(shù)應(yīng)用能力納入教師考核指標(biāo)。學(xué)院組建由材料專業(yè)導(dǎo)師、數(shù)據(jù)工程師、企業(yè)技術(shù)專家構(gòu)成的跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，實(shí)施“AI+能源材料”師資能力提升計(jì)劃。通過材料信息學(xué)專題研修等方式，使95%的專業(yè)教師掌握材料大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)建模等數(shù)字技能。建設(shè)能源材料理性設(shè)計(jì)、材料信息學(xué)等5個教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，開發(fā)“材料基因工程中的機(jī)器學(xué)習(xí)算法”等特色教學(xué)模塊。建立了“數(shù)字技能認(rèn)證—教學(xué)能力評估—工程實(shí)踐考核”三維評價體系，將AI技術(shù)應(yīng)用能力納入教師考核指標(biāo)。

學(xué)院材料基因工程專業(yè)畢業(yè)生在能源材料數(shù)字化研發(fā)領(lǐng)域展現(xiàn)了突出優(yōu)勢，該模式培養(yǎng)的畢業(yè)生不僅專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，更具備運(yùn)用AI技術(shù)解決復(fù)雜工程問題的能力，在就業(yè)市場展現(xiàn)出強(qiáng)勁的競爭力，近年來，80%的畢業(yè)生就職于中石油、比亞迪、中芯等領(lǐng)軍企業(yè)。學(xué)院以承擔(dān)的科研項(xiàng)目為載體，鼓勵學(xué)生積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，產(chǎn)出的高性能聚合物凍膠、新能源電池材料、氫能材料等在油氣行業(yè)和多個頭部新能源企業(yè)獲得大量應(yīng)用。未來，學(xué)院將持續(xù)深化“AI+能源材料”教育改革，構(gòu)建覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化人才培養(yǎng)體系，為能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的人才支撐。

（任浩 戴昉納 郭文躍 魯效慶）

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