油气能源是保障国家正常运转的重要战略物资。自1993年我国成为纯石油进口国以来，石油天然气对外依存度逐年攀升，目前的石油和天然气进口量均已为世界排名首位。2020年，我国石油和天然气的对外依存度分别高达73.5%和42%，对我国能源安全造成了严重威胁。如何勘查发现更多的油气资源、高效率采出更多的油气产量是摆在我们面前长期而艰巨的历史任务。新时期国家能源发展战略和北京蓝天计划对能源地质工科人才培养提出了新要求，延伸地质新型能源、保护北京的蓝天白云，转变常规油气至非常规油气、保障国家能源安全，打通勘查与开发专业界线、培养更多一专多能的新型工科人才，是能源地质教育的历史使命。
自1952年建校以来，中国地质大学（北京）就开始承担着能源地质人才培养任务。作为我校优势学科和重点建设方向，我校高度重视能源地质资源与地质工程、石油与天然气工程学科建设。教学团队先后承担完成了6个国家级和10个北京市、教育部教学质量提升项目。围绕从传统能源向新型能源、从常规油气向非常规油气、从单一知识结构向一专多能发展趋势的转变，开展了实践教学改革。
教学团队瞄准国家能源领域重大发展战略规划目标和人才培养需求进行顶层设计，厘定人才培养目标和建设发展规划，侧重在实践教学体系建设方面进行突破性尝试。对实践教学内容进行了系统调整，提出了实践教学理念、建成了教学实验室群、研制了教学仪器/设备、开辟了野外实践教学基地、研制了工程仿真场景、编制了虚拟教学软件。为进一步拉升实验教学能力和水平，配套建成了科研重点实验室，创建了虚实结合的地质实践教学体系，形成了“融合内容-进阶平台-虚实方法”三位一体的能源地质新型工科实践育人模式。
经过十余年的努力，目前已经取得了丰硕成果。建成了4个国家级实验与实践平台，资源勘查工程和石油工程2个专业全部建成国家级特色专业和一流本科专业，有力支撑了地质资源与地质工程国家A+学科。
（一）成果简介
教学团队一直肩负着为国家培养能源地质领域高级人才的使命，《国家能源中长期发展纲要（2004-2020）》和北京蓝天计划等，都对能源地质人才培养提出了新要求。以国家能源战略发展规划为导向，以北京所面临的雾霾为急迫，发力绿色新型能源，团队借助自身的传统学科优势，2005年开始能源地质新型工科人才培养模式的改革探索。
成果建设期间，团队先后承担了7个国家级和10个省部级教学质量提升研究项目，创建了虚实结合的地质实践教学体系，形成了“学科交叉融合、平台功能进阶、方法虚实结合”三位一体的能源地质新型工科实践教学模式（图1），建成了2个创新工程试验区/教育中心、2个国家级教学实验室和2个国家一流专业，有力地支撑了地质资源与地质工程国家A+学科建设，为新型工科人才培养起到了引领和示范作用。
图1 三位一体的能源地质新型工科实践教学模式
（1）地质与工程、资源与环境交叉融合，构建新型地质能源实践教学内容体系。在成果建设过程中，融入了“铁人精神”、“美丽中国”等思政元素，贯通常规油气-非常规油气、传统能源-新型能源课程体系，打通了地质勘查、开发工程、能源环境之间的专业壁垒，依托地质资源与地质工程、石油与天然气工程一级学科，将传统专业领域向煤层气、页岩气、可燃冰、地热延伸，实现了实践教学内容的交叉融合，形成了前瞻性实践教学体系（图2），建成了国内首个资源勘查工程（新能源地质与工程）国家级特色专业，产生了油藏描述基础和沉积学基础2个北京市优秀教学团队、1个油气沉积地质教育部创新团队、5名北京市教学名师、1名北京市青年教学名师。建成了学科交叉融合的实践课程体系，出版系列教材和科普读物、电视专题片（科教版）及专著等课外读物，满足了新工科人才培养的实践需要。
图2 学科交叉融合机制示意图
（2）研发新型能源教学仪器系列，打造功能进阶实践教学平台。面向新型地质能源专业需求，研发针对煤层气、页岩气、水合物、地热等新型能源的教学仪器/设备14种31台/套。针对兴趣认知实践需求，完善与课程配套的实验功能体系，建立功能衔接的实验室；针对探索创新需求，打通科研与教学实验室边界，拓展建设国家级野外实习和企业实训、实战中心。形成“兴趣-认知-探索-创新”实验-实习-实践多元化进阶式实践教学平台，出版系列实验、实习及实践教材，建成地质资源勘查国家级实验教学示范中心、国家级工程实践教育中心和8个产学研基地。
（3）开发全链条能源地质虚拟仿真系统，创新虚实结合实践教学方法。针对地质能源深藏地下、条件多变、开发工程复杂等特点，将抽象概念具象化、工程原理虚拟化、工程技术仿真化，实现地质历史回溯、地下空间漫步等时空跨越，创建进阶功能、虚实结合的实践教学方法，开发仿真场景和虚拟软件，建成能源地质评价国家级虚拟仿真实验教学中心，打造《沉积岩石学》国家一流本科课程和《沉积学基础》、《油藏描述基础》、《油气储层地质学基础》3门北京市精品课程。
（二）主要解决的教学问题
（1）解决了原有实践教学体系中地质与工程脱节、资源与环境割裂、新型地质能源未涉及的问题。
（2）解决了从传统化石能源到清洁地质能源转换背景下，新型地质能源实践教学资源缺乏、与新技术融合性差、不能满足教学实践需要的问题。
（3）解决了实践对象抽象复杂难理解、工程实践体验性差、实践教学手段单一的问题。
（1）研发新型能源教学仪器系列，建成功能进阶的实践教学平台。结合能源地质专业的实践性特点，拓展室内、野外、企业实践平台空间，建成了涵盖新型能源地质与工程、勘探与开发、资源与环境等领域的11个功能衔接的专业教学实验室，包括盆地与构造、沉积与储层、地球化学与成藏等实验室；在北戴河地质认知实习基地和北京房山周口店野外实习基地基础上，新建了包含基础教学、专业教学、创新实践等不同层次的8个野外实习基地，包括北京西山页岩气野外地质、北京延庆硅化木公园陆相沉积地质、北京平谷石林峡海相滨岸沉积等野外地质实践基地；搭建了科教融合、产教融合的8个企业实践基地，包括中石油勘探开发研究院、中石油辽河油田分公司、中石化中原油田分公司等产学研基地，其中的辽河油田实践基地和胜利油田实践基地分别建成了教育部工程实践教育中心和北京高校市级校外人才培养基地。构建了“低年级兴趣和认知、高年级探索和创新”功能进阶的新型地质能源实践平台，建成了国家级地质资源勘查教学示范中心和国家级工程实践教育中心。自主研制针对煤层气、页岩气、可燃冰、地热等新型地质能源的系列教学设备和仪器系列教学设备/仪器14种31台/套，包括成岩裂缝模拟机、沉积模拟水槽、脉冲法渗透率仪等，填补了新能源相关领域教学设备空白。
（2）开发全链条能源地质虚拟仿真系统，形成虚实结合的实践教学方法。针对能源地质教学内容抽象、研究对象复杂的特点，通过抽象概念具象化、地质理论虚拟化，工程技术仿真化，开发仿真场景10个，包括沉积体系、抽油机、构造形变物理模拟、井下作业工具、采油树等仿真场景/模型等；编制虚拟教学软件11套，包括油气成藏、盆地构造、钻井、采油工程等虚拟仿真软/课件系统。实现了地质历史重溯、地下空间漫步及地质时空跨越，形成了可触及、沉浸式、多样化的虚拟仿真系统，达到了身临其境的实践教学效果，建成能源地质评价国家级虚拟仿真实验教学中心。以“数字地球”为引领，将现实实验、现场实践与虚拟体验相结合，形成了“虚拟仿真+现场实践”的虚实结合教学实践方法。
（3）提出“学科交叉、功能进阶、虚实结合”的实践教学理念，创建三位一体的新型地质能源实践教学模式。以国家能源需求和塑造未来为导向，构建地质与工程、勘探与开发、资源与环境交叉融合的教学内容；以创新探索和应对变化能力培养为目的，根据不同层次人才培养目标，搭建“兴趣-认知-探索-创新”功能进阶的实践平台；以工程素养和卓越能力为核心共同构成了以工程素养和卓越能力塑造为目标的“融合内容-进阶平台-虚实方法”三位一体实践教学模式，为国家能源领域培养了大批工科创新型人才。
（1）建成可参考复制的系列实践教学平台，满足新型工科人才培养实践需要。
抓住专业特色，建设因地制宜，团队建成了多功能实验室群、野外实习基地、实践基地、产学研实践基地、教学实验室平台及科研重点实验室，构成了与人才培养目标吻合、功能进阶、虚实结合、形式多样的实践教学平台体系。出版国家级规划教材、产出国家级一流本科课程、开展国家级专业综合改革研究、实施国家级卓越工程师计划、建成国家级人才培养模式创新实验区和工程实践教育中心，建成地质资源勘查国家级实验教学示范中心和能源地质与评价国家级虚拟仿真实验教学中心，支撑了资源勘查工程和石油工程2个专业均成为国家特色专业和一流本科专业。
与教学实验室发展建设相匹配，团队还分别建成了非常规天然气能源地质评价与开发工程、海相储层演化与油气富集机理、页岩气资源战略评价等北京市、教育部及自然资源部重点实验室，建成国家煤层气工程中心煤储层实验室，为教学功能实验室群、国家级教学实验室平台、实习实践基地提供了实验功能纵深，为校企合作、产学研合作、人才培养和做提供了功能背倚。
所建成的实践教学平台和体系功能配套、步步进阶、灵活配套，提供了可供参考复制的发展建设模式，对同类工科院校的人才培养和能源生产企业的人才成长产生了积极的参考作用和重要的影响作用，具有广泛的辐射参考意义。
（2）提高了能源地质工科人才培养质量，为国家地质能源工程输送了大量优秀人才，服务了国家重大能源战略。
学生参与大学生科技创新358项，近三年已实现全员参与；近五年，学生授权发明专利60余项，年均发表论文80余篇；参与学科/专业竞赛100余项，获省部级以上奖励217项；学生就业率持续保持在95%以上。建设成果多次获得中国地质大学（北京）教育教学成果奖励。
向能源行业输送毕业生4000余名，为山西延长石油集团量身打造页岩气订单班，在中国最大页岩气田（焦石坝）勘探开发、南海天然气水合物成功试采、地热规模化应用、煤层气商业化开发、“西气东输”等国家重大能源工程中，涌现出以全国五一劳动奖章获得者徐长贵、李四光奖获得者云露、国家杰出青年基金获得者姚艳斌等为代表的大批优秀人才。
（3）优化了教学资源，锻造了高水平的教学团队，支撑了两个国家“一流”本科专业建设和国家级A+学科的发展。
教师积极开展实践教学研究，承担各类教改项目220项，入选北京市精品/优质课程5项，市级优质本科教材4本，国家级规划教材4本，国家一流课程1门，发表教改论文350篇。产生北京市教学/青年名师6人，省部级团队3个。资源勘查工程和石油工程2个专业，在成果建设期全部获批国家教学质量建设工程项目，地质资源与地质工程获批国家A+学科；在成果应用期全部获批国家一流本科专业建设。
（4）形成了具有推广价值的实践教学模式，受到能源行业企业的高度认可，在同类高校中起到示范作用。
实践教学平台吸引2.5亿元软件支持，建成国家级实验教学示范中心、虚拟仿真实验教学中心、工程实践教育中心等，3000余人前来学习交流。相关成果在“北京高科联盟”举办的“京津冀高等工程教育研讨会”、北京高校地质类专业学科建设研讨会、中国地质教育学会教育分会举办的“野外实习基地建设与地质类野外实习教学改革学术讨论会”等10个行业会议上受邀介绍经验并引起广泛关注。建设成果在中国矿业大学、长江大学、吉林大学、香港中文大学（深圳）等20多所高校获得了推广和应用。
（5）成果受到中央电视台、新华财经、自然资源报等国内新闻媒体及学术期刊的宣传报道，通过电视专题片等方式科普新能源，引起社会强烈反响。
CCTV发现之旅对滦平实践教学基地进行了“记录东方滦平：创造油气勘探新奇迹”报道；新华财经对“创新探索非常规油气人才培养”和“探索未来导向的能源地质与工程教学创新与实践”等实践教学进行了报道，点击量40余万次；自然资源报对“面向非常规油气产业需求，创新人才培养模式的供给侧改革”的非常规油气教学进行了系统报道；中国地质教育等对基础教学团队进行了“教研结合、和谐奋进”的专版报道。国家“十三五”重点出版物出版电视专题片“页岩气原理与技术”，国家电网公司出版《三小时读懂页岩气-会“出气”的黑石头》科普读物，团队出版《非常规能源探秘》等读物，引起社会强烈反响。
