学校不断创新教育理念，优化人才培养顶层设计，深化教学内容、课程体系与实践教学改革，加强通识教育，坚持因材施教，分类培养，将实践能力培养和创新创业教育融入人才培养全过程，人才培养质量稳步提升。2007年10月，在教育部组织的本科教学工作水平评估中获得优秀。近几年来，获国家级教学成果奖二等奖2项、省级教学成果奖24项、中国石油教育学会高等教育教学成果奖10项。有2门省级在线开放课程、有32门省级精品课程、13门省级精品资源共享课程、15门省级改造升级精品资源共享课程。有21个陕西省教学团队、2个陕西高校创新创业教育改革试点学院、13个陕西省实验教学示范中心及2个陕西省虚拟仿真实验教学中心、15个陕西省人才培养模式创新实验区, 6个省级以上大学生校外实践教育基地，2个陕西省高等学校创新创业试点学院,获批13个教育部产学合作协同育人项目,获批1个教育部"新工科"研究与实践项目，获批"陕西省高校实践育人创新创业基地"。
1.本硕分流培养
本科阶段直接保送进入硕士生阶段学习的一种培养方式，高考时以本硕连读招录，本科期间实行淘汰制本硕连读培养。我校石油工程、资源勘查工程、测控技术与仪器、机械设计制造及其自动化、计算机科学与技术、化学工程与工艺等6个专业实施本硕分流培养。
2.大类招生分流培养
按大类招生，经过1～2年的基础培养，再根据兴趣和双向选择原则进行专业分流。该模式提升了学生的通识教育素养，利于学生找到适合自己发展的专业，利于通识教育和专业教育的相互融合与促进，体现"宽口径、厚基础"的培养理念。我校15个专业按5个专业类进行招生。
3.卓越工程师培养
该计划是教育部组织实施的提高高等工程教育质量的重要举措。我校作为教育部"卓越计划"实施高校之一，目前在石油工程、机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、焊接技术与工程、化学工程与工艺等5个专业进行试点。实行"3+1"校企联合、双师指导的培养模式，3年在校学习本科课程，累计1年在企业进行实习实践和毕业设计，由校内导师和企业导师共同指导，目标是着力培养一批工程实践能力强、综合素质高、掌握专业关键技术的工程应用型人才。
4.石油工程国际化培养
为适应我国石油工业发展，利用国内、国外"两种资源、两个市场"的发展需求，从专业精、外语强、懂经营、善交流的国际化要求出发，优化课程体系，培养基础扎实、知识面广，专业理论深厚，外语交流能力突出，具备国际化视野的高级专门人才。
5.国际注册会计师ACA培养（会计学）
采用"学历+证书"的培养方式，充分发挥英格兰及威尔士特许会计师协会（ICAEW）的国际平台和我校会计学专业教学优势，培养具有国际视野的应用型会计人才。ACA课程考试合格后，可获英国皇家特许会计师ACA初级和中级证书。
6.焊接技术与工程国际化培养
采用"学历学位教育+国际职业资格认证"培养模式组织教学，将国际焊接工程师培训课程纳入专业课程教学模块，注重培养学生多学科知识综合运用能力和工程实践能力，使在校生提前获得从业资格，不仅提高自身专业能力和素质，而且拓宽就业渠道，满足石油石化行业和区域经济建设对国际资质高级专门技术人才的需求。
7.俄语交流生培养
采取中外合作培养模式组织教学，选择俄罗斯部分高校开展免费交换生培养项目。学生3年时间在校学习本科课程，1年时间在俄罗斯人民友谊大学、国立普希金俄语学院、布里亚特国立大学、喀山国立大学等院校学习相关专业教育课程。
8.辅修专业
为培养具有创新精神和实践能力的复合型人才，学校本科教育阶段实行主修与辅修并行修读，使一部分学业优良、学有余力的学生在修读本专业的同时辅修其他专业，考核合格，学校将颁发辅修专业证书。
