能源類高校多學(xué)科交叉及優(yōu)化布局探析
——基于新工科背景以機械類學(xué)科為例

唐 洋 王國榮

（西南石油大學(xué)機電工程學(xué)院 四川 成都 610500）

為應(yīng)對新時代科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐人才強國、科教興國、“中國制造2025”和海洋強國夢等一系列國家戰(zhàn)略，我國教育部提出了“新工科”建設(shè)這一持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃。[1]“新工科”建設(shè)的目標是培養(yǎng)實踐能力與創(chuàng)新能力強，并具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。[2]要實現(xiàn)這一目標，需要教育部門各高校主動優(yōu)化學(xué)科專業(yè)布局，促進現(xiàn)有工科專業(yè)與其他學(xué)科專業(yè)存在如下深度融合。[3]學(xué)科交叉融合指不同學(xué)科相互滲透、融合成新的綜合學(xué)科，不是隨機組合，而是基于社會、經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)和技術(shù)當(dāng)前發(fā)展和未來發(fā)展需要，不同學(xué)科在基本理論知識、專業(yè)技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用等方面的滲透、融合。[4-6]

油氣勘探開發(fā)不斷向海洋發(fā)展，可燃冰和海洋能等新能源開發(fā)逐漸受到諸多國家重視，這對石油、石化及海洋工程等各個領(lǐng)域機械類專業(yè)人才的培養(yǎng)提出新要求。[7]因此，如何把握“新工科”內(nèi)涵，推動機械類學(xué)科與其他學(xué)科的交叉融合，拓展機械學(xué)科外延，打破傳統(tǒng)教育模式中專業(yè)、課程之間的隔閡，滿足新時代石油、石化及海洋工程技術(shù)、經(jīng)濟發(fā)展對高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才的需要，是能源類高校教育工作者亟待思考和解決的問題。本文以西南石油大學(xué)機械工程專業(yè)為例，分析在新工科背景下能源類高校機械類學(xué)科的自身特點和發(fā)展存在的問題，并以機械類學(xué)科為主，對多學(xué)科交叉及優(yōu)化布局進行探析。

一、新工科背景下能源類高校機械類學(xué)科發(fā)展存在的問題

當(dāng)前，在外部環(huán)境和內(nèi)部需求的綜合影響下，能源類高校西南石油大學(xué)的機械類學(xué)科發(fā)展存在如下問題：

1.缺乏跨專業(yè)、多學(xué)科交叉融合的教學(xué)項目

以機械類學(xué)科為主的研究團隊包含多個學(xué)科，具體涉及石工、力學(xué)、材料、計算機、測控、電氣、數(shù)學(xué)等專業(yè)，但交叉學(xué)科融合及項目組的建設(shè)處于起步階段，專業(yè)間存在著難以打破的壁壘，教學(xué)內(nèi)容相對獨立，缺乏跨專業(yè)、多學(xué)科交叉融合的教學(xué)項目?？鐚W(xué)科碩士生、博士生培養(yǎng)機制尚未形成，影響高素質(zhì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)效果。

2.機械類學(xué)科學(xué)生工程應(yīng)用能力低

在專業(yè)實踐環(huán)節(jié)存在合作單位不足、內(nèi)容較為形式化（以聽為主，以看為輔）的問題，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)能力得不到鍛煉，影響專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)效果。

3.機械類學(xué)科缺乏對前沿技術(shù)與裝備的關(guān)注

機械類學(xué)科圍繞傳統(tǒng)油氣裝備的研發(fā)，取得了一定的成果，但影響了對氫能、可燃冰、光伏、海洋能等相關(guān)的新能源技術(shù)與裝備研究的關(guān)注，無法快速發(fā)展學(xué)科交叉融合與戰(zhàn)略布局，形成滿足新時代要求的綜合交叉學(xué)科。

4.教學(xué)靈活性差、質(zhì)量較低

教育方法、模式固化，教學(xué)靈活性差，質(zhì)量較低，使新課題、新項目、新研究難以快速被納入教學(xué)體系與知識學(xué)習(xí)。[8]高校在研究、制定人才培養(yǎng)方案時，未能注重教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性和準確性要求，導(dǎo)致對新一代技術(shù)的敏感性和時效性認識不強，無法很好地滿足追求新一代技術(shù)的行業(yè)和社會各界的需求。

5.人才培養(yǎng)質(zhì)量評價機制和體系落后

人才培養(yǎng)質(zhì)量評價機制和體系落后，不能滿足新時代學(xué)科交叉融合背景下的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價需求。代表新經(jīng)濟和新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和人才培養(yǎng)與培訓(xùn)的科研院所、機構(gòu)之間存在較大的運行機制差異。

二、以機械類學(xué)科為主實現(xiàn)多學(xué)科交叉及優(yōu)化布局

1.交叉學(xué)科的人才培養(yǎng)與建設(shè)

第一，根據(jù)我國油氣領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的發(fā)展，動態(tài)調(diào)整機械專業(yè)人才培養(yǎng)目標，為學(xué)術(shù)性人才和專業(yè)性人才制定不同的培養(yǎng)方案，依據(jù)“先基礎(chǔ)，后專業(yè)，先單科，后綜合”的課程觀，確定適合培養(yǎng)目標的課程體系。第二，優(yōu)化公共課程與專業(yè)核心課程設(shè)置，建立公開免費的專業(yè)核心課程資源平臺。第三，把滿足我國社會經(jīng)濟發(fā)展和先進油氣裝備研制需求的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才作為培養(yǎng)目標，突出能源類高校的機械專業(yè)特色。第四，保證基礎(chǔ)理論知識與專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容上的貫通。第五，構(gòu)建符合高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才工程實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的先進教學(xué)體系；制定教學(xué)目標和培養(yǎng)目標相統(tǒng)一的專業(yè)教學(xué)方案。[9]

在學(xué)科建設(shè)上，實現(xiàn)機械類與計算機類、機械類與材料類、機械類與控制類、機械類與石油天然氣類、機械類與管理類學(xué)科的交叉融合，以機械類專業(yè)為主，其他專業(yè)為輔助，根據(jù)不同培養(yǎng)目標設(shè)置專業(yè)核心課程。采用導(dǎo)師跨學(xué)科科研合作，學(xué)生跨學(xué)科合作學(xué)科競賽，學(xué)生跨學(xué)科聯(lián)合完成畢業(yè)設(shè)計，例如電氣專業(yè)與機械專業(yè)聯(lián)合完成一個綜合性題目。碩博士跨學(xué)科聯(lián)合培養(yǎng)，如學(xué)士就讀一個學(xué)科，碩士就讀另一個學(xué)科，博士再就讀一個學(xué)科，實現(xiàn)學(xué)科知識交叉融合，培養(yǎng)出復(fù)合型人才。

建立以培養(yǎng)質(zhì)量為核心的有效、全面、系統(tǒng)的教育質(zhì)量考核與監(jiān)督體系，從基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、科研論文、學(xué)位論文、企業(yè)實踐等環(huán)節(jié)全面考察培養(yǎng)質(zhì)量。[10]根據(jù)不同培養(yǎng)目標，制定不同的考核與評價方式，確定不同的權(quán)重比例，實現(xiàn)交叉融合培養(yǎng)人才質(zhì)量評價機制和體系的健全和改革。

2.以學(xué)科發(fā)展新模式鞏固優(yōu)勢學(xué)科

全面系統(tǒng)地整合并優(yōu)化現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)資源，基于正在進行的雙一流建設(shè)，以服務(wù)傳統(tǒng)油氣開采行業(yè)和新能源行業(yè)并保障所需先進機械裝備為出發(fā)點，對各類資源進行統(tǒng)一調(diào)配、動態(tài)管理、優(yōu)化控制，高水平地發(fā)展能源類高校機械專業(yè)教育，建設(shè)“新工科”人才培養(yǎng)平臺。對于機械類傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科，依托機電工程學(xué)院下屬各研究院建立或掛牌多個和中大型企業(yè)集團合作的本科生、專碩研究生和青年教師實踐培訓(xùn)基地，使青年教師積累現(xiàn)場經(jīng)驗，理論聯(lián)系實際，由常駐企業(yè)指導(dǎo)研究生代替現(xiàn)場人員指導(dǎo)本科生生產(chǎn)實習(xí)模式，從而提高實踐實習(xí)質(zhì)量；每年引進1—2名國內(nèi)外機械領(lǐng)域優(yōu)秀知名學(xué)者或企業(yè)家，每年引進2—3國有企業(yè)技術(shù)人才（單獨設(shè)立工程師序列），重點培養(yǎng)8—10名青年教學(xué)及學(xué)術(shù)帶頭人，為機械學(xué)科注入新鮮血液及活力，完善機械類學(xué)科理論、實踐和科技人才隊伍建設(shè)；創(chuàng)建以機械類專業(yè)為主的交叉學(xué)科競賽世界杯（由校級、省級、國家級、世界級逐步發(fā)展、推廣，打造機械類學(xué)科品牌），以提高機械類學(xué)科的知名度，吸引優(yōu)質(zhì)生源及高層次人才。

3.促進交叉學(xué)科深度融合，完善特色學(xué)科

立足于機械工程重點學(xué)科特色和經(jīng)驗，以“產(chǎn)學(xué)研”合作完成的油氣裝備開發(fā)系列課題、系統(tǒng)專有技術(shù)、工具等為優(yōu)勢資源，結(jié)合研究院實際情況，持續(xù)推進特色學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)科交叉融合，在陸地及海洋油氣鉆完井管柱力學(xué)領(lǐng)域，采用“石工+機械+力學(xué)+數(shù)學(xué)”模式，進行學(xué)科交叉融合，開展研究與應(yīng)用；在海洋天然氣水合物等新能源開發(fā)技術(shù)與裝備方面，采用“石工+機械+力學(xué)+測控”模式，進行學(xué)科交叉融合。

以油氣裝備企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、有利于社會經(jīng)濟高效發(fā)展、適合能源裝備行業(yè)發(fā)展需求的先進科學(xué)技術(shù)為引導(dǎo)，在高校、企業(yè)和行業(yè)之間建立開放、包容、靈活的高效合作機制，搭建“產(chǎn)、學(xué)、研、用”四位一體平臺。[11]以企業(yè)生產(chǎn)所需先進技術(shù)需求為導(dǎo)向，將新工科人才培養(yǎng)目標與企業(yè)先進技術(shù)需求相統(tǒng)一。鼓勵相關(guān)企業(yè)提供資金、設(shè)備和人員參與新工科人才培養(yǎng)，從而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，形成良好正反饋循環(huán)。通過市場和客戶對新技術(shù)需求的間接引導(dǎo)，高校政策的直接推進，不斷優(yōu)化能源類高校機械專業(yè)教學(xué)相關(guān)配套功能，協(xié)助能源類高校建立特色鮮明的機械學(xué)科。[12]

4.交叉學(xué)科深度融合，超前謀劃引領(lǐng)性學(xué)科

在“碳達峰、碳中和、降碳與減污協(xié)同”的遠景目標指引下，開展新興領(lǐng)域的機械類學(xué)科交叉深度融合。比如，在海洋能發(fā)電及綜合利用技術(shù)及裝備、氫能技術(shù)及裝備等新興領(lǐng)域，采用“石工+機械+力學(xué)+計算機+材料+電力”模式，進行學(xué)科交叉深度融合，進行基礎(chǔ)理論、應(yīng)用型技術(shù)及裝備研究，催生發(fā)展超前的交叉學(xué)科專業(yè)，應(yīng)對21世紀能源發(fā)展及技術(shù)變更。

結(jié)合能源類高校在電力、核能、油氣及太陽能等領(lǐng)域的優(yōu)勢，超前謀劃引領(lǐng)性學(xué)科。通過多學(xué)科交叉融合，開展極地及深遠海能源開發(fā)技術(shù)及裝備、清潔化與智能化開采技術(shù)及裝備等研究，超前謀劃引領(lǐng)性學(xué)科，并給予資源及政策支持。為加快“雙一流”建設(shè)、提高我國能源類學(xué)科整體水平助力。

三、結(jié)語

本文對“新工科”建設(shè)過程中能源類高校多學(xué)科交叉融合存在的共性問題進行了總結(jié)分析，從交叉學(xué)科人才培養(yǎng)建設(shè)、鞏固傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科、完善特色學(xué)科、促進交叉學(xué)科深度融合、超前謀劃引領(lǐng)性學(xué)科五個方面，探析了多學(xué)科交叉及優(yōu)化布局，提出了應(yīng)結(jié)合能源領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟社會的發(fā)展動態(tài)，合理確定機械專業(yè)的培養(yǎng)目標，闡述了機械類專業(yè)與其他專業(yè)交叉融合趨勢和具體方法；建立以培養(yǎng)質(zhì)量為核心的有效、全面、系統(tǒng)的教育質(zhì)量考核與監(jiān)督體系；集中、高效、系統(tǒng)、全面地整合各項優(yōu)質(zhì)教育資源，采用校企合作的方式建設(shè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，堅持引進人才，為機械學(xué)科注入新鮮血液及活力，加強機械類學(xué)科基礎(chǔ)理論、專業(yè)實踐和科學(xué)研究人才隊伍建設(shè)。立足于機械工程學(xué)科多年辦學(xué)中形成的特色和經(jīng)驗，以企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求、有利經(jīng)濟高效發(fā)展的先進科學(xué)技術(shù)為引導(dǎo)，開展新興領(lǐng)域的機械類學(xué)科交叉深度融合，吸引企業(yè)提供資金、設(shè)備、人員參與學(xué)校的人才培養(yǎng)，形成產(chǎn)、學(xué)、研、用四位一體的協(xié)同育人模式。