動力工程及工程熱物理專業(yè)研究生培養(yǎng)體系探索

余 萬 袁顯寶 蘇華山 洪 鋒 王 崗

（三峽大學(xué)機械與動力學(xué)院 湖北·宜昌 443002）

動力工程及工程熱物理是研究能源轉(zhuǎn)化和利用的理論和技術(shù)，提高能源利用率，減少一次性能源消耗和污染物排放的一門學(xué)科[1]。目前本學(xué)科在培養(yǎng)研究生過程中可以歸納為8個學(xué)科方向：工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程、流體機械及工程、制冷及低溫工程、化工過程機械、能源環(huán)境工程、新能源科學(xué)與工程[2]。隨著“碳達峰、碳中和”的國家能源戰(zhàn)略的實施，本學(xué)科的人才培養(yǎng)顯得尤為重要，如何構(gòu)建合適的研究生培養(yǎng)體系是亟待解決的問題。

1 專業(yè)基本情況

當(dāng)前各個高校在動力工程及工程熱物理專業(yè)的研究生培養(yǎng)體系有較大的差別，均結(jié)合學(xué)校自身的科研方向及地域特點來培養(yǎng)人才。以湖北省內(nèi)高校而言，華中科技大學(xué)的實力最強，是首批一級國家重點學(xué)科，具有以煤燃燒國家重點實驗室、國家能源煤清潔低碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)中心、能源動力裝置節(jié)能減排教育部工程研究中心、9個國家級工程實踐中心等為支撐的學(xué)科體系，主要圍繞化石能源的低碳高效安全利用和污染物深度聯(lián)合脫除、能源終端利用優(yōu)化與節(jié)能、可再生能源、先進動力裝置等方面開展科學(xué)研究和人才培養(yǎng)[3]；武漢大學(xué)則以流體機械為主要特色，擁有水力機械過渡過程教育部重點實驗室、流體機械與動力工程裝備技術(shù)湖北省重點實驗室、水射流理論與新技術(shù)湖北省重點實驗室等教學(xué)科研平臺，圍繞流體機械及裝置、能源動力裝備狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術(shù)、傳熱傳質(zhì)與節(jié)能技術(shù)、水電站水機電耦合過程與源網(wǎng)協(xié)調(diào)、核電機組事故仿真與安全評估等方面來展開人才培養(yǎng)工作；武漢理工大學(xué)建有“新能源汽車科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)”與“高性能船舶關(guān)鍵技術(shù)”學(xué)科創(chuàng)新引智基地、船舶動力工程技術(shù)交通運輸行業(yè)重點實驗等8個省部級科研基地，以內(nèi)燃機為主要對象，研究節(jié)能低排放內(nèi)燃機先進技術(shù)、高效傳熱傳質(zhì)與清潔燃燒技術(shù)以及新能源汽車動力系統(tǒng)，面向船廠、柴油機廠、船舶設(shè)計院及汽車行業(yè)培養(yǎng)相關(guān)科研工作者或工程技術(shù)人才；武漢工程大學(xué)的前身為武漢化工學(xué)院，以化工過程機械為主要研究方向，培養(yǎng)面向新能源開發(fā)與應(yīng)用、能源與環(huán)境、制冷及低溫、建筑節(jié)能等行業(yè)的人才；長江大學(xué)則以石油開采及利用過程中的動力問題為主，培養(yǎng)面向石油行業(yè)的人才。

與省內(nèi)其它高校相比，三峽大學(xué)的動力工程及工程熱物理學(xué)科的發(fā)展歷史較短，源于2011年成立的能源動力系統(tǒng)及自動化專業(yè)及2012年成立的核工程與核技術(shù)專業(yè)，在2016年獲得一級學(xué)科學(xué)術(shù)學(xué)位研究生授權(quán)點。在當(dāng)前情況下，本專業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施及師資情況均比較薄弱，如何融合三峽大學(xué)機械、材料、電氣等優(yōu)勢學(xué)科資源和地域特色，結(jié)合本學(xué)科的實際狀況，構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的動力及工程熱物理專業(yè)學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)體系是當(dāng)前急需解決的問題。

2 研究生培養(yǎng)體系的構(gòu)建

2.1 找準(zhǔn)學(xué)科定位，優(yōu)化培養(yǎng)目標(biāo)

制訂研究生培養(yǎng)目標(biāo)必須符合當(dāng)前能源形勢對人才的需求，考慮不斷發(fā)展的國民經(jīng)濟對具備節(jié)能減排基本知識結(jié)構(gòu)的人才需求，從而在新工科建設(shè)的大背景下，考慮學(xué)校其他優(yōu)勢學(xué)科的資源，結(jié)合本學(xué)科的特點，實現(xiàn)本學(xué)科合理定位，確定本專業(yè)研究生的培養(yǎng)目標(biāo)。

首先應(yīng)明確研究生政治思想、道德品質(zhì)、身心健康方面的要求。當(dāng)前國際形勢變化多端，資本主義國家一直在對中國進行文化侵蝕。作為高級科技人才，研究生應(yīng)該具有正確的世界觀、價值觀和人生觀。在研究生的培養(yǎng)過程中，應(yīng)該更加注重其政治素質(zhì)的培養(yǎng)，為中國特色社會主義的建設(shè)培養(yǎng)合格的人才。

其次明確學(xué)生在本學(xué)科的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識等方面應(yīng)達到的廣度和深度，應(yīng)該具有的持續(xù)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)能力，對本專業(yè)的未來發(fā)展趨勢、國際前沿學(xué)術(shù)動態(tài)、國家政策等應(yīng)有深入的了解。動力工程及工程熱物理學(xué)科是一個綜合性很強的工程應(yīng)用學(xué)科，涉及的學(xué)科領(lǐng)域很多，需要根據(jù)學(xué)校的學(xué)科優(yōu)勢來確定培養(yǎng)目標(biāo)，明確學(xué)生應(yīng)掌握的基本知識，在此基礎(chǔ)上展開科研工作。

第三要明確學(xué)生在科學(xué)研究能力、創(chuàng)新能力或獨立分析和解決本學(xué)科專門技術(shù)問題的能力。本專業(yè)的研究生應(yīng)該能夠在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，充分運行自己所學(xué)的知識來解決實際工程技術(shù)問題，在培養(yǎng)目標(biāo)中，應(yīng)該明確學(xué)生的科研能力。

最后要加強學(xué)生的外語能力培訓(xùn)，加強學(xué)生英文文獻閱讀和英文學(xué)術(shù)論文的撰寫能力培養(yǎng)，提升其國際交流能力。當(dāng)前很多學(xué)科熱點問題依然發(fā)表在英文期刊上，研究生的英文文獻閱讀和總結(jié)能力對于科研工作是非常重要的。

2.2 以多學(xué)科交叉融合為導(dǎo)向，凝練學(xué)科方向

三峽大學(xué)的動力工程及工程熱物理學(xué)科歷史較短，學(xué)科的基礎(chǔ)科研平臺很少，科研水平尚存在不足，沒有形成有特色的學(xué)科方向。鑒于學(xué)科現(xiàn)狀，單靠本學(xué)科的基礎(chǔ)條件及師資力量，不足以支持本一級學(xué)科的發(fā)展與壯大，因此需要協(xié)調(diào)本學(xué)科與學(xué)校其他相關(guān)優(yōu)勢學(xué)科的交叉融合。三峽大學(xué)是水利電力特色與優(yōu)勢比較明顯綜合性大學(xué)，有11個省級重點一級學(xué)科和16個國家級一流專業(yè)建設(shè)點。其中與動力工程及工程熱物理學(xué)科知識體系及研究內(nèi)容有交叉的學(xué)科有機械、材料、物理、電氣、化學(xué)等。因此結(jié)合當(dāng)前的師資力量，擬在多學(xué)科交叉融合的目標(biāo)下凝練四個學(xué)科方向來展開人才培養(yǎng)和科學(xué)研究工作，從而充分發(fā)揮各專業(yè)高水平教學(xué)科研平臺對研究生人才培養(yǎng)的支撐作用，培養(yǎng)復(fù)合型人才。

首先是工程熱物理方向。以本學(xué)科核工程與核技術(shù)專業(yè)教師為主體，借助物理學(xué)科的相關(guān)條件，以熱力學(xué)、傳熱學(xué)和流體力學(xué)等為理論基礎(chǔ)，研究多介質(zhì)、多相態(tài)及多過程耦合的流體流動及傳熱傳質(zhì)的機理與強化方法，同時進行核反應(yīng)堆物理、熱工水力、核安全及相關(guān)領(lǐng)域的研究。

其次是動力機械及工程方向。以機械學(xué)科相關(guān)教師為主體，進行動力機械建模、仿真、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷的研究，并進行新型動力機械的設(shè)計開發(fā)。

第三為流體機械及工程方向。以本學(xué)科能源與動力工程專業(yè)的教師為主體，結(jié)合機械學(xué)科相關(guān)教師，研究流體機械內(nèi)部流動、性能優(yōu)化、多相復(fù)雜流動現(xiàn)象等。

最后為新能源科學(xué)與工程方向。以本學(xué)科能源與動力工程專業(yè)的教師為主體，結(jié)合機械學(xué)科的海洋能研究，并借助材化學(xué)院、電氣學(xué)院在太陽能、風(fēng)能方面的相關(guān)資源，展開新能源高效、低成本轉(zhuǎn)化與利用方面的研究。

2.3 構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的課程體系，積極開展課程建設(shè)工作

研究生課程體系包括公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、學(xué)科專業(yè)課、選修課和實踐環(huán)節(jié)等。設(shè)置了中國特色社會主義理論與實踐研究、自然辯證法、馬克思主義與社會科學(xué)方法論等公共基礎(chǔ)課程，注重在潛移默化中堅定學(xué)生理想信念、厚植愛國主義情懷，加強品德修養(yǎng)。

鑒于本學(xué)科知識體系的多學(xué)科交叉融合的特點，以及當(dāng)前在校學(xué)生數(shù)量較少的現(xiàn)狀，擬在學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面不再細(xì)分學(xué)科方向，而是給出多門課程，由導(dǎo)師結(jié)合學(xué)生的培養(yǎng)計劃來選擇應(yīng)該學(xué)習(xí)的學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課，從而使人才培養(yǎng)更具有針對性。同時為適應(yīng)不斷變化的國家能源形勢對高層次人才的需求，在開設(shè)“高等流體力學(xué)”“高等熱力學(xué)”和“高等傳熱學(xué)”三門學(xué)科主干課程之外，增設(shè)“多能域轉(zhuǎn)換原理”“能源經(jīng)濟學(xué)”“低品位能源利用”“兩相與多相流體動力學(xué)”“流動與傳熱的數(shù)值模擬”“熱工水力數(shù)值分析”等特色課程。除此之外，基于學(xué)科交叉融合的基本思想，把機械學(xué)科的“現(xiàn)代控制理論”“有限元法”“噪聲與振動控制”等課程也納入本學(xué)科的課程體系。

確定本專業(yè)的課程體系后，要積極展開課程建設(shè)工作。對于每一門課程，在選定合適的教材后，教學(xué)過程中應(yīng)該以本專業(yè)老師的科研方向為基礎(chǔ)合理來構(gòu)建合適的教學(xué)內(nèi)容。同時在教學(xué)過程中，應(yīng)多結(jié)合工程實際案例和科學(xué)問題來講解，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具目的性。此外，要結(jié)合學(xué)校和學(xué)院的教學(xué)文件及規(guī)范，建立起教學(xué)質(zhì)量評價的標(biāo)準(zhǔn)，加強對老師授課的要求，以此促進研究生課堂教學(xué)質(zhì)量的提升。

2.4 健全管理機制，加強人才培養(yǎng)過程的質(zhì)量控制

研究生的培養(yǎng)過程包含以下幾個環(huán)節(jié)：導(dǎo)師遴選、課題遴選、課堂教學(xué)、學(xué)術(shù)交流、教學(xué)實踐、社會實踐、中期考核、論文答辯等。

在導(dǎo)師遴選方面，需要制定完成的導(dǎo)師遴選及上崗資格審核辦法。每年需要對導(dǎo)師的上崗資格進行審核，包括教學(xué)業(yè)績、科研經(jīng)費與成果、師德師風(fēng)等方面。同時定期舉行導(dǎo)師培訓(xùn)，明確導(dǎo)師的責(zé)任。導(dǎo)師需要定期對學(xué)生進行談心談話，對學(xué)生進行思想引領(lǐng)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和求真務(wù)實的科學(xué)精神，同時對學(xué)生培養(yǎng)全過程負(fù)責(zé)，包括確定研究課題、開題報告、中期檢查、論文寫作計劃等，并做好相關(guān)記錄。

在課題遴選方面，學(xué)院會組織資深教授對課題進行初步審核，然后由開題報告小組成員進行優(yōu)化，確保所選擇的研究課題具有較好的科學(xué)研究意義和工程應(yīng)用價值。在后續(xù)的中期、預(yù)答辯、答辯等每一個環(huán)節(jié)中，應(yīng)該依據(jù)相關(guān)文件，嚴(yán)格管理，加強整個培養(yǎng)過程的質(zhì)量控制。比如中期考核，一定要嚴(yán)格按照要求執(zhí)行，對于研究進展較慢的學(xué)生要予以督促，嚴(yán)重滯后的應(yīng)該推遲畢業(yè)。在答辯環(huán)節(jié)中，要建立合理的從預(yù)答辯、論文評審到最終答辯的詳細(xì)規(guī)則，加強質(zhì)量控制，以便能夠培養(yǎng)出滿足社會需求的高層次專門人才。

3 結(jié)語

本文以三峽大學(xué)動力工程及工程熱物理專業(yè)研究生培養(yǎng)為對象，基于多學(xué)科交叉融合的思想，充分利用校內(nèi)優(yōu)勢學(xué)科資源，凝練了學(xué)科方向，構(gòu)建了適應(yīng)于動力工程及工程熱物理學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)目標(biāo)的特色課程體系，優(yōu)化課程設(shè)置，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，加強人才培養(yǎng)過程的質(zhì)量控制，全面提升研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。