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        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(jī)械類學(xué)科為例

        2021-11-23 21:38:46王國榮
        現(xiàn)代交際 2021年19期
        關(guān)鍵詞:交叉學(xué)科機(jī)械類工科

        唐 洋 王國榮

        (西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 四川 成都 610500)

        為應(yīng)對新時(shí)代科技革命與產(chǎn)業(yè)變革,支撐人才強(qiáng)國、科教興國、“中國制造2025”和海洋強(qiáng)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(jì)劃。[1]“新工科”建設(shè)的目標(biāo)是培養(yǎng)實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力強(qiáng),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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需要教育部門各高校主動優(yōu)化學(xué)科專業(yè)布局,促進(jìn)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(jī)組合,而是基于社會、經(jīng)濟(jì)、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(gè)領(lǐng)域機(jī)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(jī)械類學(xué)科與其他學(xué)科的交叉融合,拓展機(jī)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(shí)代石油、石化及海洋工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)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(jī)械工程專業(yè)為例,分析在新工科背景下能源類高校機(jī)械類學(xué)科的自身特點(diǎn)和發(fā)展存在的問題,并以機(jī)械類學(xué)科為主,對多學(xué)科交叉及優(yōu)化布局進(jìn)行探析。

        一、新工科背景下能源類高校機(jī)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(jī)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(xiàng)目

        以機(jī)械類學(xué)科為主的研究團(tuán)隊(duì)包含多個(gè)學(xué)科,具體涉及石工、力學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、測控、電氣、數(shù)學(xué)等專業(yè),但交叉學(xué)科融合及項(xiàng)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(dú)立,缺乏跨專業(yè)、多學(xué)科交叉融合的教學(xué)項(xiàng)目。跨學(xué)科碩士生、博士生培養(yǎng)機(jī)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(jī)械類學(xué)科學(xué)生工程應(yīng)用能力低

        在專業(yè)實(shí)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(jī)械類學(xué)科缺乏對前沿技術(shù)與裝備的關(guān)注

        機(jī)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(shí)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(xiàng)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(shí),未能注重教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性要求,導(dǎo)致對新一代技術(shù)的敏感性和時(shí)效性認(rèn)識不強(qiáng),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(jià)機(jī)制和體系落后

        人才培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)機(jī)制和體系落后,不能滿足新時(shí)代學(xué)科交叉融合背景下的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)需求。代表新經(jīng)濟(jì)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(jī)構(gòu)之間存在較大的運(yùn)行機(jī)制差異。

        二、以機(jī)械類學(xué)科為主實(shí)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(jì)的發(fā)展,動態(tài)調(diào)整機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),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(biāo)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(fèi)的專業(yè)核心課程資源平臺。第三,把滿足我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和先進(jìn)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(biāo),突出能源類高校的機(jī)械專業(yè)特色。第四,保證基礎(chǔ)理論知識與專業(yè)實(shí)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(shí)踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的先進(jìn)教學(xué)體系;制定教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)目標(biāo)相統(tǒng)一的專業(yè)教學(xué)方案。[9]

        在學(xué)科建設(shè)上,實(shí)現(xiàn)機(jī)械類與計(jì)算機(jī)類、機(jī)械類與材料類、機(jī)械類與控制類、機(jī)械類與石油天然氣類、機(jī)械類與管理類學(xué)科的交叉融合,以機(jī)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(biāo)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(jì),例如電氣專業(yè)與機(jī)械專業(yè)聯(lián)合完成一個(gè)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(gè)學(xué)科,碩士就讀另一個(gè)學(xué)科,博士再就讀一個(gè)學(xué)科,實(shí)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(shí)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(biāo),制定不同的考核與評價(jià)方式,確定不同的權(quán)重比例,實(shí)現(xiàn)交叉融合培養(yǎng)人才質(zhì)量評價(jià)機(jī)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(jìn)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(jìn)機(jī)械裝備為出發(fā)點(diǎn),對各類資源進(jìn)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(jī)械專業(yè)教育,建設(shè)“新工科”人才培養(yǎng)平臺。對于機(jī)械類傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科,依托機(jī)電工程學(xué)院下屬各研究院建立或掛牌多個(gè)和中大型企業(yè)集團(tuán)合作的本科生、專碩研究生和青年教師實(shí)踐培訓(xùn)基地,使青年教師積累現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),理論聯(lián)系實(shí)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(shí)習(xí)模式,從而提高實(shí)踐實(shí)習(xí)質(zhì)量;每年引進(jìn)1—2名國內(nèi)外機(jī)械領(lǐng)域優(yōu)秀知名學(xué)者或企業(yè)家,每年引進(jìn)2—3國有企業(yè)技術(shù)人才(單獨(dú)設(shè)立工程師序列),重點(diǎn)培養(yǎng)8—10名青年教學(xué)及學(xué)術(shù)帶頭人,為機(jī)械學(xué)科注入新鮮血液及活力,完善機(jī)械類學(xué)科理論、實(shí)踐和科技人才隊(duì)伍建設(shè);創(chuàng)建以機(jī)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(jī)械類學(xué)科品牌),以提高機(jī)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(jìn)交叉學(xué)科深度融合,完善特色學(xué)科

        立足于機(jī)械工程重點(diǎn)學(xué)科特色和經(jīng)驗(yàn),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(shí)際情況,持續(xù)推進(jìn)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(jī)械+力學(xué)+數(shù)學(xué)”模式,進(jìn)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(jī)械+力學(xué)+測控”模式,進(jìn)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(jì)高效發(fā)展、適合能源裝備行業(yè)發(fā)展需求的先進(jìn)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(jī)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(jìn)技術(shù)需求為導(dǎo)向,將新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)先進(jìn)技術(shù)需求相統(tǒng)一。鼓勵(lì)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(jìn),不斷優(yōu)化能源類高校機(jī)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(jī)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(dá)峰、碳中和、降碳與減污協(xié)同”的遠(yuǎn)景目標(biāo)指引下,開展新興領(lǐng)域的機(jī)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(jī)械+力學(xué)+計(jì)算機(jī)+材料+電力”模式,進(jìn)行學(xué)科交叉深度融合,進(jìn)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(jì)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(yuǎn)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(jìn)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(jìn)交叉學(xué)科深度融合、超前謀劃引領(lǐng)性學(xué)科五個(gè)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(jì)社會的發(fā)展動態(tài),合理確定機(jī)械專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),闡述了機(jī)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(xiàng)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(jiān)持引進(jìn)人才,為機(jī)械學(xué)科注入新鮮血液及活力,加強(qiáng)機(jī)械類學(xué)科基礎(chǔ)理論、專業(yè)實(shí)踐和科學(xué)研究人才隊(duì)伍建設(shè)。立足于機(jī)械工程學(xué)科多年辦學(xué)中形成的特色和經(jīng)驗(yàn),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(jì)高效發(fā)展的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為引導(dǎo),開展新興領(lǐng)域的機(jī)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。

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