能源類高校多學科交叉及優化布局探析
——基于新工科背景以機械類學科為例

唐 洋 王國榮

（西南石油大學機電工程學院 四川 成都 610500）

為應對新時代科技革命與產業變革，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略，我國教育部提出了“新工科”建設這一持續深化工程教育改革的重大行動計劃。[1]“新工科”建設的目標是培養實踐能力與創新能力強，并具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才。[2]要實現這一目標，需要教育部門各高校主動優化學科專業布局，促進現有工科專業與其他學科專業存在如下深度融合。[3]學科交叉融合指不同學科相互滲透、融合成新的綜合學科，不是隨機組合，而是基于社會、經濟、產業和技術當前發展和未來發展需要，不同學科在基本理論知識、專業技術和工業應用等方面的滲透、融合。[4-6]

油氣勘探開發不斷向海洋發展，可燃冰和海洋能等新能源開發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域機械類專業人才的培養提出新要求。[7]因此，如何把握“新工科”內涵，推動機械類學科與其他學科的交叉融合，拓展機械學科外延，打破傳統教育模式中專業、課程之間的隔閡，滿足新時代石油、石化及海洋工程技術、經濟發展對高素質復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機械工程專業為例，分析在新工科背景下能源類高校機械類學科的自身特點和發展存在的問題，并以機械類學科為主，對多學科交叉及優化布局進行探析。

一、新工科背景下能源類高校機械類學科發展存在的問題

當前，在外部環境和內部需求的綜合影響下，能源類高校西南石油大學的機械類學科發展存在如下問題：

1.缺乏跨專業、多學科交叉融合的教學項目

以機械類學科為主的研究團隊包含多個學科，具體涉及石工、力學、材料、計算機、測控、電氣、數學等專業，但交叉學科融合及項目組的建設處于起步階段，專業間存在著難以打破的壁壘，教學內容相對獨立，缺乏跨專業、多學科交叉融合的教學項目。跨學科碩士生、博士生培養機制尚未形成，影響高素質復合型人才的培養效果。

2.機械類學科學生工程應用能力低

在專業實踐環節存在合作單位不足、內容較為形式化（以聽為主，以看為輔）的問題，學生的專業素質能力得不到鍛煉，影響專業應用型人才的培養效果。

3.機械類學科缺乏對前沿技術與裝備的關注

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

4.教學靈活性差、質量較低

教育方法、模式固化，教學靈活性差，質量較低，使新課題、新項目、新研究難以快速被納入教學體系與知識學習。[8]高校在研究、制定人才培養方案時，未能注重教學內容的穩定性和準確性要求，導致對新一代技術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的行業和社會各界的需求。

5.人才培養質量評價機制和體系落后

人才培養質量評價機制和體系落后，不能滿足新時代學科交叉融合背景下的人才培養質量評價需求。代表新經濟和新技術的應用領域和人才培養與培訓的科研院所、機構之間存在較大的運行機制差異。

二、以機械類學科為主實現多學科交叉及優化布局

1.交叉學科的人才培養與建設

第一，根據我國油氣領域新技術的發展和社會經濟的發展，動態調整機械專業人才培養目標，為學術性人才和專業性人才制定不同的培養方案，依據“先基礎，后專業，先單科，后綜合”的課程觀，確定適合培養目標的課程體系。第二，優化公共課程與專業核心課程設置，建立公開免費的專業核心課程資源平臺。第三，把滿足我國社會經濟發展和先進油氣裝備研制需求的高素質復合型“新工科”人才作為培養目標，突出能源類高校的機械專業特色。第四，保證基礎理論知識與專業實踐教學環節在教學大綱和教學內容上的貫通。第五，構建符合高素質復合型“新工科”人才工程實踐應用和創新能力培養的先進教學體系；制定教學目標和培養目標相統一的專業教學方案。[9]

在學科建設上，實現機械類與計算機類、機械類與材料類、機械類與控制類、機械類與石油天然氣類、機械類與管理類學科的交叉融合，以機械類專業為主，其他專業為輔助，根據不同培養目標設置專業核心課程。采用導師跨學科科研合作，學生跨學科合作學科競賽，學生跨學科聯合完成畢業設計，例如電氣專業與機械專業聯合完成一個綜合性題目。碩博士跨學科聯合培養，如學士就讀一個學科，碩士就讀另一個學科，博士再就讀一個學科，實現學科知識交叉融合，培養出復合型人才。

建立以培養質量為核心的有效、全面、系統的教育質量考核與監督體系，從基礎理論學習、科研論文、學位論文、企業實踐等環節全面考察培養質量。[10]根據不同培養目標，制定不同的考核與評價方式，確定不同的權重比例，實現交叉融合培養人才質量評價機制和體系的健全和改革。

2.以學科發展新模式鞏固優勢學科

全面系統地整合并優化現有優質資源，基于正在進行的雙一流建設，以服務傳統油氣開采行業和新能源行業并保障所需先進機械裝備為出發點，對各類資源進行統一調配、動態管理、優化控制，高水平地發展能源類高校機械專業教育，建設“新工科”人才培養平臺。對于機械類傳統優勢學科，依托機電工程學院下屬各研究院建立或掛牌多個和中大型企業集團合作的本科生、專碩研究生和青年教師實踐培訓基地，使青年教師積累現場經驗，理論聯系實際，由常駐企業指導研究生代替現場人員指導本科生生產實習模式，從而提高實踐實習質量；每年引進1—2名國內外機械領域優秀知名學者或企業家，每年引進2—3國有企業技術人才（單獨設立工程師序列），重點培養8—10名青年教學及學術帶頭人，為機械學科注入新鮮血液及活力，完善機械類學科理論、實踐和科技人才隊伍建設；創建以機械類專業為主的交叉學科競賽世界杯（由校級、省級、國家級、世界級逐步發展、推廣，打造機械類學科品牌），以提高機械類學科的知名度，吸引優質生源及高層次人才。

3.促進交叉學科深度融合，完善特色學科

立足于機械工程重點學科特色和經驗，以“產學研”合作完成的油氣裝備開發系列課題、系統專有技術、工具等為優勢資源，結合研究院實際情況，持續推進特色學科領域的學科交叉融合，在陸地及海洋油氣鉆完井管柱力學領域，采用“石工+機械+力學+數學”模式，進行學科交叉融合，開展研究與應用；在海洋天然氣水合物等新能源開發技術與裝備方面，采用“石工+機械+力學+測控”模式，進行學科交叉融合。

以油氣裝備企業生產經營、有利于社會經濟高效發展、適合能源裝備行業發展需求的先進科學技術為引導，在高校、企業和行業之間建立開放、包容、靈活的高效合作機制，搭建“產、學、研、用”四位一體平臺。[11]以企業生產所需先進技術需求為導向，將新工科人才培養目標與企業先進技術需求相統一。鼓勵相關企業提供資金、設備和人員參與新工科人才培養，從而提高人才培養質量，形成良好正反饋循環。通過市場和客戶對新技術需求的間接引導，高校政策的直接推進，不斷優化能源類高校機械專業教學相關配套功能，協助能源類高校建立特色鮮明的機械學科。[12]

4.交叉學科深度融合，超前謀劃引領性學科

在“碳達峰、碳中和、降碳與減污協同”的遠景目標指引下，開展新興領域的機械類學科交叉深度融合。比如，在海洋能發電及綜合利用技術及裝備、氫能技術及裝備等新興領域，采用“石工+機械+力學+計算機+材料+電力”模式，進行學科交叉深度融合，進行基礎理論、應用型技術及裝備研究，催生發展超前的交叉學科專業，應對21世紀能源發展及技術變更。

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

三、結語

本文對“新工科”建設過程中能源類高校多學科交叉融合存在的共性問題進行了總結分析，從交叉學科人才培養建設、鞏固傳統優勢學科、完善特色學科、促進交叉學科深度融合、超前謀劃引領性學科五個方面，探析了多學科交叉及優化布局，提出了應結合能源領域新技術的發展和經濟社會的發展動態，合理確定機械專業的培養目標，闡述了機械類專業與其他專業交叉融合趨勢和具體方法；建立以培養質量為核心的有效、全面、系統的教育質量考核與監督體系；集中、高效、系統、全面地整合各項優質教育資源，采用校企合作的方式建設創新人才培養平臺，堅持引進人才，為機械學科注入新鮮血液及活力，加強機械類學科基礎理論、專業實踐和科學研究人才隊伍建設。立足于機械工程學科多年辦學中形成的特色和經驗，以企業生產經營、適應行業發展需求、有利經濟高效發展的先進科學技術為引導，開展新興領域的機械類學科交叉深度融合，吸引企業提供資金、設備、人員參與學校的人才培養，形成產、學、研、用四位一體的協同育人模式。