能源类高校多学科交叉及优化布局探析——基于新工科背景以机械类学科为例

唐 洋 王国荣

（西南石油大学机电工程学院 四川 成都 610500）

为应对新时代科技革命与产业变革，支撑人才强国、科教兴国、“中国制造2025”和海洋强国梦等一系列国家战略，我国教育部提出了“新工科”建设这一持续深化工程教育改革的重大行动计划。[1]“新工科”建设的目标是培养实践能力与创新能力强，并具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。[2]要实现这一目标，需要教育部门各高校主动优化学科专业布局，促进现有工科专业与其他学科专业存在如下深度融合。[3]学科交叉融合指不同学科相互渗透、融合成新的综合学科，不是随机组合，而是基于社会、经济、产业和技术当前发展和未来发展需要，不同学科在基本理论知识、专业技术和工业应用等方面的渗透、融合。[4-6]

油气勘探开发不断向海洋发展，可燃冰和海洋能等新能源开发逐渐受到诸多国家重视，这对石油、石化及海洋工程等各个领域机械类专业人才的培养提出新要求。[7]因此，如何把握“新工科”内涵，推动机械类学科与其他学科的交叉融合，拓展机械学科外延，打破传统教育模式中专业、课程之间的隔阂，满足新时代石油、石化及海洋工程技术、经济发展对高素质复合型新工科人才的需要，是能源类高校教育工作者亟待思考和解决的问题。本文以西南石油大学机械工程专业为例，分析在新工科背景下能源类高校机械类学科的自身特点和发展存在的问题，并以机械类学科为主，对多学科交叉及优化布局进行探析。

一、新工科背景下能源类高校机械类学科发展存在的问题

当前，在外部环境和内部需求的综合影响下，能源类高校西南石油大学的机械类学科发展存在如下问题：

1.缺乏跨专业、多学科交叉融合的教学项目

以机械类学科为主的研究团队包含多个学科，具体涉及石工、力学、材料、计算机、测控、电气、数学等专业，但交叉学科融合及项目组的建设处于起步阶段，专业间存在着难以打破的壁垒，教学内容相对独立，缺乏跨专业、多学科交叉融合的教学项目。跨学科硕士生、博士生培养机制尚未形成，影响高素质复合型人才的培养效果。

2.机械类学科学生工程应用能力低

在专业实践环节存在合作单位不足、内容较为形式化（以听为主，以看为辅）的问题，学生的专业素质能力得不到锻炼，影响专业应用型人才的培养效果。

3.机械类学科缺乏对前沿技术与装备的关注

机械类学科围绕传统油气装备的研发，取得了一定的成果，但影响了对氢能、可燃冰、光伏、海洋能等相关的新能源技术与装备研究的关注，无法快速发展学科交叉融合与战略布局，形成满足新时代要求的综合交叉学科。

4.教学灵活性差、质量较低

教育方法、模式固化，教学灵活性差，质量较低，使新课题、新项目、新研究难以快速被纳入教学体系与知识学习。[8]高校在研究、制定人才培养方案时，未能注重教学内容的稳定性和准确性要求，导致对新一代技术的敏感性和时效性认识不强，无法很好地满足追求新一代技术的行业和社会各界的需求。

5.人才培养质量评价机制和体系落后

人才培养质量评价机制和体系落后，不能满足新时代学科交叉融合背景下的人才培养质量评价需求。代表新经济和新技术的应用领域和人才培养与培训的科研院所、机构之间存在较大的运行机制差异。

二、以机械类学科为主实现多学科交叉及优化布局

1.交叉学科的人才培养与建设

第一，根据我国油气领域新技术的发展和社会经济的发展，动态调整机械专业人才培养目标，为学术性人才和专业性人才制定不同的培养方案，依据“先基础，后专业，先单科，后综合”的课程观，确定适合培养目标的课程体系。第二，优化公共课程与专业核心课程设置，建立公开免费的专业核心课程资源平台。第三，把满足我国社会经济发展和先进油气装备研制需求的高素质复合型“新工科”人才作为培养目标，突出能源类高校的机械专业特色。第四，保证基础理论知识与专业实践教学环节在教学大纲和教学内容上的贯通。第五，构建符合高素质复合型“新工科”人才工程实践应用和创新能力培养的先进教学体系；制定教学目标和培养目标相统一的专业教学方案。[9]

在学科建设上，实现机械类与计算机类、机械类与材料类、机械类与控制类、机械类与石油天然气类、机械类与管理类学科的交叉融合，以机械类专业为主，其他专业为辅助，根据不同培养目标设置专业核心课程。采用导师跨学科科研合作，学生跨学科合作学科竞赛，学生跨学科联合完成毕业设计，例如电气专业与机械专业联合完成一个综合性题目。硕博士跨学科联合培养，如学士就读一个学科，硕士就读另一个学科，博士再就读一个学科，实现学科知识交叉融合，培养出复合型人才。

建立以培养质量为核心的有效、全面、系统的教育质量考核与监督体系，从基础理论学习、科研论文、学位论文、企业实践等环节全面考察培养质量。[10]根据不同培养目标，制定不同的考核与评价方式，确定不同的权重比例，实现交叉融合培养人才质量评价机制和体系的健全和改革。

2.以学科发展新模式巩固优势学科

全面系统地整合并优化现有优质资源，基于正在进行的双一流建设，以服务传统油气开采行业和新能源行业并保障所需先进机械装备为出发点，对各类资源进行统一调配、动态管理、优化控制，高水平地发展能源类高校机械专业教育，建设“新工科”人才培养平台。对于机械类传统优势学科，依托机电工程学院下属各研究院建立或挂牌多个和中大型企业集团合作的本科生、专硕研究生和青年教师实践培训基地，使青年教师积累现场经验，理论联系实际，由常驻企业指导研究生代替现场人员指导本科生生产实习模式，从而提高实践实习质量；每年引进1—2名国内外机械领域优秀知名学者或企业家，每年引进2—3国有企业技术人才（单独设立工程师序列），重点培养8—10名青年教学及学术带头人，为机械学科注入新鲜血液及活力，完善机械类学科理论、实践和科技人才队伍建设；创建以机械类专业为主的交叉学科竞赛世界杯（由校级、省级、国家级、世界级逐步发展、推广，打造机械类学科品牌），以提高机械类学科的知名度，吸引优质生源及高层次人才。

3.促进交叉学科深度融合，完善特色学科

立足于机械工程重点学科特色和经验，以“产学研”合作完成的油气装备开发系列课题、系统专有技术、工具等为优势资源，结合研究院实际情况，持续推进特色学科领域的学科交叉融合，在陆地及海洋油气钻完井管柱力学领域，采用“石工+机械+力学+数学”模式，进行学科交叉融合，开展研究与应用；在海洋天然气水合物等新能源开发技术与装备方面，采用“石工+机械+力学+测控”模式，进行学科交叉融合。

以油气装备企业生产经营、有利于社会经济高效发展、适合能源装备行业发展需求的先进科学技术为引导，在高校、企业和行业之间建立开放、包容、灵活的高效合作机制，搭建“产、学、研、用”四位一体平台。[11]以企业生产所需先进技术需求为导向，将新工科人才培养目标与企业先进技术需求相统一。鼓励相关企业提供资金、设备和人员参与新工科人才培养，从而提高人才培养质量，形成良好正反馈循环。通过市场和客户对新技术需求的间接引导，高校政策的直接推进，不断优化能源类高校机械专业教学相关配套功能，协助能源类高校建立特色鲜明的机械学科。[12]

4.交叉学科深度融合，超前谋划引领性学科

在“碳达峰、碳中和、降碳与减污协同”的远景目标指引下，开展新兴领域的机械类学科交叉深度融合。比如，在海洋能发电及综合利用技术及装备、氢能技术及装备等新兴领域，采用“石工+机械+力学+计算机+材料+电力”模式，进行学科交叉深度融合，进行基础理论、应用型技术及装备研究，催生发展超前的交叉学科专业，应对21世纪能源发展及技术变更。

结合能源类高校在电力、核能、油气及太阳能等领域的优势，超前谋划引领性学科。通过多学科交叉融合，开展极地及深远海能源开发技术及装备、清洁化与智能化开采技术及装备等研究，超前谋划引领性学科，并给予资源及政策支持。为加快“双一流”建设、提高我国能源类学科整体水平助力。

三、结语

本文对“新工科”建设过程中能源类高校多学科交叉融合存在的共性问题进行了总结分析，从交叉学科人才培养建设、巩固传统优势学科、完善特色学科、促进交叉学科深度融合、超前谋划引领性学科五个方面，探析了多学科交叉及优化布局，提出了应结合能源领域新技术的发展和经济社会的发展动态，合理确定机械专业的培养目标，阐述了机械类专业与其他专业交叉融合趋势和具体方法；建立以培养质量为核心的有效、全面、系统的教育质量考核与监督体系；集中、高效、系统、全面地整合各项优质教育资源，采用校企合作的方式建设创新人才培养平台，坚持引进人才，为机械学科注入新鲜血液及活力，加强机械类学科基础理论、专业实践和科学研究人才队伍建设。立足于机械工程学科多年办学中形成的特色和经验，以企业生产经营、适应行业发展需求、有利经济高效发展的先进科学技术为引导，开展新兴领域的机械类学科交叉深度融合，吸引企业提供资金、设备、人员参与学校的人才培养，形成产、学、研、用四位一体的协同育人模式。