动力工程及工程热物理专业研究生培养体系探索

2022-03-17袁显宝苏华山

科教导刊·电子版 2022年2期

余万袁显宝苏华山洪锋王岗

（三峡大学机械与动力学院湖北·宜昌 443002）

动力工程及工程热物理是研究能源转化和利用的理论和技术，提高能源利用率，减少一次性能源消耗和污染物排放的一门学科[1]。目前本学科在培养研究生过程中可以归纳为8个学科方向：工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械、能源环境工程、新能源科学与工程[2]。随着“碳达峰、碳中和”的国家能源战略的实施，本学科的人才培养显得尤为重要，如何构建合适的研究生培养体系是亟待解决的问题。

1 专业基本情况

当前各个高校在动力工程及工程热物理专业的研究生培养体系有较大的差别，均结合学校自身的科研方向及地域特点来培养人才。以湖北省内高校而言，华中科技大学的实力最强，是首批一级国家重点学科，具有以煤燃烧国家重点实验室、国家能源煤清洁低碳发电技术研发中心、能源动力装置节能减排教育部工程研究中心、9个国家级工程实践中心等为支撑的学科体系，主要围绕化石能源的低碳高效安全利用和污染物深度联合脱除、能源终端利用优化与节能、可再生能源、先进动力装置等方面开展科学研究和人才培养[3]；武汉大学则以流体机械为主要特色，拥有水力机械过渡过程教育部重点实验室、流体机械与动力工程装备技术湖北省重点实验室、水射流理论与新技术湖北省重点实验室等教学科研平台，围绕流体机械及装置、能源动力装备状态监测与诊断技术、传热传质与节能技术、水电站水机电耦合过程与源网协调、核电机组事故仿真与安全评估等方面来展开人才培养工作；武汉理工大学建有“新能源汽车科学与关键技术”与“高性能船舶关键技术”学科创新引智基地、船舶动力工程技术交通运输行业重点实验等8个省部级科研基地，以内燃机为主要对象，研究节能低排放内燃机先进技术、高效传热传质与清洁燃烧技术以及新能源汽车动力系统，面向船厂、柴油机厂、船舶设计院及汽车行业培养相关科研工作者或工程技术人才；武汉工程大学的前身为武汉化工学院，以化工过程机械为主要研究方向，培养面向新能源开发与应用、能源与环境、制冷及低温、建筑节能等行业的人才；长江大学则以石油开采及利用过程中的动力问题为主，培养面向石油行业的人才。

与省内其它高校相比，三峡大学的动力工程及工程热物理学科的发展历史较短，源于2011年成立的能源动力系统及自动化专业及2012年成立的核工程与核技术专业，在2016年获得一级学科学术学位研究生授权点。在当前情况下，本专业的基础设施及师资情况均比较薄弱，如何融合三峡大学机械、材料、电气等优势学科资源和地域特色，结合本学科的实际状况，构建多学科交叉融合的动力及工程热物理专业学术学位研究生培养体系是当前急需解决的问题。

2 研究生培养体系的构建

2.1 找准学科定位，优化培养目标

制订研究生培养目标必须符合当前能源形势对人才的需求，考虑不断发展的国民经济对具备节能减排基本知识结构的人才需求，从而在新工科建设的大背景下，考虑学校其他优势学科的资源，结合本学科的特点，实现本学科合理定位，确定本专业研究生的培养目标。

首先应明确研究生政治思想、道德品质、身心健康方面的要求。当前国际形势变化多端，资本主义国家一直在对中国进行文化侵蚀。作为高级科技人才，研究生应该具有正确的世界观、价值观和人生观。在研究生的培养过程中，应该更加注重其政治素质的培养，为中国特色社会主义的建设培养合格的人才。

其次明确学生在本学科的基础理论、专业知识等方面应达到的广度和深度，应该具有的持续学习和自主学习能力，对本专业的未来发展趋势、国际前沿学术动态、国家政策等应有深入的了解。动力工程及工程热物理学科是一个综合性很强的工程应用学科，涉及的学科领域很多，需要根据学校的学科优势来确定培养目标，明确学生应掌握的基本知识，在此基础上展开科研工作。

第三要明确学生在科学研究能力、创新能力或独立分析和解决本学科专门技术问题的能力。本专业的研究生应该能够在导师的指导下，充分运行自己所学的知识来解决实际工程技术问题，在培养目标中，应该明确学生的科研能力。

最后要加强学生的外语能力培训，加强学生英文文献阅读和英文学术论文的撰写能力培养，提升其国际交流能力。当前很多学科热点问题依然发表在英文期刊上，研究生的英文文献阅读和总结能力对于科研工作是非常重要的。

2.2 以多学科交叉融合为导向，凝练学科方向

三峡大学的动力工程及工程热物理学科历史较短，学科的基础科研平台很少，科研水平尚存在不足，没有形成有特色的学科方向。鉴于学科现状，单靠本学科的基础条件及师资力量，不足以支持本一级学科的发展与壮大，因此需要协调本学科与学校其他相关优势学科的交叉融合。三峡大学是水利电力特色与优势比较明显综合性大学，有11个省级重点一级学科和16个国家级一流专业建设点。其中与动力工程及工程热物理学科知识体系及研究内容有交叉的学科有机械、材料、物理、电气、化学等。因此结合当前的师资力量，拟在多学科交叉融合的目标下凝练四个学科方向来展开人才培养和科学研究工作，从而充分发挥各专业高水平教学科研平台对研究生人才培养的支撑作用，培养复合型人才。

首先是工程热物理方向。以本学科核工程与核技术专业教师为主体，借助物理学科的相关条件，以热力学、传热学和流体力学等为理论基础，研究多介质、多相态及多过程耦合的流体流动及传热传质的机理与强化方法，同时进行核反应堆物理、热工水力、核安全及相关领域的研究。

其次是动力机械及工程方向。以机械学科相关教师为主体，进行动力机械建模、仿真、状态监测、故障诊断的研究，并进行新型动力机械的设计开发。

第三为流体机械及工程方向。以本学科能源与动力工程专业的教师为主体，结合机械学科相关教师，研究流体机械内部流动、性能优化、多相复杂流动现象等。

最后为新能源科学与工程方向。以本学科能源与动力工程专业的教师为主体，结合机械学科的海洋能研究，并借助材化学院、电气学院在太阳能、风能方面的相关资源，展开新能源高效、低成本转化与利用方面的研究。

2.3 构建多学科交叉融合的课程体系，积极开展课程建设工作

研究生课程体系包括公共基础课、学科基础课、学科专业课、选修课和实践环节等。设置了中国特色社会主义理论与实践研究、自然辩证法、马克思主义与社会科学方法论等公共基础课程，注重在潜移默化中坚定学生理想信念、厚植爱国主义情怀，加强品德修养。

鉴于本学科知识体系的多学科交叉融合的特点，以及当前在校学生数量较少的现状，拟在学科基础课和专业课方面不再细分学科方向，而是给出多门课程，由导师结合学生的培养计划来选择应该学习的学科基础课和专业课，从而使人才培养更具有针对性。同时为适应不断变化的国家能源形势对高层次人才的需求，在开设“高等流体力学”“高等热力学”和“高等传热学”三门学科主干课程之外，增设“多能域转换原理”“能源经济学”“低品位能源利用”“两相与多相流体动力学”“流动与传热的数值模拟”“热工水力数值分析”等特色课程。除此之外，基于学科交叉融合的基本思想，把机械学科的“现代控制理论”“有限元法”“噪声与振动控制”等课程也纳入本学科的课程体系。

确定本专业的课程体系后，要积极展开课程建设工作。对于每一门课程，在选定合适的教材后，教学过程中应该以本专业老师的科研方向为基础合理来构建合适的教学内容。同时在教学过程中，应多结合工程实际案例和科学问题来讲解，使学生的学习更具目的性。此外，要结合学校和学院的教学文件及规范，建立起教学质量评价的标准，加强对老师授课的要求，以此促进研究生课堂教学质量的提升。

2.4 健全管理机制，加强人才培养过程的质量控制

研究生的培养过程包含以下几个环节：导师遴选、课题遴选、课堂教学、学术交流、教学实践、社会实践、中期考核、论文答辩等。

在导师遴选方面，需要制定完成的导师遴选及上岗资格审核办法。每年需要对导师的上岗资格进行审核，包括教学业绩、科研经费与成果、师德师风等方面。同时定期举行导师培训，明确导师的责任。导师需要定期对学生进行谈心谈话，对学生进行思想引领，培养严谨认真的治学态度和求真务实的科学精神，同时对学生培养全过程负责，包括确定研究课题、开题报告、中期检查、论文写作计划等，并做好相关记录。

在课题遴选方面，学院会组织资深教授对课题进行初步审核，然后由开题报告小组成员进行优化，确保所选择的研究课题具有较好的科学研究意义和工程应用价值。在后续的中期、预答辩、答辩等每一个环节中，应该依据相关文件，严格管理，加强整个培养过程的质量控制。比如中期考核，一定要严格按照要求执行，对于研究进展较慢的学生要予以督促，严重滞后的应该推迟毕业。在答辩环节中，要建立合理的从预答辩、论文评审到最终答辩的详细规则，加强质量控制，以便能够培养出满足社会需求的高层次专门人才。