專業(yè)碩士交叉學(xué)科實(shí)踐教學(xué)理論與方法探究

程嘉瑞 竇益華 崔 璐

（西安石油大學(xué) 陜西·西安 710065）

0 前言

我國(guó)《專業(yè)學(xué)位設(shè)置審批暫行辦法》明確規(guī)定：“專業(yè)學(xué)位作為具有職業(yè)背景的一種學(xué)位，為培養(yǎng)特定職業(yè)高層次專門人才而設(shè)置?！睂I(yè)學(xué)位是高等學(xué)校為滿足社會(huì)對(duì)高層次應(yīng)用型人才日趨強(qiáng)烈的需求而建立起來(lái)的一種學(xué)位類型。它和學(xué)術(shù)學(xué)位一起構(gòu)成現(xiàn)代高等教育學(xué)位體系不可缺少的兩大組成部分。

專業(yè)學(xué)位研究生教育中，所開(kāi)設(shè)課程包含了課程教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)[1]。通常，專業(yè)學(xué)位碩士研究生的開(kāi)設(shè)課程體系，綜合實(shí)踐性與創(chuàng)新性。逐次、遞進(jìn)式地開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，向研究生提供數(shù)量豐富、內(nèi)容新穎、實(shí)踐性強(qiáng)的選修課程系列[2]。區(qū)別于學(xué)術(shù)型研究生的教學(xué)體系，專業(yè)研究生教學(xué)中將實(shí)踐納入課程教學(xué)的范疇，采用課程教學(xué)實(shí)踐的一體化課程教學(xué)方法，在諸多的教學(xué)方法中，案例教學(xué)和研討式教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力更為有效，教學(xué)內(nèi)容圍繞專業(yè)知識(shí)和相應(yīng)的實(shí)踐案例展開(kāi)[1]。

有研究表明專業(yè)學(xué)位研究生的教學(xué)應(yīng)該是多直觀演示、少邏輯證明；多安排成功案例、少警示點(diǎn)名；多排列技巧、少演繹推導(dǎo)；多規(guī)范、少創(chuàng)新；多實(shí)踐、少滿堂灌[3]?；谏鲜稣n程設(shè)置的原則，不同專業(yè)的研究者們從不同的全日制專業(yè)學(xué)位出發(fā)優(yōu)化相關(guān)課程體系，如唐仁華等人對(duì)農(nóng)業(yè)推廣碩士課程體系的優(yōu)化[4]，殷子惠等人對(duì)獸醫(yī)碩士課程體系的優(yōu)化[5]，還有專門研究針對(duì)面向機(jī)械工程領(lǐng)域全日制專業(yè)學(xué)位研究生的“現(xiàn)代控制理論”課程的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行的探索與改革[6]。

1 跨專業(yè)研究生實(shí)踐教學(xué)方法探究

目前研究生課程主要以學(xué)位課和非學(xué)位課為主，上課周期在一年至一年半不等。以我校研究生培養(yǎng)3至5年周期為例，絕大多數(shù)研究生為3年畢業(yè)，那么課程教學(xué)時(shí)間占比約30%至50%。

以目前研究生反饋信息，專業(yè)課設(shè)置科目較為聚焦專業(yè)背景，而選修課選擇更為廣泛。目前課程缺乏對(duì)于某一研究方向的交叉選課形式，甚至跨學(xué)院選課形式。例如：我所招收的專業(yè)學(xué)位研究生包含：裝備專業(yè)或能動(dòng)專業(yè)、機(jī)械專業(yè)、電氣專業(yè)三類，根據(jù)他們本科學(xué)習(xí)課程和知識(shí)儲(chǔ)備，我所規(guī)劃的研究生學(xué)習(xí)內(nèi)容占比如圖1所示。

圖1：舉例專業(yè)碩士建議知識(shí)結(jié)構(gòu)圖

（1）裝備或能動(dòng)專業(yè)研究生知識(shí)學(xué)習(xí)。裝備或能動(dòng)專業(yè)本科生以流體力學(xué)、熱力學(xué)和固體力學(xué)為基礎(chǔ)，輔助學(xué)習(xí)電工電子、機(jī)械制造、管理、制圖、控制等高階專業(yè)課程。因此，在碩士階段開(kāi)設(shè)課程主要以高等力學(xué)、仿真、測(cè)控為主，這其中以流體和熱力學(xué)知識(shí)占比50%規(guī)劃，鞏固本科基礎(chǔ)，接觸數(shù)值計(jì)算方法、多相流動(dòng)、復(fù)雜傳熱等新知識(shí)，擴(kuò)展接觸石油、石化、航空、航天、核能等行業(yè)背景實(shí)例。同時(shí)，可以結(jié)合高等固體力學(xué)向流固耦合，結(jié)合化學(xué)向腐蝕、煉化、合成方向，結(jié)合材料學(xué)向表面改性、新材料研發(fā)方向發(fā)展。因此，化學(xué)和材料學(xué)重要交叉學(xué)科，可以為裝備或能動(dòng)專業(yè)研究生提供新的研究方向。

（2）機(jī)械專業(yè)研究生知識(shí)學(xué)習(xí)。機(jī)械專業(yè)本科生以固體力學(xué)、電工學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)為基礎(chǔ)，輔助學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、制圖、振動(dòng)、儀器儀表、控制原理、機(jī)電一體化等專業(yè)知識(shí)，具備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、控制、分析能力。研究生階段，機(jī)械專業(yè)學(xué)生需要基于傳統(tǒng)力學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)數(shù)值分析方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核、先進(jìn)制造、人工智能等內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合流體和熱力學(xué)知識(shí)，可以延伸開(kāi)展流固耦合、熱固耦合、表面強(qiáng)化等涉及流體、化學(xué)、材料方面的交叉方向，所以在流體、熱力和固體力學(xué)占比60%基礎(chǔ)上，添加30%電學(xué)知識(shí)和10%材料學(xué)知識(shí)，有助于機(jī)械專業(yè)碩士提高應(yīng)用知識(shí)能力。

（3）電氣專業(yè)研究生知識(shí)學(xué)習(xí)。電氣專業(yè)學(xué)生就讀于能動(dòng)專業(yè)時(shí)，具有較強(qiáng)的電子、信息和控制專業(yè)知識(shí)的同時(shí)缺乏力學(xué)、材料和化工知識(shí)，在學(xué)習(xí)高階力學(xué)課程和結(jié)構(gòu)分析中存在困難。因此，在延續(xù)電氣學(xué)習(xí)知識(shí)體系基礎(chǔ)上，融入少量力學(xué)和材料學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，可以強(qiáng)化測(cè)控及信號(hào)處理能力的同時(shí)，擴(kuò)展學(xué)生對(duì)于宏觀設(shè)備、系統(tǒng)的掌握能力。例如在具備傳感器測(cè)試、信號(hào)傳遞和數(shù)據(jù)采集、分析能力的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和材料選擇知識(shí)，使得學(xué)生能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)、測(cè)試小型儀器，提高動(dòng)手能力。

根據(jù)全國(guó)專業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會(huì)制定的《專業(yè)學(xué)位研究生核心課程指南》，能源動(dòng)力、機(jī)械和電子信息專業(yè)碩士核心課程如表1所示。以知識(shí)體系規(guī)劃專業(yè)碩士研究生課程，在限制選擇10門課程條件下，可以根據(jù)學(xué)生本科專業(yè)進(jìn)行如下選擇：

表1：部分專業(yè)研究生開(kāi)設(shè)課程

（1）能源動(dòng)力學(xué)生選擇：Ⅰ-1、3、4、6、10，Ⅱ-1、5，以及《材料與化工現(xiàn)代研究方法》《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與最優(yōu)化》《材料與化工安全工程》。基于以上課程可以開(kāi)展設(shè)備內(nèi)部流體流動(dòng)和傳熱研究、復(fù)雜多相流動(dòng)研究、流固耦合研究、熱固耦合研究、化工流程設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)失效分析等方向研究。

（2）機(jī)械專業(yè)學(xué)生選擇：Ⅱ-1、2、4、5，Ⅰ-1、4，Ⅲ-4、10、11，以及《材料與化工現(xiàn)代研究方法》?；谝陨险n程可以開(kāi)展復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、設(shè)備運(yùn)行仿真、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)、機(jī)器人設(shè)計(jì)等方向研究。

（3）電子信息專業(yè)學(xué)生選擇：Ⅲ-1、2、3、5、6、7、9，Ⅱ-3，以及《材料與化工現(xiàn)代研究方法》?；谝陨险n程可以開(kāi)展控制電路、控制算法、通訊信號(hào)傳輸、并行計(jì)算、機(jī)器人等方向研究。

通過(guò)學(xué)生選課與反饋，采用跨學(xué)科課程學(xué)習(xí)為學(xué)生帶來(lái)多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，加之參加國(guó)際、國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議中的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)于某一具體工程、項(xiàng)目的開(kāi)展具有綜合能力。在學(xué)好知識(shí)的同時(shí)，安排每位學(xué)生參與至少一項(xiàng)項(xiàng)目的研發(fā)，增強(qiáng)其閱讀文獻(xiàn)、書(shū)籍，探索問(wèn)題的能力。根據(jù)參與周期的長(zhǎng)短，多數(shù)學(xué)生在1年期以上項(xiàng)目中均得到鍛煉，學(xué)會(huì)了檢索資料調(diào)研、立項(xiàng)申請(qǐng)、基礎(chǔ)計(jì)算、儀器選型、測(cè)試或?qū)嶒?yàn)等方面內(nèi)容。

2 結(jié)論

針對(duì)目前跨學(xué)科報(bào)考專業(yè)碩士研究生遇到課程陌生，轉(zhuǎn)換專業(yè)學(xué)習(xí)困難問(wèn)題，根據(jù)筆者所在動(dòng)力工程專業(yè)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，提出跨學(xué)科研究生選課及實(shí)踐教學(xué)思路。在兼顧學(xué)生本科所學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上，選學(xué)多門跨學(xué)科課程，在第一年學(xué)習(xí)中打下基礎(chǔ)，為后續(xù)實(shí)踐研究提供知識(shí)儲(chǔ)備。通過(guò)對(duì)于3屆研究生的調(diào)查，得出跨學(xué)科研究生延續(xù)本科專業(yè)知識(shí)，繼續(xù)開(kāi)展本專業(yè)研究，同時(shí)擴(kuò)展其它專業(yè)30%～50%基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于學(xué)生就業(yè)和深造均有良好效果。