基于“學科-科教-產教”多維融合的能源動力拔尖創新人才培養模式探索與實踐

陳昊 李鈺 耿莉敏 張鵬 楊陽

摘? 要：在我國“雙碳”戰略和能源戰略的指導下，能源動力類別研究生培養尤為重要。而目前我國能源動力類別研究生培養所面臨的主要問題是能源動力類別研究生培養模式與新時代拔尖創新人才要求不匹配，主要問題包括學科背景單一，課程體系陳舊；教學內容陳舊，知識體系不新；實踐能力不強，實踐環節薄弱。該文針對上述三方面問題開展研究，提出“學科-科教-產教”融合的多維融合思想，構建創新型能源動力類別研究生培養模式，該模式有助于將能源動力類別研究生培養成為新時代拔尖創新人才，滿足新時代的迫切需要。該文所提出的思想和培養模式對于能源動力類別研究生培養具有重要的參考價值。

關鍵詞：學科融合；科教融合；產教融合；能源動力類別；研究生培養

中圖分類號：G643? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）11-0058-04

Abstract： Under the guidance of China's "dual carbon" strategy and energy strategy， the cultivation of graduate students in the energy power category is particularly important. Currently， the main problem facing the cultivation of graduate students in the energy power category in China is that the cultivation model does not match the requirements of top-notch innovative talents in the new era. The main problems include： a single disciplinary background， outdated course systems; outdated teaching content and outdated knowledge systems; weak practical abilities and weak practical links. This article conducts research on the above three aspects and proposes a multi-dimensional integration idea of "discipline-science and education-industry and education" integration， constructing an innovative energy power category graduate student cultivation model. This model helps to cultivate energy power category graduate students into top-notch innovative talents in the new era to meet the urgent needs of the new era. The ideas and cultivation models proposed in this article have important reference value for the cultivation of graduate students in the energy power category.

Keywords： interdisciplinary integration; integration of science and education; integration of industry and education; energy power category; postgraduate education

黨的二十大報告強調，“教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐”，同時強調要堅持教育優先發展、科技自立自強、人才引領驅動，要加快建設教育強國、科技強國、人才強國和交通強國。這些重要論述深刻闡明了新時代實施科教興國戰略、強化現代化建設人才支撐的總體要求和重點任務，明確了加快建設教育強國、科技強國、人才強國的出發點，具有重大的戰略意義。在我國“雙碳”戰略和能源戰略的指導下，能源動力類別研究生培養尤為重要[1-2]。同時，現如今隨著低碳經濟的提出和節能減排的號召，車用能源與動力系統進入了全新的發展階段，正在加速電動化和智能化轉型，上述社會需求對能源動力類別研究生的培養提出了更高的要求：亟需培養出新時代拔尖創新人才，以滿足社會的高速發展[3-4]。

而目前能源動力類別研究生培養的現狀是研究生培養模式與新時代拔尖創新人才要求不匹配，問題主要包括以下三個方面，如圖1所示。

學科背景單一，課程體系陳舊。現今能源動力類別研究生學科背景仍然較為單一，缺乏跨學科知識，教學過程中缺乏對學生知識遷移能力的培養，而現今時代要求研究生具有多學科知識和技能，以應對時代的高速發展，學科背景單一會嚴重制約能源動力類別研究生的培養[5]。同時，課程體系陳舊是目前能源動力類別研究生培養的另一問題，課程體系決定了學生通過學習將獲得怎樣的知識結構，是育人活動的指導思想，是實現培養目標的載體，是保障和提高教育質量的關鍵[6]。而課程體系陳舊對于人才培養影響顯著，有礙于學生對于知識結構的獲取[7]。因此，學科背景單一、課程體系陳舊是目前能源動力類別研究生拔尖創新人才培養存在的核心問題。

圖1能源動力類別研究生培養所面臨的主要問題

教學內容陳舊，知識體系不新。隨著社會的發展，科學技術的進步，新的知識不斷涌現，教師的知識若更新不及時，便會導致教學內容陳舊過時，不能滿足學生的學習需求，影響學生的學習效果。同時，多數教師教學方法單一，無法把握學生的學習興趣，使學生的學習熱情不高，學習效果不佳。另外教學資源不足也會導致教師無法把新的知識和新的教學方法融入到教學中，使得教學內容陳舊。與此同時，思想僵化、惰性、科研力度不夠均會導致教師知識體系老化，不能與時俱進，陳舊的知識體系會制約研究生的發展高度，進而影響研究生的培養水平[8-9]。因此，教學內容陳舊、知識體系不新是目前能源動力類別研究生拔尖創新人才培養存在的根本問題。

實踐能力不強，實踐環節薄弱。在開展素質教育的今天，研究生實踐教學已經取得了若干成效，但是由于教學過程中往往重理論輕實踐，嚴重制約了研究生實踐能力的提升[3]。而對于能源動力類別研究生的培養，紙上談兵的理論教學已經無法滿足新時代的要求，理論上的知識無法轉換為實踐中有用的能力[10]。能源動力類別研究生教育受限于教學場地和實踐條件，嚴重制約了實踐教學的發展，若高校與企業聯系不緊密，實踐教學更是難以開展[11]。實踐環節的薄弱直接導致研究生實踐能力不強，導致培養出來的研究生缺乏解決實際問題的能力，無法滿足社會實際需要[12]。因此，實踐能力不強、實踐環節薄弱是目前能源動力類別研究生拔尖創新人才培養存在的關鍵問題。

綜上所述，能源動力類別研究生培養所面臨的主要問題是能源動力類別研究生培養模式與新時代拔尖創新人才要求不匹配，主要問題有三：學科背景單一，課程體系陳舊；教學內容陳舊，知識體系不新；實踐能力不強，實踐環節薄弱。針對上述三方面問題開展研究，解決能源動力類別研究生培養模式與新時代拔尖創新人才要求不匹配等問題對于提高能源動力類別研究生的培養質量十分重要，有助于培養出新時代拔尖創新人才。因此，針對上述三個問題開展研究，具有重要的理論意義及實際應用價值。針對上述問題，本文提出了學科融合、科教融合、產教融合的多維融合思想，以構建創新型能源動力類別研究生培養模式。

一? 學科融合：“熱-機-電”多學科交叉融合，優化課程體系

為解決能源動力類別研究生培養時學科背景單一，課程體系陳舊的問題，面向國家教育、科技、人才和交通強國戰略及汽車新四化等對能源動力類別研究生培養的要求，通過歸納最新三大動力系統核心共性的技術要素，依托節能與新能源汽車戰略性新興產業，結合汽車新四化發展、交通能源融合發展對研究生培養的要求，本文提出了“熱（動力工程及工程熱物理）-機（車輛工程）-電（電氣工程及其自動化）”多學科深化交叉融合，優化課程體系的學科融合理念，如圖2所示。形成了高等工程熱力學、高等內燃機原理、計算流體力學、新能源汽車動力系統、新能源汽車節能減排理論、人工智能原理、純電動/混合動力和燃料電池汽車技術等課程有機結合的課程體系，重構“熱-機-電”多學科深度交叉融合的知識體系，實現了能源動力類研究生培養課程體系的優化。

該理念將與能源動力息息相關的“熱-機-電”等相關學科加以融合，可有效促進“熱-機-電”學科間的相互滲透和相互交叉，使能源動力類別研究生具有“熱-機-電”多學科知識，有助于其發展成為新時代拔尖創新人才。

二? 科教融合：科研成果轉化課程教學內容，優化知識體系

為解決能源動力類別研究生培養時教學內容陳舊，知識體系不新的問題，我們提出了科研成果轉化課程教學內容，優化知識體系的科教融合理念，如圖3所示。科學研究的過程和成果有利于激發和培養教師的觀察、分析、判斷和解決問題的能力以及創造性思維，并將這一寶貴財富傳授給研究生，是培養研究生綜合能力的重要補充和提高研究生培養質量的重要組成部分。將科學研究成果融入專業課程教學，使專業理論知識和科學研究有機結合，能拓展教學資源，架構創新型人才培養的新模式。

將科研成果轉化為課程教學內容主要有兩種路徑[13]：一種是授課教師對其所在科研團隊的成果進行轉化，另一種是授課教師依據教學內容對國內外成果進行檢索與轉化。我們通過聯合上述兩種路徑培養研究生的創新思維與創新能力，同時探索了將科研成果轉化為課程教學內容的兩種模式，即基于問題導向的環扣式和基于層級目標的系統式。通過上述兩種路徑和兩種模式將科研與教學深度融合，用新的科研成果更新教學內容，用新知識、新成果更新和優化研究生知識體系，使能源動力類別研究生接觸并掌握新的科學知識。將科研成果作為教學內容的“源頭活水”，把科研與教學有機結合起來，剔除陳舊知識，增強教學內容的時代性、前沿性，輔以優質教學資源、多樣化教學平臺和先進的教學模式，形成全新的知識體系及優化的培養架構，實現能源動力類研究生培養知識體系的優化，形成“教學內容來自科技研發成果，教學目標又服務于研究生科技研發”這一閉環，全面提升研究生素養和創新能力。有助于其發展成為新時代拔尖創新人才。

三? 產教融合：產學合作協同育人，優化實踐環節

為解決能源動力類別研究生培養時實踐能力不強，實踐環節薄弱的問題，我們提出了產學合作協同育人，優化實踐環節的產教融合理念，如圖4所示。通過深化校企、校校合作，簽訂合作協議，制訂產教結合的實施性教學生產計劃，建立校企、校校產教融合平臺、共享實驗室、創新聯合體等，使能源動力類別研究生接觸生產實際，擁有良好實習、實驗、實踐平臺。進而依托平臺申報重點研發計劃等科研項目，通過項目進一步鍛煉研究生的實踐能力。如，長安大學能源與電氣工程學院與陜西汽車控股集團有限公司簽訂了戰略合作協議，合作建設實習基地開展研究生教育；與中汽信息科技（天津）有限公司簽訂戰略合作協議，全面開展校企產學研合作，授牌成立產教融合研究生聯合培養實踐基地，構建研究生實習平臺，探索校企聯合培養創新型、實用型人才的新模式；與西安交通大學簽訂了能源動力類別研究生聯合培養協議，雙方共享實驗室、科研儀器設備、仿真軟件，聯合申報陜西省重點研發計劃項目，依托項目開展研究生聯合培養工作。

上述舉措實現了教學與產業的有效融合，切實提高了能源動力類別研究生的實踐能力和解決實際問題的能力，有助于其發展成為新時代拔尖創新人才。

綜上所述，本文所提出的解決能源動力類別研究生培養所面臨的實際問題的方法為學科融合、科教融合、產教融合的多維融合方法，將“熱-機-電”等多學科進行交叉融合，優化課程體系；將科研成果轉化為課程教學內容，優化知識體系；實現產學合作協同育人，優化實踐環節，如圖5所示。從而共同構建了創新型能源動力類別研究生培養模式，有助于使能源動力類別研究生發展成為新時代拔尖創新人才，滿足新時代的迫切需要。

四? 結束語

針對能源動力類別研究生培養過程中學科背景單一，課程體系陳舊；教學內容陳舊，知識體系不新；實踐能力不強，實踐環節薄弱等問題，本文提出了學科融合、科教融合、產教融合的多維融合思想，構建了創新型能源動力類別研究生培養模式。

1）將“熱-機-電”等多學科進行交叉融合，優化課程體系，可有效促進“熱-機-電”學科間的相互滲透和相互交叉，使能源動力類別研究生具有“熱-機-電”多學科知識。

2）將科研成果轉化為課程教學內容，優化知識體系，將科研與教學深度融合，用新的科研成果更新教學內容，用新知識、新成果更新和優化研究生知識體系，使能源動力類別研究生接觸并掌握新的科學知識。

3）將教學與產業有效融合，優化實踐環節，實現產學合作協同育人，切實提高能源動力類別研究生的實踐能力和解決實際問題的能力。

上述舉措共同構建了創新型能源動力類別研究生培養模式，有助于使能源動力類別研究生發展成為新時代拔尖創新人才，滿足新時代的迫切需要。切實解決了能源動力類別研究生培養模式與新時代拔尖創新人才要求不匹配的問題。本文所提出的思想和培養模式對于能源動力類別研究生培養具有重要的參考價值。

參考文獻：

[1] 翟明，姜寶成，宋彥萍，等.基于虛擬仿真平臺的能源動力類本、研一體化實驗教學與管理實踐[J].實驗室研究與探索，2020，39（5）：187-192.

[2] 曹瑋，許亞敏，陸紫生.能源動力類虛擬仿真綜合實踐平臺建設[J].中國教育信息化，2021（4）：71-74.

[3] 胡建軍，張全國，賀超，等.能源動力類碩士研究生教育創新培養基地建設研究與探索[J].科技視界，2020（32）：71-73.

[4] 吳嘯，沈炯.碳中和背景下能源動力專業碩士研究生培養課程體系構建研究[J].中央民族大學學報（自然科學版），2022，31（2）：81-85.

[5] 王為術，徐維暉，楊陽，等.能源動力專業學位研究生課程體系構建研究[J].中國電力教育，2022（12）：91-92.

[6] 秦昌雷，黃鑫，牛俊天，等.能源動力類專業熱物理模擬課程群的貫通式教學探討[J].中國電力教育，2020（10）：92-93.

[7] 楊仲卿，冉景煜，張力.關聯式教學在能源動力類專業課教學中的探索[J].中國電力教育，2019（11）：62-63.

[8] 陳嘉澍，謝宇，鐘天明，等.能源與動力工程專業項目動態導向型實踐教學體系改革研究[J].專業探討，2021（24）：58-59.

[9] 唐明珠，陳薦，孟維廳.新工科背景下能源動力專業學位研究生人才培養體系研究與實踐[J].創新創業理論研究與實踐，2022（9）：158-160，179.

[10] 王鎖芳.能源動力類研究生理論教學與實踐能力的協同培養——以傳熱學專題為例[J].教育現代化，2019，6（24）：36-38.

[11] 劉桂芹，李蘭杰，王長法，等.以協同創新中心為載體的研究生培養基地建設的思考[J].高教學刊，2020（21）：47-49.

[12] 胡琳珍，吳蓉蓉，陳勇，等.研究生教育創新基地現狀及問題探討[J].教育現代化，2019，6（4）：1-3.

[13] 陳昊，劉萍，耿莉敏，等.“以研為源，研教結合”提升工科人才創新能力[J].現代教育論叢，2019（6）：69-74.