多學(xué)科融合：面向新科技革命的能源與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

中圖分類號：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）12-0164-04

Abstract：Thenewscientificandtechnologicalrevolutionhasinjectednewvitalityintoglobalscientificandtechnological inovationandputforwardhigherrequirementsforthequalityoftalenttraining.Thetraditionaltrainingmodeofsingle-discipline specialized talentscanotmeettheneedsof talentsinthenewera，sotheexplorationof\"onespecialtyandmultipleabilies\" compoundtalenttraining modeisurgent.Basedonthemajorofenergyandpowerenginering，thispaperanalyzesthe challngesfacedbythecurentmulti-disciplinaryintegrationtrainingmode，discusssthegeneralpathoftheformationofthe multi-disciplinaryintegrationtrainingmode，putsforwardthereflectionontherealizationofthemulti-disciplinaryintegation talenttrainingmode，andseksthebestpathtorealizethemulti-disciplinaryintegration，soastoprovideareferenceforthe talenttraining mode of energy and power engineering under the new scientific and technological revolution.

Keywords：newscientificandtechnologicalrevolution；disciplineintegration；energyandpower；pathstudy；curriulum reform； talent training

習(xí)近平總書記指出，“現(xiàn)在，我們迎來了世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革同我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的歷史性交匯期，既面臨著千載難逢的歷史機(jī)遇，又面臨著差距拉大的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)\"。新一輪科技革命正在從人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、能源可持續(xù)和生命創(chuàng)制等核心迅速發(fā)展，而高等教育是保證我國在此輪科技革命中迅速崛起的重要一環(huán)。正所謂“窮則變，變則通，通則久”，尋求適應(yīng)新時代發(fā)展的人才培養(yǎng)模式迫在眉睫。結(jié)合自身學(xué)科特點(diǎn)，融合不同學(xué)科之長，將多學(xué)科融合培養(yǎng)方式應(yīng)用在學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)過程，加速營造有利于人才成長的培養(yǎng)機(jī)制，助力形成教育科研陣地的創(chuàng)新之勢。

一進(jìn)行多學(xué)科融合人才培養(yǎng)的優(yōu)勢

當(dāng)前，隨著我國不斷推進(jìn)對科技人才的培養(yǎng)及對創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，黨的十九屆五中全會確立了到2035年我國躋身創(chuàng)新型國家前列的戰(zhàn)略目標(biāo)，對工程技術(shù)人才提出了更高的要求。在碳達(dá)峰碳中和的實施過程中，涵蓋能源、動力、環(huán)境及其相關(guān)工程應(yīng)用的能源與動力工程專業(yè)起著至關(guān)重要的作用。采用多學(xué)科融合方式對培養(yǎng)出更適應(yīng)時代發(fā)展的“一專多能\"的復(fù)合型人才更具優(yōu)勢。

（一）問題解決能力的增強(qiáng)

通過多學(xué)科融合培養(yǎng)模式，形成學(xué)生解決問題的整體性思維。無論是在科學(xué)、技術(shù)、工程、醫(yī)學(xué)還是社會科學(xué)領(lǐng)域，實際中的復(fù)雜挑戰(zhàn)很少能完全被界定為單一學(xué)科的問題。更多情況下需要整合多學(xué)科的知識以提供解決方法。而經(jīng)過系統(tǒng)的多學(xué)科融合模式培養(yǎng)的人才，可以從多個角度識別和分析問題，從而產(chǎn)生更具創(chuàng)造性和穩(wěn)健的解決方案。這與“群體思維”相悖，并鼓勵對各種因素進(jìn)行更徹底的考慮。此外，傳統(tǒng)的學(xué)科孤島可能會阻礙創(chuàng)新。多學(xué)科融合的培養(yǎng)模式有助于打破這些障礙，促進(jìn)形成解決問題的復(fù)合視角。

（二） 創(chuàng)新性和適應(yīng)性提高

具有多學(xué)科背景的畢業(yè)生在面對挑戰(zhàn)時更具適應(yīng)能力和韌性。更廣泛的技能和知識使他們能夠更輕松地過渡到新的角色和挑戰(zhàn)。同時，通過多學(xué)科融合模式的培養(yǎng)，來自不同學(xué)科的思想和觀點(diǎn)的融合往往會激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造力。許多最緊迫的全球挑戰(zhàn)（氣候變化、流行病等）需要利用多個領(lǐng)域的專業(yè)知識提供綜合解決方案。多學(xué)科融合的培養(yǎng)模式對于有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)至關(guān)重要。

（三）就業(yè)競爭力的增強(qiáng)

雇主越來越多地尋求具有多學(xué)科背景和在不同團(tuán)隊中有有效工作能力的人才。同時，多學(xué)科背景為畢業(yè)生提供了更大的職業(yè)靈活性，他們更有能力追求不同的職業(yè)道路并適應(yīng)不斷變化的就業(yè)市場。此外，多學(xué)科教育為學(xué)生提供了充足的機(jī)會來發(fā)展團(tuán)隊合作和協(xié)作技能，這些技能在工作場所受到高度重視。學(xué)生學(xué)會與來自不同背景的人進(jìn)行有效溝通，并在團(tuán)隊環(huán)境中進(jìn)行談判和妥協(xié)。同時，多學(xué)科融合的培養(yǎng)模式增強(qiáng)了學(xué)生批判性思維技能和分析復(fù)雜系統(tǒng)的能力。

綜上所述，多學(xué)科融合模式在人才培養(yǎng)中具有深遠(yuǎn)的意義。它使個人具備在瞬息萬變的世界中茁壯成長所需的技能、知識和適應(yīng)能力，并為解決其最緊迫的挑戰(zhàn)作出貢獻(xiàn)。這不僅僅是獲得更廣泛的技能，而是培養(yǎng)一種更全面和綜合的思維和解決問題的方式。因此面向新科技革命的能源與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式，應(yīng)把重心集中到多學(xué)科融合的探索上來，對培養(yǎng)適應(yīng)新時代科技人才需求、助力科技強(qiáng)國建設(shè)有重要作用。

二當(dāng)前多學(xué)科融合方式下人才培養(yǎng)模式面臨的挑戰(zhàn)

（一）學(xué)科壁壘難以突破

以筆者所在的湖南大學(xué)能源與動力工程專業(yè)為例，該專業(yè)源于1926年創(chuàng)辦的熱工教研室和1972年設(shè)立的內(nèi)燃機(jī)專業(yè)。隨著國家新工科建設(shè)的推進(jìn)，拓展出新能源與節(jié)能技術(shù)、先進(jìn)制冷與微納尺度傳熱等新方向，使得所學(xué)課程不僅涵蓋機(jī)械類基礎(chǔ)課程和能源動力核心課程，同樣還包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和氫能等新能源課程，以及微納尺度（芯片）傳熱傳質(zhì)技術(shù)課程。在本科通識教育階段學(xué)生可以廣泛地接觸到不同方向的課程，使其有極為開闊的專業(yè)視野。但在研究生教育階段，不僅新興能源研究方向需要寬厚的基礎(chǔ)理論，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)專業(yè)的理論研究同樣需要具備跨學(xué)科的知識積累

譬如做內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)燃燒研究，不僅要求學(xué)生具備熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等能源與動力工程專業(yè)知識，同樣要求學(xué)生掌握化學(xué)、材料學(xué)、計算數(shù)學(xué)和計算機(jī)編程等專業(yè)知識以應(yīng)對學(xué)習(xí)研究過程中遇到的問題。但本科階段的通識教育，以公共課形式出現(xiàn)的學(xué)科交叉僅體現(xiàn)在理工科向文學(xué)藝術(shù)類的單向融合，理工類學(xué)科交叉甚少。但隨著我國網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略及“互聯(lián)網(wǎng)+” 行動計劃的實施，大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)與其他專業(yè)融合得較好。這是由于編程應(yīng)用性較強(qiáng)，二級學(xué)科之間的交叉難度顯著提升，更不用講能源與動力工程專業(yè)涉及一級學(xué)科之間的學(xué)科交叉，除非專業(yè)教師進(jìn)行授課，跨專業(yè)進(jìn)行講授幾乎無法實現(xiàn)。

（二）跨學(xué)科教學(xué)組織困難

能源與動力工程專業(yè)涉及的專業(yè)包括不同一級學(xué)科及其下設(shè)的多個二級學(xué)科內(nèi)容，二級學(xué)科可尋求同學(xué)院設(shè)置專業(yè)下的教師進(jìn)行授課，但不同一級學(xué)科則涉及到不同院別。我國高校目前以“校院系”三級治理架構(gòu)進(jìn)行管理，相同學(xué)院內(nèi)以一級學(xué)科下不同二級學(xué)科門類設(shè)置系。學(xué)院是高校治理的重要主體，在行政管理、招生、科研、教學(xué)等方面有一定的自主性。故院系內(nèi)的學(xué)科融合，通過學(xué)院一級的調(diào)配可以實現(xiàn)。但跨學(xué)院的學(xué)術(shù)交流甚至課程共享，涉及學(xué)校層面的調(diào)控，且課程、教師資源共享會給教學(xué)質(zhì)量評定、教師績效計算等帶來麻煩。因此，當(dāng)前高校的管理架構(gòu)造成跨學(xué)科教學(xué)存在困難，一定程度上給跨學(xué)科融合帶來藩籬。

（三） 科研人員困境

施行多學(xué)科融合最直接的方式，即高校教師具備學(xué)科交叉研究背景，并且研究基礎(chǔ)扎實，能夠承擔(dān)起對本科生相關(guān)交叉學(xué)科基礎(chǔ)課程的授課，并對研究生階段的學(xué)生提供相應(yīng)的科研條件。但我國現(xiàn)行教育體制下對高端科研技術(shù)人才的培養(yǎng)更關(guān)注于縱向發(fā)展，針對橫向發(fā)展的政策支持及鼓勵不充分，導(dǎo)致現(xiàn)階段高校內(nèi)尖端科技復(fù)合型人才有很大空缺。此外，現(xiàn)在高校內(nèi)專任教師從事交叉學(xué)科相關(guān)學(xué)習(xí)及研究的意愿并不強(qiáng)烈。其一，進(jìn)行學(xué)科交叉要求高校教師將現(xiàn)有的時間及大部分精力分散到新的研究方向上，而投入大量成本后獲取的成果遠(yuǎn)不如在該領(lǐng)域深耕的科研人員，付出成本與成果收獲不成正比；其二，高校內(nèi)針對教師的考核標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)科交叉成果的激勵不夠。由于跨專業(yè)研究的前景無法預(yù)判，期間諸多不確定因素對成果產(chǎn)出有直接影響，進(jìn)而影響自身職稱評定，故許多高校教師不會選擇從事跨學(xué)科研究工作。

三多學(xué)科融合方式下人才培養(yǎng)模式的一般路徑

盲自進(jìn)行多學(xué)科融合嘗試會對教育資源及人才培養(yǎng)造成浪費(fèi)，因此，對不同專業(yè)進(jìn)行學(xué)科融合人才培養(yǎng)模式的探索需遵循最優(yōu)路徑。

表1展示了國內(nèi)部分高校進(jìn)行學(xué)科交叉的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果截至2024年6月30日）。從表1中可以看出，現(xiàn)有的學(xué)科交叉融合呈現(xiàn)以下幾個特點(diǎn)： 相近學(xué)科門類更易于進(jìn)行交叉融合。其中，文史類與理工類相關(guān)學(xué)科，其內(nèi)部關(guān)聯(lián)大的學(xué)科門類中產(chǎn)生新的交叉學(xué)科較多。以北京大學(xué)學(xué)科設(shè)置為例，理學(xué)與工學(xué)相關(guān)一級學(xué)科進(jìn)行學(xué)科融合交叉，得到交叉學(xué)科“能源與資源工程”專業(yè)。 差異大的學(xué)科門類中的學(xué)科進(jìn)行交叉融合，管理學(xué)呈現(xiàn)更大的交叉自由度。這是由于管理學(xué)本身就是一門綜合性的交叉學(xué)科，因此在與跨度較大的學(xué)科門類進(jìn)行學(xué)科融合過程存在較大的自由度。 學(xué)科交叉融合的基本原則為“內(nèi)相近，外驅(qū)動”。具體是指，可以進(jìn)行學(xué)科融合交叉的專業(yè)首先存在一定的相關(guān)性。其次，學(xué)科融合交叉成功存在外在動力驅(qū)動，具體為國家政策扶持和學(xué)科建設(shè)需求。以動力工程及工程熱物理學(xué)科進(jìn)行融合交叉為例，以其為基礎(chǔ)拓展出來的新興交叉學(xué)科有：機(jī)電儲能科學(xué)與工程、可再生能源與清潔能源、能源互聯(lián)網(wǎng)、儲能科學(xué)與工程、氫能科學(xué)與工程、碳管理科學(xué)與工程和地球與人居環(huán)境科學(xué)及工程等。這些學(xué)科基本都是從能源與環(huán)境的角度出發(fā)，結(jié)合動力工程及工程熱物理相關(guān)學(xué)科專業(yè)進(jìn)而衍生出的學(xué)科。其目的都在于解決國家能源匱乏問題，促進(jìn)能源與生態(tài)環(huán)境友好性建設(shè)、助力建設(shè)多元清潔的能源供應(yīng)體系，促進(jìn)綠色發(fā)展和加快實現(xiàn)我國的“雙碳”自標(biāo)，進(jìn)而“內(nèi)外合力\"形成的交叉學(xué)科。

目前，國內(nèi)高校在學(xué)科融合下進(jìn)行人才培養(yǎng)模式的嘗試存在兩種形式。形式一，“中心學(xué)科 + 附屬學(xué)科”形式，其突出代表即“互聯(lián)網(wǎng) + ”模式8。其原因是由于隨著信息技術(shù)成為新一輪產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展的主要特征，許多傳統(tǒng)學(xué)科需要依靠以算法、算力為優(yōu)勢的信息處理技術(shù)發(fā)展新的研究方法，進(jìn)而促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng) + ”模式的突起。如圖1所示，中心學(xué)科A的方向A1主動融合附屬學(xué)科B的方向B2，形成新交叉學(xué)科D。該形式的主要特點(diǎn)在于中心學(xué)科為應(yīng)用型門類，且容易與其他學(xué)科相融合，其學(xué)科交叉存在中心學(xué)科的主動性，且一般容易形成一門新的學(xué)科。例如表1中湖南大學(xué)交叉學(xué)科“智能科學(xué)與技術(shù)”的形成，就是以計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)為中心學(xué)科，電氣工程、控制科學(xué)與工程為附屬學(xué)科融合得到。形式二，“一中心多邊緣\"形式。如圖2所示，中心學(xué)科A囊括了邊緣學(xué)科B和C的方向B2與C1，邊緣學(xué)科方向B2和C1的存在豐富了中心學(xué)科A。該形式多存在于基礎(chǔ)研究學(xué)科門類，其主要特點(diǎn)在于中心學(xué)科與邊緣學(xué)科存在相互依存、互相支撐的關(guān)系。更是出于其特點(diǎn)，該形式下導(dǎo)致的學(xué)科融合一般用于發(fā)展中心學(xué)科，不易形成一門新的學(xué)科。

以能源與動力工程專業(yè)為例，該專業(yè)在當(dāng)前新一輪科技革命浪潮中從學(xué)科融合的角度進(jìn)行學(xué)科布局的調(diào)整，則應(yīng)遵從“一中心多邊緣\"的形式。首先，能源與動力工程專業(yè)的性質(zhì)落在基礎(chǔ)研究方向，其工具性不強(qiáng)，通過“中心學(xué)科 + 附屬學(xué)科\"的形式缺少中心學(xué)科的強(qiáng)自主性。其次，如前文所述該專業(yè)本身已涉及多個跨學(xué)科內(nèi)容，特征上更符合“一中心多邊緣\"的學(xué)科融合形式

四推動能源與動力工程專業(yè)多學(xué)科融合人才培養(yǎng)模式發(fā)展的思考

確定好多學(xué)科融合方式下能源與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)的一般路徑后，對于如何推動能源與動力工程專業(yè)多學(xué)科融合人才培養(yǎng)模式的發(fā)展，筆者提出以下幾點(diǎn)思考。

（一）強(qiáng)化中心學(xué)科發(fā)展，優(yōu)化邊緣學(xué)科組織

在多學(xué)科融合方式下對能源與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)的過程中，首先應(yīng)優(yōu)化邊緣學(xué)科的組織。過多邊緣學(xué)科的融入，不但會給學(xué)生的學(xué)習(xí)過程帶來較大的壓力，同時對學(xué)科教學(xué)的組織過程增加更大困難。因此，應(yīng)從中心學(xué)科的主干科目中篩選關(guān)鍵的相關(guān)學(xué)科內(nèi)容融入日常教學(xué)。在優(yōu)化邊緣學(xué)科的同時，需不斷強(qiáng)化中心學(xué)科的發(fā)展。做到強(qiáng)化本專業(yè)的強(qiáng)勢學(xué)科方向，突出本專業(yè)的學(xué)科特色，提高專業(yè)競爭力，吸引更多優(yōu)質(zhì)生源。

（二）聚焦本科階段培養(yǎng)，重點(diǎn)扶持研究生創(chuàng)新研究

在優(yōu)化培養(yǎng)模式過程中，應(yīng)始終堅持“三全育人”，完善育人體系。本科階段是推進(jìn)多學(xué)科融合進(jìn)程的關(guān)鍵，優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)、調(diào)整授課方式、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性是該階段調(diào)整人才培養(yǎng)模式的重點(diǎn)。研究生是高校科研實力的主要完成者與體現(xiàn)者，還是高校未來科研崗位的主要輸出，對研究生階段的重點(diǎn)扶持對于加快實現(xiàn)多學(xué)科融合有重要意義。

（三）優(yōu)化整合資源配置，布局復(fù)合型人才引進(jìn)

實現(xiàn)多學(xué)科融合人才培養(yǎng)模式的關(guān)鍵在于人才，人才不僅是培養(yǎng)過程的關(guān)鍵結(jié)果，同樣也是構(gòu)建多學(xué)科融合人才培養(yǎng)模式的主體。在強(qiáng)化中心學(xué)科發(fā)展的過程中，必須注重跨學(xué)科人才的培養(yǎng)及復(fù)合型人才的引進(jìn)。因此，高校不但要引導(dǎo)并鼓勵在職科研教學(xué)人員進(jìn)行跨學(xué)科交流與研究，同時加大對復(fù)合型人才的引進(jìn)也尤為關(guān)鍵。“育引并舉”才是形成完整培養(yǎng)體系的重中之重。

五結(jié)束語

針對能源與動力工程專業(yè)的特點(diǎn)，選擇“一中心多邊緣\"的學(xué)科融合形式優(yōu)化組織架構(gòu)與課程體系，可降低突破跨學(xué)科人才培養(yǎng)的學(xué)科壁壘難度，加速本專業(yè)學(xué)科融合進(jìn)程，助力新科技革命背景下科技強(qiáng)國建設(shè)。

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