基于“学科-科教-产教”多维融合的能源动力拔尖创新人才培养模式探索与实践

陈昊 李钰 耿莉敏 张鹏 杨阳

摘  要：在我国“双碳”战略和能源战略的指导下，能源动力类别研究生培养尤为重要。而目前我国能源动力类别研究生培养所面临的主要问题是能源动力类别研究生培养模式与新时代拔尖创新人才要求不匹配，主要问题包括学科背景单一，课程体系陈旧；教学内容陈旧，知识体系不新；实践能力不强，实践环节薄弱。该文针对上述三方面问题开展研究，提出“学科-科教-产教”融合的多维融合思想，构建创新型能源动力类别研究生培养模式，该模式有助于将能源动力类别研究生培养成为新时代拔尖创新人才，满足新时代的迫切需要。该文所提出的思想和培养模式对于能源动力类别研究生培养具有重要的参考价值。

关键词：学科融合；科教融合；产教融合；能源动力类别；研究生培养

中图分类号：G643        文献标志码：A          文章编号：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 The main problems include： a single disciplinary background， outdated course systems; outdated teaching content and outdated knowledge systems; weak practical abilities and weak practical links.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

黨的二十大报告强调，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”，同时强调要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，要加快建设教育强国、科技强国、人才强国和交通强国。这些重要论述深刻阐明了新时代实施科教兴国战略、强化现代化建设人才支撑的总体要求和重点任务，明确了加快建设教育强国、科技强国、人才强国的出发点，具有重大的战略意义。在我国“双碳”战略和能源战略的指导下，能源动力类别研究生培养尤为重要[1-2]。同时，现如今随着低碳经济的提出和节能减排的号召，车用能源与动力系统进入了全新的发展阶段，正在加速电动化和智能化转型，上述社会需求对能源动力类别研究生的培养提出了更高的要求：亟需培养出新时代拔尖创新人才，以满足社会的高速发展[3-4]。

而目前能源动力类别研究生培养的现状是研究生培养模式与新时代拔尖创新人才要求不匹配，问题主要包括以下三个方面，如图1所示。

学科背景单一，课程体系陈旧。现今能源动力类别研究生学科背景仍然较为单一，缺乏跨学科知识，教学过程中缺乏对学生知识迁移能力的培养，而现今时代要求研究生具有多学科知识和技能，以应对时代的高速发展，学科背景单一会严重制约能源动力类别研究生的培养[5]。同时，课程体系陈旧是目前能源动力类别研究生培养的另一问题，课程体系决定了学生通过学习将获得怎样的知识结构，是育人活动的指导思想，是实现培养目标的载体，是保障和提高教育质量的关键[6]。而课程体系陈旧对于人才培养影响显著，有碍于学生对于知识结构的获取[7]。因此，学科背景单一、课程体系陈旧是目前能源动力类别研究生拔尖创新人才培养存在的核心问题。

图1能源动力类别研究生培养所面临的主要问题

教学内容陈旧，知识体系不新。随着社会的发展，科学技术的进步，新的知识不断涌现，教师的知识若更新不及时，便会导致教学内容陈旧过时，不能满足学生的学习需求，影响学生的学习效果。同时，多数教师教学方法单一，无法把握学生的学习兴趣，使学生的学习热情不高，学习效果不佳。另外教学资源不足也会导致教师无法把新的知识和新的教学方法融入到教学中，使得教学内容陈旧。与此同时，思想僵化、惰性、科研力度不够均会导致教师知识体系老化，不能与时俱进，陈旧的知识体系会制约研究生的发展高度，进而影响研究生的培养水平[8-9]。因此，教学内容陈旧、知识体系不新是目前能源动力类别研究生拔尖创新人才培养存在的根本问题。

实践能力不强，实践环节薄弱。在开展素质教育的今天，研究生实践教学已经取得了若干成效，但是由于教学过程中往往重理论轻实践，严重制约了研究生实践能力的提升[3]。而对于能源动力类别研究生的培养，纸上谈兵的理论教学已经无法满足新时代的要求，理论上的知识无法转换为实践中有用的能力[10]。能源动力类别研究生教育受限于教学场地和实践条件，严重制约了实践教学的发展，若高校与企业联系不紧密，实践教学更是难以开展[11]。实践环节的薄弱直接导致研究生实践能力不强，导致培养出来的研究生缺乏解决实际问题的能力，无法满足社会实际需要[12]。因此，实践能力不强、实践环节薄弱是目前能源动力类别研究生拔尖创新人才培养存在的关键问题。

综上所述，能源动力类别研究生培养所面临的主要问题是能源动力类别研究生培养模式与新时代拔尖创新人才要求不匹配，主要问题有三：学科背景单一，课程体系陈旧；教学内容陈旧，知识体系不新；实践能力不强，实践环节薄弱。针对上述三方面问题开展研究，解决能源动力类别研究生培养模式与新时代拔尖创新人才要求不匹配等问题对于提高能源动力类别研究生的培养质量十分重要，有助于培养出新时代拔尖创新人才。因此，针对上述三个问题开展研究，具有重要的理论意义及实际应用价值。针对上述问题，本文提出了学科融合、科教融合、产教融合的多维融合思想，以构建创新型能源动力类别研究生培养模式。

一  学科融合：“热-机-电”多学科交叉融合，优化课程体系

为解决能源动力类别研究生培养时学科背景单一，课程体系陈旧的问题，面向国家教育、科技、人才和交通强国战略及汽车新四化等对能源动力类别研究生培养的要求，通过归纳最新三大动力系统核心共性的技术要素，依托节能与新能源汽车战略性新兴产业，结合汽车新四化发展、交通能源融合发展对研究生培养的要求，本文提出了“热（动力工程及工程热物理）-机（车辆工程）-电（电气工程及其自动化）”多学科深化交叉融合，优化课程体系的学科融合理念，如图2所示。形成了高等工程热力学、高等内燃机原理、计算流体力学、新能源汽车动力系统、新能源汽车节能减排理论、人工智能原理、纯电动/混合动力和燃料电池汽车技术等课程有机结合的课程体系，重构“热-机-电”多学科深度交叉融合的知识体系，实现了能源动力类研究生培养课程体系的优化。

该理念将与能源动力息息相关的“热-机-电”等相关学科加以融合，可有效促进“热-机-电”学科间的相互渗透和相互交叉，使能源动力类别研究生具有“热-机-电”多学科知识，有助于其发展成为新时代拔尖创新人才。

二  科教融合：科研成果轉化课程教学内容，优化知识体系

为解决能源动力类别研究生培养时教学内容陈旧，知识体系不新的问题，我们提出了科研成果转化课程教学内容，优化知识体系的科教融合理念，如图3所示。科学研究的过程和成果有利于激发和培养教师的观察、分析、判断和解决问题的能力以及创造性思维，并将这一宝贵财富传授给研究生，是培养研究生综合能力的重要补充和提高研究生培养质量的重要组成部分。将科学研究成果融入专业课程教学，使专业理论知识和科学研究有机结合，能拓展教学资源，架构创新型人才培养的新模式。

将科研成果转化为课程教学内容主要有两种路径[13]：一种是授课教师对其所在科研团队的成果进行转化，另一种是授课教师依据教学内容对国内外成果进行检索与转化。我们通过联合上述两种路径培养研究生的创新思维与创新能力，同时探索了将科研成果转化为课程教学内容的两种模式，即基于问题导向的环扣式和基于层级目标的系统式。通过上述两种路径和两种模式将科研与教学深度融合，用新的科研成果更新教学内容，用新知识、新成果更新和优化研究生知识体系，使能源动力类别研究生接触并掌握新的科学知识。将科研成果作为教学内容的“源头活水”，把科研与教学有机结合起来，剔除陈旧知识，增强教学内容的时代性、前沿性，辅以优质教学资源、多样化教学平台和先进的教学模式，形成全新的知识体系及优化的培养架构，实现能源动力类研究生培养知识体系的优化，形成“教学内容来自科技研发成果，教学目标又服务于研究生科技研发”这一闭环，全面提升研究生素养和创新能力。有助于其发展成为新时代拔尖创新人才。

三  产教融合：产学合作协同育人，优化实践环节

为解决能源动力类别研究生培养时实践能力不强，实践环节薄弱的问题，我们提出了产学合作协同育人，优化实践环节的产教融合理念，如图4所示。通过深化校企、校校合作，签订合作协议，制订产教结合的实施性教学生产计划，建立校企、校校产教融合平台、共享实验室、创新联合体等，使能源动力类别研究生接触生产实际，拥有良好实习、实验、实践平台。进而依托平台申报重点研发计划等科研项目，通过项目进一步锻炼研究生的实践能力。如，长安大学能源与电气工程学院与陕西汽车控股集团有限公司签订了战略合作协议，合作建设实习基地开展研究生教育；与中汽信息科技（天津）有限公司签订战略合作协议，全面开展校企产学研合作，授牌成立产教融合研究生联合培养实践基地，构建研究生实习平台，探索校企联合培养创新型、实用型人才的新模式；与西安交通大学签订了能源动力类别研究生联合培养协议，双方共享实验室、科研仪器设备、仿真软件，联合申报陕西省重点研发计划项目，依托项目开展研究生联合培养工作。

上述举措实现了教学与产业的有效融合，切实提高了能源动力类别研究生的实践能力和解决实际问题的能力，有助于其发展成为新时代拔尖创新人才。

综上所述，本文所提出的解决能源动力类别研究生培养所面临的实际问题的方法为学科融合、科教融合、产教融合的多维融合方法，将“热-机-电”等多学科进行交叉融合，优化课程体系；将科研成果转化为课程教学内容，优化知识体系；实现产学合作协同育人，优化实践环节，如图5所示。从而共同构建了创新型能源动力类别研究生培养模式，有助于使能源动力类别研究生发展成为新时代拔尖创新人才，满足新时代的迫切需要。

四  结束语

针对能源动力类别研究生培养过程中学科背景单一，课程体系陈旧；教学内容陈旧，知识体系不新；实践能力不强，实践环节薄弱等问题，本文提出了学科融合、科教融合、产教融合的多维融合思想，构建了创新型能源动力类别研究生培养模式。

1）将“热-机-电”等多学科进行交叉融合，优化课程体系，可有效促进“热-机-电”学科间的相互渗透和相互交叉，使能源动力类别研究生具有“热-机-电”多学科知识。

2）将科研成果转化为课程教学内容，优化知识体系，将科研与教学深度融合，用新的科研成果更新教学内容，用新知识、新成果更新和优化研究生知识体系，使能源动力类别研究生接触并掌握新的科学知识。

3）将教学与产业有效融合，优化实践环节，实现产学合作协同育人，切实提高能源动力类别研究生的實践能力和解决实际问题的能力。

上述举措共同构建了创新型能源动力类别研究生培养模式，有助于使能源动力类别研究生发展成为新时代拔尖创新人才，满足新时代的迫切需要。切实解决了能源动力类别研究生培养模式与新时代拔尖创新人才要求不匹配的问题。本文所提出的思想和培养模式对于能源动力类别研究生培养具有重要的参考价值。

参考文献：

[1] 翟明，姜宝成，宋彦萍，等.基于虚拟仿真平台的能源动力类本、研一体化实验教学与管理实践[J].实验室研究与探索，2020，39（5）：187-192.

[2] 曹玮，许亚敏，陆紫生.能源动力类虚拟仿真综合实践平台建设[J].中国教育信息化，2021（4）：71-74.

[3] 胡建军，张全国，贺超，等.能源动力类硕士研究生教育创新培养基地建设研究与探索[J].科技视界，2020（32）：71-73.

[4] 吴啸，沈炯.碳中和背景下能源动力专业硕士研究生培养课程体系构建研究[J].中央民族大学学报（自然科学版），2022，31（2）：81-85.

[5] 王为术，徐维晖，杨阳，等.能源动力专业学位研究生课程体系构建研究[J].中国电力教育，2022（12）：91-92.

[6] 秦昌雷，黄鑫，牛俊天，等.能源动力类专业热物理模拟课程群的贯通式教学探讨[J].中国电力教育，2020（10）：92-93.

[7] 杨仲卿，冉景煜，张力.关联式教学在能源动力类专业课教学中的探索[J].中国电力教育，2019（11）：62-63.

[8] 陈嘉澍，谢宇，钟天明，等.能源与动力工程专业项目动态导向型实践教学体系改革研究[J].专业探讨，2021（24）：58-59.

[9] 唐明珠，陈荐，孟维厅.新工科背景下能源动力专业学位研究生人才培养体系研究与实践[J].创新创业理论研究与实践，2022（9）：158-160，179.

[10] 王锁芳.能源动力类研究生理论教学与实践能力的协同培养——以传热学专题为例[J].教育现代化，2019，6（24）：36-38.

[11] 刘桂芹，李兰杰，王长法，等.以协同创新中心为载体的研究生培养基地建设的思考[J].高教学刊，2020（21）：47-49.

[12] 胡琳珍，吴蓉蓉，陈勇，等.研究生教育创新基地现状及问题探讨[J].教育现代化，2019，6（4）：1-3.

[13] 陈昊，刘萍，耿莉敏，等.“以研为源，研教结合”提升工科人才创新能力[J].现代教育论丛，2019（6）：69-74.