面向对象的多专业复合型人才培养模式探索

吕文娟 符杰 文海罡 史广泰 宋文武

摘 要：我国设置的多个专业一般都服务于同一对象，专业课程体系相对独立，专业之间知识渗透不够，培养出的人才不能从对象本身整体上去分析和解决问题。因此针对服务于水电站系统工程对象的多个专业（或专业方向），提出了面向同一对象的多专业复合型人才培养新模式，基于协同理论“产学研”相结合的理念，建立了水电站系统工程人才培养的三维霍尔结构，构建了这一对象多专业复合型人才培养体系，为培养新时代水电行业复合型人才开辟新路径。

关键词：协同理论；水电工程；复合型人才

中图分类号：G64  文献标识码：A

“创新驱动发展”战略的实施，关键在于人力资源的积累。创新人才的大力培养，是人力资源强国建设和国家创新体系建设的重要内容。在创新驱动经济快速发展的时代，亟须以学生为中心，成果为导向，基于系统工程理论，将人才培养与产学研一体化有效融合，创新人才培养模式。

在我国，高等教育的专业设置往往过于单一，服务于同一对象的人才培养，往往分解为许多個专业，而每一个小专业的专业知识结构又过于专一，培养的人才所具备的知识结构就服务于对象来讲远远不够。这些专业的课程体系又相对独立，专业之间的知识渗透不够，因而培养出的人才往往不能从对象本身整体上去分析问题和解决问题。针对此，就我校国家级一流专业“能源与动力工程专业”和通过工程教育专业认证的“水利水电工程专业”，在服务于水电站建设工程这同一对象中，提出一种能够面向同一对象的多专业复合型人才培养新模式成为重中之重。

1 面向水电行业对象的多专业复合型人才培养模式构建的理论基础

面向水电行业对象的多专业复合型人才培养模式的建立，构建基于协同理论的“产学研”相结合的创新人才培养模式，将在我国水利水电工程建设的支柱产业中起到十分重要的作用，对培养水电行业系统工程师（也可称总工程师）模式的研究具有现实意义。

为适应水利水电工程建设行业（系统工程）这一人才服务对象的要求，以学生为中心，构建水电系统工程师的教学质量保障体系，制订理论与实践相结合、传授知识与提高综合素质和创新能力相结合、教学内容和课程体系改革与教学质量监控相结合的人才培养方案，进行水电行业系统工程师的培养，完善和提高所培养工程师的知识结构，使其既能协调水电工程系统中各子系统的运行，又具备在某一专业处于核心地位的职位能力。

水电能源是人类第一大可再生清洁能源，也是我国能源中十分重要的组成部分，具有不可替代性。根据国家“十四五”能源发展规划，要实现国家能源结构转型和支撑“双碳”战略目标，必须持续发展具备快速与大容量调节能力的水电与抽水蓄能［1］。

在过去几年内我国水电事业发展迅速，水利水电工程建设成效显著，目前已建水电站9.8万座，装机容量达3.5亿千瓦，稳居世界第一，拥有三峡、乌东德、白鹤滩、溪洛渡等世界级特大型水利水电枢纽［2］。随着国家水电工程事业的国际化，将需要大量同时具备水电知识结构体系并掌握水电工程发电系统设备设计、制造、运行、管理和维护的高层次复合型工程应用人才。故我们应紧跟时代步伐，运用科学合理的新时代教育理念，培养出具有时代特征和适应水电行业发展的优秀人才。

钱学森认为系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法［3］。而系统工程方法是把生产、科研、经济和社会活动有效组织起来，运用定量和定性的方法与计算机等技术对系统的构成要素、组织机构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到各项最优，以便最充分发挥人力、物力和信息潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间协调配合，以实现系统的综合最优化［4］。同样，水电站系统工程是集“多专业化”和“相互作用”为一体的复合体系，兼具多样性和统一性特点，是一个复杂的系统。

20世纪70年代后期，德国理论物理学家哈肯（Haken）创立了协同学，是一种研究各种不同系统在一定外部条件下，系统内部各子系统之间通过非线性相互作用产生协同效应的理论。虽然系统工程方法论不同学者见解不同，但其主要原理都包括整体性原理、层次性原理和最优化原理，以确保整个系统技术先进、经济合理、操作可行。1969年，亚瑟霍尔提出的“采用三维图形描述系统工程”的方法最具通用性和一般性，其中，时间维包含系统工作特有的全部程序和阶段，始于最初方案，止于系统退役；逻辑维为系统工程各阶段需要实行的步骤；知识维是各专业和学科的专门知识［57］。据此，再根据我国水电行业系统工程师的培养要求，我们建立了三维霍尔结构图，如图1所示。

2 面向水电行业对象的多专业复合型人才培养模式的构建

人才培养模式即学校为学生构建的知识、能力、情感结构以及实现这种结构的方式。它的基本内涵为：基础理论扎实，应用开发能力强，综合素质高，培养的人才应具备的能力是多方位的、网络状的，但必须有一项处于核心地位的职位能力，运用专业知识和技术手段去解决系统工程实际问题的能力。

基于系统工程理论的培养模式是一种教学组织形式，包括高校教师、企业技术人员、科研院所研究人员、接受指导的学生在与两个或更多教师合作下，以提高学生未来适应不断变化的社会需求为导向，担任同一群学生全部教学或其他技能部分培训。

面向水电站工程对象的人才知识体系如图2所示。在这一体系中，我们设置了十个知识模块，分别是基本素质课程模块、基础知识模块、水力发电工程系统认识实习、水文地质专业模块、水利水电工程专业模块、水力机械及金属结构专业模块、水电工程监测模块、水电工程建设与管理专业模块、生产实习与毕业实习、课程设计与毕业设计。

模块课程的核心部分是专业方向课程，是实现学生专业化、个性化发展的手段。根据我国水利水电事业发展的趋势与经济全球化的市场需求，设置的十大知识模块，形成了图2的知识维。

（1）基本素质课程模块：包括政治修养、爱国主义教育、大学语文、外语知识以及体育锻炼等。

（2）基础知识模块：包括理学、计算机基础、电工与电子基础、水力学、流体力学，结构力学、岩土力学、工程力学、工程材料等学科基础知识。

（3）水力发电工程系统认识实习模块：包括水文地质认识实习，大坝、引水系统、厂房结构认识实习，水力发电机电设备认识实习，输电线路认识实习，运行、控制与管理认识实习等。该模块的运行将与相应专业模块中核心课程的理论教学相互配合，贯穿于整个理论教学中。

（4）水文地质专业模块：包括工程水文学，水电站工程地质、水文地质及工程测量等专业知识。其中，工程测量将与生产毕业实习等环节相互配合。

（5）水利水电工程专业模块：包括水工结构设计、施工组织设计、水电站厂房设计、水电工程引水系统以及钢结构与钢筋混凝土等核心课程。

（6）水力机械及金属结构专业模块：包括水力发电机组原理、结构设计与选型，水电站辅助设备，油、气、水系统，水力机组调节及运行、闸门结构设计及金属结构运行、维护、检测等。

（7）水电工程监测模块：包括水电工程监测系统设计，大坝、引水系统、厂房的监测与分析和边坡变形监测与分析等。

（8）水电工程建设与管理专业模块：包括水电工程的招投标、水电工程概预算资金运行、水电工程的建设与管理、水电工程系统应急预案与水电工程建设审批及竣工验收等。

（9）生产实习与毕业实习模块：包括工程测量实习、水利水电工程生产毕业实习及水力发电设备制造、安装与运行实习等。

（10）课程设计与毕业设计模块：包括水力发电工程系统水文地质毕业设计、水电工程毕业设计、水力发电设备及系统毕业设计、水电工程监测毕业设计及水电工程建设与管理毕业设计等。

十大模块间相互关联，相互渗透，形成水电工程系统高级人才的知识体系。基本素质课程模块与基础知识模块是培养学生具备良好道德素质、政治修养、爱国爱民和文化修养及宽厚理论基础的前提；水力发电工程系统认识实习模块贯穿于知识体系中的理论教学环节和课程设计与毕业设计等环节，与水文地质专业模块、水利水电工程专业模块、水力机械及金属结构专业模块、水电工程监测模块、水电工程监测模块中相应的课程体系相互渗透。例如，形成水力发电工程系统认识实习（大坝、引水系统、厂房结构）水利水电工程专业模块（水工结构设计、水电站厂房设计、水电工程引水系统）课程设计与毕业设计模块（水电工程毕业设计）等多条体系化的知识链，彼此关联。生产实习与毕业实习模块是运用理论联系实际，强化前期理论知识，为今后的实际工作打下牢实的基础。

3 面向水电行业对象的多专业复合型人才培养过程中的运行体系

构建理论教学、实践教学和素质拓展有机结合的运行体系，对于保障人才培养质量非常关键。

3.1 整合校内资源，保证理论教学品质

理论教学是培养方案实施的第一重要环节。上述各专业模块，涉及多学科知识，很难仅依靠一个专业的师资力量去完成相应的教学任务。通常，水电行业是依托在我校能源与动力工程学院组织教学，所需师资可聘请电气类、土木工程类、经济与管理类等专业课的教师进行协同教学、资源共享。

3.2 校企联合，提升实践教学质量

充分调动人才培养方案建立与实施过程中校企双方的双向联动性和积极性；增设企业导师协同培养制度，充分发挥企业导师的指导作用；根据行业需求，與企业共同打造教学内容，结成产学研合作体，从而保证实践环节的教学质量不断提升。

3.3 提高教育管理部门的管理水平

强化过程协同化管理，提高相关职能部门的管理质量，充分发挥管理部门的媒介和协调作用，调动水电行业系统工程师培养各方的积极性，从根本上保证培养方案的顺利实施和教学品质的提升，为面向对象的多专业复合型人才培养奠定良好的基础。

4 结论

针对服务于水电站系统工程对象的多个专业，提出了面向同一对象的多专业复合型人才培养新模式，并基于协同理论+“产学研”融合新理念，建立了用于水电行业系统工程师培养的三维霍尔结构，构建了由十大知识模块组成的水电行业系统工程师人才培养体系。通过该人才培养模式的培养，学生将具有水电工程系统的整体思想和行业基本知识结构，同时具有某一模块下的专门的分析问题和解决问题的能力，为培养新时代水电行业复合型人才开辟了新路径。

参考文献：

［1］罗先武，叶维祥，宋雪漪，等.支撑“双碳”目标的未来流体机械技术［J］.清华大学学报（自然科学版），2022，62（4）：678692.

［2］陈永灿.聚焦智能巡检科技创新，构筑水电枢纽安全保障——水电枢纽智能巡检专刊［J］.清华大学学报（自然科学版），2023，63（7）：1013.

［3］钱学森，许国志，王寿云.组织管理的技术——系统工程［J］.上海理工大学学报，2011，33（6）：520525.

［4］陶有德.可修复模型的系统分析［D］.北京信息控制研究所，2010.

［5］邓元龙，吴玉斌，柴金龙，等.基于系统工程方法论的专业综合实验教学改革［J］.理工高教研究，2008（01）：115117.

［6］薛启龙.地质工程拔尖创新人才产学研协同培养机制探索［J］.科技风，2022（36）：2830.

［7］尹晓敏.系统论视域下“大思政课”协同育人的科学蕴意与实践路径［J］.浙江树人大学学报，2023，23（02）：8087.

基金项目：四川省科技计划资助（2022ZDZX0041）

作者简介：吕文娟（1987— ），女，汉族，甘肃白银人，硕士，讲师，主要研究流体机械内部流动理论及应用；符杰（1978— ），男，汉族，四川达州人，硕士，副教授，主要研究流体及动力机械理论、水电站机组增容防蚀技术等；文海罡（1986— ），男，汉族，四川巴中人，硕士，讲师，主要研究方向为流体机械及工程应用；史广泰（1985— ），男，汉族，甘肃白银人，博士，西华大学能源与动力工程学院副院长、教授，主要研究方向为流体机械内部流动机理研究及工程应用等；宋文武（1965— ），男，汉族，四川阆中人，硕士，教授，研究方向为流体、动力机械流动机理及现代设计方法等。