淺談能源與動力工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

張玉全 鄭源 楊春霞

摘要：本文結合近年來的教學實踐，對能源與動力工程專業(yè)大學生開展科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進行了研究，分析了科技創(chuàng)新的內容以及進行科技創(chuàng)新的方法，為新時期能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)具有科技創(chuàng)新能力的人才提供相應的參考。

關鍵詞：能源與動力工程；科技創(chuàng)新能力；組合法；類比法；聯(lián)想法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）07-0181-02

科技是國家強盛之基，創(chuàng)新是民族進步之魂。習近平在全國科技創(chuàng)新大會上強調在我國發(fā)展新的歷史起點上，要把科技創(chuàng)新擺在更加重要位置。高校具有科學研究、人才培養(yǎng)和服務社會的功能，是知識創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的基地，在科技創(chuàng)新中擔負著重要使命。能源與動力工程學科主要培養(yǎng)能源動力工程及其自動化領域的高級工程技術人才，畢業(yè)后在流體機械、水利水電、動力工程等相關發(fā)電廠、設計院和研究機構從事教學、科研、技術開發(fā)、工程設計、安裝檢修、運行管理等方面的工作。因此，提高能源與動力工程專業(yè)大學生的科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)一支規(guī)模宏大、結構合理、素質優(yōu)良的創(chuàng)新人才隊伍，對掌握國之重器、國之利器等重大科技創(chuàng)新成果具有重要的推動作用。

本文結合近年來的教學實踐，對能源與動力工程專業(yè)大學生開展科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進行了認識和思考，分析了科技創(chuàng)新的內容以及進行科技創(chuàng)新的方法，以期提高大學生的科技創(chuàng)新能力。

一、能源與動力工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新的內容

科技創(chuàng)新是指創(chuàng)造和應用新知識和新技術、新工藝，采用新的生產方式和經營管理模式，開發(fā)新產品，提高產品質量，提供新服務的過程，它主要包括了知識創(chuàng)新，技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。

1.知識創(chuàng)新。知識創(chuàng)新是提出新觀點的科學研究活動，涵蓋開辟新研究領域、以新視角重新認識已知事物等。在能源與動力工程領域，進行知識創(chuàng)新，解決好能源基礎科學問題，可以使知識系統(tǒng)不斷豐富和完善，認識能力不斷提高，產品不斷更新。如對流體機械全工況內部復雜流態(tài)及其動態(tài)性能進行研究，借助流體機械內部流動的測量和分析，可對現(xiàn)有的流體機械流動控制及優(yōu)化設計理論進行重新認識和再發(fā)現(xiàn)，從而推動出現(xiàn)新發(fā)現(xiàn)、新假設、新思想和新方法等。

2.技術創(chuàng)新。技術創(chuàng)新是依據(jù)現(xiàn)有先進的理論和方法，對工藝、材料、結構等進行創(chuàng)新組合和改造，以提高技術產品的性能，形成更加先進可靠的生產技術水平和能力。技術創(chuàng)新包含了兩方面，一是創(chuàng)造新實用技術，即技術發(fā)明實用化。如將新型流體機械應用至可再生能源利用中，環(huán)境協(xié)調型流體機械在解決實際工程問題同時極大地降低了水利工程對于生態(tài)環(huán)境的影響。二是新實用技術應用，即實用技術商業(yè)化。水力機組包括水輪發(fā)電機組和水泵機組，應用于國民經濟的各個部門。因此可通過信息系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的深度耦合，給能源系統(tǒng)加上大腦和神經，盤活能源系統(tǒng)中關鍵信息的交互，實現(xiàn)能源的系統(tǒng)管理和優(yōu)化運行。

3.管理創(chuàng)新。管理創(chuàng)新是從新產品工藝設想、設計、研發(fā)、生產和市場開放、認同與應用到商業(yè)化的完整運作過程。管理創(chuàng)新包含了兩方面，一是產品管理創(chuàng)新，為市場提供新產品或新服務、創(chuàng)造產品或服務新質量。二是工藝管理創(chuàng)新，引入新工藝、材料、結構和方法時，運用先進信息管理技術手段，進行最優(yōu)化管理。如在特大型燈泡貫流式水電站工程實踐中，將靜態(tài)控制和動態(tài)管理管理模式，應用到橋鞏工程項目的全過程環(huán)節(jié)，包括管理合同、投融資、質量、進度等方面。對于進度控制還制定了激勵措施，實現(xiàn)了全部8臺機組平均每臺提前6個月發(fā)電，多創(chuàng)造7億元的經濟效益。

二、能源與動力工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新的方法

科技創(chuàng)新需要豐富的知識，這些知識包括自然科學、社會科學、人文科學以及生活常識等；創(chuàng)造性人格，包括了社會責任感、鉆研精神和善于堅持的毅力；活躍的思維，包括善于觀察和清晰的邏輯。能源與動力工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新的方法主要有下列三種：

1.組合法。組合法就是將兩種或多種技術進行組合，充分利用各自優(yōu)點，從而形成新的發(fā)明創(chuàng)造，產生一加一大于二的效果。不同的材料可以進行組合，不同的物品可以進行組合，不同領域不同性能的東西也可以進行組合。如帶橡皮頭的鉛筆就是一種典型的組合法產生的發(fā)明創(chuàng)造。在生活學習中，鉛筆與橡皮是兩個不同的物體，同時兩者也有一定的聯(lián)系。因此可以將鉛筆與橡皮這兩個具有結合點、聯(lián)系緊密的物體組合在一起，形成帶橡皮頭的鉛筆，這樣可以更好地攜帶和使用，帶來有益的效果。

具體到能源與動力工程領域，我國低水頭水力資源十分豐富，貫流式水電站可以用來獲取具有一定勢能的能量，但是轉輪出口處水流的動能往往被忽略了。一種增設流速型水輪機的貫流式水輪發(fā)電機組，通過組合傳統(tǒng)貫流式水輪機和流速型水輪機，可以巧妙地利用流速型水輪機來回收轉輪出口處存在的大量剩余動能，從而明顯提高傳統(tǒng)貫流式水輪發(fā)電機組的能量利用率。

2.類比法。類比法就是根據(jù)一定的標準，把與此有聯(lián)系的幾個相關事物加以對照，把握住事物的內在聯(lián)系進行創(chuàng)造。類比法是一種確定兩個以上事物并尋找同異關系的思維方法，既可以是同類事物，也可是不同類事物。如人們根據(jù)蝙蝠在夜間的飛行發(fā)明了雷達，根據(jù)對螢火蟲的研究創(chuàng)造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了根本性變化。

具體到能源與動力工程領域，傳統(tǒng)的波浪發(fā)電系統(tǒng)能量搜集裝置效率不高，可以參考陸地上常用的坡角可張縮的坡道應用在波浪能量的搜集領域。該發(fā)明提供一種利用海洋能發(fā)電的水輪機系統(tǒng)，能夠根據(jù)實地實時海洋波浪的波高和波長自動調節(jié)張縮坡角的坡道，最大化地獲取波浪能量來提高發(fā)電機組發(fā)電的總效率，適用于替代現(xiàn)有各種越浪式波浪發(fā)電裝置的水輪機系統(tǒng)。

3.聯(lián)想法。聯(lián)想法就是由一事物想到另一事物的發(fā)明創(chuàng)造方法。聯(lián)想可以是將看起來沒有關系的事物強制聯(lián)想到一起，尋找共同點進行發(fā)明創(chuàng)造。如古代的曹沖稱象，由于當時技術條件限制無法直接測量大象的重量，于是將大象與質量輕的物體如石子進行聯(lián)想，利用小物體累計進行測量，從而實現(xiàn)了目標。聯(lián)想還可以從一個事物擴散到與原事物有某種關系的其他事物。如鉆木取火、凸透鏡點火等，這些都是事物和方法之間有一定的關聯(lián)，采用不同的方法實現(xiàn)相同的目標。

具體到能源與動力工程領域，冷卻塔廣泛地應用于國民經濟的許多部門，冷卻塔冷卻時所用的風機主要由電動機帶動，這些電動機一年所耗電能十分巨大。冷卻塔的冷卻循環(huán)水，其出口均具有一定壓力的富余水頭，通常被白白浪費。利用冷卻塔循環(huán)水開發(fā)研制高效新型小水輪機替代電動機，開發(fā)出冷卻塔專用高效超低比轉速水輪機，利用冷卻塔的富余水頭，推動水輪機轉輪，直接帶動風機旋轉，從而實現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造。

三、結語

本文結合近年來的教學實踐，對能源與動力工程專業(yè)大學生開展科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進行了分析，總結了科技創(chuàng)新的內容，主要包括知識創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。同時提出了能源與動力工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新的方法，主要包括組合法、類比法和聯(lián)想法。本文以期提高大學生的科技創(chuàng)新能力，為新時期能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)具有科技創(chuàng)新能力的人才提供相應的參考。

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