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[关键词]无碳小车 机械结构 设计
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0005-02
无碳小车根据目前工程设计标准,关注了调试的可靠性、制作的精确性、设计的精巧性等。根据我国无碳小车的设计要求,笔者对支持无碳小车正常运行的机械构造进行了设计。通过同其他一些类似小车模型进行比较后可知,此小车的设计更重视结构的稳定和能力的应用,所使用的摇杆机构关系到很多数学理论,更加容易的控制小车转弯,躲避障碍物,也就是整个小车质量都有所降低。
一、设计小车的结构
如图1是由重力势能来驱动能够控制方向的小车结构设计图。
实际上,驱动小车转向和行走过程中所花费的能量按照能量转换原理来分析,应该是从重力势能转换获取的。假如重力势能是5J,重力取值是10m/s2,小车在竞赛时需要承载一块质量是1千克质量快行驶,并绕过事先布置的障碍物,障碍物沿直线一米布置1个,同时还确保质量块始终在车上[1]。在竞赛以后根据小车的行驶距离和所躲避的障碍物数量来对成绩进行评定。小车的行走路线具体如图2。
二、设计动力机构
有很多方案都能够把重块所具有的重力势能变成小车动能,就可考虑是地面摩擦、设计材料、小车质量等诸多因素的影响,因此一次又一次的进行调试,为了使调试与更改变得更加方便笔者对绳轮机构进行应用。绳轮机构具体如图3。
为了使能量损失被控制在最小范围内,笔者应用了强度非常高的尼龙线。因为小车实际行驶距离取决于绕线轮的具体转动圈数,所以,为了使驱动轮可以转动更多的圈数,笔者便在驱动轮与绕线轮间多设置了一组齿轮,转动和传动的比是12:23[2]。
绕线轮的主要作用就是把重力势能变成动能,绕线轮的实际粗细程度会应用到小车的运行速度与前进距离。因为小车刚起步时的状态是加速的,当增加到某速度时就会变成匀速运行,所以,应该选择直径大小不同的绕线轮,按照从大到小的顺序进行安排设计。
三、设计行驶机构
小车在行驶过程中所受到的阻力主要来自于地面和驱动轮间的摩擦,所以,应该选取良好的车轮材料,让其与地面间摩擦减少,进而使小车行驶更远的距离,笔者选择了硬铝来制作车轮。
在刚度得到保证的同时,可以应用设置减重控这种方式来减小质量。因为驱动轮直径的大小情况会对转轮周期和地面摩擦力造成影响,而开始设计时驱动轮的直径是122毫米,通过试验后发现因为受到原材料的影响,小车实际行驶时加速度非常大,发生了左右摇摆的现象,最后通过研究和探讨笔者把车轮直径定为了155毫米后再次试验,小车可以平稳行驶[3]。驱动轮结构如图4。
因为小车在行驶过程中需要转弯,所以按照动力方向差别,在转弯时两个后轮间表现出不同的速度。因此,应将小车的左轮设作驱动轮,把右轮设作自由轮,进而使小车能够平稳运行。
四、设计转向机构
开始转向动力通过齿轮进行传动,由于通常情况下,齿轮在机械传动当中可以起到非常高的传动效率,可是将其应用到实践中会发现,利用齿轮传动很难对小车的实际行走周期进行调整,通过大量的探究和实践最后笔者对摩擦传动进行了引用,也就是利用圆盘和橡胶圈间的摩擦力为圆盘提供驱动力,这样就能通过调整驱动轮直径来对小车具体行走周期进行调整。
一般情况下小车转向是由曲柄遥杆控制的,如图5。转向时一定要保证小车是根据1米绕一桩的需要行驶的,这就需要将转向角调整到最大,而最大角是由连杆长度、摇杆长度、曲柄长度等诸因素一同决定的。为了可以自由的进行调节,其一,明确曲柄的实际长度,之后把摇杆和连杆的长度设成能够进行调整的。通常情况下可以应用细调与错调这两种方式来调节连杆的长度,也就是在连杆一头设置曲柄和定位孔以进行粗调,在另外一头利用螺纹来连接并进行细调,同时还可以通过改变螺纹的实际转动角度来对连杆长度进行调整,进而满足需求。
在平面的曲柄摇杆这个机构当中,传动性能由传动角γ决定。为了让机构可以具备非常好的性能,最小传动角一定要比允许值大。
根据最小传动角来对行程速比进行设计。按照已知的φ、1、γmin、β角,之后在查表的基础上根据以下公式对摇杆与连杆的长度进行计算。
其中b代表连杆的长度;c代表摇杆的长度;d代表机架的长度;φ代表摇杆C间的夹角。经过计算可知机构a、b、c、d的尺寸分别是29毫米、193毫米、75毫米、190毫米。
五、对稳定性进行设计
通常情况下很多因素都会对小车稳定性造成影响,其中对小车稳定性影响较大的因素包括:整体重心高度、地板结构、支撑架刚度[4]。
小车在进行转向的时候,重块将会来回晃动,假如不能将支撑架固定,那么小车重心就很容易发生偏移,然后就会对小车的摩擦力和压力造成影响,还极有可能会出现侧翻的情况,这不但使小车失去了稳定性,还使小车消耗掉大量的能量,所以,一定要对小车支撑架进行合理设计。
支架不能与质量轻、弹性小和强度高的一些原材料接触,因此在弯矩处进行优化设计,使误差被控制在最小范围内,进而使小车稳定性得到保障。
六、对地板结构进行设计
实际上地板主要就是通过和其余一些结构进行连接,进而起到承载小车的作用,是无碳小车主要的组成部件,所以,一定要对地板结构进行科学、巧妙、合理的设计。因为小车不需要承载过重的东西,所以可以把地板设计成一个简单的框式结构,为了防止因为地板振动而损失掉大量的能量,应该设计一个T型的边框横截面,通常边框宽度应该是12毫米,厚度应该是6毫米,这样就能够保证小车具有极强的刚度。
一般,两个后轮间的实际距离是有底板宽度来决定的,因为小车始终都处在曲线运行的状态上,所以,小车在行走的过程中两个后轮的速度是不一样的。假如轴距非常小,那么小车在运行过程中的平稳性就无法得到保证,假如轴距非常大,那么就很难进行转弯操作。因此,在对以上这些因素进行综合考了后,笔者把底板宽度定位110毫米,长度定位230毫米。小车的地板结构如图6。
重块的实际落差是520毫米,为了可以使小车的中心降低,所以重块的实际起重高度一定不能过高,这就需要把重块托盘安装到底板下边,也就是安置在曲柄机构的上边,而托盘应该被设计成为镂空的结构,并应用螺栓将其四个顶角固定在底板上,以防止小车在行驶过程中托盘脱落。
结语:
上文在对无碳小车进行设计时,主要应用了绕线线牵的方式来促使驱动轮实现转动,应用摩擦传动来促进转向机构运作,应用曲柄摇杆来控制前轮转向。通过大量的实践可以充分证实,笔者设计的无碳小车结构非常的巧妙、合理、科学,并且性能还非常优越,使小车在行驶过程中能够达到平稳运行,打破了历史上的绕桩记录,可以称作是一个完美的设计。
参考文献:
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伴随着夏日来临的不仅仅是灿烂的阳光,温度的攀升总容易让人在夏季感到烦躁,这时即使是笔记本轻微的噪音都容易让人心烦。本文中笔者将以光驱和硬盘为例,为大家讲解如何让笔记本更安静一些。
笔记本光驱虽不常用,不过一旦在读盘的时候出现拖拉机般的轰隆声会让人难以忍受。其实通过降低光驱读盘速度的办法,是可以有效控制笔记本光驱读盘噪音的。以东芝L600笔记本为例,启动Toshiba Assist软件后切换到“OPTIMIZE”设置界面,点击“CD/DVD静音实用程序”(如图1),在弹出窗口中点选“设置静音模式”即可。设置完毕后笔记本光驱读盘速度会变慢,从而达到减小笔记本光驱读盘噪音的目的。较慢的读盘速度不影响DVD硬盘或CD音频播放,不过在使用光盘安装程序时建议用户将光驱模式设置回“常规模式”。此外,一些笔记本在BIOS设置中的电源设置界面也提供了“CDROM Speed(光驱速度)”设置项,其中“Normal”和“Silent”分别表示正常和静音。
硬盘转速固然是越高越好,不过较高的转速同样带来高噪音。因而西部数据、日立等品牌硬盘都支持对AAM“自动噪音管理”功能,通过HDTune或Crystal DiskInfo等软件调节AAM数值(如图2),从而达到控制硬盘声音的目的。实际测试表明,调低AAM数值后,硬盘工作噪音可得到有效降低(夜晚安静环境下较为明显),而硬盘整体性能并不会大幅降低,仅是处理器占用率和存取时间有所提升,日常使用感受并不明显。
SSD+HDD双硬盘的组合在笔记本产品上也日趋流行,不少笔记本用户都会为爱机增添一块专门用于系统安装的SSD固态硬盘,以获得更优使用体验。以支持TSI硬盘加速技术的联想Y560为例,增添一块SSD固态硬盘后系统启动速度和软件运行速度都能得到有效提升,不过日常使用时,由于Windows 7系统内置硬盘节能管理方案,一旦一段时间内对从盘不进行读写操作,系统就会自动关闭这块硬盘,而下次需要从盘工作时,就会因硬盘开启和关闭产生噪音。用户可启动笔记本电源管理设置界面,选择其中的“更改计划设置”,在弹出窗口中选择“更改高级电源设置”项,在接下来出现的设置窗口中展开“硬盘-在此时间后关闭硬盘”项(如图3),将“使用电池”和“接通电源”两项时间均设置为“0”即可。
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摘要:实施“2011计划”是继“211工程”、“985工程”之后,中国高等教育战线又一项体现国家意志的重大战略计划,而“2011计划”是以协同创新中心建设为载体,以机制体制改革为突破重点,意在建立适应不同需求、形式多样的协同创新模式。从新制度主义视角分析协同创新中心理性选择导致的多元主体利益冲突、合法性机制引起的多元文化碰撞和路径依赖产生的制度惯,基于此提出形成共同认知框架是基础、实现机制体制创新是关键、打造协同创新文化氛围是根本的应对之策。
关键词:协同创新中心;建设困境;新制度主义为适应全球科技发展新趋势,我国实施了“高等学校创新能力提升计划”(简称“2011计划”),这是继我国实施“211 工程”、“985 工程”后,为提升高校科研创新能力而实施的第三大战略性工程。“2011计划”的实施,标志着协同创新进入了国家战略层面。“2011计划”提出了构建协同创新平台、建立协同创新机制体制两项重点任务,并将二者有机统一在协同创新中心这一载体上,也就是说,“2011计划”实施的直接载体就是重点建设一批协同创新中心。
如何以协同创新中心建设为载体,建立适应高校创新的新机制体制,无疑是高等教育界认真思考和积极回应的重大议题。为此,有必要选取新制度主义理论作为相应的理论依据与分析工具,就这一论题进行紧密联系实际的理论分析,以期从理论探讨乃至行动策略层面予以有针对性的回应。
一、借鉴与创新:新制度主义的理论分析框架20世纪七八十年代,西方社会科学领域“重新发现”了制度分析在解释现实问题中的地位和作用,进而形成了新制度主义分析范式,因其独特的理论视角和强劲的理论解释力,已被政治学、经济学和社会学等社会科学界普遍采纳和运用。由于研究领域和目的不同,不同的学者对新制度主义作了不同的分类,其中豪尔和泰勒的三分法在很大程度上被接纳为一种公认的划分方式。豪尔和泰勒将新制度主义划分为理性选择制度主义、社会学制度主义和历史制度主义三大流派,这三个流派采用了完全不同的理论假设和分析路径。[1]
理性选择制度主义坚持把“理性的个人”作为理论分析的起点。“理性人仅仅指这样一种人,他们在自己知识的限度内,运用每单位有价值的产出的最少的稀缺资源投入来达到自己的目的。”[2]理性人假设是理性选择制度主义提出的有关人类行为的模型,它并不是对现实世界中行为特征的经验描述,而是对个人行为取向的设定。该理论区分了两种类型的市场,一个是提供私人物品的经济市场,另一个是提供公共物品的政治市场。经济市场和私人选择相关,消费者为了获取私人物品与厂商进行经济交换。政治市场和公共选择相关,选民、利益集团同政治家和官僚进行政治交换,将分散的个人偏好整合为公共政策。无论是在经济市场还是在政治市场中,参与者都是追求利益最大化的理性人。
社会学制度主义坚持人的社会性,认为超理性是理解社会结构、政治经济互动的关键要素之一。按照社会学制度主义的理解,某种观念、意识、道德、心理、惯例等超理性因素,一旦内化为政府及其成员共享、认同的“意义框架”,便难以被取代或修改,而政府活动就是在这一特定“意义框架”内的作为与不作为。通俗地讲,社会学制度主义学者眼中的“意义框架”是“过滤器”,对政府及其成员的身份认同、自我角色、行动偏好与目标起过滤作用,也可以视为组织文化,个体或组织寻求以一种具有社会适应性的方式来界定并表达他们的身份。[3]也就是说,处于特定环境中的政府利益主体,自觉保持自身行为与角色的一致性,在采取具体行动时,最优先考虑的是在本组织共享的政治与行政观念、意识、道德、心理、惯例等非正式制度框架内的身份或角色,而不是利益极大化。
历史制度主义认为个体因为“有限理性”的局限而反对行为主义的观念,强调应以制度为核心来考察历史,并以国家、政治制度为中心来分析历史,认为制度是基于政体的组织结构或政治经济中的正式或非正式的规则、惯例、规范等。制度受制于特定的“历史的遗产”以及“关键转折点”,制度变迁遵从“路径依赖”的模式。历史制度主义认为,路径依赖理论解释了政策稳定和变迁的原因,制度形成后具有自我强化和自我学习的机制,换言之,产生于特定背景中的制度对以后的制度发展具有决定性影响。[4]
协同创新中心建设意在突破高校内部以及与外部的机制体制壁垒,改变“分散、封闭、低效”的现状,这既是一种战略创新,也是一种制度变迁。本文尝试从新制度主义视角出发,依循三条制度变迁路径,分析协同创新中心建设的矛盾与冲突,提出应对之策。
二、冲突与分析:协同创新中心建设困境的新制度主义视角分析1.理性选择导致的多元主体利益冲突
理性选择制度主义的一个基本命题是,“行动者的行动原则可表述为最大限度地获取效益”[5],行动者都有利益偏好,并且都试图掌握满足自己利益的资源。基于理性选择制度主义的视角分析合作主体合作动机与微观行动选择,实质就是行动主体利益间的冲突分析。
一是宏观结构领域冲突。协同创新中心可概述为,为实现共同的目标,不同创新主体之间相互配合、合作和整合,发挥各自的优势,获取外部效应。这种理性选择驱动下的协同行动一方面有利于形成一定的行动结构,另一方面也会造成结构性利益冲突。协同创新涉及高校、政府、企事业单位、科研院所等性质截然不同的组织单位,利益冲突是一个不可避免的客观现实。在协同过程中,高校协同创新关涉的组织单位存在着明显的组织边界,人财物资源归属于不同主体,就会表现出多样化的利益诉求和价值取向,这种不同性质的利益需求就会呈现出排他性。高校的内在利益诉求和外部强大的价值力量,时常会使高校处于两难境地,而各主体在对外主张利益时,又有条块分割的部门本位主义,必然在各方主体的职权、人员、资源、成果、知识产权等归属等方面存在诸多分歧。
二是微观行动领域冲突。人才资源始终是中心的最核心要素。中心人员来自不同的机构,学科背景复杂,利益诉求存在巨大差异,而目前的考核评估指标与内容主要是针对有明确边界的学科进行的,加上缺乏科学合理的利益分配机制和人员流动机制,极易诱发创新群体内部的矛盾和分歧。这主要涉及中心内部人员的成果分享,成果贡献度如何切割,跨学科研究人员的科研成就是否受到认可,能否在原学科聘岗、定级、考核任务不受影响情况下,保证各学科之间人员的自由流动和资源共享等诸多现实性利益问题。如对于合作进行跨学科研究的学者来说,在强调第一作者为论文主要贡献者的环境中,常面临如何通过署名的排序真实反映作者对于研究贡献的困难。正如朱道本院士指出:“如果是几方面不同学科的人一起完成的研究课题,单纯强调第一作者,那一开始合作就要打架,因为一开始谈,文章是谁第一,或者轮流第一,但是轮到对方时,好的结果就不提供了,这势必造成矛盾……这样的评价体系不利于鼓励大家进行学科交叉。”[6]
2.合法性机制引起的多元文化碰撞
合法性机制是社会学理论的核心概念,也是新制度主义理论最为重要的机制,指那些诱使或迫使组织采纳具有合法性的组织结构和行为的观念力量。新制度主义在组织学领域的运用则更强调合法性的文化认知层面,即组织在认知层面上对合法性的主动建构。
一是文化观念冲突。主体自身的价值冲突必然导致主体文化观念的冲突,即协同主体在价值选择时表现出的分歧与矛盾。从协同主体看,各主体的价值选择差别较为明显。高校信奉的是“学术至上”,重视学术产出,轻视实际运用,不过分强调经济价值;企业追求的是“经济至上”,信奉效率、效益,关键是科研成果能够产业化;政府遵循的是“学以致用”理念,希望科研成果能够解决经济社会发展存在的重大问题,具有现实价值或指导意义。
二是文化认同的冲突。组织机构的隔阂和学科之间的自我封闭性,是学科文化封闭性的重要根源,导致中心易缺乏深度融合的学术文化。对于自然科学的科研人员来说,他们习惯于科学实验和技术创新,“习惯于单纯以项目、论文数量为主的考核评价方式”[7],讲究科学数据的精确性,研究结论的唯一性;对于社会科学的研究人员来说,他们习惯于文献研究,讲求研究的思辨性,研究结论的多维性。因此,思维方式、研究方法和学术语言的学科文化差异,在高校内部开展跨学科的协同创新就会出现“文人相轻”、“互不认同”的局面。
三是文化氛围的冲突。学科是知识生产的制度性产物。[8]不同的学科之间存在不同的“认识范式”,为了形成自己的学科领地,“学科意识”在一些研究者那里甚至变成了“文化意识”,牢牢地维护学术研究的学科疆界,借以保护自身的利益。从研究领域来说,基础学科研究立足于研究领域的前沿和交叉学科的新生长点进行探索性研究,其研究具有前瞻性,以产生新观点、新学说、新理论等理论性成果为目标;而应用学科研究结合学术领域长远需要,为解决实际需求或关键技术问题而进行应用理论及技术研究,通过产生新方案、新标准或创新技术和方法等来解决应用中的问题。中心内部一般都具备这两大类的研究人员,出发点的不同决定了他们在各自领域形成了不同的文化氛围,在协同研究中也就必然有各自的立场与主张。
3.路径依赖产生的制度惯
历史制度主义认为:“一旦政府在某个政策领域作出了最初的政策和制度选择,那么这一模式将持续下去,除非有足够的力量克服最初创造的惯性。这就是历史制度主义中的‘路径依赖’。”路径依赖思想最早来源于保罗・大卫与阿瑟对技术的经济学研究。诺思把这一思想“嫁接”到了历史制度主义研究中,他认为制度变迁和技术变迁一样存在报酬递增和自我强化机制,这种机制使制度变迁一旦走上某一条路径,它的既定方向会在以后的发展中得到自我强化。[9]长期以来,我国实行政府单一主体的制度供给模式,这种路径的选择会产生像物理惯性一样的特性,这一特性即表现为一种路径依赖。
一是原有制度与新做法限制的冲突。“2011计划”的实施,就是要打破分散封闭,加强协同创新,实现科教结合和产学研用结合等机制的创新。然而,以往的政策中还存在着一些制度性的障碍。学术组织方面,现行的评价指标主要是以科研项目的立项级别、科研课题的影响因子高低和产出的专利数量等进行评价,这种评价指标的学术化往往过于“学院派”,重理论轻应用,重学术上的精深严谨,轻跨学科实际应用;人员方面,在当前国家人事管理制度没有发生大改变情况下,真正意义的聘任制在大多数高校都还没有形成“气候”,事业编制和个人的福利、社保、子女教育等仍然挂在一起,没有编制意味着很多权益无法保障,此外,在评定学术成就时,成果署名通常只有排名第一或靠前者才有效。这种简单化的管理政策,不仅不科学,且挫伤了科研人员从事合作的积极性,严重阻碍了联合攻关。即使自 2012 年以来,国务院和各地政府相继出台了一些保障协同创新的政策,在一定程度上促进了协同创新的发展,但是很多情况下缺乏行之有效的配套措施,仍无法指导具体的操作实践。
二是制度空白与新做法的冲突。多年自上而下的高教改革模式,造成高校严重的制度依赖,而制度的真空使得高校不知所措。首先,考核方面。协同创新中心将采取团队考核为主的方式,然而我国高校目前的考核制度仍然是以个人考核为主,缺乏科学的创新团队认定标准和相应的法规政策,导致缺乏有效的创新团队管理机制体制,而学科会聚所产生的学科交叉、融合与创新,需要制度激发跨学科、跨部门创新团队的活力,现有制度的有限性,使得团队之间和团队内部易产生分歧、竞争和矛盾。其次是资源整合与配置方面。协同创新体内部有着清晰的边界,资源被分割在各自独立的封闭区域内,难以发挥集成优势。如何在中心内部打破资源分割、孤立的局面,如何共同分担成本,如何落实新购置资源设备的产权归属,实现跨领域、跨行业、跨地域乃至跨国界的资源整合,推动科学研究由“单点”式向“线”式和“面”式转变,这是目前中心资源整合的重大问题。第三,高水平深层次的国际合作方面。近年来,高校国际化合作一些制度初步建立,如成立国际事务办公机构、开展广泛的国际交流、聘请各领域全球知名专家做报告或担任兼职教授、服务于国际交流的奖学金制度、国际会议、合作办学、各种交换生项目等, 但从国际化的广度和深度角度来看,我国高校在高水平深层次的基础研究国际化合作上面还存在着很大的开发空间,特别是我国高校参与世界高水平基础研究的国际合作研究项目、与世界顶尖高校联合共建基础研究实验室等“知识共创”深度形式,以及基础人员的互派互访机制和基础研究型博士联合培养模式都要有制度支持。
三、应对与治理:协同创新中心内部治理机制建设困境的应对之策1.形成共同认知框架是基础
共同目标是协同创新中心存在的前提和基础。组织的存在都是为了实现一定的目标,由于协同主体多元化的特点,且高校、科研院所、企业和政府性质都不一样,因而不同主体从自身利益出发也有着不同价值诉求,如何寻求一个利益结合点,设计多利益主体的共同目标就非常重要。因此,对于组织目标的认可并内化成自身的目标,有利于协调甚至避免不同机构、学科的冲突,也有利于缓解学科人的学科身份、学科归属,确保组织系统的稳定性。
以“问题为导向”是目标确立的核心。确定好研究问题后,需要对合作主体进行有效选择,使彼此认同,互相协同,并用跨学科研究的思路、知识和方法去解决问题。因此,协同创新中心的战略目标应该明确定位好研究问题,从重大前瞻性科学问题、行业产业共性技术问题、区域经济与社会发展的关键问题以及文化传承创新的突出问题出发,进行协同创新,做好科研成果的开发、转移、共享、集成、消化。
2.实现机制体制创新是关键
机制体制改革是“2011计划”实施的重点,也是实施操作的难点。协同创新与传统科研合作相比,在创新要素有机结合、形成有效创新载体、建立长效创新机制、构筑新的发展优势等方面有着更加深刻的内涵和更高要求。将协同创新中心作为高校体制改革的“特区”或实验区,针对中心的发展需求,制定相关的特殊政策和管理措施,必要时采取“一校两制”的方式,保障中心机制体制改革的进行,同时也为全国高校机制体制改革提供借鉴。
协同创新中心发展的有效制度供给不足是限制其长远发展的主要问题。目前,多数中心独立运行,缺乏具体而又操作性强的配套政策和实施机制,利益协调制度不健全,评价激励机制不突出,资源共享机制不完善等。因此,应从新制度构建角度,重构适合协同创新的机制体制,促进中心的高效运行。
一是建立利益协调机制。在协调中心内部不同利益相关者利益、最终达成一致的过程中,建立和完善各项规章制度,使之协调配套。第一是建立利益实现机制。充分发挥中心理事会、管委会等机构作用,制定科学合理的利益实现、分配、监督管理办法,使组织内部的主体能够达成共同的利益分配目标,实现利益共享。第二是健全利益分配机制。协同各方在签订合同时将各方应承担的责任、履行的义务和享有的收益以成文的形式明确规定,争取建立“绩效导向”的长效机制。第三是建立健全畅通的利益表达机制。在充分发挥各类组织渠道的基础上,建立中心内部人员对话制度,并将此作为不同群体和个人利益要求表达的一种基本形式,加以规范化和普遍化,增进上下左右的沟通,减少不同利益群体之间的摩擦与冲突,实现全中心的利益共识。
二是建立评价激励机制。首先,加快评价体系建设。第一是改革评价模式。创新评价理念,对中心的考核,注重原始创新和解决国家重大需求的实效,注重对地方产业的直接贡献率,注重社会对其的反映和评价,而不单纯是获得项目、奖项等的数量。第二是建立以团队评价为主的分类评价机制。平台团队是中心的基层组织,是各种创新任务和活动的具体承担者和组织者,中心评价以团队评价为主要形式。不再为每个团队成员单独制定工作目标,而是为整个团队制定若干大目标,制定合适的激励措施,定期评估团队业绩,并适当引入竞争机制。第三是建立绩效评价机制。在评价时融合行政评价、专业评价和国际评价等多元视角,组织一个专门的评价委员会进行评价,评价主体并不局限于单一学科的同行评议,适应跨学科研究的基本特性,也要引入第三方评审、监督机制,充分发挥管理、技术和经济方面专家的作用,以鼓励竞争,形成动态发展机制。其次,完善合理的激励机制,兼顾效率和公平。鼓励科研实力强的教师参与协同创新,制定有别于学术研究型教师的职称评定特别政策,使参与协同创新的教师免除职称评定的后顾之忧;奖励有突出贡献的个体,充分调动组织成员的积极性;建立创新风险承担与纠错机制,创造有利于协同创新的环境,激发创新活力。
三是建立资源共享机制。长效的共享机制是中心可持续性发展的保障。第一是建成跨学科、专业的资源共享系统。打破部门、学科、专业界限,根据科研任务,将资源进行分类、合并、重新组合,实现对现有资源的充分利用。第二是建立资源有偿使用和成本分担机制。在现有的条件下,发挥经济杠杆作用,对大型仪器设备等实行有偿使用,从根本上遏止过多占用设备现象。同时,要建立成本分担机制。成本分担关键是中心成本由谁支付以及如何支付的问题,即中心成本如何在高校、企业、行业和政府之间合理分担并最终实现的问题。按照现有成立的四类协同创新中心,应根据协议确定出资以及所属产权比例,共享共担。第三是建立资源共享监督机制。增加对资源共享监督方面的职能,制定《协同创新中心资源共享管理办法》等规定,不断完善评价标准,定期开展评估工作,提高资源使用效率。
3.打造协同创新文化氛围是根本
文化氛围是指笼罩在整体环境中,体现中心所推崇的特定传统、习惯及行为方式的精神格调。文化氛围是无形的,以其潜在运动形态使全体成员受到感染,体验到整体精神追求,因而产生思想升华和自觉意愿。因此,文化氛围打造对于中心成员的精神境界、气质风格的形成都具有十分重要的作用。
一是创造政策环境。国家、地方出台的政策,是绝大多数中心均可享用的“共性”政策,我们在用好这些政策的同时,还必须结合实际,制定出具有中心特色的“个性”政策,并最大限度挖掘各类政策的“含金量”,真正把政策机遇转化为项目、转化为资金、转化为投资、转化为现实生产力。
二是构建创新环境。培育信任和谐的创新文化氛围是激发人们创新能动性的重要环节。中心应进一步优化政策导向,提升中心内部创新意识,使资源、智慧和力量更多的投入到创新活动之中,原始创新价值更加充分显现,创新者的权益得到有效保障,建成尊重知识、崇尚创新的文化环境。
三是培育科学精神。加强学术道德建设,克服科研活动中存在的功利化、工具化的倾向,以及急功近利、急于求成的浮躁习气,培育敢冒风险、宽容失败的包容精神,树立追求真理、勇于创新的价值观念,倡导学术民主与学术责任的有机统一,努力营造自由开放、和谐进取的良好学术环境与氛围。
参考文献:
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关键词:创新能力;校企协同;培养机制;实习基地;工程技术
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0027-03
一、引言
土木工程是典型的应用型专业,具有很强的实践性,既要学生掌握扎实的基础理论和宽广的专业知识,更要具有解决实际工程问题的能力,而实践教学环节在培养学生创新能力和解决工程问题方面具有课堂教学所不能替代的作用[1]。随着我国市场经济迅速崛起,工程技术的复杂性日益增强,培养单一的专业能力要向培养学生的综合创新能力转变[2],而仅依靠学生单向进入企业实习进而提升综合创新能力的培养模式已经不适合时展的要求。其原因主要由于校企之间的关系发生了新变化,企业单方面为学校服务的传统实习基地模式已难以维持。传统实习模式因无法为企业解决实际问题,导致企业一般不愿意接受高校学生进驻实习,对实习基地建设更是缺乏兴趣;在实习过程中,学生缺乏实习动力,参与度不高,往往停留在观摩层面,无法深入参与,难以保证实习效果;企业无动力更无责任为学生实习配备责任心强的现场指导老师,多数学生实习流于形式,疏于对学生的创新实践能力进行培养。
由于上述弊端的存在,导致按传统模式进行实习基地建设存在诸多困难,企业对学生实习基地建设很难有兴趣,即便通过各种途径建立了实习基地,也往往成为挂牌基地,难以切实发挥其功能和作用。因此,研究新形势下基于创新能力培养的大学生实习基地建设具有重要的现实意义。
二、基于校企协同创新模式的实习基地体系构建
(一)实习基地体系的构建思路
构建一种企业感兴趣、学生乐于参与的实习新模式是解决当前土木工程专业大学生创新实践能力培养环节中所存弊端的根本途径。校企协同工作是打破当前传统创新实践能力培养体系的弊端以及构建适应新形势的大学生创新能力培养新模式的关键。建设以解决技术难题为导向的土木工程实习基地是新形势下大学生创新能力培养有效模式,能有效地提升企业参与高校实习基地建设的兴趣,切实提高学生的创新能力。
生产企业利用学校教育、科研优势,获得科技服务,解决生产过程中遇到的难题,提升企业的科技创新能力和水平;学校借助企业资源和力量,确保实践办学水平,增强企业对学校的认可度;实习学生作为校企之间的桥梁和媒介,切实参与解决企业所面临的工程技术难题,在培养学生创新实践能力同时,也可以提高企业对学生的吸引力,进而形成企业、学校与实习学生之间的良性循环。在学生实习过程中,校企双方优质资源得到充分利用,相互解决对方的关切,为实习基地在高校的实践教学中发挥其应有的功能和作用提供保障。
(二)实习基地体系的组成
调查发现,企业对刚进入工作岗位的大学毕业生不满意的地方,主要有以下三方面[3]:
1.专业知识积累及工程实践能力欠缺,创新能力较差。
2.眼高手低、动手能力差以及基本的语言表达和写作、总结归纳能力不足。
3.实际操作能力与企业需要的“来之能战”的标准尚有一定距离,缺乏将理论知识应用到实际工程中的能力。
为解决上述问题,基于实现校企双赢基本理念,以解决学生在步入就业岗位所面临的问题为突破口,打破工科实习基地的传统建设模式,实现校企协同创新,构建以解决技术难题为导向的土木工程实习基地建设体系新模式,见图1所示。
本体系下的土木工程专业实习基地由校外基地与校内基地两部分组成。校内基地指学校的科研试验平台,是解决实际工程问题的场所;校外基地指企业生产场所,是实际问题的来源地,两者在形式上相对独立,但通过提出问题与解决问题两个环节紧密联系在一起,共同组成基于校企协同创新模式下的新型土木工程专业大学生创新能力培养实习基地。
(三)实习基地体系的运行模式
在实习基地在建设过程中,学校与企业共同制定并签订共建协议,为基地提供优质教学科研资源,如实验场地以及必需的试验设备等。另外,导师是培养人才的主体,聘请学校和企业优秀的人才组成实习基地高水平导师队伍,遵循“注重实践、突出能力、激发兴趣、追求创新”的教学理念[4],创新地设计不同层次的实习内容。同时建立基地建设指南、培养过程管理手册等科学的管理制度,在培养过程中遵循“横向拓宽、纵向贯通”的原则[5],最大化地激发各方参与人才培养的积极性,确保人才培养质量。最终,通过校企协同工作,在为企业解决实际工程技术难题的过程中,将学生培养成为动手能力强、综合素质高的新时期创新型人才。这一体系下的实习基地在北京交通大学土木工程专业得到成功应用。通过近3年的运行实践,在很大程度上,使学生具备较强的实际动手能力与创新精神,解决了学生刚进入工作岗位时上手不快、适应性不强等问题,极大地提高了学生刚步入工作时企业的满意度。
三、校企协同创新模式下以解决技术难题为导向的实习基地体系的应用实例及效果分析
校企协同创新模式下以解决技术难题为导向的实习基地体系在运行过程中需要一个对工程问题进行立项研究的载体,“国家大学生创新能力训练项目”为本体系的运行提供了载体。
(一)基于“国家大学生创新能力训练项目”的实习基地体系构建
北京交通大学土木工程学科拥有多个实验室,包括1个国家级实验中心和3个省部级科研平台。此外,学校特别重视大学生创新训练项目的开展工作,仅2013年就立项568项,其中土木工程专业立项共54项,这些创新训练项目为该专业学生通过校内实习基地立项研究进而解决企业面临的技术难题提供了良好条件。
北京是典型的砂卵石地层地区,国内外在这类型地层中采用泥水盾构施工的案例非常少,工程常面临突如其来的技术难题,施工难度大,需要解决的工程问题更具有挑战性。因此,本案例以北京采用泥水盾构施工的某隧道工程项目部为共建单位,实例研究了校企协同创新模式下基于大学生创新能力训练项目的土木工程专业大学生创新能力培养实习基地建设及运行情况。
(二)实习基地体系的运行方案
1.学生进驻实习企业,提出问题。将土木工程专业大二年级学生根据专业方向不同进行实习分组,每组3至5人,结合学生兴趣爱好等因素,派驻到不同的企业进行实习锻炼。在本案例中,实习小组进驻北京采用泥水盾构施工的某隧道工程项目部,深入参与实际工程,在工程现场导师的指导下,凝练出施工中遇到的技术难题。
泥水盾构施工所用泥浆及其特性是保持开挖面稳定的关键,研究与北京砂卵石地层相适应的泥水盾构泥浆类型和泥浆特性参数是工程面临最迫切需要解决的技术难题。因此,在施工现场导师的指导下,实习小组凝练提出以《砂卵石地层泥水盾构泥浆特性对开挖面稳定性影响试验研究》为题的研究课题。
2.依托校内基地,解决工程难题。首先,课题立项。实习小组通过查阅文献资料,对课题的研究现状及基本研究方法作进一步认识,形成综述报告;在校内和施工现场“双导师”的指导下,对课题的可行性以及对学生综合能力的培养效果等方面进行评估,然后进行研究方案的设计,依托大学生创新训练计划项目,对课题进行立项作专题研究。在立项过程中,将学校举办立项答辩会,邀请更多专家对研究课题及方案进一步提出完善意见或建议,确保研究方法的合理性。分析表明:《砂卵石地层泥水盾构泥浆特性对开挖面稳定性影响试验研究》具有很强的操作性,能充分锻炼学生分析问题、解决问题等方面的能力,本课题被批准为国家级大学生创新训练项目,提升了研究的层次,为研究工作开展提供了有力支持。
其次,课题研究工作的执行与结题。在校内外“双导师”共同指导下,借助我校“土木工程国家级教学示范中心”试验场地开展本课题的研究工作。在课题研究过程中,学校定期对研究进展进行检查,并实行项目等级“一检一变”制度,即每进行一次检查后,将重新进行课题等级的评定,这既确保课题的研究进度,又提升了研究工作的挑战性。在课题的结题答辩环节,邀请相关领域的专家担任评委,对课题的立项内容完成情况进行逐项检查,对研究成果进行质询,均符无异议后,方可结题,结题环节的规范化,确保了研究成果的科学性。本课题最终研究成果为:发表高水平学术论文2篇;研发试验装置1套;申请发明专利1项;撰写研究报告1份,并提出适合于北京地区砂卵石地层的泥水盾构泥浆特性指标参考值,即使用特性指标值在该参考值范围内的泥浆在这类地层中进行泥水盾构施工,开挖面不会发生失稳破坏。
最后,结合工程实际,检验并完善工程问题解决方案。将课题研究成果带回施工现场,进行现场检验,校内基地研究的成果与工程实际情况必然有一定差异,为确保施工安全,在将问题的解决方案完全应用到实际工程前,必须对研究成果先进行现场检验,根据试验结果对研究成果进行修正,然后再将修正后的研究成果全面应用到实际工程中。至此,一个完整的基于大学生创新能力训练项目,以解决工程技术难题为导向,以培养大学生创新能力为目的实习周期结束。本课题研究的成果在工程中得到成功应用,为案例中的工程技术难题的解决提供了参考。目前,该工程已经顺利竣工,正在为首都经济社会的发展贡献力量。
四、实习基地体系应用实例的效果分析
(一)实现人才培养模式多样化
在体系应用过程中,学校主要的教学环境是课堂,企业主要的教学环境则是实际的生产现场,两种不同的教学环境相结合,充分发挥学校与企业的各自优势,真正实现学校与企业在人才培养过程中的互动,突破了学生单向进入企业实习的传统模式,让学生的创新实践能力培养更加科学化,形式更加多样化。
(二)解决工程难题,实现校企双赢
该体系本着以实现学校和企业“双赢”为目而开展,这样可以有效提高企业的参与兴趣,提升共建水平。本体系以解决企业技术难题为导向,为企业带来经济效益,同时在解决实际工程技术难题过程中,完成了学校人才培养的实践教学环节,相互解决了对方的难题。
(三)提升学生对工程问题的认识水平
理工科大学生在学校所学的知识都是以比较抽象理论为主,将理论知识与实际工程问题相结合的能力较弱,对工程问题认识较浅。在本体系中,学生在施工现场导师的指导下去发现并凝练工程难题,在校内实习基地导师的指导下,通过室内实验、理论分析和必要的现场试验等手段,为工程难题提供解决方案。此过程“双导师”全程指导,引导学生从多角度认识问题、分析问题,提高学生认识与解决问题的能力。
(四)培养学生独立的创新能力
传统的大学生实习模式多是让学生重复性从事实习单位的事务性工作,对学生创新能力的培养方面,缺乏合理的机制。在基于校企协同创新模式下,以大学生创新训练项目为依托而构建的新型土木工程专业实习基地体系中,从工程技术难题的提出到问题得到解决过程中,学生全程深度参与,并独立完成各项研究工作,使学生能够真正深度参与企业的工程任务,从而有效培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,进而培养学生的创新能力。
(五)全面提升学生的综合素质
从本体系运行过程可看出,学生进驻实习基地后,从工程问题的提出到立项研究,全过程均以团队的形式完成,且不同阶段所组成的团队不同,极大地提升了学生的团队合作能力;在对工程问题进行专项研究阶段,学生需要定期汇报研究进展,接受专家评委的询问,此过程可大幅提升学生在研究报告撰写、语言文字表达等方面的能力;另外,在学生深入参与企业生产实习的过程中,可以充分了解企业对人才的要求,为就业做好准备。
五、结束语
本文基于校企协同创新模式下的工科大学生创新能力培养体系构建的研究,突破传统工科实习基地的建设模式,以土木工程专业为例,从全新的视角提出了构建以解决工程技术难题为导向的土木工程实习基地新模式,这一体系直面传统模式的弊病,以解决各方难题为基本出发点,有效地改变了企业对实习基地建设不感兴趣,学生实习停留在观摩面层,学校无法培养出高精尖创新型人才的尴尬局面。文章最后以北京交通大学土木工程专业某实习基地为案例,分析了基于校企协同创新模式下,以大学生创新训练项目为依托,以解决企业实际工程技术难题为导向的新型大学生实习基地的运行情况及取得的效果。由此可见,通过构建校企协同创新模式下的大学生创新能力培养体系,将对高校与企业在人才培养方面的资源优化配置、提升高校创新型人才培养水平等方面具有重要的指导意义。
参考文献:
[1]李功梅,周洪萍,曹海燕.浅谈实践教学对大学生创新能力培养的作用[J].教育教学论坛,2013,(52).
[2]王刚.工科教育模式的改革和实践[J].高等工程教育研究,2011,(1).
[3]吴福培.卓越工程师教育培养计划―企业培养过程的问题思考[J].现代商业,2011,(14).
关键词:水泥试验室 检定/校准结果的确认 检定/校准结果的应用
0 引言
水泥是建筑行业最重要,用量最多的产品之一,对建筑工程的质量有决定性的的影响。为保证质量,实验室提供及时准确的检验数据是关键。通常,我们按照规程的要求定期对检测设备进行检定或校准,往往实验室仅对检定或校准结果进行符合性判定,未对检定或校准结果的运用进行足够的重视。本文以水泥实验室几个常用设备的检定或校准结果进行分析,确定检定/校准的应用结果。
1 仪器设备示值误差符合性评定的基本方法
对仪器设备特性进行符合性评定时,若评定值得误差的不确定度与被评定仪器设备的最大允许误差的绝对值之比小于或等于1:3,则可不考虑示值误差评定的测量不确定度的影响。
A 测试报告中未给出被测量值得不确定度时的评定
处于待定区时,可以通过采用准确度更高的测量标准、改善环境条件、增加测量次数和改变测量方法等措施,以降低测量对象的不确定度,使其满足与最大允许误差绝对值之比小于或等于1:3的要求,然后对仪器设备的示值误差重新进行评定。
2 结果运用
由于各种原因,在一般试验室,校准结果未得到主动的运用,下面我就某建材实验室的几台检验设备的校准结果的确认进行举例说明。
(1)电子天平
试验室一台电子天平,该天平最大量程为1000g,d=0.01g,e=0.1g。
偏载是用天平的最大称量的三分之一放在天平的四角上分别称量出来的数据,用你称量出来的数据减去拿下砝码后天平的零位数据,就是偏载。该天平的偏载误差为0.02g,若做水泥细度试验时,称量时不小心称量的样品放在了角上,造成的最大偏载相对误差是多少?
(2)高温炉
高温炉是水泥的化学分析实验的重要设备,做烧失量、不溶物、三氧化硫等指标(见表5)均需用到该设备。高温炉温度的准确性是影响化学分析准确性的一个重要因素
从表4可以看出,该高温炉随标称温度的升高,其温度偏差越大,均匀度越差。从表5可以看出,除氧化镁是单点控制外。其他的指标都是范围控制。烧失量控制的温度范围为950,试验时,我们的设定温度应为950+8=958℃。950℃的均匀度为8℃,其温度的波动范围为950俊妫50℃的要求。做三氧化硫试验时,温度的设定范围为800℃~950℃,800℃的温度偏差为-8℃,因此应设为(800+8)=808℃。950℃的温度偏差为-8℃,因此应设为(950+8)=958℃。当设定温度范围为:808℃~958℃满足800℃~950℃。
(3)水泥养护箱
(4)水泥抗压试验机
水泥抗压试验机的检定数据如表所示
按照设备量程的精度要求,一般仪器设备使用范围宜在20%~80%的量程。从上表中可看出,设备检定的量程范围在总量程的20%~100%,在60~300kN范围,示值相对误差小于1%,符合一级精度要求,但当量程到240kN之后,精度下降,240kN时产生的负荷偏差为2.16kN.因此使用时应考虑由于设备误差产生的产品不合格,尤其是数据介于合格与不合格的临界状态时。除此之外,在下次检定后要关注该设备精度是否还满足要求。
校准报告中未提供低于60kN的相对误差,当测试的力值低于60kN时,需要校准60kN以下量程的相对误差,当测试的力值低于60kN时,需校准60kN以下量程,尤其是低强度水泥3d强度测试值会出现低于60kN的情况。
(5)水泥负压筛结果的校准
某普通硅酸盐水泥细度直接检验的结果为5.0%,筛的校准系数为1.05,请问该水泥的最终结果为多少?
水泥做细度时负压筛的筛余重量除以样品重量再乘百分之百得到的值不是细度的最终结果,负压筛在经过多次试验,筛孔有堵塞,或者筛出厂时,筛孔大小不标准。所以负压筛在启用时或用一段时间后,必须用标准粉校准。实际的结果为测量结果乘以校准系数。因此该水泥的细度为5.005=5.2%。
4 结论
设备的校准报告是应由专业人员对其内容进行确认。除了确认相应的检测设备是否符合相应的检定规范外。还应当注意在实际工作中对检定或校准结果进行运用。
参考文献:
[1]王晨钟.高温干体式温度校准炉的校准方法.计测技术.2006年第1期