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一、能源动力工程领域的高等工程教育
能源动力工程专业是伴随着近现代工业革命发生、发展、加速过程成长起来的传统专业,在新的能源形势和建立工业强国的需求下承担着崭新而重大的培养责任。我国目前设有能源动力大类专业的学校有130余所。经过几十年的努力,我国能源动力的工程教育有了长足的进步,但总体来看,整个工程教育体系没有发生本质的变化,还不能很好满足现代工业对工程技术人才的需求。[3]能源动力领域的高等工程教育主要存在四个方面的不足。
1.缺乏明确的工程教育定位
很多研究型大学的目标是培养科学家,而不是工程师。而工程教育和科学教育是两种不同的教育。科学家从事研究发现,工程师进行创造发明。培养工程师和培养科学家需要两种不同的教育体系。作为一个典型的工程学科,能源动力专业的培养目标应该是以培养工程师为主。在现实需求下,就是培养既有创新能力又能解决实际工程问题,同时具备国际竞争力的高级人才。
2.工程教育体系陈旧
在课程设置上,能源动力专业的课程改革基本上是在原有课程体系下的完善,没有从根本上打破原有的课程体系。随着新知识的不断出现,由于缺乏课程间的整合机制,课程有增无减,使学生不得不面对越来越多的课程。在教学模式上,通常是以教师为中心的讲授式教学,而不是以学生为中心的启发式教学。学生的分析、想象、创造能力的培养受到限制。在教学内容上,工程教育基础课程太偏理论,教学中缺乏实际应用的环节。不少专业课程跟不上科技发展的节奏,内容几十年不变,总体上比较陈旧。教学实验以验证性为主,测试手段比较落后,设备比较陈旧。
3.缺乏与企业的互动
作为一个实践性很强的学科,不了解工程界的需求而一味纸上谈兵不仅不能培养出合格的现代工程师,而且对于学科发展也是极其不利的。工程界对工程教育的教学内容和实践水平有严格要求,但不少工科教师缺乏必要的工业经验和工程背景,学生也缺乏必要的实训机会和体验。4.缺乏工程教育的国际化随着世界经济全球化进程的加速,能源动力领域需要更多的按照国际标准培养的工程人才。在工程教育体系中,需要更多地接纳来自不同国家的学生,在教学和科研中注入更多的国际化内容,与国外大学加强校际交流与合作,培养具备专业知识和能力的国际化现代工程师。总之,长期以来,能源动力工程领域习惯于从系统性和科学性出发组织工程教育体系,较少以学生和工程界需求出发进行考虑,无法真正适应社会的变化和现代大工程教育观念。
二、能源动力工程领域的高等工程教育探索及实践
针对能源动力领域的工程教育问题,近年来上海交通大学机械与动力工程学院对能源动力专业的本科工程教育体系进行了积极探索和实践,主要归纳为三个方面。
1.明确培养主体
首先明确了能源动力专业的培养目标就是培养合格的现代工程师。培养的主体就是学生。从华沙世界工程教育会议和美国“2020工程师”计划[4]对新一代工程师的要求来看,现代工程师首先要对工程或技术有热情,因此在充分考虑学生需求和实际办学条件的基础上,选拔对成为未来工程师有强烈意愿的学生进入教育部的“卓越工程师教育培养计划”特色班,希望能培养出未来企业界的领军人物。这样,学生在培养过程中可以保持较高的热情,有利于教学和实践工作的开展。
2.制订“工程教育特色”培养计划
新的培养方案中的课程设置主要分为四个部分,如图1所示。第一部分通识教育课程主要由人文、社科、经济管理、外语、体育等课程组成。第二部分专业教育课程包括了能源动力领域必备的数学、物理、化学、电子电工、材料、设计制造、热学、流体力学等最基本的知识(必修)和各个研究方向(包括热能工程、车用发动机、叶轮机械、制冷与低温工程)的专业课程(选修)。第三部分专业实践课程涵盖了各类实习、实验和毕业设计。第四部分个性化教育课程由学生根据需要自主选择。相比原来的非工程教育课程体系,新的课程设置有下面几个很大的变化:
(1)淡化了各研究方向的具体差异,强调通用基础知识的学习。目前国际上普遍认为应该注重“基础知识”,而“专业知识”可以在工作以后继续增加积累,甚至终身都要不断地学习。在“基础知识”中,国际上的观点更强调的是“通用基础”。
(2)对课程进行有效整合。原先的课程多而杂,在教学内容上出现重叠,加上许多课程学分少,学生为了凑学分需要同时学习多门课程,所以学习负担很重,不少学生都有“考完即忘”的经历,没有达到要求的教学效果。在新的课程体系中,考虑上述问题,对课程进行大范围整合:取消小学分课程(学分),设置高学分课程(学分),除个别课程外,多数课程都在3个学分以上。另外,突出了工程实践类课程和基本理论课,减少了拓展理论课的数量。以专业教育课程为例,可以看出新旧课程设置的差别,见表1。由表可见,专业基础课的必修总学分提高11分,但门数减少2门;专业方向课选修的总学分减少7分,可选的课程也减少了三分之二。
(3)强调工程意识和实践能力的培养。由于我国的基础教育是按科学教育的体系构建的,所以工科学生进大学后难以马上适应工程教育,使教学效果打了折扣。在新的课程体系中,特别设置了“工程学导论”必修课程,向学生介绍工程问题及其解决方案的基础知识,同时培养学生提出工程问题、通过团队合作研究并设计解决方案的能力以及交流、写作的基本能力。该课程要求学生在一年级学完,希望能够弥合高中教育和大学工科教育之间的鸿沟。另外,在热工核心基础课程如传热学、工程热力学和流体力学等中增加课程设计和团组大作业,课题取自生活和企业,在解决实际问题过程中增强学生对知识的实际应用能力。
(4)增设企业课程模块。为使学生尽早地接触企业,了解企业需求和产品设计规范标准,在新的培养计划中增加了企业课程模块,包括“企业项目管理”、“质量管理及控制”、“精益六西格玛管理”等课程供学生选修。授课老师都是来自优质企业的具有丰富工程经验的工程师,可以提供大量新鲜而实用的案例,提高学生的学习兴趣,加速学生适应工程实践的进程。
(5)采用合适的优秀工程教材。现代工程技术的发展给能源动力类专业课程的教学提供了极其丰富的素材,如纳米微米的应用、燃料电池、新能源开发、污染物减排等。优秀的教材能够及时恰当地反映工程技术的这些新变化,并以学生容易接受的形式表达出来。在这一点上,国外有些教材做得更出色。能源动力类各专业课程精心挑选了取材丰富、构思新颖、内容先进的教材,而且要求使用中文教材的课程必须提供优秀的英文参考书。例如,工程热力学课程就选用了中文教材《工程热力学》(沈维道、童钧耕编著)和美国的Moran、Shapiro编著的英文教材《FundamentalsofEngineeringThermodynamics》,不仅有益于知识的互补,而且能开拓视野、活跃思维、引导学生去感受理论与实践的重要性。
3.增强实践教学和工程实训环节
实践是实现工程教育的必要环节。在新的培养计划中,特别注重了实践教学环节的设计和规划。整个实践体系分成四部分:理论课实验及课程设计、工程设计类、各类实习及各级工程实验/实践活动。如表2所示。
(1)理论课实验及课程设计。这类实践主要包括涉及课程知识的原理性验证实验和基本设计等,与工程实践内容相差较大,但却是夯实理论知识基础有效的手段,不可缺少。在新的课程教学大纲中,除了保留传统教学实验和设计外,还增设了综合性和实践性较强的训练项目,如在传热学、工程热力学和流体力学等核心基础课程中增加课程设计或团组大作业,题目具有一定的启发性和现实性,希望能够增强学生的综合运用能力和驾驭理论实践相互转化的能力。
(2)工程设计类。工程设计系列课程的主要目标是贴近工程实际,搭起学校学习与工程实践的桥梁。包括:“工程学导论”,通过课程学习将一年级学生引进门,建立对工程的认识和兴趣,如前所述;“工程设计1”,进行符合二年级所学内容的具有一定难度的项目设计;“工程设计2”,进行符合三年级所学内容的有较大难度并和专业相关的项目设计,如结合数理化、热机电等基础知识,设计电子元件冷却系统、余热回收利用系统等;“毕业设计”。在四年级,结合企业实际项目,以产品为对象,实现较大的工程项目的综合训练。毕业设计可与生产实习衔接,共同在企业完成,给予毕业设计充分的时间和质量保障。工程设计类课程以项目为导向,强调设计的实用性、经济性与开放性,同时强调团队合作、沟通与领导能力的培养。项目有的来自上海通用、宝钢、航天八院、商飞、泰科等优质企业,有的是与海外大学合作联合承接海外公司的项目,进行海外实习,开拓了学生的国际视野,培养了其全球工作的能力。
(3)各类实习。这类实践包括了传统的金工实习、认识实习和生产实习。其中认识实习和生产实习都在企业完成,生产实习又和毕业设计紧密相关,这样使实习目的更加具体,不仅促进了企业和学生的相互了解,更保证了双方合作的积极性。
(4)各级工程实验/实践活动。除了培养计划中的各类实践内容外,学有余力的学生还可以参加国家级、省部级、校级的工程实践活动,如全国大学生节能减排科技竞赛、国家大学生创新性实验计划、上海大学生创新活动计划、上海交通大学大学生创新实践计划、上海交通大学特色实验项目等。通过竞赛或设计,学生对专业的兴趣得到了培养和强化,实践能力和创新意识也获得了不同程度的提高。
关键词:新能源;发展技术;石油燃料;对策
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.056
据有关数据显示,现阶段世界汽车的保有量为10亿辆,预计到了2020年,全球汽车的保有量为12亿辆,汽车保有量的增加必然会消耗大量的石油能源。根据相关统计数据,预计到了2020年,汽车用油将占到全球石油消耗总量的65%以上,同时大量使用石油,对大气造成严重污染,同时导致全球温室化。我国汽车的保有量逐年增加,我国所面临的石油安全问题以及大气污染问题更加严峻,如果不能及时对相关的产业结构进行调整,就会在一定程度上影响经济的可持续发展。所以,发展具有节能性的新能源汽车具有重要的经济意义和现实意义。
1 对新能源汽车发展的战略进行分析
在我国进行新能源汽车发展的过程中,面临着许多的机遇和挑战,目前我国新能源汽车发展的重点就是解决动力系统的问题,同时为了能够达到汽车的节能,还是要从汽车的能源动力方面进行解决。所以我国在发展新能源汽车的时候,一方面要解决汽车能源动力的节能问题,另一方面又要将发展的目光放长远,不断提高节能的技术,促进我国新能源汽车在市场上的竞争力。
(1)大力发展节能汽车。现有汽车的动力主要以石油和内燃机为基础,在现有的汽车动力基础上进行优化,大力发展具有节能性质的汽车,重点发展混合动力系统以及直喷式内燃机。同时利用现有的技术,提高石油以及其他动力能源的清洁化,并与国际相关的标准进行接轨。利用生产生活的废弃品,实施回收战略,在现有的技术条件下,转化为可供汽车使用的复合型燃料。同时,发展复合型燃料还要同我国的实际以及具体的能源战略相结合起来,走出一条符合我国国情的新型清洁能源之路。预计到2020年,各种新型清洁能源的使用量将占到车辆能源用量的20%左右。进入21世纪以来,我国汽车每年石油、柴油消耗的量占到了我国石油、柴油消耗总量的50%以上,其中石油消耗占到了一半,从这个数据当中可以得出以下的结论:第一就是车用柴油同车用石油的消耗总量几乎是同步发展的,而且使用的量呈现出每年逐步增长的趋势,随着我国汽车保有量不断增加,对我国的石油安全造成了一定的影响。第二就是我国的汽油和柴油占石油消耗总量的比例同发达国家相比还很低,所以通过对石油消费结构进行优化和调整,可以间接替代汽车的动力燃料。这个过程主要是将替代难度小的燃料,比如工业燃料、石化燃料以及其他燃料进行置换,在具有相同消耗总量的情况下,就可以提高车用燃料大概20%%左右的上升空间。第三就是同国外汽车尾气排放的标准相比,我国汽车尾气排放的标准还很低,远远达不到我国现阶段经济以及汽车保有量的发展速度,所以也从另一个方面反应了我国汽车节能的潜力是十分巨大的。
(2)大力发展新能源汽车。发展新能源汽车主要是将汽车的动力能源从原来的石油、柴油向生物燃料以及可再生能源的方向发展。根据现有的技术以及我国能源结构来看,主要有三种替代的动力能源:第一就是生物发电所产生的能源,第二种就是将天然气作为动力能源,第三种就是煤化气能源。就目前车辆能源应用的情况来看,合成油将是新能源汽车重点发展的领域。一方面合成油能够与现有的汽车运行基础和体系完全契合。另一方面,合成油是一种优质、环保的燃料,现有的技术条件下,对合成油的利用还不是特别充分,合成油发展的空间和潜力十分巨大。从长远的发展来看,合成油将成为主要的动力能源之一。在气体燃料当中,甲烷是动力能源发展的重点,现阶段,天然气作为燃料被广泛运用于汽车动力能源。根据相关数据显示的,到了2020年,我国天然气的供应量可以达到1200亿m3以上,如果将天然气总量的10%作为汽车燃料的替代品,就可以节约1000万吨左右的石油。但是天然气储存和运输的难度较大,需要在相关的技g方面做出进一步的突破。
2 对新能源汽车发展的对策进行分析
(1)转型动力系统。在进行新能源汽车的开发和推广的过程中,应该解决现阶段所面临的节能问题以及能源问题,对汽车的动力系统进行升级和推广,提高内燃机动力以及燃料的利用率,最大程度上提高能源的利用率。
(2)转型基础设施。在汽车燃料进行推广和使用的时候,应该将天然气、合成气以及氢气三种清洁的气体燃料运用到汽车的动力能源当中。通过合理的燃料设计推动汽车燃料有序、多元化的发展,使清洁的能源逐步代替石油等化石燃料,全力推进清洁燃料在我国汽车动力能源当中的使用。同时建立相关的技术研究平台和基础设施破平台,通过相关平台的建立促进清洁能源的发展、推广和使用。
(3)进行产业化生产。在直喷内燃机以及混合动力系统的基础之上,以电力驱动为核心,加强研发资金的投入,对技术难点进行攻克,掌握整套的生产技术流程。同时在先进技术的支撑下,带动相关产业的发展,以轻度的混合动力系统的汽车为基础,积累相关的技术经验和生产制造经验,带动其他混合动力的汽车实现重大的进步和发展。比如我国的电动车行业的发展,带动了相关产业逐步实现了规模化的发展。同时在新能源汽车发展的过程中,以我国相关的政策为导向,优先发展小汽车和公交车,改变人们的出行方式和消费理念,为我国新能源汽车的发展、推广和使用提供市场基础。
3 结束语
在新的发展时期下,进行节能和新能源汽车技术的研发,能够有效节约石油等能源的消耗,保证我国的石油安全,同时减少石油等化石燃料对大气的污染,有利于环境的保护。同时对节能汽车以及新能源汽车进行推广和使用,可以改变人们的出行方式和消费理念,对于我国经济的发展和环境的保护都有现实的经济意义和社会效益。
参考文献:
[1]刘颖琦,高宏伟.中国新能源汽车产业联盟技术创新发展趋势与对策[J].科学决策,2011(02):1-8.
[2]唐葆君,郑茜.中外新能源汽车产业技术创新比较分析[J].能源技术与管理,2011(05):69-72.
关键词:风机翼型 数值模拟 锅炉仿真
1.热能动力工程的研究方向
热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。目前我国有120多所院校开设有该专业,它由旧本科的九个相关专业合并而成,包括了原来的热力发动机(080311)、热能工程(080501)、流体机械及流体工程(080313)、热能工程与动力机械(080319W)、制冷与低温技术(080502)、能源工程(080506W)、工程热物理(080507W)、水利水电动力工程(080903)、冷冻冷藏工程(081409)专业。
热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。专业通过理论力学、材料力学、工程制图、机械设计、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、热工测试技术以及专业方向课程的学习,使我们具备工程热力学、流体力学、传热学和热工测试技术等热能与动力工程领域的基础理论、实验技能和基本专业知识,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。在此基础上,它是一个宽口径的专业,拓展空间很大,就业方向很广,有电厂热能工程及其自动化方向、工程热物理过程及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向等。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。
2.热能工程技术在能源方面需要解决的问题
能源问题在当今社会举足轻重,热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。
能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。
风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风,矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等[1]。尤其是在电站,随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展,电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求,锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故,严重危害设备、人身安全,也给电厂造成巨大的经济损失[2]。此外,风机一直是电站的耗电大户,电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机,降低其耗电率是节能的一项重要措施。
3.热能专业中工业炉的发展
工业炉是在工业生产中,利用燃料燃烧或电能转化的热量,将物料或工件加热的热工设备。
中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。1794年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。随着现代化管理水平的提高,计算机控制系统的不断完善,现代连续加热炉也应运而生. 现代连续加热炉炉型可以归入两大类:推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别,仅在于炉内的输料方式。
4.炉内燃烧控制技术
其燃烧控制是步进炉的核心技术之一,手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有:
(1)空燃比例连续控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较,偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
(2)双交叉限幅控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度,该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小,PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制,借助于孔板和差压变送器来测量空气流量,燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量,使精确的温度控制得以实现。
5.软件仿真锅炉风机翼型叶片
由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂,并带有强烈的非定常特征,进行细致的实验测量非常困难,目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟,研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤:创建二维模型,进行网格划分,设定边界条件和区域,输出网格,再利用求解器求解,对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后,对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析,得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。(作者单位:辽宁工程技术大学)
参考文献:
[1] 安连锁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社,2001.
[2] 袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全,2005,14(6):38-39.
[关键词] 研究生教育;创新与实践;实习模式
[中图分类号] G643.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2014)01?0118?03
党的十报告强调要实施创新驱动发展战略,强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑[1],而研究生是建设创新型国家的重要力量。教育部《2012年全国教育事业发展统计公报》[2]显示,2012年全国在学研究生171.98万人,其中在学博士生28.38万人,在学硕士生143.60万人,我国现在已经是研究生教育大国,正处在一个从教育大国向教育强国的重要转型期[3],全面提高研究生教育质量是我国当前和今后一段时期研究生教育改革发展的核心任务。据统计显示,我国每年培养工程师的数量大约在60-70万人,而美国则只有6-7万人,美国每年原创性专利占全球的30%,而中国却不到全球的7%[4]。实践能力差与社会生产脱节是我国高等教育普遍存在的问题,其原因包括学校不重视,缺乏有效的实行教学实习环节,目前的实习方案不适应新的发展形势等。因此,探索有利于整体推进教学水平和有助于研究生综合素质提高的新的实习教学模式是我们亟需解决的问题。
一、国外实习模式
国外的研究生教育实践培养模式,尽管不同国家所采取的具体做法不一样,但都与经济社会发展紧密结合,其目的在于努力促进校企合作以推动经济发展。
(一)美国研究生协作式培养模式
当代美国产学研合作教育有以下趋势。其一,大学与政府部门合作,美国政府一向把科学院的职能交给本国的大学,其重点是30-40所科学实力雄厚的研究型大学;其二,大学与企业密切配合,美国研究生的专业设置和培养目标紧密结合生产和科技发展的实际需要,主要原因是美国高等教育自治的竞争体制,大学必须从企业、基金会、政府机构和个人那里争取办学经费。因此,美国各大学普遍认识到科技成果迅速转化为生产力的重要性,比较注重发挥大学直接为经济社会发展服务的功能。美国一些大学与企业建立合作研究中心,就是吸引美国联邦、州和企业研究基金以及其它基金资助的一个重要机构。同时,美国越来越多的大型企业设立独立的学院开展研究生教育,可以颁发学位,这种企业内的研究生培养与企业的实际联系更加紧密,直接解决企业生产、技术中的实际问题。现代企业生产正在由劳动密集型向技术密集型和智能型转变,导致对应用型或开发型研究人员的强烈需求,刺激了协作式研究生培养模式的发展[5-6]。
(二)德国工程师培养模式
德国的各类教育都重视实习,重视应用,重视企业实践。务实是德国高等工程教育的一大特点。其培养模式注重培养学生独立思考、解决实际问题的能力,不仅强调创新精神的培养,而且强调“面向工程实际”,以企业需求为主导。其工程师实践能力的培养是在产业界、政府和社会的共同关注下
进行。在德国,政府主要是通过制定相关的政策及制度来为实习营造一个良好的社会环境,企业无论大小和行业都向学生提供实习岗位,并且十分重视实习生的培养。企业不仅可以节约人力成本而达到利益最大化,而且可以储备优秀人才,同时可以获得政府的相关优惠政策。在政府的宏观调控实习政策下,通过校企合作、行业关注,再加之以企业完善的实习制度和中介组织构建实习信息平台,使得德国工程师实习模式取得巨大成功[7-9]。
(三)法国工程师教育模式
工程师教育是法国精英教育的典型,其体系特色堪称世界一流。其中企业实习是工程师教育中十分重要的环节,工程师学校的学生在为期3年的学习中一般要参加3次企业实习,在实习过程中要求学生必须参与企业的日常工作,实地了解企业的经营和运作模式。学生在第一年就需要到企业参观实习,初步了解工程师在企业的具体工作情况;第二年是以高级技术员的身份到企业实习2-3个月,并针对企业某一方面的具体问题写出自己的调查报告;第三年为工程师实习,要求学生在一个与专业相关的企业当见习工程师并结合生产和科研中出现的问题,完成自己的毕业论文。最后在学校和企业的共同参与下完成答辩,答辩委员会通常由7人组成,其中4人来自学校,3人来自企业。法国的工程师教育注重多层次的实践训练,学生通过多次实践实习对解决生产实际问题有亲身体验,工程实践能力和创新科研能力均得到提高[10-12]。
二、我国高校研究生教育现状及培养模式
我国传统的研究生培养模式是学生通过做课题和写论文来培养自己的思维方式科研方法,这导致学生在工程知识、科研创新能力以及综合素质等方面有所不足。工程知识欠缺和对实际生产前沿问题的实践创新不足,其结果是:一方面,社会和企业缺乏工程人才、高端人才以及创新人才;另一方面,高校及科研培养单位培养出的很多研究生却找不到合适的工作或者是不能较快的的适应工作环境。这些问题与我国发展的实际情况和研究生教育的评价体系有关。
首先,国内研究生毕业时要求必须发表一定数量和质量的研究性论文,培养单位和导师通常要求学生在实验室内进行相关理论性学术研究,这样一来学生很少有时间进行深入的实习学习。其次,国内愿意为研究生提供实习岗位的企业,只有少数几家大型国企和部分外资企业,而且提供的实习岗位非常有限。同时获得机会的实习生也很少参与到企业实际的生产和研发过程中,一是实习时间短;二是企业出于技术保密和担心影响生产等因素不允许学生直接操作。就目前的这种社会环境和研究生评价体系,大部分的研究生没有经过有效的实习培养环节,毕业时缺乏工作经验和有关实际应用领域的研究经历,使得国内研究生在就业以及创新能力的培养和自身综合素质的提高等方面受到明显的局限。这也是当前情况下,我国研究生教育落后于发达国家的一个重要因素。
单一化的学术研究、项目课题研究的研究生培养模式,与我国当前市场经济和社会发展要求以及研究生成才期望不相符。
实习是学生理论联系实际,培养独立工作能力的重要学习阶段,也是保证培养素质型、多向型、 创新型人才的关键环节。因此,探索出一条适和当前经济社会发展,同时可以提高整体研究生教学水平的新的实习教学模式刻不容缓。目前国内高校在研究生培养模式探究之路上的新出发点可归纳为两个:① 产学研联合培养研究生;② 国内外联合培养研究生。其中产学研联合培养模式模式比较有代表性的有三类:
第一类,重庆大学的开放性创新模式[13]。重庆大学通过培养模式、管理体制、运行模式、整合资源方式等方面的创新,在全国较早建立起集研究生开放实验室、创新项目研发、学术论坛、访学交流及创新实践为一体的研究生创新实践基地。重庆大学利用“国家、学校以及国内外大型企业三方共建”的办法,建成了8个以研究生院大楼为依托,面向校内外、市内外研究生全面开放的创新实验室,构成了创新实践基地的主体,并由各专业领域里研究和实践能力突出的研究生组成技术支持小组,邀请相关领域的专家、教授作为技术指导,帮助研究生在交叉学科、跨专业等领域进行自主学习、自主研发、自主创新。并搭建学校与企业之间沟通的桥梁,通过深入企业、了解需求、项目合作、项目实践等形式,为广大西部企业提供各项技术和管理服务,这既锻炼了研究生的创新实践能力,又促进了科研成果产业化推动了地区经济发展。
第二类,浙江大学的在校研究生挂职锻炼模式[14-15]。以培养实践型应用人才,提高研究生创新素质和就业竞争力为目的,要求在校研究生结合所学学科专业和自己的专业特长到地、乡镇或企业挂职。它由学校、地方政府和企事业单位三方组织完成并鉴定合作协议书,挂职岗位由地方政府提出,学校负责选拔合适的研究生到合适的岗位挂职实践。此方式创新点在于地方政府在这个过程起到了牵线搭桥作用,研究生的实践经费由政府、企事业单位和学校三方经协商共同支出,为基地的正常运转起到了一定的保障作用。
第三类,“交大-宝钢”模式[16]。“交大-宝钢” 研究生培养模式是一种理论实践相结合的校企联合模式,其目的是培养具有较强实践能力的应用型、开发型高级人才。该模式主要特点为:两个培养主体――学校与企业,两个培养阶段――侧重理论的校内学习和侧重技术创新与科研能力的企业实习,两位导师――来自宝钢的主导师和交大的副导师,政府引导校企互动。在整个过程中,企业并非处于从属地位,而是与高校并列作为人才培养主体。研究生毕业论文在宝钢完成,研究生从事的课题和论文必须是企业急需解决、企业导师能够指导的关键技术问题,最后参加交大与宝钢共同组织的毕业答辩。
三、国外经验对能源动力类研究生实习教学的借鉴
2006年以来,全国上下加强了节能减排工作,国务院了加强节能工作的决定,制定了促进节能减排的一系列政策措施,各地区、各部门相继做出了工作部署,节能减排工作取得了积极进展。与此同时,各方面工作仍存在认识不到位、投入不落实、协调不得力等问题。
基于此,提出能源动力类研究生校外实习新思路:利用研究生深入企业进行专业实习的机会,组织研究生可积极主动向企业宣传、解释国家的相关节能减排政策,使得企业更直接、更清楚的了解国家政策,化被动参与为主动去学习实践,不仅通过现场的实地考察增长了实践经验,对专业知识有了更深的理解和认识,而且在保证教学质量的同时肩负起服务政府、服务企业、服务社会的责任,同时为学生将来顺利融入社会和服务社会打下坚实的基础。这一思路与德国工程师“政府调控-中介信息平台-校企结合”实习模式十分相近,可以作为适应我国新时期实习模式的进一步探索。
分析国外高等教育模式可以发现,其办学模式无一不注重实践教学。企业实习更是不可缺少的教学环节,同时实习教学也均离不开政府政策的调控和社会与企业的支持,并且学校与企业存在相互依存,共同发展的局面。基于能源动力类专业实际情况所提出的新的实习思路,在培养学生实践能力的同时,兼顾服务政府、服务社会、服务企业,虽然尚不成熟也不具有代表性,但仍可以给我国经济发展新形势下研究生实习教学提供新的思路。
参考文献:
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(一)现状
河北省电子信息技术产业涵盖了广播电视、计算机整机及其配套、太阳能光伏、通信设备、元器件、测量、医疗、电力传输保障设备等十大类产品,平板显示器件、通信设备、半导体照明、应用电子等产业链日趋完善。石家庄、邢台、保定、廊坊四大基地产业规模位居全省前列,形成了一批特色产业园,产业聚集效应凸显。
(二)优势
区位资源优势突出。河北省是环首都经济圈重要组成部分,地处环渤海中心,环绕京津,劳动力成本和土地成本等具有明显优势,河北省目前是国内外产业转移的重要区域。河北省电子信息技术产业基础产品优势显著。基础产品门类齐全,产品附加值高。石英晶体谐振器和特殊气体等众多产品都位居国内前茅。太阳能光伏产业在国内排列第二位,并且发展势头强劲。邢台、保定均成为国家新型工业化和新能源设备产业示范基地,拥有一批重点企业,部分新型电子信息技术国际领先。专业研发优势明显。河北省技术力量雄厚,科技成果众多,在某些电子专用领域内起到重要支撑作用,拥有国家重点实验室和新能源研究中心。
(三)问题
投入不足,创新能力弱;人才流失严重;缺乏行业领军人物以及复合型管理人才;高技能人才不足导致了河北省电子信息技术的规模较小,产业结构不够合理;投资类、消费类龙头整机产品比例太低。
二、发展目标和产业结构升级
(一)发展目标
在国际产业分工体系中持续向产业链垂直分工中的高端位置延伸应该作为我们积极主动争取的目标。注重与具备国际实力的大型跨国公司的战略合作,采取合理有效措施让国际领先的、高端的信息产品制造业和信息服务业向中国集聚,制定相关优惠政策和规定吸引外商直接来华投资设立全球研发和运营中心,进一步推进研发、生产、服务的本地化和一体化进程。通过产业结构调整和升级,争取将河北省电子信息产业发展更上一层楼,提升其在全国信息技术产业的位次。在河北省电子信息企业中建设一批企业技术研发中心,培育特色电子信息技术产业园区,重点发展五大产业基地,以其为核心推动产业结构升级和调整。以河北省现有的比较强势的电子五大产业链为基础,创建名优产品和驰名商标,重视电子信息产品和服务的自主知识产权的保护,完善专利申请意识和程序。加快实施科技重大专项,推动产业创新。以扩大知识密集型产业为目标,争取把劳动力优势转变为技术研发优势,由劳动密集型逐步过渡到资金密集型和知识密集型产业;在全球产业垂直分工的链条上,由原先的以生产制造为主逐步过渡到生产与研发、应用、服务相结合为主,最终达到提升产业层次,由规模扩张型向创新效益型转变的目的。
(二)产业结构升级
近几年将是我国电子信息产业转型升级的重要转折时刻,电子信息技术产业和企业发展都处于新的关口。所谓转型即转变产业发展方式,创新驱动、绿色低碳、智能制造都是转型的新型目标;所谓升级就是全方位地优化行业结构,使行业技术结构、产品结构、组织结构和布局结构更加合理,优化提升产业结构。电子信息产业转型升级是一次理念的转变,是一次模式的转型,是一次路径的创新,更是一个战略性的、全局性的和系统性的变革过程。河北省电子信息技术产业结构升级应该注重如下几点:
1.大力发展太阳能光伏产业。以骨干企业为依托,不断实施创新,鼓励和发展新工艺、新技术。重点促进单晶硅棒直径变大的研发,鼓励其规模化发展。着力深度发展光伏产品,并重点突破光伏应用领域。支持光伏发电一体化应用,重点支持光、热、电一体化产品,注重技术应用进而提高技术水平。光伏发电系统可与电网连接并网运行,成本可以大幅下降。
2.进一步培育电子专用装备产业。积极制定政策促进省内相关企业、科研院所与京津等地相关机构合作,重点支持专用设备及电子基础测试仪器的研发和产业化。增强产业招商项目的吸引力,精心包装一批项目,提高引资的成功率。加强产业链上的项目投资商或合作商之间的联系,重点引进与落户企业相配套的项目,积极培育电子专用装备产业。重点发展单晶硅生产设备、电池生产设备和太阳能电池加工测试设备,提升光伏设备自动化和智能化的水平。在现有基础上进一步提高半导体设备的自给能力。升级液晶玻璃基板成套设备生产线项目,开展重点设备的研究与发展,以提高市场占有率为目标。重点发展新型移动通信电子专用测量仪器,注重产品精度和数字化水平。
3.加大力度提升通信及导航设备。加大新型移动通信发展,鼓励新型技术的研究,带动元器件和功率器件集群式发展。重点进行移动通信和多媒体通信等系统的研发和产业化,加强新型宽带等通信系统设备研发和生产。以此为契机做大通信系统配套产业。提升卫星导航和应用服务产业的技术水平,扩大应用范围,让新型技术更好服务于生产和生活领域。提高通信服务收入占比,多方面、多角度发扬通信企业自主创新,鼓励通信企业“走出去”。
4.进一步做好平板显示产业。重点做好核心技术研究和攻关,加快平板显示器件生产规模化。重点支持新型液晶材料、模块、液晶屏、触摸屏生产线的进一步升级。保持基础液晶材料的优势,实现新型液晶材料上规模、上档次。对企业进行的相关配套产品生产给予支持和鼓励,优化产品结构,进一步做好平板显示产业,提高经济效益。