淺談能源與動力工程專業大學生科技創新能力的培養

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大學生開展科技創新能力的培養等環節進行了研究，分析了科技創新的內容以及進行科技創新的方法，為新時期能源與動力工程專業培養具有科技創新能力的人才提供相應的參考。

關鍵詞：能源與動力工程；科技創新能力；組合法；類比法；聯想法

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，創新是民族進步之魂。習近平在全國科技創新大會上強調在我國發展新的歷史起點上，要把科技創新擺在更加重要位置。高校具有科學研究、人才培養和服務社會的功能，是知識創新、技術創新和人才培養的基地，在科技創新中擔負著重要使命。能源與動力工程學科主要培養能源動力工程及其自動化領域的高級工程技術人才，畢業后在流體機械、水利水電、動力工程等相關發電廠、設計院和研究機構從事教學、科研、技術開發、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大學生的科技創新能力，培養一支規模宏大、結構合理、素質優良的創新人才隊伍，對掌握國之重器、國之利器等重大科技創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大學生開展科技創新能力的培養等環節進行了認識和思考，分析了科技創新的內容以及進行科技創新的方法，以期提高大學生的科技創新能力。

一、能源與動力工程專業大學生科技創新的內容

科技創新是指創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新，技術創新和管理創新。

1.知識創新。知識創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，進行知識創新，解決好能源基礎科學問題，可以使知識系統不斷豐富和完善，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及其動態性能進行研究，借助流體機械內部流動的測量和分析，可對現有的流體機械流動控制及優化設計理論進行重新認識和再發現，從而推動出現新發現、新假設、新思想和新方法等。

2.技術創新。技術創新是依據現有先進的理論和方法，對工藝、材料、結構等進行創新組合和改造，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。技術創新包含了兩方面，一是創造新實用技術，即技術發明實用化。如將新型流體機械應用至可再生能源利用中，環境協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環境的影響。二是新實用技術應用，即實用技術商業化。水力機組包括水輪發電機組和水泵機組，應用于國民經濟的各個部門。因此可通過信息系統與能源系統的深度耦合，給能源系統加上大腦和神經，盤活能源系統中關鍵信息的交互，實現能源的系統管理和優化運行。

3.管理創新。管理創新是從新產品工藝設想、設計、研發、生產和市場開放、認同與應用到商業化的完整運作過程。管理創新包含了兩方面，一是產品管理創新，為市場提供新產品或新服務、創造產品或服務新質量。二是工藝管理創新，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，進行最優化管理。如在特大型燈泡貫流式水電站工程實踐中，將靜態控制和動態管理管理模式，應用到橋鞏工程項目的全過程環節，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，實現了全部8臺機組平均每臺提前6個月發電，多創造7億元的經濟效益。

二、能源與動力工程專業大學生科技創新的方法

科技創新需要豐富的知識，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大學生科技創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，充分利用各自優點，從而形成新的發明創造，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明創造。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系。因此可以將鉛筆與橡皮這兩個具有結合點、聯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電機組，通過組合傳統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，從而明顯提高傳統貫流式水輪發電機組的能量利用率。

2.類比法。類比法就是根據一定的標準，把與此有聯系的幾個相關事物加以對照，把握住事物的內在聯系進行創造。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。如人們根據蝙蝠在夜間的飛行發明了雷達，根據對螢火蟲的研究創造了日光燈，使人類的照明光源發生了根本性變化。

具體到能源與動力工程領域，傳統的波浪發電系統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。該發明提供一種利用海洋能發電的水輪機系統，能夠根據實地實時海洋波浪的波高和波長自動調節張縮坡角的坡道，最大化地獲取波浪能量來提高發電機組發電的總效率，適用于替代現有各種越浪式波浪發電裝置的水輪機系統。

3.聯想法。聯想法就是由一事物想到另一事物的發明創造方法。聯想可以是將看起來沒有關系的事物強制聯想到一起，尋找共同點進行發明創造。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想，利用小物體累計進行測量，從而實現了目標。聯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，采用不同的方法實現相同的目標。

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。利用冷卻塔循環水開發研制高效新型小水輪機替代電動機，開發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，從而實現新的發明創造。

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大學生開展科技創新能力的培養等環節進行了分析，總結了科技創新的內容，主要包括知識創新、技術創新和管理創新。同時提出了能源與動力工程專業大學生科技創新的方法，主要包括組合法、類比法和聯想法。本文以期提高大學生的科技創新能力，為新時期能源與動力工程專業培養具有科技創新能力的人才提供相應的參考。

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