張玉全 鄭源 楊春霞

摘要：本文結(jié)合近年來的教學(xué)實踐，對能源與動力工程專業(yè)大學(xué)生開展科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，分析了科技創(chuàng)新的內(nèi)容以及進(jìn)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(yīng)的參考。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）07-0181-02

科技是國家強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是民族進(jìn)步之魂。習(xí)近平在全國科技創(chuàng)新大會上強(qiáng)調(diào)在我國發(fā)展新的歷史起點(diǎn)上，要把科技創(chuàng)新擺在更加重要位置。高校具有科學(xué)研究、人才培養(yǎng)和服務(wù)社會的功能，是知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的基地，在科技創(chuàng)新中擔(dān)負(fù)著重要使命。能源與動力工程學(xué)科主要培養(yǎng)能源動力工程及其自動化領(lǐng)域的高級工程技術(shù)人才，畢業(yè)后在流體機(jī)械、水利水電、動力工程等相關(guān)發(fā)電廠、設(shè)計院和研究機(jī)構(gòu)從事教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、安裝檢修、運(yùn)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(xué)生的科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)一支規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)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(jié)合近年來的教學(xué)實踐，對能源與動力工程專業(yè)大學(xué)生開展科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了認(rèn)識和思考，分析了科技創(chuàng)新的內(nèi)容以及進(jìn)行科技創(chuàng)新的方法，以期提高大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

一、能源與動力工程專業(yè)大學(xué)生科技創(chuàng)新的內(nèi)容

科技創(chuàng)新是指創(chuàng)造和應(yīng)用新知識和新技術(shù)、新工藝，采用新的生產(chǎn)方式和經(jīng)營管理模式，開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供新服務(wù)的過程，它主要包括了知識創(chuàng)新，技術(shù)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(diǎn)的科學(xué)研究活動，涵蓋開辟新研究領(lǐng)域、以新視角重新認(rèn)識已知事物等。在能源與動力工程領(lǐng)域，進(jìn)行知識創(chuàng)新，解決好能源基礎(chǔ)科學(xué)問題，可以使知識系統(tǒng)不斷豐富和完善，認(rèn)識能力不斷提高，產(chǎn)品不斷更新。如對流體機(jī)械全工況內(nèi)部復(fù)雜流態(tài)及其動態(tài)性能進(jìn)行研究，借助流體機(jī)械內(nèi)部流動的測量和分析，可對現(xiàn)有的流體機(jī)械流動控制及優(yōu)化設(shè)計理論進(jìn)行重新認(rèn)識和再發(fā)現(xiàn)，從而推動出現(xiàn)新發(fā)現(xiàn)、新假設(shè)、新思想和新方法等。

2.技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)創(chuàng)新是依據(jù)現(xiàn)有先進(jìn)的理論和方法，對工藝、材料、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行創(chuàng)新組合和改造，以提高技術(shù)產(chǎn)品的性能，形成更加先進(jìn)可靠的生產(chǎn)技術(shù)水平和能力。技術(shù)創(chuàng)新包含了兩方面，一是創(chuàng)造新實用技術(shù)，即技術(shù)發(fā)明實用化。如將新型流體機(jī)械應(yīng)用至可再生能源利用中，環(huán)境協(xié)調(diào)型流體機(jī)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(shù)應(yīng)用，即實用技術(shù)商業(yè)化。水力機(jī)組包括水輪發(fā)電機(jī)組和水泵機(jī)組，應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)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(jīng)，盤活能源系統(tǒng)中關(guān)鍵信息的交互，實現(xiàn)能源的系統(tǒng)管理和優(yōu)化運(yùn)行。

3.管理創(chuàng)新。管理創(chuàng)新是從新產(chǎn)品工藝設(shè)想、設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和市場開放、認(rèn)同與應(yīng)用到商業(yè)化的完整運(yùn)作過程。管理創(chuàng)新包含了兩方面，一是產(chǎn)品管理創(chuàng)新，為市場提供新產(chǎn)品或新服務(wù)、創(chuàng)造產(chǎn)品或服務(wù)新質(zhì)量。二是工藝管理創(chuàng)新，引入新工藝、材料、結(jié)構(gòu)和方法時，運(yùn)用先進(jìn)信息管理技術(shù)手段，進(jìn)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(yīng)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(zhì)量、進(jìn)度等方面。對于進(jìn)度控制還制定了激勵措施，實現(xiàn)了全部8臺機(jī)組平均每臺提前6個月發(fā)電，多創(chuàng)造7億元的經(jīng)濟(jì)效益。

二、能源與動力工程專業(yè)大學(xué)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(xué)、社會科學(xué)、人文科學(xué)以及生活常識等；創(chuàng)造性人格，包括了社會責(zé)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(xué)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(shù)進(jìn)行組合，充分利用各自優(yōu)點(diǎn)，從而形成新的發(fā)明創(chuàng)造，產(chǎn)生一加一大于二的效果。不同的材料可以進(jìn)行組合，不同的物品可以進(jìn)行組合，不同領(lǐng)域不同性能的東西也可以進(jìn)行組合。如帶橡皮頭的鉛筆就是一種典型的組合法產(chǎn)生的發(fā)明創(chuàng)造。在生活學(xué)習(xí)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(jié)合點(diǎn)、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(lǐng)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(zhuǎn)輪出口處水流的動能往往被忽略了。一種增設(shè)流速型水輪機(jī)的貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，通過組合傳統(tǒng)貫流式水輪機(jī)和流速型水輪機(jī)，可以巧妙地利用流速型水輪機(jī)來回收轉(zhuǎn)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(jī)組的能量利用率。

2.類比法。類比法就是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，把與此有聯(lián)系的幾個相關(guān)事物加以對照，把握住事物的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行創(chuàng)造。類比法是一種確定兩個以上事物并尋找同異關(guān)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(dá)，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(lǐng)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(yīng)用在波浪能量的搜集領(lǐng)域。該發(fā)明提供一種利用海洋能發(fā)電的水輪機(jī)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(diào)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(jī)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(jī)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(guān)系的事物強(qiáng)制聯(lián)想到一起，尋找共同點(diǎn)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。如古代的曹沖稱象，由于當(dāng)時技術(shù)條件限制無法直接測量大象的重量，于是將大象與質(zhì)量輕的物體如石子進(jìn)行聯(lián)想，利用小物體累計進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)了目標(biāo)。聯(lián)想還可以從一個事物擴(kuò)散到與原事物有某種關(guān)系的其他事物。如鉆木取火、凸透鏡點(diǎn)火等，這些都是事物和方法之間有一定的關(guān)聯(lián)，采用不同的方法實現(xiàn)相同的目標(biāo)。

具體到能源與動力工程領(lǐng)域，冷卻塔廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的許多部門，冷卻塔冷卻時所用的風(fēng)機(jī)主要由電動機(jī)帶動，這些電動機(jī)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(fèi)。利用冷卻塔循環(huán)水開發(fā)研制高效新型小水輪機(jī)替代電動機(jī)，開發(fā)出冷卻塔專用高效超低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)，利用冷卻塔的富余水頭，推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，直接帶動風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造。

三、結(jié)語

本文結(jié)合近年來的教學(xué)實踐，對能源與動力工程專業(yè)大學(xué)生開展科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，總結(jié)了科技創(chuàng)新的內(nèi)容，主要包括知識創(chuàng)新、技術(shù)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(xué)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(xué)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(yīng)的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]章巧眉.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].教育教學(xué)論壇，2016，（21）：1-3.

[2]潘虹，鄭源.水輪機(jī)課程教學(xué)改革的研究與探索[J].中國電力教育，2012，（8）：66-67.

[3]婁保東.構(gòu)建有效提升大學(xué)生創(chuàng)新能力的訓(xùn)練體系[J].實驗技術(shù)與管理，2008，25（4）：35-36.

[4]劉漢龍.巖土工程技術(shù)創(chuàng)新方法與實踐[J].巖土工程學(xué)報，2013，35（1）：34-58.

[5]劉衛(wèi)東，黃晶.淺談“新工科”背景下新能源科學(xué)與工程專業(yè)的AutoCAD教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇，2018，（25）：187-188.