浅谈能源与动力工程专业大学生科技创新能力的培养

张玉全 郑源 杨春霞

摘要：本文结合近年来的教学实践，对能源与动力工程专业大学生开展科技创新能力的培养等环节进行了研究，分析了科技创新的内容以及进行科技创新的方法，为新时期能源与动力工程专业培养具有科技创新能力的人才提供相应的参考。

关键词：能源与动力工程；科技创新能力；组合法；类比法；联想法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）07-0181-02

科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂。习近平在全国科技创新大会上强调在我国发展新的历史起点上，要把科技创新摆在更加重要位置。高校具有科学研究、人才培养和服务社会的功能，是知识创新、技术创新和人才培养的基地，在科技创新中担负着重要使命。能源与动力工程学科主要培养能源动力工程及其自动化领域的高级工程技术人才，毕业后在流体机械、水利水电、动力工程等相关发电厂、设计院和研究机构从事教学、科研、技术开发、工程设计、安装检修、运行管理等方面的工作。因此，提高能源与动力工程专业大学生的科技创新能力，培养一支规模宏大、结构合理、素质优良的创新人才队伍，对掌握国之重器、国之利器等重大科技创新成果具有重要的推动作用。

本文结合近年来的教学实践，对能源与动力工程专业大学生开展科技创新能力的培养等环节进行了认识和思考，分析了科技创新的内容以及进行科技创新的方法，以期提高大学生的科技创新能力。

一、能源与动力工程专业大学生科技创新的内容

科技创新是指创造和应用新知识和新技术、新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，开发新产品，提高产品质量，提供新服务的过程，它主要包括了知识创新，技术创新和管理创新。

1.知识创新。知识创新是提出新观点的科学研究活动，涵盖开辟新研究领域、以新视角重新认识已知事物等。在能源与动力工程领域，进行知识创新，解决好能源基础科学问题，可以使知识系统不断丰富和完善，认识能力不断提高，产品不断更新。如对流体機械全工况内部复杂流态及其动态性能进行研究，借助流体机械内部流动的测量和分析，可对现有的流体机械流动控制及优化设计理论进行重新认识和再发现，从而推动出现新发现、新假设、新思想和新方法等。

2.技术创新。技术创新是依据现有先进的理论和方法，对工艺、材料、结构等进行创新组合和改造，以提高技术产品的性能，形成更加先进可靠的生产技术水平和能力。技术创新包含了两方面，一是创造新实用技术，即技术发明实用化。如将新型流体机械应用至可再生能源利用中，环境协调型流体机械在解决实际工程问题同时极大地降低了水利工程对于生态环境的影响。二是新实用技术应用，即实用技术商业化。水力机组包括水轮发电机组和水泵机组，应用于国民经济的各个部门。因此可通过信息系统与能源系统的深度耦合，给能源系统加上大脑和神经，盘活能源系统中关键信息的交互，实现能源的系统管理和优化运行。

3.管理创新。管理创新是从新产品工艺设想、设计、研发、生产和市场开放、认同与应用到商业化的完整运作过程。管理创新包含了两方面，一是产品管理创新，为市场提供新产品或新服务、创造产品或服务新质量。二是工艺管理创新，引入新工艺、材料、结构和方法时，运用先进信息管理技术手段，进行最优化管理。如在特大型灯泡贯流式水电站工程实践中，将静态控制和动态管理管理模式，应用到桥巩工程项目的全过程环节，包括管理合同、投融资、质量、进度等方面。对于进度控制还制定了激励措施，实现了全部8台机组平均每台提前6个月发电，多创造7亿元的经济效益。

二、能源与动力工程专业大学生科技创新的方法

科技创新需要丰富的知识，这些知识包括自然科学、社会科学、人文科学以及生活常识等；创造性人格，包括了社会责任感、钻研精神和善于坚持的毅力；活跃的思维，包括善于观察和清晰的逻辑。能源与动力工程专业大学生科技创新的方法主要有下列三种：

1.组合法。组合法就是将两种或多种技术进行组合，充分利用各自优点，从而形成新的发明创造，产生一加一大于二的效果。不同的材料可以进行组合，不同的物品可以进行组合，不同领域不同性能的东西也可以进行组合。如带橡皮头的铅笔就是一种典型的组合法产生的发明创造。在生活学习中，铅笔与橡皮是两个不同的物体，同时两者也有一定的联系。因此可以将铅笔与橡皮这两个具有结合点、联系紧密的物体组合在一起，形成带橡皮头的铅笔，这样可以更好地携带和使用，带来有益的效果。

具体到能源与动力工程领域，我国低水头水力资源十分丰富，贯流式水电站可以用来获取具有一定势能的能量，但是转轮出口处水流的动能往往被忽略了。一种增设流速型水轮机的贯流式水轮发电机组，通过组合传统贯流式水轮机和流速型水轮机，可以巧妙地利用流速型水轮机来回收转轮出口处存在的大量剩余动能，从而明显提高传统贯流式水轮发电机组的能量利用率。

2.类比法。类比法就是根据一定的标准，把与此有联系的几个相关事物加以对照，把握住事物的内在联系进行创造。类比法是一种确定两个以上事物并寻找同异关系的思维方法，既可以是同类事物，也可是不同类事物。如人们根据蝙蝠在夜间的飞行发明了雷达，根据对萤火虫的研究创造了日光灯，使人类的照明光源发生了根本性变化。

具体到能源与动力工程领域，传统的波浪发电系统能量搜集装置效率不高，可以参考陆地上常用的坡角可张缩的坡道应用在波浪能量的搜集领域。该发明提供一种利用海洋能发电的水轮机系统，能够根据实地实时海洋波浪的波高和波长自动调节张缩坡角的坡道，最大化地获取波浪能量来提高发电机组发电的总效率，适用于替代现有各种越浪式波浪发电装置的水轮机系统。

3.联想法。联想法就是由一事物想到另一事物的发明创造方法。联想可以是将看起来没有关系的事物强制联想到一起，寻找共同点进行发明创造。如古代的曹冲称象，由于当时技术条件限制无法直接测量大象的重量，于是将大象与质量轻的物体如石子进行联想，利用小物体累计进行测量，从而实现了目标。联想还可以从一个事物扩散到与原事物有某种关系的其他事物。如钻木取火、凸透镜点火等，这些都是事物和方法之间有一定的关联，采用不同的方法实现相同的目标。

具体到能源与动力工程领域，冷却塔广泛地应用于国民经济的许多部门，冷却塔冷却时所用的风机主要由电动机带动，这些电动机一年所耗电能十分巨大。冷却塔的冷却循环水，其出口均具有一定压力的富余水头，通常被白白浪费。利用冷却塔循环水开发研制高效新型小水轮机替代电动机，开发出冷却塔专用高效超低比转速水轮机，利用冷却塔的富余水头，推动水轮机转轮，直接带动风机旋转，从而实现新的发明创造。

三、结语

本文结合近年来的教学实践，对能源与动力工程专业大学生开展科技创新能力的培养等环节进行了分析，总结了科技创新的内容，主要包括知识创新、技术创新和管理创新。同时提出了能源与动力工程专业大学生科技创新的方法，主要包括组合法、类比法和联想法。本文以期提高大学生的科技创新能力，为新时期能源与动力工程专业培养具有科技创新能力的人才提供相应的参考。

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