电力技术的深入研究思考论文

2022-04-29

摘要:近几年伴随着对于电力设备设施所进行的深入研究和挖掘,在对配电系统进行管理上,当前已经获得了非常大的成就。今天小编为大家精心挑选了关于《电力技术的深入研究思考论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

电力技术的深入研究思考论文 篇1:

电磁场理论与实践中的唯物辩证法思想

摘  要:从马克思主义技术哲学的角度研究了电磁场理论中的自然辩证法思想。从物理实验规律的发现过程,以及麦克斯韦电磁理论的建立过程,挖掘了电磁场理论与实践中的唯物辩证法思想和元素。揭示了电磁场理论和电磁现象中的原因与结果、本质与现象、量变与质变,必然性与偶然性的关系;研究了电磁场理论中的对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律;探索了电磁场理论与实践中的辨证唯物主义世界观、认识论和方法论,以及其在指导与推动科学技术发展中的作用。

关键词:电磁场理论;电磁现象;唯物辩证法;辨证唯物主义;马克思主义哲学

引言

自然界的辯证法和自然科学的辩证法是密切联系而不可分的[1]。本文从马克思主义技术哲学的角度研究电磁场理论中的自然辩证法,挖掘电磁场理论与实践中的唯物辩证法思想和元素。

1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,认为变化的磁场能够产生电场。1862年,英国物理学家麦克斯韦发表了《论物理力线》的论文,引出位移电流的概念,并指出变化的电场产生磁场;1864年麦克斯韦在《电磁场的动力学理论》中,运用场论观点概括出了系统的电磁理论,并进一步预见了电磁波的存在。1873年麦克斯韦在《电磁学通论》中全面总结了19世纪中叶以前库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列实验发现和研究成果,提出了科学、合理的假设,由此建立了完整的电磁理论体系,后经赫兹等整理成为麦克斯韦方程组[2]。1888年德国物理学家赫兹验证了电磁波的存在。

麦克斯韦电磁理论的基础是库仑定律、安培力定律(或者毕奥-萨伐尔定律)及法拉第电磁感应定律等三大实验定律。麦克斯韦方程组表明,空间某处只要有变化的磁场就能激发出电场,而变化的电场又能激发出磁场。交变的电场和磁场互相激励就形成了向空间传播的电磁振荡,即电磁波。因此,电磁波是电磁场的运动形式。麦克斯韦方程还证明了电磁波在真空中传播的速度等于光速,由此揭示了光的电磁本质。

综上所述,从人们对电学的认识和电学理论框架的形成,再到麦克斯韦电磁场理论的建立,包含了历史唯物主义和辨证唯物主义的思想精髓,是唯物辩证法哲学思想在自然科学领域的具体体现和应用;电磁场理论体系体现了实践论、矛盾论,是对自然界辨证唯物主义世界观及其规律的高度概括。

一、电磁场理论与实验中的原因与结果、本质与现象、量变与质变,必然性与偶然性

电荷和电流是电磁场的唯一源。电荷是电场的散度源,电流是磁场的旋度源[2],电场是电荷在空间激发的一种物质存在,并表现为对电荷具有作用力(电场力)的现象,体现了电场的物质属性;磁场是电流在空间激发的一种物质存在,并表现为对电流具有作用力(磁场力)的现象,体现了磁场的物质属性。由此揭示了电荷和电流及其与电场和磁场之间的原因与结果的关系,即:电场作用力的本质是电场对电荷的物质作用与约束关系;磁场作用力的本质是磁场对电流的物质作用与约束关系,揭示了本质与现象的关系,属于自然辩证法的系列范畴。

电磁场理论的发展打破了人们狭隘的物质界限,并在历史上引发了物质观的变革。电场、磁场及电磁场是物质存在的另一种形式,电磁波是电磁场的运动形式,场与分子、原子、电子等一样,具有能量、动量和质量, 也是物质[3]。

自牛顿发现了万有引力定律之后,人们利用引力规律对电力或者磁力的性质用类比方法进行了推测,这推动了库仑定律、安培力定律等规律的发现[4]。1785年英国科学家库仑利用扭秤对电荷之间的作用进行了实验研究,并发现了库仑定律,即点电荷之间的相互作用也遵守平方反比规律[4]。库仑定律将人们对电和磁的认识从定性分析提高到了定量研究的新阶段。后来,人们建立了静电学理论框架,完成了人类对电学规律认识从量变到质变的飞跃。

其实,在最初人们认识电和磁现象的两千多年里,一直认为电和磁没有因果关系,但是这并没有限制哲学家的思考[4]。其中,康德提出的批判哲学对科学发展产生了重大影响。他从哲学的高度概括出了不同形式的力可以互相转化,以及不同物质运动形态存在普遍联系的观点。1803年,物理学家奥斯特提出自然界中的力、 热、电(磁)、声和光等能够相互联系并在一定条件下可以相互转化。1820年,奥斯特受到反转电流可以引起磁针摆动现象的启发,提出了电流的磁效应概念,即奥斯特定律,第一次把电和磁联系起来[4,5]。这样,在自然统一性哲学思想的引领下,人类对电磁现象的认识从量变到质变,实现了第一次飞跃,体现了认识论中的渐进性。奥斯特定律揭示了电和磁现象之间的本质联系,开辟了人类对电磁现象探索和研究的新纪元。

科学研究的成果往往是在理性指导下完成的, 许多科学发现看似偶然,其实往往有其必然性。因此,科学家不仅能够从实验事实中概括出数学方程式,更能提炼出自然规律的模式[6]。奥斯特正是突破了传统思想的束缚,自觉而有目的地进行长期探索并发现了电流的磁效应现象。1953年,斯陶弗也撰文对此进行了证明[5]。1820年,安培在电流磁效应的启发下,根据平方反比规律,发现电磁现象的本质是电流元之间的相互作用力,并总结出了安培力定律[4]。同样,1820年毕奥和萨伐尔发现了电流元对磁场的作用规律,即毕奥-萨伐尔定律。1826年,类比于傅里叶热传导理论欧姆发现了欧姆定律。

由此可见,在自然统一性哲学思想的指导下,通过实验和理论概况,发现电磁现象的本质规律是一种历史必然,符合历史唯物主义和辨证唯物主义思想方法。

二、电磁场理论中的对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律

在1920年代前后,人们已经建立了比较完善的电磁定律,例如,奥斯特定律、毕奥-萨伐尔定律、安培定律、欧姆定律、电磁感应定律等。但是,当时对电磁学规律的认识存在超距观点和法拉第力线观点[4,7]。超距观点认为电磁作用是带电物体表现的瞬时、直接作用力,力的大小由距离和速度决定,并占绝对优势;法拉第力线观点认为带电体周围存在称为力线的另一种物质,并通过力线传递电磁感应,力的大小由力线状态决定[7]。前者易于通过数学形式计算,但是主要定律之间缺乏联系,力学规律和电磁感应现象之间不能做到很好地融合;而后者具有直观想象的能力。法拉第进而结合实验现象发现了电磁感应定律,1884年后,赫兹等将其归纳为麦克斯韦第二方程的形式。

1861年,麦克斯韦依据电磁学和动力学的类比关系及电磁现象的对称性,引入了“位移电流”的概念[4]。位移电流是麦克斯韦理论建立的关键点,表明变化电场激发变化磁场的现象,由此导出了麦克斯韦第一方程的形式。于是,与电磁感应定律一起,变化的电场和变化的磁场以对称的形式联系起来,是法拉弟电生磁、磁生电思想的升华和精确刻画。

受法拉第力线观点的影响,麦克斯韦在电磁场理论的建立过程中,认为物体之外不存在绝对的虚空,而物体之间的相互作用通过中介来传递,把力线思想作为 “哲学推测”[7]。麦克斯韦从哲学高度上突破了经验主义的认识观,通过数学的抽象思维刻画自然界规律。法拉第虽然抓住了认识事物的整体,但是缺乏通过数学手段分析客观事物的复杂性;数理学家虽然抓住了部分, 但是在整体观念上缺乏对总体的物理直观描述[7]。显然,麦克斯韦克服了两种研究观点的片面性,将物理概念与数学分析紧密结合,所提出的场的概念扬弃了力线观念,实现了否定之否定。

1865年,在库仑定律、安培力定律(或者毕奥-萨伐尔定律)及法拉第电磁感应定律等三大实验定律的基础上,麦克斯韦在总结和提炼库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列研究成果,预言了电磁波的存在和光的电磁性质,并对电磁运动规律进行了完整的数学表述,创立了麦克斯韦电磁场理论。可見,运动电荷周围存在电磁场, 而统一的电磁场又分为矛盾着的电场和磁场两个部分,电场和磁场各有其特点[8],既互相矛盾又互相依存, 并且在一定条件下又互相转化, 这是唯物辩证法思想的一种表现。从矛盾的统一性认识电磁场,也是利用唯物辩证法观察自然界的方法和实质。

麦克斯韦电磁场理论的创立并不是偶然的,其哲学思想和数学理论奠定了他坚实的科学研究基础,能够从自然规律中高度概括出整体与部分的辩证统一关系,正是这种外因和内因的碰撞,使麦克斯韦在创立电磁理论上获得了巨大成功。

在人们创立了经典电磁理论体系后,电气化工程技术的发展和进步昭示了科学既是理性又是经验的[8]。麦克斯韦电磁场理论是19世纪物理学发展史上的最辉煌的成果和里程碑[6],是牛顿力学以后最深刻的一次变革。

三、电磁场理论与实践中的辨证唯物主义世界观、认识论和方法论

经过长达两千多年的发展,人类对电磁现象的认识才逐渐逼近了其本质。在这其中,类比法在科学发现中起到了重要作用。库仑等科学家按照万有引力的模式来探讨和研究了电场力的规律性,显然,平方反比的类比方法对库仑定律的发现过程起到了指导作用。类比法是一种很重要的推理方法,属于自然辩证法的方法论范畴,是一种能导向科学发现或发明的有效方法。类比法通过已知规律向未知规律的比拟,使人类获得对未知世界规律的认识,事实上,整个电磁学的发展都是在借鉴万有引力的理论成果而取得进步的,体现了科学理论对实践的指导作用。

人们对电磁场的认识不断地深化和发展,也表明了人类认识发展过程的循序渐近性。这种认识体现了“实践,认识,再实践,再认识”的哲学思想,逐步深入认识到它的本质,并完成理论的升华。从认识论来看,电磁现象是一种实在,而任何一个实在都是“关系实在”[6]。对这个“实在”本质的认识过程是一个由此及彼、由表及里,即去粗取精、去伪存真的过程[5]。在两千多年前人类就发现了电和磁现象,但是认为它们彼此无关;而两千多年后,才发现了它们的相关性, 并逐渐实现了从量变到质变的过程。麦克斯韦把对电磁现象的认识推向新的巅峰。

根据马克思主义关于世界观、认识论和方法论相统一的原则,对电磁场理论和实践辩证法的研究,尤其是电磁场基本规律和范畴的认识,都具有认识论和方法论的意义。辩证唯物主义的认识论是科学世界观的重要组成部分[9]。物质世界是有规律的,客观规律是可以认识的,实践是认识客观规律的出发点和归宿,各个阶段的认识是有相对性的。从最初对静电和静磁现象的认识,到18世纪发现的一系列物理实验定律, 如库仑定律、毕奥-沙伐定律、安培环流定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等,这些定律分别反映了个别电磁现象的规律性和相对真理,并在一定范围内适用。直到19世纪中叶,经典电磁场理论不仅能解释已知的电磁现象,而且还预言了电磁波的存在,并被实验证实。经典电磁理论使人们对电磁现象的认识发展到一个新的阶段。在20世纪初, 随着量子论和狭义相对论的建立,人们发现了电磁场和光的波-粒二象性,从而建立了量子电动力学,对电磁现象的认识又发生了一次新的飞跃;2017年,人们发现并探测到了引力波及其发出的电磁信号,又证实了一种新的客观存在,并丰富了物理学理论。这正体现了毛泽东思想关于“实践、认识、再实践、再认识,循环往复以至无穷”的实践论论断。

电场和磁场是一对矛盾, 不同的矛盾有不同的质, 电磁场和电磁波有其特殊的质;人们通过对此矛盾特质的理解,制造出面向各种应用的电磁设备,以至实现了远距离通信。在麦克斯韦电磁场理论指导下,人类逐渐进入了以电子技术为支撑的信息社会。1901年完成了穿越大西洋的无线电通讯。1904年制作出整流管并用于无线电通讯。1916年建成了第一座无线电发射台,人类开始步入了信息社会;从19世纪中叶到20世纪中叶,以电动机和发电机的发明为开端,以电力技术在各行各业的广泛应用为标志,人类社会进入了电气化时代[10];在21世纪初,伴随着人工智能及物联网技术的应用,人类全面进入了信息化社会。至此,根据实验定律完成了电磁场从实践到认识的过程,又根据电磁场理论完成了从认识到实践的过程。科学的认识过程就是辩证唯物主义认识论的具体体现。从科学史观来看,实践具有直接性和第一性的特点,是检验真理的唯一标准,这也是电磁场理论和实践过程中的方法,是符合马克思辩证唯物主义原理的,也是实践观和唯物论的实质。

隨着暗物质、暗能量的存在性被逐渐认识,这种“无形”的质量比想象的要大得多,很难用一般的理论猜想来解释,人们的认识和理论极限又一次被挑战。暗物质的存在一旦被证实,就意味着人类首次发现暗物质存在的形式,这将是物理学的重大突破。目前,学者们正力图建立关于各种场的大统一理论,虽然遇到很大的困难,但物理学家们仍然奋力探索着,相信总有一天会获得成功,将是辩证唯物主义认识论的又一次飞跃。

四、结束语

从历史唯物主义和辨证唯物主义出发,研究了电磁场理论中的自然辩证法思想。剖析了电磁场理论和实践中存在的原因与结果、本质与现象、量变与质变,必然性与偶然性的关系;分析了电磁场理论中的对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律;探索了电磁场理论与实践中的辨证唯物主义世界观、认识论和方法论,讨论了实践论在电磁场理论与实践中的实际应用。

参考文献:

[1]林可济.《自然辩证法》研究[M].社会科学文献出版社,2013.

[2]张洪欣,沈远茂,韩宇南,等.电磁场与电磁波(第二版)[M].清华大学出版社,2016.

[3]吴义芳.努力应用唯物辩证法指导电学教学[J].北京大学学报,1977(1):1-6.

[4]郭奕玲,沈慧君.物理学史(第二版)[M].清华大学出版社,2005.

[5]黄亚萍.奥斯特的预想与电磁效应的发现[J].自然辩证法通讯,1982,6:63-64.

[6]罗诗裕,周小方,王海光,等.从人类对电磁现象的认识看人类认识的基本特征[J].学术论坛,2003,1:26-29.

[7]赵定涛.麦克斯韦创立电磁理论的科学思想[J].安徽师大学报,1990,1:95-99.

[8]邓志成.第二讲电磁场[J].黑龙江电力技术,1987,4:48-53.

[9]杨碧湘.论辩证唯物主义在中学物理教学中的渗透[J].黔东南民族帅范高等专科学校学报,2003,21(6):53-54.

[10]汤小苗,宋刚永.十九世纪近代社会与电磁理论的发展关系及哲学思考[J].科技信息,2010,12:352.

作者:张洪欣

电力技术的深入研究思考论文 篇2:

配电自动化与配电管理探讨

摘  要:近几年伴随着对于电力设备设施所进行的深入研究和挖掘,在对配电系统进行管理上,当前已经获得了非常大的成就。自动化管理系统可以说是专门对于配电系统运行以及管理去进行的,从而去积极研发出来的一种电气控制系统,其自身除了拥有原本配电系统在技术上所具备的优势,同时还对于变电站的设备自身的运行情况给予了系统性的优化,在功能上其自身还结合了一次设备和二次设备以及相关的保护装置,并且完成了大胆的创新以及结合,从而使其能够在工作内容上获得非常大的提升,例如通过多余配电系统里电力设备所进行的控制,能够间接的去对电力系统自身的运行状况进行监控与维护,不但使得工作效率获得了很大的提升,并且还令电力系统自身的运行获得了非常稳定的保障。

关键词:电力配电自动化;配电管理

1 引言

随着社会的发展和时代的进步,我国的电力事业呈现着迅猛发展的态势,在此发展模式下,电力配电方式也发生了巨大的转变,这一发展情形无疑给电力企业的发展带来了更多的挑战,而有关的电力企业要想更好地迎接这些挑战,就要顺应时代的发展趋势,不断的引入自动化电力技术,将其技术优势体现出来,通过高效的配电管理方式,对电力系统的运作提供相应的保障,为笔者则针对电力配电自动化和配电管理措施进行了相应的分析和探究,以下为详述。

2 配电管理和配电自动化

发电、配置电力、变电与输送电力等方面是主要组成电力系统的构造,是特别庞大的,人们渐渐的提高了电力的需求,所以也渐渐的扩大了电网的规模,也持续的更新和改进相关的电力设备,也越来越多的输电线路,如此会严重的影响到电力的管理工作。调整电功率的负荷程度是配电管理的目的,这样才可以更加合理的配置电力。配电管理的工作包含:诊断电力故障,分析配电线路,整理数据等。当前配电所需要的信息和渐渐增加的数据,并且信息是具备及时性的,时间一旦变换,需要的信息就会不一样。所以,怎样得到及时、有效的信息是现阶段相对难解决的问题。因为渐渐的发展计算机,配电产生了自动化流程,所以故障维修减少了、得到信息等需要的时间,配电成本也合理的降低了,工作效率也提高,并且更加安全。

3 我国电力行业配电自动化和管理的现状

3.1不平衡的发展水平

首先,中国相对晚发展电力事业,不高的发展水平,传统的建设,会影响到配电网建设目的的偏向高效率输出和变压方面,电力系统运用的要求也无法满足。其次,中国不均匀的密度,不平均的分布,不相同的经济水平发展程度,中国相对常的电力主干线,然而线路分段点完全不足,造成相对低的线路聯络程度,完全不符合系统技术运用水平,单辐射线路依然是最大比重。这些年来,因为国家持续的加大投入配电网投入,更加容易发展有关教育,也能大大的发展技术水平,还可以渐渐的提高配电自动化,越来越完善的配电网建设。

3.2需要提高技术水平

因为技术水平受到影响,中国配电自动化的技术水平一直都非常低。在中国,因为研究配电自动化的时间相对短,没有实际的经验等,在运用的时候始终出现很多的问题。除此以外,企业内部的人员没有充分的掌握好配电自动化与管理的知识,配电自动化系统的运用也受到了影响。

3.3较低的配电系统连接率

因为中国特殊的地理环境与人口布局,中国的配电关键设施线路连续非常长的间距,而在各分干线的分布又不能让相关的要求得到满足,这就导致了中国配电水平连接率相对低的情况。中国有关方面也要重视这一情况,发展电力系统,提出了要全面发展各级电网,特别是配电网络的要求。在党中央的准确领导下,中国正在渐渐完善配电设施不完善的情况,也获得相对好的效果,相信通过各级的努力与发展,在未来配电管理范围肯定会完成质的发展。

4 配电自动化与配电管理的措施

4.1前期充分准备进行整体规划

电力配电自动化是一项艰难且复杂的工作,要想让这项工作能够顺利的开展就需要制定一个良好的前期规划,做好充足的准备。在前期的准备工作当中管理人员需要首先明确进行电力配电自动化所需要的技术手段,掌握控制自动化的方法,这样才能够保证电力自动化能够得到有效的控制。其次就是在资金的方面,电力自动化是需要以资金作为支撑的,因为电力配电自动化的技术含量非常高,这也就需要在进行工作时聘请大量的专业技术人员,并且施工的方法十分的复杂,所以只有资金准备到位才能保证工程的顺利开展。再有就是要将全国的各个电力进行网络的互联,改进电网,运用现代的科技手段,这样才能保证在各个终端实现信息的共享,提高配电的可靠性和时效性。最后就是要建立一支专业素质较强的,技术过硬的队伍,这也是保证电力自动化建成的最重要环节。

4.2进行新技术的研发与拓展

技术是实现电力自动化以及配电管理的基础,只有将技术手段不断的进行创新,才能够使整个电力自动化的水平不断提升,保证电力自动化的可靠性。所以当我们拥有了足够的资金,优秀的专业团队之后,我们需要到实地进行考察,了解该地区的具体情况,做好相应的调查和记录工作,对相应产生的数据进行分析和整理,以此作为研究的基础,后续的技术需要与之相对应,这样才能实现电力企业的科学化管理。并且在进行电力配电自动化的研究过程当中,我们需要将用户的需求和利益放在首位,尽力的满足用户的用电需求,为用户服务,这样才能得到用户的肯定和认可,增加客户群,进而提高企业的收益。所以在工作的过程当中,一定要重视用户的反馈意见,及时的发现企业自身存在的问题,并作出相应的改进。要做好技术研发的预算,既要保证用户的利益,也要保证企业的正常运转。

4.3扩大适用性的范围

自动化的设备是具有一定的适用性的,也就是说在一些特殊的环境下自动化设备的正常运转将会受到影响,其主要的原因是因为各个地区配电网的状况不同在进行自动化设备的选择时,需要管理人员充分的考虑到设备的适用程度,要尽可能选择适用性较强,受环境因素影响较小的设备,这样整个体系才能够正常的运转。不仅如此配电人员在进行管理的过程当中,还需要对设备的运行情况进行监督,定时的进行设备的检修工作,不断的更新技术手段,使整个系统的运转更加流畅。

5 总结

在配电管理中运用配电自动化不但能够让社会效益大大提高,同时也能够稳定的发展社会建设。而配电自动化具备高效的管理能力和应变能力,其对设备、线路的高要求更是确保供电安全的保障,让用户的满意度提高。现阶段配电自动化技能可以和相关自动化设备尽管已经投入配电管理中应用,然而还是出现一些问题急需解决,相关企业要主动应对这些问题,之后对配电自动化技能进行持续的完善,对配电自动化设备进行合理的挑选,在配电管理中充分的发挥出配电自动化的效果,让我国的配电管理自动化全体水平持续的提高。

参考文献

[1]  陈翔.电力配电自动化及配电管理思考[J].经营管理者,2017,(20):140.

[2]  黄国铭.电力配电自动化与配电管理分析[J].科技创新与应用,2016(07):203.

[3]  尹元亚.浅谈电力配电自动化与配电管理[J].科学技术创新,2017,36:44-45.

[4]  苏晓东,谷晓斌.浅议电力配电自动化与配电管理[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(31):2222.

作者:杨晋

电力技术的深入研究思考论文 篇3:

工程硕士校企联合培养新模式探索

[摘 要] 社会实习实践是提升研究生学术水平、创新能力、综合素质和社会适应力的重要手段。针对工程硕士校企联合培养中“学生不理解、导师不积极、合作单位培养计划不明确、评估与评价方法不健全”等问题,立足于北京航空航天大学的特色,深入思考并积极实践,提出了“早、合、新、凝”工程硕士研究生的创新培养思路与方法,构建了“高校+企业+课题联合攻关+成果创新产出”的联合培养模式,建立了定量与定性结合、定量为主、结果导向的评价评估方式,为校企联合研究生的高质量培养模式提供了新思路。

[关键词] 专业教育;社会实践;校企联合;研究生培养

[基金项目] 2020年度北京航空航天大学研究生教育与发展研究专项基金“打造可持续发展的研究生国际化培养体系”(202032)

[作者简介] 杨文将(1979—),男,山西长治人,博士,北京航空航天大学宇航学院副教授,主要从事宇航推进技术研究;诸嘉慧(1977—),女,江苏苏州人,博士,中国电力科学研究院高级工程师,主要从事超导电力技术研究;白明亮(1996—),男,吉林白城人,北京航空航天大学宇航学院2021级飞行器动力工程专业博士研究生,研究方向为新型动力推进技术。

引言

在教育现代化、科技发展加速化的全球背景下,加强应用型、创新型人才培养是将我国建设成为教育强国、人才强国的重要基础。教育部于2009年提出要培养掌握基础理论和专业知识、兼具创新能力和实践能力的高层次应用型专业硕士研究生[1],社会实习实践是通过优质社会资源提高专业硕士研究生综合素质的有效途径。

校企联合研究生培养是开展研究生社会实习实践的重要表现形式,将专业教育与社会实践紧密结合,贯彻学以致用的方针,充分发挥高校的教育资源和企业的社会资源优势。但是当前校企联合培养模式在培养方式、实践基地建设、导师队伍和制度建设等方面还存在许多不完善之处,导致研究生联合培养质量受限。

为了解决工程硕士研究生培养模式现存的问题,教育从业者通过科教结合、产教融合和校企联合等途径开展高质量培养模式研究,校企联合成为工程硕士研究生培养模式改革的重中之重。校内课程学习、校外实习实践和学位论文三个环节实现了校企联合培养模式的切实落地,通过理论结合实践促进成果凝练。

在课程学习方面,高校通过建立特色、完备的课程体系保障理论知识的摄取,以实际应用为导向,以专业需求为目标,通过增设实践型课程促进工程硕士专业知识体系架构的建立[2]。在校外实习实践方面,联合培养基地建设是近年来的研究重点,目前主要是产生协同式、开放创新式、挂职锻炼式等基地培养模式。西安电子科技大学面向不同的工程领域学科特点和企业需求,建立了政府主导型、行业主导型、校内联合实验室等多元化的校企联合培养基地[3],为研究生培养质量提供了切实保障。在学位论文校企联合培养方面,哈尔滨工业大学探索了“校企双导师制度”保障学位论文的撰写质量[4],强调双导师对于学位论文的联合指导和质量监控,将学生论文质量纳入校内主导师的绩效评价体系,提高了工程硕士研究生的成果凝练能力。

校企联合培养模式需要根据不同学校、学科、资源等多方面因素综合考虑,就课题组和教师而言,如何落实政策和提升校企联合培养能力与效果,值得深入探索。本文基于工程硕士校企联合培养中现存的問题,结合课题组近10年来在工程硕士研究生实践培养方面的思考,探索出以“早、合、新、凝”为核心主线的校企联合研究生创新培养新思路,为工程硕士研究生高质量培养提供了建议或参考。

一、北京航空航天大学相关政策的支撑及面临的问题

北京航空航天大学(以下简称“北航”)作为全国第一批工程硕士研究生教育试点单位,立足于航空航天这一行业的发展制高点,树立“分类培养、标准有别”的创新培养观念,探索和形成了一套适用于全日制工程硕士研究生的培养模式与课程体系。

在课程体系设置方面,大幅增加了专业实践课程的比重,突出实验实践教学与工程应用。北航宇航学院工程硕士的学位知识能力结构中要求学生必修总学分不少于27,其中综合实践环节学分均应不少于7,占比超过25%,专业实践/实验、专业实习已成为重要的培养环节。

在实习实践培养环节,在联合培养机制上重点强调校企合作与实践基地建设,要求工程硕士的实习实践经历不少于6个月,由学校发起建立校所、校企实习实践基地,通过共建“研究生高级人才定制班”和夯实高水平校内外导师队伍,使得工程硕士定制化联合培养效果显现。

北航的校企联合培养始终坚持强强联合、互利共赢和教育创新,尽管企业已逐渐认识到联合培养吸纳人才的重要性,愿意投入更多的精力开展工作,但是联合培养的受制因素还有很多,限制了“定制班”示范效应的广泛推广。究其原因,工程硕士联合培养涉及学生、学校、导师、企业等多方面、多类型、多层次的参与者,各方面的诉求不同,校内导师作为学生培养的重要主体,对于教师而言,政策落实面临如下问题。

1.校内导师的积极性始终不高,除了政策宣传与理解方面的问题,生源成为影响联合培养政策的关键。随着近年来师资队伍的快速发展,硕士研究生导师、博士研究生导师的招生比例却不断降低,从之前的人均两人以上到目前的人均不足一人,教师需求与生源之间的矛盾凸显。在这种情况下,教师对工程硕士、学术硕士的区分度越来越小,在自身培养资源受影响时,甚至排斥联合培养。

2.合作培养单位单一,只是形式上满足联合培养要求,一放了之,没有明确的需求与培养计划,校外导师的设置停留于表面,缺少与学生沟通交流的机会。

3.未对学生特点做充分分析,不能因材施教。培养评价方式不健全,评估流于形式,评价结果不分析、不反馈、不整改、不迭代,无法起到质量监测和持续改进的作用。

因此,围绕以上问题,如何促进国家、省部、高校相关工程硕士研究生实践政策的落地与融合,如何适应校企联合培养工程硕士的新时期的发展需求,如何使校内导师主体由被动变为主动,需要探索个性化的工程硕士研究生联合培养方式。

二、校企联合工程硕士研究生培养新模式的探索

(一)“早、合、新、凝”核心主线的校企联合研究生培养模式思路

校企联合高质量研究生培养模式由培育与决策、资源保障与合作执行、成果产出、教学评估和反馈等阶段组成,以“早、合、新、凝”作为联合培养质量的核心驱动主线,通过“提早培育”“高效合作”“创新驱动”“凝练共享”提高校企联合培养研究生的积极性、效率和效果。“早”:提早培育。提倡研究生早入门、早入研究状态、早有合作意向、早出科研成果,从而较早地建立研究生开展科学研究的信心。同时,通过早期积极地诱导与铺垫,实现自下而上的需求化发展,而非自上而下的要求式发展。“合”:高效合作。根据学生及其研究方向的特点,选择和确定合适的合作培养单位及导师,与合作导师共同讨论与确定合作培养题目、合作培养计划等关键内容。“新”:创新驱动。创新贯穿合作培养研究生的始终,通过交叉创新、实践创新与协同创新,使学生的研究方向与内容凸显新意,取得重要进展。“凝”:成果凝练与共享。成果凝练与聚焦是联合培养过程中的重要激励环节,通过成果凝练与成果共享,进一步激發学生、高校和企业三家的投入热情,形成良性互促循环。加强创新与成果凝练是整个联合培养的重要导向,期望实现校企联合1+1>2、多方共赢的局面。该模式主要分为以下五个阶段。

1.培育与决策阶段。首先明确高校、学生、企业的定位与发展目标,以已有共同承担课题或正在联合申请的课题作为选题基础,确定适合合作培养的研究方向。题目选择与研究计划以共性技术研究和创新研究为导向,增加合作双方单位的紧密联系性。

2.合作执行阶段。教学管理由高校与企业共同开展,教学活动主要由高校导师与企业导师共同指导,企业和高校为学生提供必要的资源保障,学校面向学生开展实习实践培养模式的宣传与教育。

3.成果产出阶段。形成“高校+企业+课题联合攻关+创新产出”的科学研究生联合培养及发展模式,即高校与企业科研院所建立稳固的合作研究基础,互通有无,互为补充。高校偏重基础研究,院所偏重工程技术与实践,就行业内前沿方向共同出力,首先以联合申请课题为重要的合作起始点,研究生联合培养作为重要的课题发展支撑;高校以基础研究和原始创新为重要的创新产出模式,企业以工程技术突破、技术成果形成与转化作为重要的价值体现形式。

4.教学评估阶段。形成以知识能力获取和实践效果满意度为核心的学生评价指标体系,以指导水平评价和持续改进为核心的单位评价指标体系,以及以学生投入精力和效果为核心的导师评价指标体系,三方面评价指标互为参考,定量与定性有机结合,同时强调创新与合作成果的产出。例如合作完成课题、合作发表论文、专利、报告、标准和奖励等,通过凝练合作成果增强校企联合培养的效率与效果,激发其投入的积极性,从而建立定量与定性结合、定量为主、结果导向的评价方式,共同评估实习实践的培养质量。

5.反馈阶段。形成评价激励和约束机制相结合的正反馈良性机制,充分发挥好国家、企业、高校的相关培养政策,积极应用评价结果衡量企业导师的导学成绩,将导学成绩纳入其职称评审、年终业绩等重要评价制度中,激励其更好地参与和改进研究生联合培养过程中面临的问题与困难,促进“评估—反馈—整改—再评估”正反馈良性机制,持续提高校企联合研究生培养质量。

以“早、合、新、凝”为核心驱动主线的校企联合研究生高质量培养模式是课题组对于应用型、创新型工程硕士研究生培养工作的有益探索,成果借鉴国内外高校关于实习实践培养思路的重要理念,选取影响实习实践人才培养质量的核心要素——课题、实习单位、导师、实习计划,构建了“早、合、新、凝”的实习实践推进模式,以创新驱动与成果凝练为重要导向,在研究生早培育、共培养、勤保障上下功夫,最大限度地调动实习单位、企业导师和学生的积极性,通过有效评估与反馈实现联合培养模式的良性互动和长效发展。

(二)校企联合研究生培养新模式的成效

1.学生角度。研究生业务能力更突出。课题组将“三种经历”——校内学习经历、校外实践经历、海外交流经历作为学生的重要培养点,目前已联合培养了6名工程硕士研究生,其中5名学生先后获得市、校级荣誉和奖励,主要包括优秀毕业生、优秀硕士学位论文、工程硕士实习实践优秀成果等荣誉;学生将理论知识同工程实践经验相结合,撰写的期刊和学位论文从数量、质量和影响力等角度均有显著提升;学生的发展前景更加广阔,主要包括航空航天核心院所及国内外名校的博士。

2.学校角度。对学生的选拔思路更清晰。从本科阶段通过课程设计、科技创新比赛等方式着手培养创新型人才,由双选方式选拔出适合学校、企业联合培养的优质生源,做到提早培育。学校和学院将联合培养研究生的效果作为校内专业结构与人才配比调整优化的重要依据,决定工程硕士研究生比例和合作培养基地的调整方向。

3.企业角度。校企联合培养方案更加明确。建立联合培养实验室或基地是支撑校企联合研究生培养的关键环节,课题组现已与中国电力科学研究院共建“超导电力技术与工程应用”联合实验室,与航天科技集团北京控制工程研究所共建“核电推进”联合实验室。

“超导电力技术与工程应用”联合实验室已培养工程硕士3人,其中2人获北航工程硕士实习实践优秀成果奖,合作发表论文5篇,合作申请和授权发明专利3项,合作申请电机工程学会行业标准1项。“核电推进”联合实验室已培养工程硕士3人,其中2人获北航优秀硕士学位毕业论文,合作发表论文3篇,合作申请和授权发明专利2项。

校企双方通过专业性学术交流、联合项目实验等环节促进成果凝练和产出,合作发表学术论文、合作申请和授权专利,加快了工程技术的突破和创新成果的转化,强化了建立联合培养实验室/基地的重要性。

4.社會角度。成果示范与指导作用更显著。自实施“高校+企业+课题联合攻关+创新产出”的联合培养模式以来,受到业内高校和企业的广泛认可。北京交通大学、辽宁工程技术大学等高校同北航、中国电力科学研究院相继进行交流,探讨共同建立研究生联合培养基地的思路与方案。在已有校企研究生联合培养基地的基础上,积极探索同北京航天动力研究所、中国航天科技集团公司第八研究院第八〇六研究所和中国航空发动机研究院等一流科研单位建立研究生联合培养实验室的方案与发展计划,期望将这种创新培养模式辐射到更多的高校和企业中,在发展中进一步拓展和完善联合培养的思路与模式。

结语

当前我国经济建设和社会发展需要大量具有广泛知识的创新型、实用型人才,探索工程硕士校企联合培养的新模式对于提高研究生质量有着重要意义。校企联合研究生实习实践培养模式的改革需要社会、高校、企业等多方面的共同努力,从理论、政策到实践操作开展深入研究,最大限度地发挥高校的学科优势和企业资源优势。针对当前工程硕士校企联合培养中现存的问题,课题组结合自身培养经验,提出了一种以“早、合、新、凝”为核心驱动主线的校企联合研究生培养新思路,凝练“高校+科研院所+课题联合申请+创新产出”的高素质研究生创新培养模式,将“一个学生、两个导师、三种经历”作为重要的培养体现,建立了定量与定性结合、定量为主、结果导向的评价评估方式,形成了评价激励与约束机制相结合的正反馈良性机制,为工程硕士研究生高质量培养模式提供了新思路。

参考文献

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Exploration on the Training Model of School-Enterprise Cooperation for Master of Engineering: Taking the Aircraft Power Engineering Major in Beihang University as an Example

YANG Wen-jiang ZHU Jia-hui BAI Ming-liang WANG Wei-zong TANG Hai-bin

(1.a.School of Astronautics, b.School of Space and Environment, Beihang University, Beijing 102206, China; 2.China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China)

Key words: professional education; social practice; school-enterprise cooperation; postgraduates training

作者:杨文将 诸嘉慧 白明亮 王伟宗 汤海滨

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