时间：2023-03-16 15:42:30
导语：在农业工程技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
自1979年北京农业工程大学首办农业建筑与环境工程专业(以下简称为农建专业)以来,现在全国已有10余所大专院校设有该专业。1986年由国家教委主持审定的农林科本科专业中,农建专业被确定为一门正式专业。“农业生物环境与建筑”已明确作为国家一级学科—农业工程学科的一个重要分支学科。1988年5月和1991年6月分别在西北农业大学和浙江农业大学召开了全国农业建筑与环境工程专业教育改革学术会议,讨论认为专业的培养目标是培养农业与民用建筑以及农业生物环境工程的规划、设计、施工等方面的高级技术人材。专业的业务范围包括:农业生产性建筑;生物环境工程(利用工程措施为农业生物的生长、贮藏或加工提供适宜环境);农村民用建筑(住宅及公共建筑);村镇建设规划。10多年来,这个专业已给国家培养了大批合格人材,并对我国农业工程学科的发展作出了贡献。但是,它毕竟是一个新专业,还存在着一系列的重大间题梦急待研究解决。
1农建专业现存问题的分析争
1.1农建专业的发展方向要进一步明确最近,在专业和学科建设中出现了某些“离农”和脱离实际的倾向[13。这些倾向在专业名称、课程设置、科学研究等方面都有新反映。造成这种现象的原因主要是毕业生分配问题,臼口的业务主管部门问题和专业的多学科特点等问题。笔者认为,这些原因都是客观存在的,甚至给专业带来了相当多的困难,但是,在农建专业的办学方向上决不能动摇。农建专业扣学科的发展必须围绕而且一定要主动适应农业和农村经济建设的需要。农建专业只有在主动参与农业生产和农村经济建设的过程中才能不断完善,得到发展,才能具有生命力。如果把农建专业办成了类似于工民建的专业,那末它不但失去了竞争能力而且重要的是放弃了自己的阵地。农建专业办在农业院校,不但应该立足于农业和农村,而且正因为它还有众多的相关专业(例如畜牧,园艺、食品、农机、农经等)作依托,并与它们互相补充,互相促进,有机结合,所以农建专业完全有条件办出自己的特色。这样的专业才是农业经济建设所需要的。
1.2农建专业的地位和业务归口单位应该进一步明确,需要得到全社会的承认和支持农业工程是农业科学三大分支(农业生物学、农业经济学、农业工程学)之一。实践证明,发展大农业,不仅需要农业生物科学,而且必须采取有效而经济的工程措施。近十多年来,我国设施农业的兴起和发展以及对农业所起的重大促进作用就是明显的例证。现代农业的发展迫切要求农业生物技术与工程技术相结合。但是,由于我国按专业管理、部门所有的经济建设体系的环节不完善,业务部门往往忽视为农业服务的工科专业。例如,建设部门重视城市建设、工业建设而忽视农业建筑和农村建筑。农建专业是工科专业,但服务对象是农业和广大农村,专业又设在农业院校,归属农口,导致工口和农口都不够重视,也不真正管理。科研课题的来源、学术交流、精力上相互支持往往渠道不通,在办学上人力、物力、财力、信息、资料以及专业具体业务的联系都缺乏支持,造成学校孤军奋战的局面。同时带来另一个严重问题是毕业生的分配渠道不通。按照本专业的培养目标和学生的能力,本科毕业生主要的去向应该是农业生产性建筑的设计、施工或研究部门;农业、农垦、畜牧、水产等部门所属的建设规划、设计和施工部门;各级城乡建设部门。但不少接受毕业生的领导部门、计划部门和人事部门不了解农建专业,致使一部分毕业生学非所用、造成很大浪费,也给学校和地方的工作带来不少困难。大力发展设施农业进行工厂化生产,大、中城市的“菜篮子工程”,广大的农村建筑市场、村镇规划等多方面都非常急需农建专业的人才。所以,尽快建立主管农业工程业务的归口单位,确立农建专业在设施农业和“菜篮子工程”中的地位、疏通业务和毕业生分配渠道十分重要。农建专业也要在科学研究及其成果的推广和培养人材方面,大力解决农业生产中的实际间题,以使专业得到全社会的承认和支持。
1.3农建专业的学科特点具有边缘性和综合性,这种特点并没有被认识清楚不少人认为,有传统的建筑学或工民建专业,完全可以搞农业建筑;一部分农建专业办得模糊了特色,或办成了类似工民建的专业,或脱离当前实际办成了门路过窄的生物环境工程(或控制)专业。农业生产性建筑,包括畜禽舍建筑、保护地建筑、水产养殖建筑或果蔬及产品的贮藏保鲜建筑。它们的服务对象都是农业生物。因而必须提供农业生物所要求的适宜环境,它往往比只处理非生物体的工业建筑要复杂,建筑上的处理与设备上的措施亦必需与生物科学、生物技术有机地结合。这里体现了学科的边缘性质。在这种情况下,简单地向农业专家了解农业技术和工艺,然后用传统的工民建知识进行农业建筑的设计,不仅是远远不够的,而且若生搬硬套工业建筑的模式还会造成失误。例如工厂化养鸡,即便是在工艺和设备确定之后,许多按工业建筑设计的鸡舍还是难以满足非常密集养殖的鸡的温度、湿度、气体、防疫要求,不少鸡舍内存在着通风不良、环境条件差以及容易产生疫病的情况。对于保护地建筑,由于保护地建筑内热量及质量传递的复杂性以及围护结构的特殊性,直到现在,还没有一种能够较为精确地计算供热量和通风量的工程方法,并且在真正保证温室和大棚的环境条件的具体措施上也存在不少间题。除此而外,提供环境条件的各种设备还应该根据需要随时调整,以便使环境达到最优状态并节省设备和能源。我国的建筑学专业、工民建专业已有多年的历史,但基本上是以城市建筑和工业建筑为中心,对农业建筑不仅缺乏经验,而且从知识结构方面也不能较好适应。有一种观点认为住房就是为有生命的人设计的,所以畜禽舍也没什么特殊的。但他恰恰忽略了一个问题,即设计住房的人对居住是精通的或者是深入研究了人活动的需要,而设计畜禽舍的人可能不懂得畜禽,更何况人是有语言能力的,不适应时有自我调整的可能和能力,而密集养殖的畜禽在不适的情况下可能迅速死亡、或产生疫病导致全场覆没。应该看到,正如民用建筑和工业建筑一样,农业建筑有自身的特点和领域。从根本上来说,应当在建筑类专业成果的基础上和生物环境学的基础上深入研究生物要求的环境条件与建筑、设备、控制等工程技术之间的相互关系并进行方案的经济分析和比较,这是设计好农业建筑的保证。这里体现了农建专业应该综合应用农业、建筑、设备(供热、通风、降温、控制等)以及经济分析的知识的综合性质。目前,我们工作的弱点正是在工程技术与生物技术的结合方面,既缺乏理论,也缺乏经验,必须做大量深入细致的研究工作,这无疑应当是农建专业必须解决而且能够有所作为的一个重要领域。除上述之外,还应当考虑到农业建筑必须与农业经济相适应的特点。我国农业相对于工业,农村相对于城市,经济力量较弱。因此,对农业建筑的经济效益的要求较高。在设计农业建筑时,必须考虑到怎样使用有限的财力和因地制宜、就地取材、降低成本。不可能使用昂贵的建筑材料,也不能盲目地搞全过程的机械化和自动化或大量地消耗能源。
1.4农建专业跨多门传统学科的特点与课程安排之间的矛盾需要很好地解决农建专业学生需要掌握的知识涉及到好几个传统专业的领域,例如建筑学,工业与民用建筑、采暖通风与空气调节,农业生物环境,环境控制等。而四年的学习期间,总学时有限,所以在课程安排上矛盾较大。我们认为,跨多门传统学科的特点是农业工程学科的普遍特点,难以避免,但并不意味着在大学四年里要学习三、四个专业的课程,这不仅是不可能的,而且是不必要的。关键是应当根据专业的任务建立起自己的知识结构和调整课程内容,并且最后要看,在通过四年的学习之后毕业生是否具有真实的本领。在全国第一次农建专业研讨会上,北京农业工程大学周军、贾先斌同志的论文和研讨会最后的文件都在这方面提出了较为妥善的设想图。当然,对农建这样一个新专业,在课程设置和课程内容上应该进行更深入的研究,这正是教学改革的任务之一。
1.5科学研究工作薄弱,专业本身还不能主动适应大农业经济建设的需要在全国范围内,农建专业科研工作力量薄弱,专业中大部分教师是近几年毕业的青年教师,缺乏带头人。在工程学科与生物学科的结合上,人力方面没有形成整体力量,业务上困难较多。研究课题和经费的来源都存在着不少间题,研究所需的资料和信息渠道不通。其结果是研究的成果少,许多方面都是空白,与经济建设的需要不相适应。笔者认为,对农建专业来说,需要研究的问题很多,生产中的问题也很多,问题在于我们没有把工作做好。科研工作的被动局面也直接影响了农建专业的教学工作和教学质量的提高。除此而外,专业在课程结构、课程内容、教学方法、教材建设等方面还不能主动适应农业经济建设的需要,特别是在课程内容和教材建设两个问题上应仔细研究,尽快解决。
2促进农建专业教育和科研发展的对策
2.1提高对农建专业和学科地位的认识,端正办学方向是办好专业的根本农建专业的教职员工应该认清本专业的重任与特点,除应熟悉传统工程学科的理论和技术外,还应建立农业生产的意识、熟悉有关农业生物科学方面的知识,并努力把工程技术与生物技术结合起来,把现代化的工程理论和技术应用到农业生产中去,牢固地树立为农业、农村和广大农民服务的思想。业务主管部门特别是农业部门和城乡建设部门,学校的领导应该看到农建专业是一个具有广阔前景的新专业,它正在而且必将对农业生产的进一步发展起到重大作用,所以应该大力帮助专业解决困难,疏通渠道,在人力、物力、财力和毕业生分配等问题上给以大力支持。
2.2进一步加快和深化改革,主动适应大农业经济建设的需要
(1)农建专业应该根据各地农业生产发展水平的不同,因地制宜、因时制宜,利用本专业面宽、综合性强的特点,从实际情况出发,为农业和农村培养各种专门化的人才,特别是当前急需的人才。本专业的业务主要包括农业与民用建筑、农业生物环境工程(控制)两大部分,各校可以根据不同需要而有所侧重,或者可以允许学生自己有所侧重,随着农业生产水平和农村经济的发展,专业的主要方面可能更多地向农业生物环境工程方面发展,所以在这方面也应该做好充分的准备。
李道亮教授，自1999年参加工作以来，先后主持完成国家科技支撑计划、国家863计划、国家自然基金、国家社科基金、成果转化基金、霍英东基金、欧盟Asla IT&C、国际合作重点等项目20多项：教授农业智能系统、农业信息技术、农业信息学、信息系统分析与设计等4门课程，在农业信息化领域的研究取得了许多重要成果；在科研和教学领域，李道亮教授主要致力于先进农业传感与智能处理系统的研究，重点开展了农业信息传感机理，农业信息智能传输、处理和传输和智能控制领域的研究，提出了农业智能系统的理论体系。
李道亮教授向《中国科技财富》介绍，近年来，我国农业信息化发展虽然迅速，但仍然存在一些问题。主要表现在，农业信息技术产品不成熟、服务体系整体的不完善、缺乏相应的激励和鼓励政策及产业体系、农业信息化机制不健全和联产承包责任制规模比较小，组织化程度低等方面。要解决这些问题，李道亮教授认为，应当呼吁对农业信息化的政策支持；国家应当有意识地扶持一两个龙头企业转向农业信息化的研究与生产，加快农业信息技术及产品熟化与转化；调动三大电信运营商积极对农业信息化的投入；同时还要大力推动农业规模化经营。
在农业信息化领域首次，李教授提出了将农业专家系统扩展到农业智能系统，从软件扩展到了硬件领域，拓展了农业专家系统理论研究和应用领域：重点研究了农业信息智能获取方法和技术，在国内开创了网络化智能化、数字化水产养殖信息技术应用系统的研究；提出了基于无线网络传感器和M2M技术的农业信息智能处理和传输技术：提出了水产养殖农业环境智能控制方法，集成和开发了集约化水产养殖系统，采用自动控制原理，改进了增氧机和投饵机的控制系统；他还将信息系统、专家系统与增氧机、投饵机和便携式水质测试仪等系列淡水养殖工程技术集成配套，形成高层次多功能的淡水养殖技术推广体系。
德国应用科技大学（Fachhochschule，简称FH）以培养应用型高级人才，特别是工程师及相应层次的职业人才为目标，以规模小、技术应用性强、就业率高见长，人才培养强调面向应用、面向实际、面向未来，培养的是掌握科学方法、擅长动手解决实际问题的工程人才。埃斯林根应用科技大学在德国应用科技大学中名列前茅。据1996年《Manager》对德语国家（瑞士、奥地利，包括苏黎世大学在内）的技术大学进行排名，埃斯林根应用科技大学排行第七，在所有参与排名的德国应用科技大学中排位第一。[2]埃斯林根应用科技大学自2005年起实行三年制学士和一年制硕士培养方案，学制四年，分为预学期和7个正式学期，包括：基础阶段、专业基础阶段、专业阶段等三个阶段；共同学习和专业学习两个学习过程；预实习、工业实习、毕业实习与设计等实践环节。首先是12周的预实习，即预学期，主要是为了认识实践。进入到正式学期后，分为三个学习阶段：第一个是基础阶段，包括第1~2学期，完成校级平台的基础课程，主要是自然科学基础课。第二个专业基础阶段，包括第3~4学期，主要完成系级平台针对所有专业及专业方向的共同技术基础课。需要注意的是，在第3学期有一个阶段考试，只有通过考试的学生才能进入专业学习。埃斯林根大学也以此为界，把所有课程分为1~3学期的共同学习过程和4~7学期的专业学习过程。第三个是专业课阶段，包括第5~7学期，这个阶段需要完成工业实习以及各专业方向的特有模块。第5学期是4个月的工业实习，第6学期是实践教学模块和各专业特有的限选课模块，而第7学期则是毕业设计与毕业论文。（见表1）特别说明的是，进入到专业学习过程后实践环节比重较大，包括项目制作Ⅰ、项目制作Ⅱ、工业实习和毕业设计等环节，占据专业学习过程总学时的一半以上。而且第4学期的项目制作Ⅰ，属于课程设计；第6学期的项目制作Ⅱ，属于创新设计；而第7学期的企业毕业设计，属于综合训练。显然这些实践环节被精心安排为一个由浅入深、循序渐进的过程。
二、美国的工程科技应用型人才培养模式——以麻省理工学院（MIT）为例
麻省理工学院是美国排名第一的工学院。1994年，该院院长乔尔•莫西提出《大工程观与工程集成教育》的长期规划，指出工程教育需要从“重视工程科学理论的分科教育”向“更多地重视工程系统及其背景的教育”转变，确立了大工程教育理念，其课程体系设置也充分体现了大工程教育观。MIT的课程体系包括必修课、专业核心课、专业领域课程、非限制性选修课、信息交流课、实验和提高类课程等六类课程。每类课程都有明确的学分规定（见表2）。必修课和信息交流课是所有科系的学生都必须上的。MIT注重通过对课程结构的规定达到一定的培养要求，规定相当具体，比如要求学生学习8门人文、艺术和社会科学课程（HASS），达到32个学分。而HASS课程又分为文学类、语言、思想和会准则类、视觉艺术和表演艺术类、文化和社会研究类、历史类等五类。8门课程中的3门必须选自这五类，且其中一门必须选自第一、第二或第三类。另一门必须选自第四或第五类。第3门可以从前两门课所在类以外的三类中挑选。MIT的各类选修课程都有大量的课程做支撑，虽然必修课的人文类课程只要求选修8门，但人文社科学院却开设了几百门课程供学生选择。专业领域的课程也是如此，许多科系要求学生在几十门专业课程中选择不少于3个专业方向的专业领域课程。此外，MIT还有种类繁多的项目课程，包括以培养学生实践能力为主要目的的本科实践导向项目、独立活动期项目；有注重学生研究能力培养的本科生研究导向项目、大学二年级学生研究型课程；[3]还有为学生提供综合的、跨学科知识背景的联合课项目、媒体艺术与科学项目；着重培养学生实验能力的实验研究小组项目等等。
三、美、德工程科技人才培养模式对我国的启示
1.美国的启示：学科壁垒与课程综合化问题
中国高校近年来很注重借鉴美国课程模式，从重基础、宽口径，加强工程能力培养的改革，到近来提倡的创新教育、素质教育，通过综合化的高等工程教育课程培养具有大工程意识和技能的工程师体现了美国工程科技人才培养的观念。“大工程教育”是美国工程教育20世纪90年代以来的主流思想。他们认为社会是一个不可分割的整体，在科学技术进步和经济发展的同时不能忽略社会文化、环境、道德等其他方面的因素。由此呼吁工程教育回归其本来涵义，把工程教育改革建立在学科基础上，更加重视工程实际以及工程本身的系统性和完整性。因此，工程教育不仅应该让学生学习工程科学的知识和理论，还应该“让学生接触到大规模的复杂系统的分析和管理，这不仅是指对有关技术学科知识的整合，而且包括对更大范围内经济、社会、政治和技术系统日益增进的了解”，[4]这就要求工程教育的内容应重新进行调整和综合，打破学科壁垒，把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这就要求高校以跨学科的视角进行课程设置，充分考虑学科之间合理的交叉融合，培养学生宽厚的工程知识背景。现在的课程群建设只是把相关课程机械地集合在一起，并没有整合教学内容形成新的课程，甚至没有建立课程之间真正的联系。有些学校人文课程的开设还具有一定的盲目性，几乎是想开什么课就开什么课，有什么教师就开什么课，没有挖掘工程科学内涵本身所具有的人文精神，或是把人文教育作为一种科学体系来考虑。[5]比如，仲恺农业工程学院工程专业的通识课程平台的课程包括：思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、体育、大学信息技术基础、军事理论。美国的通识课程门类丰富，充分展示出科技与人、社会之间的关系，真正体现了融合科学教育、人文教育和工程专业教育为一体的大工程教育思想。美国的通识教育以庞大的选修课作为支撑，这不但是学生达到通识的必然基础，也为学生个性化的学习提供条件。从麻省理工学院的培养工程科技人才的模式来看，美国工程专业的课程体系有四个特点值得借鉴：第一，为学生规定必须学习的基础知识课程。这些课程可以为工程领域内的一些专业提供更为广阔的专业知识，可以为学生在选择某一工程专业之前提供探究工程领域内各种问题的机会。第二，以庞大的选修课程作为支撑，为学生提供综合知识背景。比如麻省理工学院规定学生必须学习自然科学、社会科学、工程技术和信息交流等方面的19门课程，各类课程都有大量的选修课供学生选择。第三，通过灵活多样的项目课程、实验课程加强学生实践能力的培养。第四，注重学生个性并促进其创新能力发展。学生根据各自不同的知识结构、兴趣特张选择不同的课程和学习路径，自行组织课程和学习内容。比如MIT的实验研究小组。
2.德国的启示：三段论课程模式与课程实践化问题
中国高等工程教育受早期苏联的影响，习惯于从科学性和系统性组织课程内容和学习，这种学科课程思维模式根深蒂固，使得我国大部分工科专业课程体系存在几个难以改变的问题：一是课程体系保持公共基础课程、专业基础课程、专业课的三段论模式；二是学科壁垒仍旧没有打破，课程在学科内单向进行；三是工程实践课与理论课的矛盾未得以解决。[6]仲恺农业工程学院也存在这种情况。2009年，仲恺农业工程学院工科专业的课程体系由4个平台2类课程组成，即通识课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台以及实践教学平台四个平台。选修课和必修课两类课程见表3。这在结构上看起来是开始实行“平台+模块”式课程，但是具体的课程设置却没有改变：通识课程平台是以往的公共必修课和公共选修课；学科基础课程平台是以往的基础必修课和专业基础必修课；专业课程平台是以往的专业必修课及选修课；实践教学平台也是以往的实践教学。尽管结构改变，但整个课程体系的实质仍然是以往的“公共基础课+专业基础课+专业课”的三段论模式。德国埃斯林根应用大学的工程专业课程体系也是三段论模式，然而德国的工程教育模式在世界上享有独特的声誉。这是由于它的工程科技人才培养紧紧围绕工程实践性这个中心。德国工程专业的课程开发源于对企业现状、对技术与产品未来发展趋势的分析，并邀请一定的企业界人士共同参与设计，政府是企业与大学之间的纽带；工程专业的大学教授被要求至少具有5年以上的工程实践经历，教师教学与工业界形成了自然联系的网络，在学生的学校教育和企业实践训练之间存在较好的结合。[7]与德国相比，我国工程教育具有“缺乏与工业界的紧密联系”的先天不足，由此造成的“工程化”不足问题严重影响教学、实验、实习和毕业设计等实践教学的各个环节。尽管一直呼吁“要加强实践”，但很多院系仍是过于强调理论知识的正确性与严密性而忽视工程技能的培训，实践教学经常被作为理论学习的附属品，实行“弹性”学时。[8]然而，实践是工程教育的根本。因此，要将阶梯型课程结构改变为渗透型课程结构，也就是将实践环节融入理论课程中，在理论课程教学中渗透实践内容；要按照循序渐渐、螺旋式上升的认识方法，由模拟型向实战型、验证型向创造型、单一型向综合型转化，精心安排实践教学环节；要坚持加强与企业的联系，持续深化产学研合作教育模式。
3.德国与美国的启示：实践课与理论课的平衡
“一二三四”人才培养模式从培养目的（一中心）、师资（双导师）、学生（三阶段）以及课程（四平台）4个方面入手，全方位构建设施农业科学与工程专业高素质应用型人才培养模式。
1.1一中心“一”即一中心，是指以培养创新应用型人才为中心，明确培养目的，使学生在毕业后能够胜任设施农业产业相关单位的工作。
1.2双导师“二”即双导师，是指“学校导师+企业导师”。从学生入学开始即根据双向选择，给每位学生配备学校导师，负责学生的学习、思想及日常生活。从大三下学期到大四上学期，学生以企业等校外实践基地为主，进行专业知识实践。在实践期间，学生根据兴趣爱好选择从事的实践类型，企业为学生配备专门的企业导师。负责指导学生的专业技能，提高学生的实践能力，使学生尽早适应社会。
1.3三阶段“三”即三阶段，是指把学生学习的整体工程划分为“基础—提高—强化”3个阶段。第1阶段：基础阶段，主要通过书院制完成，目的是培养学生的基础能力和人文素养。时间为1年，安排在第1~2学期完成。学习公共课，进行文化素养教育，培养学生诚信、遵纪的品质，增强语言表达能力和计算机应用能力；学习部分专业基础课，在校内实验室和实习实训基地进行基本技能训练，掌握专业的基础知识和基本技能。第2阶段：提高阶段，目的是培养学生的专业能力，主要方式为边学边做，时间为2年，安排在第3~6学期完成。主要学习专业课，在校内外实习、实训基地进行技能训练，掌握专业知识和技能。第3阶段：强化阶段，目的是培养学生的实践综合能力，主要进行集中实践和毕业论文（设计），时间为1年，安排在第7~8学期完成。在集中实践过程中，根据专业教学目标的要求和学生的兴趣爱好，轮流在不同的岗位进行生产实训，掌握专业岗位的实践技能，安排专业教师常驻企业，会同企业导师对学生进行管理和实训指导；毕业论文（设计）工作，学生根据不同兴趣和爱好进行选题，在导师指导下独立完成。
1.4四平台“四”即四平台，包括通识教育平台、专业基础教育平台、专业教育平台、实践创新平台。通识教育平台主要通过理、工、经、管、文、法、艺术等相互渗透，培养学生多样化的思维方式，提高学生的综合素质。主要开设自然科学类、社会科学类、人文艺术类、经济管理类、工程技术类等系列的选修课程，达到全面素质养成的目的。专业基础教育平台主要设置专业的基础理论、技术基础等方面的课程，加强对学生基础理论和知识、基本技能和方法的培养。该平台的课程设置要加大跨学科选修学分比例，增加专业基础课比例，拓宽专业口径，以实现培养学生适应行业、社会的职业生涯所需的可持续发展能力。专业教育平台着重培养学生扎实的专业知识和创新精神。课程设置时根据学生就业的不同方向设置专业选修课，系统设计课程结构，实现专业课程结构模块化，加大开设反映不同学科前沿的课程，使学生形成相对完整的专业知识结构。实践创新平台主要目的在于培养学生将所学专业理论知识应用到实践中以解决实际问题的能力，实现理论与实践的有机结合，培养学生创新、创业意识。该平台包括课内实验、研讨课、专业实践、专业综合实践、社会调查和毕业设计（论文）等。
2优化教学手段，加强教学管理
在教学过程中积极进行方式方法的改革，总结形成了“双主体”、“双导师”教学模式。教学中采用案例教学法、直观教学法、网络教学法等灵活多样的教学方法。教学过程中增加互动式、启发式、讨论式比例，激发了学生学习兴趣，发挥了学生的主体地位，培养了学生学习和思辩的能力。多媒体课件图文并茂、内容丰富，学生课堂印象深刻。多门专业课建立了网络教学平台，视频、图片、习题资源丰富，有较强的互动功能，为学生扩大专业知识面、自主学习提供机会。在实践教学中，高度重视校外指导教师的作用，选聘基地优秀技术管理人员作为指导教师，把学院导师和企业导师放在同等重要的位置，实行学院和企业双导师共同考核的办法，全面准确地考核学生的实践教学情况。实践内容的选择突出与生产实际、教师科研相结合的特点，注重学生应用能力的培养。在强化教学质量监督制度方面，首先打造教学团队。建立专业主干课程教学团队制度，教学团队至少由1名具有副高职称以上的教师负责。其次坚持高级职称教师（特别是教授）为本科生授课制度。再次，坚持严格的校、院、同行三级听课和信息反馈制度，把发现的问题及时反馈给相关教师。每学期结束后，除了实施网上学生评教制度外，还要求学生对教学情况作出书面评价，提出意见建议。最后由主讲教师对自己本学期教学进行全面总结，提出改进措施。
3提高师资队伍素质，构建设施农业学科梯队
3.1中青年骨干教师队伍培养加强学科带头人的培养力度，以提高教师素质为中心，以培养中青年骨干为重点，鼓励和资助青年教师在职攻读博士学位，经过近几年师资队伍的建设，教学团队中80%具有博士学位。通过国外研修、国内高校进修及企业挂职锻炼等方式，对中青年骨干教师加强培养。每年选派教师参加国内、境外培训，学习专业课程体系开发、应用型本科院校先进经验和专业技术等。
3.2“双能型”教师队伍培养每年选派教师到校内外实训基地进行生产锻炼，丰富专业实践经验，提高“双能”素质。其他教师也轮流到生产一线进行实践锻炼，每年不少于10人次，每次不少于2个月。通过这样的措施，培养了一批高素质、高水平的“双能型”教师队伍，“双能”素质教师比例提高到63.6%，并有50%教师获得职业资格证书或职业技能鉴定证书。
4产学研紧密结合，加大创新应用型人才培养力度
朱俊方 ZHU Jun-fang；刘伟 LIU Wei；马坤 MA Kun
（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定 071000）
摘要：根据最小二乘法原理，结合发动机特性方程、车辆行驶特性方程和换挡特性方程，推导出自动变速器换挡规律求解数学模型。对实例进行仿真试验，结果表明，采用该求解方法得到的换挡规律能够很好地发挥车辆的最佳动力性和经济性，大大提高了工作效率，同时验证了该方法的有效性，为进一步提升整车使用性能提供重要的理论依据。
关键词 ：最小二乘法；换挡规律；数学模型；仿真试验
中图分类号：TQ018 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0159-04
作者简介： 龚正伟（1982-），男，甘肃白银人，学士，工程师，研究方向为汽车传动系统设计与开发。
0 引言
换挡规律是自动变速器设计的核心，变速器依据换挡规律来确定车辆实际行驶过程中何时升挡、降挡或者保持挡位，换挡规律的准确与否直接影响整车的使用性能。换挡规律的求解过程实质上是找出变速器换挡影响因子与发动机、车辆行驶性能参数之间的函数关系，利用工具进行计算[1]。现阶段主要通过经验法和图解法求解换挡规律[1]。由于发动机特性参数的分布规律随工况不同而发生变化，利用经验法得到的结果无法准确满足车辆实际行驶工况需求，而采用图解法的求解运算工作量相当大，影响变速器的设计质量[1，2]。采用最小二乘法，寻找数据之间的最佳函数匹配，最大程度的减小运算量，提高计算精度，满足实际需求。利用最小二乘法原理，结合发动机特性方程和传动系统特性方程，推导出自动变速器换挡规律求解数学模型，并通过仿真计算，验证该求解方法的有效性，研究结果有助于车辆使用性能的提升。
2 换挡规律求解数学模型
自动变速器换挡规律包括动力性换挡规律和经济性换挡规律，要建立合理的换挡规律求解数学模型，需要求出换挡影响因子（油门开度α、车速v、驱动轮滑转率δ）与车辆动力特性和经济特性之间的函数关系，并结合换挡特性进行推导。
2.1 发动机特性方程
车辆发动机特性包括转矩特性、油耗特性和功率特性，发动机的输出转矩Me、小时燃油消耗率ge、输出功率Pe与转速ne之间的关系如图1所示[2]。可以看出，油门开度α一定时，Me、ge、Pe分别是ne的函数，利用最小二乘法原理拟合它们之间的函数关系。一般情况下，拟合多项式次数采用2～4，其计算精度可以满足工程要求[5]，本文取k=2进行拟合求解。由此，可以得到拟合方程如下：
式中，Wq驱动轮垂直载荷（N）；δ0驱动轮特征滑转率；φ驱动轮驱动力系数；φ0驱动力系数最大值；hT车辆牵引点到水平面距离（m）；L轴距（m）；YK0驱动轮静载荷（N）。
2.3 换挡特性方程
换挡特性表明了不同油门开度下车辆驱动力与车速、油耗与车速的关系，是换挡时刻在供应特性场上的体现，也是评价自动变速器性能的主要指标。换挡特性说明换挡前后系统的状态。在此假定：①换挡时间短，换挡前后行驶速度不变；②换挡前后外界阻力不变；③换挡前后动力传动系统无动态变化以保证车辆良好的动力性能。利用驱动力曲线法、耗油量曲线法[2，6]分别将车辆供应特性线转化为驱动力-速度曲线和小时燃油量-速度曲线，如图2所示。
根据图2并
参考文献[7]可以得出，要保证供应特性场的完整性，换挡曲线应在相邻两挡的供应特性场内，即两换挡曲线重合区域内，且经过相邻两挡的交点，该交点为换挡特性点。
3 仿真计算与分析
为验证基于最小二乘法原理得到的换挡规律求解数学模型的有效性，以某车型为例进行仿真计算，并对结果进行分析研究。
3.1 模型参数
仿真计算所用的主要参数为：δ0=0.15，φ0=0.704，rq=0.346m，i∑1=77.801，i∑2=50.950，i∑3=43.702，i∑4=39.012，ηm=0.95，ηn=0.9，hT=0.295m，L=1.7m，YK0=42782.35N，拟合系数如表1所示。
3.2 仿真计算与分析
采用matlab编程拟合计算出换挡规律求解方程的待定系数，本文给出Ⅲ-Ⅳ挡换挡规律的待定系数，如表2所示。同时，可得到最佳动力性换挡规律曲面和最佳经济性换挡规律曲面，如图4所示。
油门开度一定时，车辆换挡速度随滑转率的减小而增加，其增加的速率随着挡位的增加而变快；滑转率一定时，车辆换挡速度随油门开度的增加而增加，其增加的速率随挡位的增加而变快。滑转率减小时，表明速度损失小，此时应升挡以提高车辆动力性，升挡后保持油门开度不变或增加，车辆燃油消耗率会增大，因此为保证车辆经济性，升挡的同时应减小油门开度；整个换挡规律曲面的变化趋势符合车辆实际挡位变化状态，能够满足车辆动力性和经济性需求。（图4）
对比传统图解法[3]得到的换挡规律曲线（滑转率δ=0.92%），如图5所示，基于最小二乘法得到的换挡规律与基于传统方法得到的换挡规律基本相当；而与传统方法相比，采用最小二乘法建立换挡规律求解数学模型，能够借助计算机编程高效准确地得到换挡规律求解过程中所需要各种工况下的参数，大大减小了工作量，提高了效率。
4 结论
①利用最小二乘法原理，并结合发动机特性方程、车辆行驶特性方程和换挡特性方程，推导出自动变速器换挡规律求解数学模型；
②对实例进行仿真试验，结果表明基于最小二乘法原理得到的换挡规律与基于传统图解法得到的换挡规律相当，符合车辆实际挡位变化状态，能够满足车辆动力性和经济性需求；同时，最小二乘法求解自动变速器换挡规律能够大大减小工作量，提高产品设计效率。
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[论文摘要]区域经济反映不同地区内经济发展的客观规律以及内涵和外延的相互关系，区域创新本质上是区域经济行为。从区域经济与区域创新能力相互联系的视角，对两者的耦合关系进行了分析，并提出贵州省区域经济与区域创新能力发展的建议。
随着区域经济的发展，区域创新能力日益成为影响区域发展的关键因子，成为很多政府为增强竞争优势而选择的一种重要的弹性政策措施。成功的经济区域应该是内生型经济增长的区域，一个国家、一个地区的经济竞争，在很大程度上是创新能力的竞争。改革开放后的前2O年，在Xl~4，平“两个大局”思想指引下，中央政府实行“让一部分地区、一部分人先富起来”的非均衡发展战略，中国经济高速增长，从根本上改变了长期落后的面貌，中国在国际经济中的地位得到大大提升。本文运用耗散结构讨论方法建立区域分工与合作的新的分析框架。为寻求解决东、中、西部协调发展的新路径，破解区域封锁、恶性竞争难题的新措施，探讨区域分工合作的转制和创新，为中国乃至发展中国家的区域分工合作、发展落后地区提供实践范例，为各级政府区域政策的制定提供参考。
1区域经济与区域创新能力
1．1区域经济及中国区域经济发展
经济区域是指以一定地域为范围，并与经济要素及其分布密切结合的区域发展实体。区域经济则反映不同地区内经济发展的客观规律以及内涵和外延的相互关系。改革开放以来，中国的区域经济发展实现了从低水平平衡发展到区域经济非均衡发展的转换，取得了举世瞩目的巨大成就，造就了带动国民经济整体增长的经济核心区和增长极，促进了整个国民经济的高速增长，增强了国家的经济实力。
1．1．1区域经济的基本内涵区域经济是在一定区域内经济发展的内部因素与外部条件相互作用而产生的生产综合体，每一个区域的经济发展都受到自然条件、社会经济条件和技术经济政策等因素的制约。水分、热量、光照、土地和灾害频率等自然条件都影响着区域经济的发展，有时还起到十分重要的作用；在一定的生产力发展水平条件下，区域经济的发展程度受投入的资金、技术和劳动等因素的制约；技术经济政策对于特定区域经济的发展也有重大影响。区域经济是一种综合性的经济发展的地理概念。其反映区域性的资源开发和利用的现状及问题，尤其是指矿物资源、土地资源、人力资源和生物资源的合理利用程度，主要表现在地区生产力布局的科学性和经济效益上。区域经济的效果并不单纯反映在经济指标上，还要综合考虑社会总体经济效益和地区性的生态效益。
1．1．2中国区域经济发展重要历程1978年以来，中国区域经济发展经历了从不平衡发展到协调发展的战略转变。根据不同时期区域经济发展的重大战略，中国区域经济发展可分为3个阶段，即l979—1990年向东倾斜的不平衡发展阶段、1991一1998年开始关注中西部的区域协调发展战略启动阶段和1999年以后区域协调发展战略全面实施阶段。中国是一个地区差异较大的国家，在改革开放初期，中国政府在“六五”计划中采用传统的沿海与内地“两分法”来反映这种差异性，到“七五”计划时期，中国政府按照地理位置和经济发展水平的差异，将全国划分为东部、中部、西部三大经济地带，并以此作为国家确定经济开发重点和生产力布局优先次序的依据；在“八五”计划中，中国政府又采用了沿海地区与内陆地区这种“两分法”，“九五”计划则表述为东部地区和中西部地区。1999年，中国政府开始实施西部大开发战略，西部大开发的范围，除了“七五”计划时期的西部1O省(区、市)外，还包括原来属于东部地区的广西和原属于中部地区的内蒙古，以及吉林省的延边朝鲜族自治州、湖北省的恩施土家族苗族自治州、湘西土家族苗族自治州。这样从省级行政单元看，形成了“10+2”的大西部概念和西部大开发背景下的新三大地带格局。2005年以来，中国政府相继实施了东北地区振兴战略和中部地区崛起战略，在国家“十一五”规划纲要中，将中国区域经济的发展分为四大区域，由此形成了东部、中部、西部和东北四大区域的新格局(表1)。比如，在西部地区，西南和西北地区的发展情况就差别较大，主要包括西部大开发省份；在东部地区，主要包括长江三角洲、珠江三角洲、山东半岛和京津冀的差别也很大，而东北地区可以大致看成是一个相对完整的经济区。
1．2区域创新能力及其在区域经济发展中的作用
1．2．1区域创新能力的基本内涵区域创新能力的概念，国内外尚未有十分明确、统一的概念。如从科技层面出发，将区域创新能力定义为“区域创新能力就是区域发展和运用科学技术的能力，主要表现为工艺流程、产品设计等方面的研究和开发能力之和”、“区域创新能力就是区域科技能力和区域科技竞争能力”等；美国哈佛大学波特教授波特和斯特恩认为，国家创新能力取决于共有创新设施的强度，支持创新集群的环境条件下以及两者互动联系的强度。在我国，中国科技发展战略小组在区域创新能力方面进行了大量的研究，该研究小组认为，区域创新能力是指一个地区将知识转化为新产品、新工艺、新服务的能力，将区域创新能力从知识创造能力、知识流动能力、企业的技术创新能力、创新环境和创新的经济绩效5个方面(图示)。
1．2．2区域创新能力在区域经济发展中的作用
随着新技术革命和知识经济时代的到来，经济全球化和区域经济一体化已成为不可阻挡的发展趋势。创新在本质上是一种经济行为，区域创新在本质上就是区域经济行为。区域经济强化了区域创新系统构建的区域意识和空间意识，即增强区域自主创新能力，提升区域整体竞争优势，优化区域产业结构，促进区域经济高速稳定持续发展。区域经济学的研究对象帮助区域创新从各个方面建立了一种区域架构。区域经济活动暗示区域创新的系统特征，区域经济活动的空间结构诱导区域创新的空间布局，区域经济活动的地域分工加强区域创新的优势互补，区域经济政策引导区域创新的发展方向。总之，区域经济学对区域创新发挥着基础理论的导向作用。
2区域经济与区域创新能力的耦合关系
2．1区域创新是带动区域经济发展的动力
技术创新使主导产业或产业集群成为相关行业新的“增长极”，该增长极就像一个巨大的磁场，不断吸引着周围的各种要素。一是增长极的高速增长对生产要素供应部门产生影响；二是增长极高速增长诱导周围地区新兴工业部门、新技术、新原料、新能源等的出现。区域创新环境还可以为区域内的大量中小企业提供新技术及各种技术服务，并进行技术扩散，形成更大规模的经济增长效应。通过区域创新可以优化、整合区域内的创新资源，提高区域的创新能力，形成区域的创新合力，区域中高科技企业和高科技产业园区形成区域经济中的新产业和新的经济增长点。区域内大型企业创新能力的形成，不仅可以提高企业自身对先进技术的消化吸收能力，还可以逐步形成企业的自主创新能力。
2．2技术创新促进区域产业集群的发展
技术创新与产业集群的关系：一是技术创新的系统性要求与产业集群内各主体的互惠共生性要求一致(政府、高校、科研院所、企业等在创新系统中都有相互不可替代的作用)。二是技术创新系统中的外部经济效益与产业集群中的集聚原理一致。在产业集群中，众多相互关联的企业聚集在一起，实现资源共享、优势互补。产业群的发展和建设可以促进地区间资源的有效配置和合理分工，减少产业结构趋同化和重复建设等问题，达到规模效应，从而促进区域产业结构优化升级和健康发展。技术创新加快了产业集群的形成与发展，这是由于技术创新的内在属性与产业集群的一般特性在本质上是一致的。在我国，无论沿海地区还是中西部地区，都已形成或正在形成一些主导产业或产业集群带动的区域发展典型。如中国的硅谷“中关村”，武汉“中国光谷”已研制成功5大品种、4O多种型号的新型激光切割机，在占领国内55市场份额的基础上，开始称雄东南亚地区的激光市场。
2．3区域创新离不开区域内技术进步及对经济、文化资源的依存
产业结构的升级仅靠技术引进和模仿是不够的，还必须要有自主创新的能力，而自主创新能力的形成依靠区域创新环境的建立和完善。区域经济的创新离不开地区的经济、文化和资源等条件和水平。国外的研究也证明，区域技术创新的发展受到区域具体的发展历史、文化、传统及其所形成的制度、结构因素的影响。区域创新是以区域作为整体，以发展区域经济为目的，来构建区域创新系统，从而能够一方面根据本地区的特点发展科学技术，另一方面则是通过技术创新和技术进步来促进区域经济的发展与进步。
3贵州省区域经济与区域创新能力发展的对策建议
3．1加快重点行业、领域的科技创新体系建设
3．1．1加快西电东送的建设贵州动能资源丰
富，水能、煤炭和煤层气开发潜力极大，尤其是火力发电弥补了枯水期水电紧张的状况，具有独特的“水火互济”优势。同时，随着贵州电力工业的发展，必然带动煤炭生产的规模化、自动化及集约化水平，促进煤层气等新能源的开发，增加煤炭工业的科技含量，进而可使高附加值的煤化工产品进入东南沿海。 3．1．2加快矿产资源的开发贵州磷矿资源丰
富，原矿品位高，有害杂质含量低，是全国数百家大、中、小型磷肥、磷化工企业生产的重要原料。贵州磷及磷化工的生产规模、技术水平、生产设备和总体经济效益在全国具有突出的优势，发展潜力巨大。贵州的磷酸二铵为中国名牌产品。
3．1．3铝及铝加工贵州的铝加工在全国占有重
要地位，氧化铝、电解铝在国内外都有很强的竞争力，经济效益在全国同行业中处于领先水平。目前，贵州省铝产品主要销往广东，随着“泛珠三角”区域经济技术协作的深入，贵州铝的深加工产品必然能寻求到更为广阔的市场。
3．1．4加快高新技术开发及其产业化建设贵州
高新技术发展较快，目前已初步形成了以电子信息、新材料、生物技术等为主的高新技术产业群。另外，为了使贵州信息资源开发利用指数、信息产品与服务指数、信息化水平总指数能接近或达到全国平均水平，贵州省制定了“数字贵州”建设总体规划方案，加强了“数字贵州”信息交换中心、数字国土、数字城市、数字农业、企业信息化、数字林业、数字交通、数字公安、数字校园的规划和建设，同时制定并规范了相关的政策和法规，力争形成较完备的信息产生、交流及共享体系，推动全省社会、经济、文化教育和科技的快速发展。
3．2注重喀斯特生态建设与环境保护
贵州位于西南喀斯特的腹心地带，处于长江、珠江上游分水岭地区。由于生态系统严重退化，石漠化面积的迅速扩展，已从根本上威胁到贵州人民赖以生存的基础和农业可持续发展的后劲，并严重危及长江、珠江中下游地区和三峡库区的生态平衡，直接影响我国经济、社会与生态的持续协调发展和全国小康目标的实现。因此，加强贵州喀斯特区的环境保护及生态建设已刻不容缓。围绕生态农业、生态林业、退化生态系统的恢复与重建、环境污染的综合治理、生物资源开发及监测评价等内容，贵州省已开展了改善生态、生活环境与可持续发展等一系列的研究，并创建了退耕还林还草、保土节水、产业化生态旅游、区域经济可持续发展等试验示范区。为了进一步推进喀斯特石漠化治理和环境污染的控制，还需联合其他省(区)共同攻关。
3．3加大贵州区域特色经济的发展
3．3．1畜牧业贵州气候温暖湿润，畜群生长及饲
料生产条件明显优越于西北和北方牧区，且广大农村受工业污染和化学农药污染的程度小，是生产“无公害食品”的理想地方。贵州畜禽品种丰富，拥有一批适应性好、抗病性强、周期短和肉质优的地方特色畜禽资源。全省天然草地可利用面积达400万hm2以上，还有约33万hm2地坎，200万hrn2林下草地，80万hm2退耕还林地和数千万亩冬闲田土可供利用，畜牧业发展的增长空间极大。此外，养畜成本低，使贵州畜牧产品在国际市场上具有价格上的竞争优势。在实施西部大开发的战略中，国家把生态环境保护和建设列为重点，出台了退耕还林还草等优惠政策，为贵州生态畜牧业的发展提供了历史性的机遇。加上加入世贸组织后，拓展了贵州畜牧业发展的国际市场空间，随着“泛珠三角”区域的协作和东盟自由贸易区的建立，国家将进一步推进南贵昆经济区的建设，这对贵州畜牧业的发展更为有利。新阶段扶贫开发的推进，必然要加大对脱贫带动力大的畜牧业的投入，也为畜牧业的发展提供了有利时机。
3．3．2卷烟、酿酒等特色产业贵州烤烟种植和
卷烟生产历史悠久，有明显的资源和技术优势，是全国烤烟种植和卷烟生产大省。全省拥有黄果树、遵义、云雾山等名优卷烟品牌，目前，围绕提高卷烟产品的质量，正对烟草配方技术、安全型卷烟生产技术、混合型卷烟产品以及烟用香精香料等进行研究开发。以“国酒”茅台为龙头的贵州酿酒工业，是贵州的传统优势产业。全省拥有茅台、董酒、习酒、贵州醇、青酒等名优品牌及其系列产品。贵州酿酒工业拟实施名牌带动战略，在保证质量和增加品种系列的同时，扩大市场占有份额。
3．3．3特色食品业贵州具有发展以特色农产品
和野生植物资源为原料的特色食品生产的优势。黑糯米、薏仁米、荞麦、芭蕉芋、山药、辣椒、竹荪、土豆、魔芋等特色农产品目前已由原料出口转为就地加工；刺梨、猕猴桃、杨梅、柑桔、银杏等已从野生转为基地规模化种植；竹荪、香菇、蕨菜、折耳根等山间野菜资源丰富，为贵州特色食品的发展提供了充足的原料保障。
3．4发展贵州旅游业
贵州旅游以原生的自然环境、奇特的喀斯特景观、浓郁的少数民族风情和宜人的气候著称。境内溶洞、瀑布、峡谷、石林、温泉等自然景观数量多、分布广、观赏价值高。全省拥有可供旅游者游览的旅游景区(点)1000多处，有黄果树、龙宫等8个国家级风景名胜区和贵阳、花溪、百花湖等4O个省级风景区，有梵净山、茂兰喀斯特森林等6个国家级自然保护区和淮河麻阳、道真大沙河等3个省级自然保护区，还有遵义、镇远2座历史文化名城，现已开发4条各具特色的旅游风景线。贵州是多民族省份，丰富的民族文化和旅游产品不仅在全国旅游市场占有一定优势，还具有重要社会文化旅游科研价值。随着“泛珠三角”创新联合体系的建设，区域协作内容的扩展，贵州与滇、桂、川将会形成旅游片区优势，建立起西南区域旅游资源的大系统，合作推出旅游品牌。随着中国一东盟自由贸易区的建立，贵州旅游业独特的地缘优势将得到更好的发挥。
3．5重视劳动力资源的培训与开发
贵州劳动力资源丰富，具有工程承包和劳务输出的优势。随着“泛珠三角”创新体系的建设和东盟自由贸易区的建立，贵州对外工程承包和劳务输出的数量将会增大。因此，除加快建立反应灵敏的国际劳务市场信息通道，积极拓展国际劳务市场，提高贵州国际劳务合作质量和水平，扩大劳务输出规模的同时，应高度重视劳务输出人员专业技能和新知识的培训，提高劳务输出人员的整体水平，并通过劳务输出，带动设备技术的输出，促进贵州经济的发展。
3．6构建以知识经济产业化为重点的科技创新基地
构建科技创新基地要依据现代科学技术是知识经济的核心、高新技术产业是知识经济的主导产业、科学技术成为知识经济中生产力的第一要素等知识经济特征，寻求具有自主知识产权的核心技术支撑、实现产业化过程中核心技术随资本、股权漂移，重点是建设知识经济发展平台。贵州科技创新基地建设重点应以省会贵阳为中心，以主导产业项目为支撑，核心技术研发为重点，核心组件经营为目的，最终形成有自主知识产权、自我开发能力的高技术产业成果转化。科技创新基地建设要整合上、中、下游产业，形成产业链。产业化基地发展分三个时段：第一时期为基础期，2003年7月至2006年底，完成组织核心团队、掌握核心技术的主要支撑项目建设；第二时期为发展期，2007年初至2009年底，主要以抢占市场占有率为策略目标，占领一定份额国际、国内市场，实现科技创新基地的稳定收益；第三时期为整合发展期，在2009年以后的4～5年内，以品牌经营为主轴，实现以核心技术带动的跨越式发展。科技创新基地的实施主要由信息产业、新材料、生物技术三大块组成，突出微硬盘核心技术产业、光电核心技术产业、数字TV核心技术产业三个核心项目及高科技产业群。
产学研合作培养人才的模式类型有很多，比如最早的“三明治”模式；经典的“工学交替”模式；高层次的“企业博士后攻占模式”，广泛用于工程硕士培养的“双导师、双基地”模式；针对企业培养人才的“311预分配”模式和“继续工程教育”模式；现代化的“工程研究中心”模式；“大学科技园”模式；以及校内产学研结合模式等等。这些模式的应用十分灵活，运行机制也极为多样。其中在地方高校中具有广泛适用性，能有效推动工程学科建设，改革教育教学的模式主要有三种：
1）三明治模式“三明治”模式分厚三明治和薄三明治模式。厚“三明治”模式一般把学习分为3个阶段，进行“学习-实践-再学习”，第一阶段以校内培养为主，完成全部或部分基课、专业基础课和专业课的学习以及规定的实践基础训练；第二阶段以企业培养为主，预分配到工厂或研究所，以见习技术员身份参加工程实践，培养工程技术能力；最后一阶段，学生回到学校，自由选择专业方向和适合自己发展的课程，并完成自己在工作实践中选定的毕业设计课题，完成本科学业[2]。薄三明治模式也叫“工学交替”模式，在高校中应用比较广泛。它一般分为多个学习阶段，根据需要安排参加实践的次数和时段，因此形式多样。一般遵循由基础到专业循序渐进，理论结合实践的原则，课堂理论教学与工程实交替进行。“一年三学期均衡时工学交替”是比较典型的工学交替模式。它把一学年分三个学期，两个学期进行理论学习，一个学习进行工作实践。工作学期由学校与企业共同制订教学计划，内容安排循序渐进，结合理论教学，逐年提高，并分阶段考核、答辩、评分。学生还可以在企业进行毕业设计（论文）。这种模式学校是教育主体，实践方式是顶岗，学生的工作不再由学校集中安排，而是利用市场的调节机制，采取供需见面、双向选择的方式对学生进行分散式的安排。学生根据专业和兴趣自自主选择，因而参与积极性比较高。
2）项目式教学模式项目式教学模式一般经历四个过程，“基础理论学习+参与项目+回校总结学习+毕业设计”。建筑、水利、电力、铁道、石油学院通常采用这种模式，他们在基础理论学习阶段结束后，把学生派往合适的大型建设项目工地，让学生运用已学的知识参与工程的设计、施工和质检验收。工程结束后学生回校继续理论学习，这时他们可以有针对性的学习那些在工程实践中必须的但是过去的理论课程中没有的知识，最后进行毕业设计。对于非工程类的专业，项目式教学，可以结合用人单位的实际项目进行，比如学生在教师指导下，完成调研任务、采访任务、规划勘测任务等用人单位提出的实际项目。由于这种模式具有项目的大小和时间的不固定性，所以实施方面需要比较灵活的教学计划和管理体制。
3）有机渗透型合作模式有机渗透型合作模式通常是校企双方深层次上的合作，不拘于形式，只要使人才培养活动渗透到专业教育的全过程中。比如上海电力学院与华能上海石洞口第二厂、上海电力安装第一公司，开展的以专业综合改革为中心的产学研合作教育。其基本思路是以学校的专业教育改革为突破口，结合考虑学校教育教学规律及企业对人才的要求，重构教学计划和专业课程体系，改革教学内容模块，同时利用企业资源强化实践性教学环节。这种模式实施的关键是企业参与，有机渗透到专业教育改革的方方面面中，包括教育管理、教学活动、课程体系、思想教育等整个教育过程。这种模式不仅能提高学生的实践能力，还能推动学校整体的教育教学改革，通常效果显著，但是它涉及面比较广，遇到的困难和问题也会较大[3]。
2改革教学计划，突出技术应用性
我国传统的工程教育是一种“科学工程教育”，它强调专业知识的系统学习，较为忽视基础知识和实践能力的培养。培养出的人才学机的不懂电，学冷加工的不懂热加工；只懂技术，不懂成本、经营、管理，更缺少人文修养。实施产学研联合培养人才，则要求更新教学内容，突出技术应用性。比如机器人专业不是研究如何制造机器人，而是研究如何运用机器人来分拣物品和生产原料，承担生产线上的工作；模糊控制专业不死研究模糊控制理论、远离的新发展，而是研究如何用模糊控制基本原理实现起吊重物的平衡移动和定位。首先，产学研联合培养可以吸纳企业工程技术人员组成专业顾问委员会，参与教学计划的制定，要从学生的知识、能力、素质结构三个方面构建教学计划。理论课程体系按照公共课、专业课、专业方向课和选修课四个模块构建。实践教学体系要按照由易到难，逐步接近工程实践的原则，从认识实习、基本技能训练、岗位技能训练和综合技能训练的线路来构建。其次，要强调实践教学。以广西工学院的机械工程及自动化专业为例。他们把企业现场实践分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。企业现场实践Ⅰ为2周，目的是使学生初步了解我国机械制造业的现状、技术进步、科技水平和现代管理方法。企业现场实践Ⅱ为2周，目的是使学生加深对所学知识的理解，并为后续专业课程的学习提供必要的感性知识，直接了解本专业的实际生产过程和生产内容，具体了解模具设计及制造、数控编程操作的全过程。企业现场实践Ⅲ为11周，目的是使学生进一步加深对本专业知识的理解，拓宽知识面，以了解当前模具行业的新只是、新技术和现代化生产情况[4]。又如中山包装学院的产学研联合培养使用“课堂教学+现场参观+技术讲解+动手操作”的模式，充分利用企业生茶那设备，是学生在操作中学习，大大提高了他们的学习积极性和理论知识的消化能力。这样的课程体系和教学方式更贴近生产实践，更符合企业的实际需要。
3加强师资培养，提高教师工程能力
[关键词]工学 人才培养 食品科学与工程专业
一、引言
自20世纪以来，随着中国高等教育规模迅速扩大，食品科学与工程专业如雨后春笋般纷纷在各个高校设立，为我国培养了一批批的食品行业专门人才。但近几年，随着我国经济建设的逐步发展和我国高等教育教学改革的深入进行，食品科学与工程专业原有的人才培养模式越来越不能满足现代化企业的需要。工程底子薄、工学理论知识匮乏，已成为日益暴露出来的显著问题。产生这一问题的主要原因是，食品科学与工程专业目前工程教育体系不够健全，教学和食品工业现状脱节，导致学生动手能力弱、解决实际问题能力差，工程素质距离企业的要求似乎越来越远。因此，必须加强工程教育的培养，提高大学生的创新能力，加强实践教学环节，推进产学研结合，改革人才培养模式，应对工程全球化、复杂化的挑战，更好地满足经济社会发展对工程人才的迫切需求[1]。
本文对57所学校食品科学与工程专业的培养方案及大纲进行了系统研究，其中包括18所综合类院校，13所工科院校。将工学类院校食品科学与工程专业培养体系分成四部分，基础课程；专业知识；实践环节；创新能力。通过探讨和研究人才培养模式的不足，找出影响学生工程能力培养的重要因素，得到能够促进工程能力培养的最优培养模式，更新相关课程教学体系和教学内容，突出课外科技活动的积极作用，提升食品科学与工程专业毕业生参与国际人才竞争的能力。
二、基础课程教育培养模式的调整
（一）适当缩减公共基础课学时
工学类院校食品科学与工程专业的基础课程知识结构包括：人文社会科学、自然科学、外语、计算机信息技术、体育、基础教育等方面。在本研究所调查的21所工学类院校当中，食品科学与工程专业的专业课程学时占总学时的比重为40-60%，其中，工科类院校专业课学时多于综合类院校。基础课占总学时比重过大，这导致学生学习专业课程的时间相对少，专业知识薄弱。在基础课程教育过程中，英语和数学占学时比例最大，而在现代高中教育环节中，英语和数学等常规课程已经涉猎了一些大学课程内容，学生上了大学之后，这些内容还会重复学习30-50学时，这不仅浪费时间，还直接减少了专业课的学习时间，如果将这部分学时应用于专业课的学习，势必会使学生的专业理论知识得到丰富。
（二）加强学生工程基础知识的训练
在工程训练方面，作为工学类院校的学生应掌握有一些工学类基础知识，如：机械基础知识和电学基础知识等，以便将来可以从事一些食品机械与设备的设计、制造、管理、销售等方面的工作。工科院校对学生这方面的素质教育要好一些，基本能有90-120学时的学习，而一些综合类院校却忽视了学生工程基础的训练，导致学生的知识体系偏软，缺乏工学学士应具有的综合素质。因此，应调整基础课学时，保证学生工程基础知识学习在100学时以上，满足现代社会综合素质人才培养的需要。
三、专业课程体系培养模式的完善
（一）采取理论联系实际的教学模式
在专业必修课中，食品工程原理、食品工厂设计、食品机械与设备属于工程类课程，在进行教学时应避免填鸭式教学，教师讲授要少而精，使学生能够举一反三，帮助学生形成主动探索和求知的学习方式，培养想问题、解决问题的能力。根据教学内容，大力推进计算机辅助教学，利用多种媒体，加大课堂教学的信息量，使学生掌握的知识更加全面、准确、生动和客观。例如在讲述食品机械与设备时，可以在多媒体教学中加入食品机械单元操作的动画或录像，这样就可以使学生更加形象的理解食品机械的工作原理及加工过程。在食品工厂设计课程中，可以利用多媒体教学展示世界上或我国大型食品工厂的图片或录像，使学生对现代化食品工厂有更加直观的认识。另外，学生的学习成绩可以通过多个环节进行综合考察，如考试、讨论、读书报告和论文等形式，使学生有更多机会进行独立思考，调动学习积极性，提高学习效率。
（二）丰富专业选修课的种类
在专业选修课方面，扩大选修课的比例，拓宽学生的知识面。要把握社会、经济和科技发展的新成果和新动态，使教学内容不仅成为学生必须掌握的知识，同时成为提高学生能力的有效载体[2]。增加工程类专业选修课，可以将一些工程类课程的基础部分设定为专业选修课，如机械原理、机械设计、机械制造等。这样就可以让学生更好的掌握食品机械及设备原理、设计和制造等方面的知识，形成具有针对性和特色性的人才培养模式。
四、实践环节培养模式的建设
加强实践性教学环节建设，提高学生分析问题与解决问题的综合能力，是工学类院校共同努的的目标。实践教学是本科教学的重要组成部分，包括实验课的教育，实习环节的培养和毕业设计的训练，这对提高学生的动手能力，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，培养学生技术创新的能力，提高学生的就业竞争力有着不可替代的作用。
（一）通过实验环节提高学生的动手能力
食品工程类课程实验多为演示性、综合性和设计性实验。演示实验直观、生动、有趣，在对学生能力和素质的培养方面有着独特的作用，并且可以采取多种教学方式，如：课堂演示，在课堂上应用多媒体教学方式演示食品机械的单元操作过程；课外演示，学生利用课余时间到实验室参观演示实验，并在教师的指导下自己动手实际操作；演示走廊，在教学楼或实验楼里专门辟出一定的空间用于摆放一定数目的演示实验，供学生在课余时间自由参观和学习[3]。综合性实验及设计性实验，涵盖多项技能和多种方法，对于培养学生的能力更为重要，这类实验一般应占实验教学总学时的1/3以上。使学生能够对食品单元操作、过程控制、能源综合利用等现代食品生产过程的各个方面熟悉和掌握。
（二）通过实习环节使学生增强对食品行业的了解
实习环节是本科生对专业知识更深层次了解和掌握的过程，也是学生首次真正接触食品工厂，从对食品工业的感性认识上升到理性认识的过程。工学类院校食品科学与工程专业可以实行一学年三个学期的教学体制，在暑假前后安排第三学期6周左右的实习，在教师的指导和帮助下，学生可以自行联系实习单位，自主安排实习日程，完成食品科学与工程专业认识实习和食品工艺实习。设立食品科学与工程专业社会调查实习，让学生自行设计社会调查表，发放调查问卷，及时掌握食品行业动态。设立食品工程系统设计实习，利用3周左右的时间，让学生使用CAD制图软件自行设计一套食品加工系统，完善食品工程环节的学习。实习环节的考核要把对企业的了解、对行业的了解、对市场的了解作为考核学生实习成绩的重要组成部分，引导学生提高对各实习环节重要性的认识和实践的积极性。
（三）通过毕业设计完善学生知识体系
毕业设计是高等院校人才培养计划中重要的组成部分，是培养学生综合运用所学理论知识和实验技能的综合工程实践训练，是培养创造能力、独立工作能力和解决实际问题能力的重要环节，是学生走向工作岗位之前的工程基础训练，对全面地学习和掌握专业知识有非常重要的作用。工学类院校食品科学与工程专业可以适当延长毕业设计及毕业实习环节的时间。学生可以在寒假完成3周的毕业实习，毕业实习是学生针对所研究课题进入相关食品工厂进行模拟工作的阶段，通过实习不仅可以使学生能够更好的完成毕业设计，还可以让学生提前进入工作准备状态，以使学生毕业后能够更快的融入社会。在整个毕业设计过程中学生受到提出问题、检索资料、分析解决问题、实验验证、撰写说明书和毕业论文、接受答辩等基本训练，从而培养学生具有优良的思维品质，勇于实践、勇于探索和开拓的精神，这是其他教学环节不能替代的。通过毕业设计环节的训练，使学生具有正确观察、缜密思考、总结归纳等方面的能力及良好的实验习惯、诚实记录的学习态度和严谨的科学作风。使学生成为动手能力强、有创新精神和创新能力的高质量本科专业人才，为从事食品科学与工程方面设计、研究和开发奠定基础。
五、学生工程创新能力的培养
工程创新能力的培养是工学类院校食品科学与工程专业人才培养的一个重要环节，对于增强民族自主创新能力有着深远的社会意义。随着各大高校食品科学与工程专业的设立，如何培养适应时代需要，具有创新意识、创新思维及创新能力、工程实践能力的高素质工程技术人才就显得更为迫切[4]。
高校教师在做好本职工作――教书育人的同时，还有会从事一些科学研究工作，本科生可对教师的科研项目进行学习和研究，选择自己感兴趣的课题，作为教师的助手参与进来，辅助教师完成科研项目。学生在进行课题过程中不断发现问题、分析问题，并探究解决问题的思路和方法，这样就培养了他们运用书本知识创造性地解决问题的能力、组织协调能力、实际动手操作能力。另一方面，学校可提供本科创新基金，学生经过市场调查及社会调研后，在学校的支持下选择创新课题，并作为第一研究人员在教师的指导下完成课题。这样依靠学生的自觉性和主动性，使他们在完成课题的过程中能够独立思考，培养独立开展工作、自主创新的能力，尤其要鼓励他们在运用知识、锻炼能力、掌握技能中多动脑筋、想办法，以达到培养大学生创造精神和创新能力的目的。这样不仅可以培养学生的工程创新能力，还可以培养学生认真、负责的态度，科学、严谨的作风，同时，还对学生毕业后参与到企业的新产品开发等社会经济活动中有着重要的作用。
六、结论
针对当前工学类院校食品科学与工程专业工程背景薄弱这个主要问题，构建了能够促进工程能力培养的食品科学与工程专业最优培养模式。第一，基础课程方面，缩短基础课学时，使学生有更多的时间进行专业课的学习，拓宽专业知识面，在大学一二年级增加工程类基础知识作为选修课，使学生更早的接受工程训练。第二，专业知识方面，应利用多媒体辅助教学，扩大工程类选修课的比例。第三，实践环节方面，增加工程类课程实验，并尽量建立演示走廊及开放性实验室，在实习和毕业设计过程中增加学生工程方面的训练，突出课外科技活动的积极作用。第四，创新能力方面，设置课外培养计划，并引导本科生参与教师的科研项目，使学生更早的接触前沿科学。
我国在改造传统食品工业方面正面临转型期，新的食品科学与工程技术必将代替原有的陈旧的落后技术，这需要一大批理论知识丰富，实际动手能力强的专门人才。通过对食品科学与工程类人才培养模式的调整，培养符合现代化的食品工业要求的毕业生，使他们系统掌握食品营养、加工工艺及生产设备等方面的知识，并成为能够从事食品研究、设计、生产、管理和新产品开发的复合型高素质专门人才，推动我国食品行业不断发展，食品工业不断现代化，逐步迈进世界强国的行列。
[基金项目]食品科学与工程专业人才工程创新能力培养的研究与实践
项目来源：吉林省教育厅
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关键词：保护性耕作；可持续发展；深松机
中图分类号：S222 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032022
引言
由于传统机械耕作方式的多年运用，风蚀、水蚀越发严重，时常会有农作物大片倾斜歪倒，影响作物的收获，致使粮食的质量和产量降低。为在农业生产发展的同时，保护好农田生态环境，保障农业可再生发展，应积极采取土壤深松等保护性耕作技术。
随着全球农业的发展，国内外深松技术的运用已比较普及。土壤深松不仅能够打破犁底层，增进土壤透气、透水性，还可以减少风蚀水蚀，提高畜水能力[1-4]。
1 保护性耕作技术
出现保护性耕作技术的直接原因事件是美国“黑风暴”如噩梦一般的到来严重破坏了人类生存环境，进而引发了人们的反省和深思。保护性耕作在我国被定义为“将大量秸秆残茬覆盖地表，在保证种子发芽的基础上尽量减少耕作次数，控制杂草和病虫害基本依靠农药的耕作技术”[5-6]。覆盖秸秆、少耕免耕、化学去草、机械深松是其主要技术[7]。
目前适合东北地区（尤其是吉林省）的保护性耕作技术模式主要有3种。
1.1 宽窄行交替种植模式
该种保护性耕作技术模式是把平均垄距650mm的种植，变成行距分别为900mm和400mm的种植。宽行和窄行隔年轮流替换种植，每年仅宽行深松一回。秋季收获后在田间地表保留高根茬，根茬经风吹、日晒后自然腐烂直接还田，如图1。该模式光照丰富，透风效果明显，对增加产量有促进作用[8-10]。
1.2 秸秆全覆盖免耕播种模式
该模式在收获作物后，把全体秸秆直接还田。秋季实行深松，待到来年适宜播种的时候，再运用播种机进行施肥和播种。节本增产的效果在这种模式下十分理想。
1.3 留茬行间交替耕作模式
该模式将根茬留在地表。播种作业在两留茬行之间的位置进行，种行与留茬行隔年交替种植[8-16]，如图2。地表保留的高茬（一般玉米留茬高度为30～50cm），具有蓄水保墒等优势。
2 深松机国内外发展现状
2.1 国外发展现状
欧美国家着手探究和开始运用深松技术是在21世纪30年代。在科技迅猛发展的背景下，欧美国家在深松机械领域的研究已经非常深入，并有系列产品出产以满足各种需求。振动深松机、弯腿犁、主被动联合作业机是国外当前新型深松机具主要类型[17-19]。Willians等人自80年代就开始了对弯腿犁的研究；加拿大的Harrison设计出了弯折45°的弯腿犁；Sakai等人研制了配套中型拖拉机的振动深松机；土耳其Uzel公司生产了作业深度可达600mm的E979 型深松机；美国Sgubbers等人构思出了主被动联合作业机，此机具的特点是能够减少牵引阻力，且性能有所提升。国外的深松机基本与大型拖拉机相配套，深松效果好，更加适合全面深松。其中，有最大作业深度能到70cm左右的约翰迪尔公司出产的900V型深松机；西劳德公司的悬挂式深松机深松深度超过58cm时，能够作业出暗沟进而排水[1][18-20]。
深松整地联合作业机一次进地即可完成深松、整地、施肥等多项作业，保证了深松效果，且符合保护性耕作的要求。许多国家对深松技术和深松联合作业机的研究都非常重视。欧美国家的深松整地联合作业机发展方向主要是在大型化的基础上更加精致细密。如凯斯纽荷兰9300型联合作业机配套大马力拖拉机，作业幅宽达6.9m；采用了深松弹齿的约翰迪尔2623VT立式联合整地机，可以梳理残茬、杂草[21-23]。
2.2 国内发展现状
我国对深松技术的研究始于20世纪60年代。对于深松铲外形的优化设计，解决关于深松机缠绕等难题等都做了多项研究[21]。国产深松机有多种形式，如表1所示。国内出产的深松机适用于保护性耕作模式的主要有1SQ-250型深松机等[24-25]，如表2所示。
2306全方位深松联合作业机（中机美诺设计出产）、1SL-340/550型全方位复式深松机（黑龙江勃农兴达有限公司生产）等是我国深松整地联合作业机领域的主要产品。虽然深松过后地表比较平整，但是容易出现堵塞，而且动力消散损耗较大，同时在造价方面也并不便宜，所以推广起来还是具有一定的难度。
国外深松整地机械性能优越，并形成了适合自身的配套保护性耕作机具[21-26]。我国保护性耕作机具在发展的同时，针对机具的现实性问题，进行了改造设计，许多新机型相继出现[21-23]。保护性耕作模式的不同，对其配套机具要求也不尽相同，例如在留茬行间交替耕作模式下，高留茬覆盖地表于种行之间，而现有农机具能够满足此种保护性耕作模式的深松整地联合作业机较缺乏，有必要研究此种耕作模式下的配套机具。
3 展望
随着农业的发展和环保意识的增强，大家都认识到农业可持续发展才是最理想的发展道路。研究人员越发注重对符合保护性耕作条件的深松技术和机具的钻研，且此技术和机具得到了较快的发展应用，研制新型深松机及深松联合作业机具十分必要。在保护性耕作模式秸秆覆盖条件下如何有效防止秸秆缠绕深松铲、如何节能减阻是一项重要的研究课题。使用合理的工作部件布局、合适的机具机架和牵引方式、让机具产生振动、适宜的深松部件种类及位置等都是促进保护性耕作模式下深松作业机节能、高效工作的有效方法。同时，应使生产的机具更加精细标准，研制出各种系列化产品。设计上，在鉴借国外现有先进机具和技术的同时要不断进行创新，使深松机具的性能进一步提高。
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