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自1979年北京農業工程大學首辦農業建筑與環境工程專業(以下簡稱為農建專業)以來,現在全國已有10余所大專院校設有該專業。1986年由國家教委主持審定的農林科本科專業中,農建專業被確定為一門正式專業。“農業生物環境與建筑”已明確作為國家一級學科—農業工程學科的一個重要分支學科。1988年5月和1991年6月分別在西北農業大學和浙江農業大學召開了全國農業建筑與環境工程專業教育改革學術會議,討論認為專業的培養目標是培養農業與民用建筑以及農業生物環境工程的規劃、設計、施工等方面的高級技術人材。專業的業務范圍包括:農業生產性建筑;生物環境工程(利用工程措施為農業生物的生長、貯藏或加工提供適宜環境);農村民用建筑(住宅及公共建筑);村鎮建設規劃。10多年來,這個專業已給國家培養了大批合格人材,并對我國農業工程學科的發展作出了貢獻。但是,它畢竟是一個新專業,還存在著一系列的重大間題夢急待研究解決。
1農建專業現存問題的分析爭
1.1農建專業的發展方向要進一步明確最近,在專業和學科建設中出現了某些“離農”和脫離實際的傾向[13。這些傾向在專業名稱、課程設置、科學研究等方面都有新反映。造成這種現象的原因主要是畢業生分配問題,臼口的業務主管部門問題和專業的多學科特點等問題。筆者認為,這些原因都是客觀存在的,甚至給專業帶來了相當多的困難,但是,在農建專業的辦學方向上決不能動搖。農建專業扣學科的發展必須圍繞而且一定要主動適應農業和農村經濟建設的需要。農建專業只有在主動參與農業生產和農村經濟建設的過程中才能不斷完善,得到發展,才能具有生命力。如果把農建專業辦成了類似于工民建的專業,那末它不但失去了競爭能力而且重要的是放棄了自己的陣地。農建專業辦在農業院校,不但應該立足于農業和農村,而且正因為它還有眾多的相關專業(例如畜牧,園藝、食品、農機、農經等)作依托,并與它們互相補充,互相促進,有機結合,所以農建專業完全有條件辦出自己的特色。這樣的專業才是農業經濟建設所需要的。
1.2農建專業的地位和業務歸口單位應該進一步明確,需要得到全社會的承認和支持農業工程是農業科學三大分支(農業生物學、農業經濟學、農業工程學)之一。實踐證明,發展大農業,不僅需要農業生物科學,而且必須采取有效而經濟的工程措施。近十多年來,我國設施農業的興起和發展以及對農業所起的重大促進作用就是明顯的例證。現代農業的發展迫切要求農業生物技術與工程技術相結合。但是,由于我國按專業管理、部門所有的經濟建設體系的環節不完善,業務部門往往忽視為農業服務的工科專業。例如,建設部門重視城市建設、工業建設而忽視農業建筑和農村建筑。農建專業是工科專業,但服務對象是農業和廣大農村,專業又設在農業院校,歸屬農口,導致工口和農口都不夠重視,也不真正管理。科研課題的來源、學術交流、精力上相互支持往往渠道不通,在辦學上人力、物力、財力、信息、資料以及專業具體業務的聯系都缺乏支持,造成學校孤軍奮戰的局面。同時帶來另一個嚴重問題是畢業生的分配渠道不通。按照本專業的培養目標和學生的能力,本科畢業生主要的去向應該是農業生產性建筑的設計、施工或研究部門;農業、農墾、畜牧、水產等部門所屬的建設規劃、設計和施工部門;各級城鄉建設部門。但不少接受畢業生的領導部門、計劃部門和人事部門不了解農建專業,致使一部分畢業生學非所用、造成很大浪費,也給學校和地方的工作帶來不少困難。大力發展設施農業進行工廠化生產,大、中城市的“菜籃子工程”,廣大的農村建筑市場、村鎮規劃等多方面都非常急需農建專業的人才。所以,盡快建立主管農業工程業務的歸口單位,確立農建專業在設施農業和“菜籃子工程”中的地位、疏通業務和畢業生分配渠道十分重要。農建專業也要在科學研究及其成果的推廣和培養人材方面,大力解決農業生產中的實際間題,以使專業得到全社會的承認和支持。
1.3農建專業的學科特點具有邊緣性和綜合性,這種特點并沒有被認識清楚不少人認為,有傳統的建筑學或工民建專業,完全可以搞農業建筑;一部分農建專業辦得模糊了特色,或辦成了類似工民建的專業,或脫離當前實際辦成了門路過窄的生物環境工程(或控制)專業。農業生產性建筑,包括畜禽舍建筑、保護地建筑、水產養殖建筑或果蔬及產品的貯藏保鮮建筑。它們的服務對象都是農業生物。因而必須提供農業生物所要求的適宜環境,它往往比只處理非生物體的工業建筑要復雜,建筑上的處理與設備上的措施亦必需與生物科學、生物技術有機地結合。這里體現了學科的邊緣性質。在這種情況下,簡單地向農業專家了解農業技術和工藝,然后用傳統的工民建知識進行農業建筑的設計,不僅是遠遠不夠的,而且若生搬硬套工業建筑的模式還會造成失誤。例如工廠化養雞,即便是在工藝和設備確定之后,許多按工業建筑設計的雞舍還是難以滿足非常密集養殖的雞的溫度、濕度、氣體、防疫要求,不少雞舍內存在著通風不良、環境條件差以及容易產生疫病的情況。對于保護地建筑,由于保護地建筑內熱量及質量傳遞的復雜性以及圍護結構的特殊性,直到現在,還沒有一種能夠較為精確地計算供熱量和通風量的工程方法,并且在真正保證溫室和大棚的環境條件的具體措施上也存在不少間題。除此而外,提供環境條件的各種設備還應該根據需要隨時調整,以便使環境達到最優狀態并節省設備和能源。我國的建筑學專業、工民建專業已有多年的歷史,但基本上是以城市建筑和工業建筑為中心,對農業建筑不僅缺乏經驗,而且從知識結構方面也不能較好適應。有一種觀點認為住房就是為有生命的人設計的,所以畜禽舍也沒什么特殊的。但他恰恰忽略了一個問題,即設計住房的人對居住是精通的或者是深入研究了人活動的需要,而設計畜禽舍的人可能不懂得畜禽,更何況人是有語言能力的,不適應時有自我調整的可能和能力,而密集養殖的畜禽在不適的情況下可能迅速死亡、或產生疫病導致全場覆沒。應該看到,正如民用建筑和工業建筑一樣,農業建筑有自身的特點和領域。從根本上來說,應當在建筑類專業成果的基礎上和生物環境學的基礎上深入研究生物要求的環境條件與建筑、設備、控制等工程技術之間的相互關系并進行方案的經濟分析和比較,這是設計好農業建筑的保證。這里體現了農建專業應該綜合應用農業、建筑、設備(供熱、通風、降溫、控制等)以及經濟分析的知識的綜合性質。目前,我們工作的弱點正是在工程技術與生物技術的結合方面,既缺乏理論,也缺乏經驗,必須做大量深入細致的研究工作,這無疑應當是農建專業必須解決而且能夠有所作為的一個重要領域。除上述之外,還應當考慮到農業建筑必須與農業經濟相適應的特點。我國農業相對于工業,農村相對于城市,經濟力量較弱。因此,對農業建筑的經濟效益的要求較高。在設計農業建筑時,必須考慮到怎樣使用有限的財力和因地制宜、就地取材、降低成本。不可能使用昂貴的建筑材料,也不能盲目地搞全過程的機械化和自動化或大量地消耗能源。
1.4農建專業跨多門傳統學科的特點與課程安排之間的矛盾需要很好地解決農建專業學生需要掌握的知識涉及到好幾個傳統專業的領域,例如建筑學,工業與民用建筑、采暖通風與空氣調節,農業生物環境,環境控制等。而四年的學習期間,總學時有限,所以在課程安排上矛盾較大。我們認為,跨多門傳統學科的特點是農業工程學科的普遍特點,難以避免,但并不意味著在大學四年里要學習三、四個專業的課程,這不僅是不可能的,而且是不必要的。關鍵是應當根據專業的任務建立起自己的知識結構和調整課程內容,并且最后要看,在通過四年的學習之后畢業生是否具有真實的本領。在全國第一次農建專業研討會上,北京農業工程大學周軍、賈先斌同志的論文和研討會最后的文件都在這方面提出了較為妥善的設想圖。當然,對農建這樣一個新專業,在課程設置和課程內容上應該進行更深入的研究,這正是教學改革的任務之一。
1.5科學研究工作薄弱,專業本身還不能主動適應大農業經濟建設的需要在全國范圍內,農建專業科研工作力量薄弱,專業中大部分教師是近幾年畢業的青年教師,缺乏帶頭人。在工程學科與生物學科的結合上,人力方面沒有形成整體力量,業務上困難較多。研究課題和經費的來源都存在著不少間題,研究所需的資料和信息渠道不通。其結果是研究的成果少,許多方面都是空白,與經濟建設的需要不相適應。筆者認為,對農建專業來說,需要研究的問題很多,生產中的問題也很多,問題在于我們沒有把工作做好。科研工作的被動局面也直接影響了農建專業的教學工作和教學質量的提高。除此而外,專業在課程結構、課程內容、教學方法、教材建設等方面還不能主動適應農業經濟建設的需要,特別是在課程內容和教材建設兩個問題上應仔細研究,盡快解決。
2促進農建專業教育和科研發展的對策
2.1提高對農建專業和學科地位的認識,端正辦學方向是辦好專業的根本農建專業的教職員工應該認清本專業的重任與特點,除應熟悉傳統工程學科的理論和技術外,還應建立農業生產的意識、熟悉有關農業生物科學方面的知識,并努力把工程技術與生物技術結合起來,把現代化的工程理論和技術應用到農業生產中去,牢固地樹立為農業、農村和廣大農民服務的思想。業務主管部門特別是農業部門和城鄉建設部門,學校的領導應該看到農建專業是一個具有廣闊前景的新專業,它正在而且必將對農業生產的進一步發展起到重大作用,所以應該大力幫助專業解決困難,疏通渠道,在人力、物力、財力和畢業生分配等問題上給以大力支持。
2.2進一步加快和深化改革,主動適應大農業經濟建設的需要
(1)農建專業應該根據各地農業生產發展水平的不同,因地制宜、因時制宜,利用本專業面寬、綜合性強的特點,從實際情況出發,為農業和農村培養各種專門化的人才,特別是當前急需的人才。本專業的業務主要包括農業與民用建筑、農業生物環境工程(控制)兩大部分,各校可以根據不同需要而有所側重,或者可以允許學生自己有所側重,隨著農業生產水平和農村經濟的發展,專業的主要方面可能更多地向農業生物環境工程方面發展,所以在這方面也應該做好充分的準備。
李道亮教授，自1999年參加工作以來，先后主持完成國家科技支撐計劃、國家863計劃、國家自然基金、國家社科基金、成果轉化基金、霍英東基金、歐盟Asla IT&C、國際合作重點等項目20多項：教授農業智能系統、農業信息技術、農業信息學、信息系統分析與設計等4門課程，在農業信息化領域的研究取得了許多重要成果；在科研和教學領域，李道亮教授主要致力于先進農業傳感與智能處理系統的研究，重點開展了農業信息傳感機理，農業信息智能傳輸、處理和傳輸和智能控制領域的研究，提出了農業智能系統的理論體系。
李道亮教授向《中國科技財富》介紹，近年來，我國農業信息化發展雖然迅速，但仍然存在一些問題。主要表現在，農業信息技術產品不成熟、服務體系整體的不完善、缺乏相應的激勵和鼓勵政策及產業體系、農業信息化機制不健全和聯產承包責任制規模比較小，組織化程度低等方面。要解決這些問題，李道亮教授認為，應當呼吁對農業信息化的政策支持；國家應當有意識地扶持一兩個龍頭企業轉向農業信息化的研究與生產，加快農業信息技術及產品熟化與轉化；調動三大電信運營商積極對農業信息化的投入；同時還要大力推動農業規模化經營。
在農業信息化領域首次，李教授提出了將農業專家系統擴展到農業智能系統，從軟件擴展到了硬件領域，拓展了農業專家系統理論研究和應用領域：重點研究了農業信息智能獲取方法和技術，在國內開創了網絡化智能化、數字化水產養殖信息技術應用系統的研究；提出了基于無線網絡傳感器和M2M技術的農業信息智能處理和傳輸技術：提出了水產養殖農業環境智能控制方法，集成和開發了集約化水產養殖系統，采用自動控制原理，改進了增氧機和投餌機的控制系統；他還將信息系統、專家系統與增氧機、投餌機和便攜式水質測試儀等系列淡水養殖工程技術集成配套，形成高層次多功能的淡水養殖技術推廣體系。
德國應用科技大學（Fachhochschule，簡稱FH）以培養應用型高級人才，特別是工程師及相應層次的職業人才為目標，以規模小、技術應用性強、就業率高見長，人才培養強調面向應用、面向實際、面向未來，培養的是掌握科學方法、擅長動手解決實際問題的工程人才。埃斯林根應用科技大學在德國應用科技大學中名列前茅。據1996年《Manager》對德語國家（瑞士、奧地利，包括蘇黎世大學在內）的技術大學進行排名，埃斯林根應用科技大學排行第七，在所有參與排名的德國應用科技大學中排位第一。[2]埃斯林根應用科技大學自2005年起實行三年制學士和一年制碩士培養方案，學制四年，分為預學期和7個正式學期，包括：基礎階段、專業基礎階段、專業階段等三個階段；共同學習和專業學習兩個學習過程；預實習、工業實習、畢業實習與設計等實踐環節。首先是12周的預實習，即預學期，主要是為了認識實踐。進入到正式學期后，分為三個學習階段：第一個是基礎階段，包括第1~2學期，完成校級平臺的基礎課程，主要是自然科學基礎課。第二個專業基礎階段，包括第3~4學期，主要完成系級平臺針對所有專業及專業方向的共同技術基礎課。需要注意的是，在第3學期有一個階段考試，只有通過考試的學生才能進入專業學習。埃斯林根大學也以此為界，把所有課程分為1~3學期的共同學習過程和4~7學期的專業學習過程。第三個是專業課階段，包括第5~7學期，這個階段需要完成工業實習以及各專業方向的特有模塊。第5學期是4個月的工業實習，第6學期是實踐教學模塊和各專業特有的限選課模塊，而第7學期則是畢業設計與畢業論文。（見表1）特別說明的是，進入到專業學習過程后實踐環節比重較大，包括項目制作Ⅰ、項目制作Ⅱ、工業實習和畢業設計等環節，占據專業學習過程總學時的一半以上。而且第4學期的項目制作Ⅰ，屬于課程設計；第6學期的項目制作Ⅱ，屬于創新設計；而第7學期的企業畢業設計，屬于綜合訓練。顯然這些實踐環節被精心安排為一個由淺入深、循序漸進的過程。
二、美國的工程科技應用型人才培養模式——以麻省理工學院（MIT）為例
麻省理工學院是美國排名第一的工學院。1994年，該院院長喬爾•莫西提出《大工程觀與工程集成教育》的長期規劃，指出工程教育需要從“重視工程科學理論的分科教育”向“更多地重視工程系統及其背景的教育”轉變，確立了大工程教育理念，其課程體系設置也充分體現了大工程教育觀。MIT的課程體系包括必修課、專業核心課、專業領域課程、非限制性選修課、信息交流課、實驗和提高類課程等六類課程。每類課程都有明確的學分規定（見表2）。必修課和信息交流課是所有科系的學生都必須上的。MIT注重通過對課程結構的規定達到一定的培養要求，規定相當具體，比如要求學生學習8門人文、藝術和社會科學課程（HASS），達到32個學分。而HASS課程又分為文學類、語言、思想和會準則類、視覺藝術和表演藝術類、文化和社會研究類、歷史類等五類。8門課程中的3門必須選自這五類，且其中一門必須選自第一、第二或第三類。另一門必須選自第四或第五類。第3門可以從前兩門課所在類以外的三類中挑選。MIT的各類選修課程都有大量的課程做支撐，雖然必修課的人文類課程只要求選修8門，但人文社科學院卻開設了幾百門課程供學生選擇。專業領域的課程也是如此，許多科系要求學生在幾十門專業課程中選擇不少于3個專業方向的專業領域課程。此外，MIT還有種類繁多的項目課程，包括以培養學生實踐能力為主要目的的本科實踐導向項目、獨立活動期項目；有注重學生研究能力培養的本科生研究導向項目、大學二年級學生研究型課程；[3]還有為學生提供綜合的、跨學科知識背景的聯合課項目、媒體藝術與科學項目；著重培養學生實驗能力的實驗研究小組項目等等。
三、美、德工程科技人才培養模式對我國的啟示
1.美國的啟示：學科壁壘與課程綜合化問題
中國高校近年來很注重借鑒美國課程模式，從重基礎、寬口徑，加強工程能力培養的改革，到近來提倡的創新教育、素質教育，通過綜合化的高等工程教育課程培養具有大工程意識和技能的工程師體現了美國工程科技人才培養的觀念。“大工程教育”是美國工程教育20世紀90年代以來的主流思想。他們認為社會是一個不可分割的整體，在科學技術進步和經濟發展的同時不能忽略社會文化、環境、道德等其他方面的因素。由此呼吁工程教育回歸其本來涵義，把工程教育改革建立在學科基礎上，更加重視工程實際以及工程本身的系統性和完整性。因此，工程教育不僅應該讓學生學習工程科學的知識和理論，還應該“讓學生接觸到大規模的復雜系統的分析和管理，這不僅是指對有關技術學科知識的整合，而且包括對更大范圍內經濟、社會、政治和技術系統日益增進的了解”，[4]這就要求工程教育的內容應重新進行調整和綜合，打破學科壁壘，把被學科割裂開來的工程再還原為一個整體。這就要求高校以跨學科的視角進行課程設置，充分考慮學科之間合理的交叉融合，培養學生寬厚的工程知識背景。現在的課程群建設只是把相關課程機械地集合在一起，并沒有整合教學內容形成新的課程，甚至沒有建立課程之間真正的聯系。有些學校人文課程的開設還具有一定的盲目性，幾乎是想開什么課就開什么課，有什么教師就開什么課，沒有挖掘工程科學內涵本身所具有的人文精神，或是把人文教育作為一種科學體系來考慮。[5]比如，仲愷農業工程學院工程專業的通識課程平臺的課程包括：思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學英語、體育、大學信息技術基礎、軍事理論。美國的通識課程門類豐富，充分展示出科技與人、社會之間的關系，真正體現了融合科學教育、人文教育和工程專業教育為一體的大工程教育思想。美國的通識教育以龐大的選修課作為支撐，這不但是學生達到通識的必然基礎，也為學生個性化的學習提供條件。從麻省理工學院的培養工程科技人才的模式來看，美國工程專業的課程體系有四個特點值得借鑒：第一，為學生規定必須學習的基礎知識課程。這些課程可以為工程領域內的一些專業提供更為廣闊的專業知識，可以為學生在選擇某一工程專業之前提供探究工程領域內各種問題的機會。第二，以龐大的選修課程作為支撐，為學生提供綜合知識背景。比如麻省理工學院規定學生必須學習自然科學、社會科學、工程技術和信息交流等方面的19門課程，各類課程都有大量的選修課供學生選擇。第三，通過靈活多樣的項目課程、實驗課程加強學生實踐能力的培養。第四，注重學生個性并促進其創新能力發展。學生根據各自不同的知識結構、興趣特張選擇不同的課程和學習路徑，自行組織課程和學習內容。比如MIT的實驗研究小組。
2.德國的啟示：三段論課程模式與課程實踐化問題
中國高等工程教育受早期蘇聯的影響，習慣于從科學性和系統性組織課程內容和學習，這種學科課程思維模式根深蒂固，使得我國大部分工科專業課程體系存在幾個難以改變的問題：一是課程體系保持公共基礎課程、專業基礎課程、專業課的三段論模式；二是學科壁壘仍舊沒有打破，課程在學科內單向進行；三是工程實踐課與理論課的矛盾未得以解決。[6]仲愷農業工程學院也存在這種情況。2009年，仲愷農業工程學院工科專業的課程體系由4個平臺2類課程組成，即通識課程平臺、學科基礎課程平臺、專業課程平臺以及實踐教學平臺四個平臺。選修課和必修課兩類課程見表3。這在結構上看起來是開始實行“平臺+模塊”式課程，但是具體的課程設置卻沒有改變：通識課程平臺是以往的公共必修課和公共選修課；學科基礎課程平臺是以往的基礎必修課和專業基礎必修課；專業課程平臺是以往的專業必修課及選修課；實踐教學平臺也是以往的實踐教學。盡管結構改變，但整個課程體系的實質仍然是以往的“公共基礎課+專業基礎課+專業課”的三段論模式。德國埃斯林根應用大學的工程專業課程體系也是三段論模式，然而德國的工程教育模式在世界上享有獨特的聲譽。這是由于它的工程科技人才培養緊緊圍繞工程實踐性這個中心。德國工程專業的課程開發源于對企業現狀、對技術與產品未來發展趨勢的分析，并邀請一定的企業界人士共同參與設計，政府是企業與大學之間的紐帶；工程專業的大學教授被要求至少具有5年以上的工程實踐經歷，教師教學與工業界形成了自然聯系的網絡，在學生的學校教育和企業實踐訓練之間存在較好的結合。[7]與德國相比，我國工程教育具有“缺乏與工業界的緊密聯系”的先天不足，由此造成的“工程化”不足問題嚴重影響教學、實驗、實習和畢業設計等實踐教學的各個環節。盡管一直呼吁“要加強實踐”，但很多院系仍是過于強調理論知識的正確性與嚴密性而忽視工程技能的培訓，實踐教學經常被作為理論學習的附屬品，實行“彈性”學時。[8]然而，實踐是工程教育的根本。因此，要將階梯型課程結構改變為滲透型課程結構，也就是將實踐環節融入理論課程中，在理論課程教學中滲透實踐內容；要按照循序漸漸、螺旋式上升的認識方法，由模擬型向實戰型、驗證型向創造型、單一型向綜合型轉化，精心安排實踐教學環節；要堅持加強與企業的聯系，持續深化產學研合作教育模式。
3.德國與美國的啟示：實踐課與理論課的平衡
“一二三四”人才培養模式從培養目的（一中心）、師資（雙導師）、學生（三階段）以及課程（四平臺）4個方面入手，全方位構建設施農業科學與工程專業高素質應用型人才培養模式。
1.1一中心“一”即一中心，是指以培養創新應用型人才為中心，明確培養目的，使學生在畢業后能夠勝任設施農業產業相關單位的工作。
1.2雙導師“二”即雙導師，是指“學校導師+企業導師”。從學生入學開始即根據雙向選擇，給每位學生配備學校導師，負責學生的學習、思想及日常生活。從大三下學期到大四上學期，學生以企業等校外實踐基地為主，進行專業知識實踐。在實踐期間，學生根據興趣愛好選擇從事的實踐類型，企業為學生配備專門的企業導師。負責指導學生的專業技能，提高學生的實踐能力，使學生盡早適應社會。
1.3三階段“三”即三階段，是指把學生學習的整體工程劃分為“基礎—提高—強化”3個階段。第1階段：基礎階段，主要通過書院制完成，目的是培養學生的基礎能力和人文素養。時間為1年，安排在第1~2學期完成。學習公共課，進行文化素養教育，培養學生誠信、遵紀的品質，增強語言表達能力和計算機應用能力；學習部分專業基礎課，在校內實驗室和實習實訓基地進行基本技能訓練，掌握專業的基礎知識和基本技能。第2階段：提高階段，目的是培養學生的專業能力，主要方式為邊學邊做，時間為2年，安排在第3~6學期完成。主要學習專業課，在校內外實習、實訓基地進行技能訓練，掌握專業知識和技能。第3階段：強化階段，目的是培養學生的實踐綜合能力，主要進行集中實踐和畢業論文（設計），時間為1年，安排在第7~8學期完成。在集中實踐過程中，根據專業教學目標的要求和學生的興趣愛好，輪流在不同的崗位進行生產實訓，掌握專業崗位的實踐技能，安排專業教師常駐企業，會同企業導師對學生進行管理和實訓指導；畢業論文（設計）工作，學生根據不同興趣和愛好進行選題，在導師指導下獨立完成。
1.4四平臺“四”即四平臺，包括通識教育平臺、專業基礎教育平臺、專業教育平臺、實踐創新平臺。通識教育平臺主要通過理、工、經、管、文、法、藝術等相互滲透，培養學生多樣化的思維方式，提高學生的綜合素質。主要開設自然科學類、社會科學類、人文藝術類、經濟管理類、工程技術類等系列的選修課程，達到全面素質養成的目的。專業基礎教育平臺主要設置專業的基礎理論、技術基礎等方面的課程，加強對學生基礎理論和知識、基本技能和方法的培養。該平臺的課程設置要加大跨學科選修學分比例，增加專業基礎課比例，拓寬專業口徑，以實現培養學生適應行業、社會的職業生涯所需的可持續發展能力。專業教育平臺著重培養學生扎實的專業知識和創新精神。課程設置時根據學生就業的不同方向設置專業選修課，系統設計課程結構，實現專業課程結構模塊化，加大開設反映不同學科前沿的課程，使學生形成相對完整的專業知識結構。實踐創新平臺主要目的在于培養學生將所學專業理論知識應用到實踐中以解決實際問題的能力，實現理論與實踐的有機結合，培養學生創新、創業意識。該平臺包括課內實驗、研討課、專業實踐、專業綜合實踐、社會調查和畢業設計（論文）等。
2優化教學手段，加強教學管理
在教學過程中積極進行方式方法的改革，總結形成了“雙主體”、“雙導師”教學模式。教學中采用案例教學法、直觀教學法、網絡教學法等靈活多樣的教學方法。教學過程中增加互動式、啟發式、討論式比例，激發了學生學習興趣，發揮了學生的主體地位，培養了學生學習和思辯的能力。多媒體課件圖文并茂、內容豐富，學生課堂印象深刻。多門專業課建立了網絡教學平臺，視頻、圖片、習題資源豐富，有較強的互動功能，為學生擴大專業知識面、自主學習提供機會。在實踐教學中，高度重視校外指導教師的作用，選聘基地優秀技術管理人員作為指導教師，把學院導師和企業導師放在同等重要的位置，實行學院和企業雙導師共同考核的辦法，全面準確地考核學生的實踐教學情況。實踐內容的選擇突出與生產實際、教師科研相結合的特點，注重學生應用能力的培養。在強化教學質量監督制度方面，首先打造教學團隊。建立專業主干課程教學團隊制度，教學團隊至少由1名具有副高職稱以上的教師負責。其次堅持高級職稱教師（特別是教授）為本科生授課制度。再次，堅持嚴格的校、院、同行三級聽課和信息反饋制度，把發現的問題及時反饋給相關教師。每學期結束后，除了實施網上學生評教制度外，還要求學生對教學情況作出書面評價，提出意見建議。最后由主講教師對自己本學期教學進行全面總結，提出改進措施。
3提高師資隊伍素質，構建設施農業學科梯隊
3.1中青年骨干教師隊伍培養加強學科帶頭人的培養力度，以提高教師素質為中心，以培養中青年骨干為重點，鼓勵和資助青年教師在職攻讀博士學位，經過近幾年師資隊伍的建設，教學團隊中80%具有博士學位。通過國外研修、國內高校進修及企業掛職鍛煉等方式，對中青年骨干教師加強培養。每年選派教師參加國內、境外培訓，學習專業課程體系開發、應用型本科院校先進經驗和專業技術等。
3.2“雙能型”教師隊伍培養每年選派教師到校內外實訓基地進行生產鍛煉，豐富專業實踐經驗，提高“雙能”素質。其他教師也輪流到生產一線進行實踐鍛煉，每年不少于10人次，每次不少于2個月。通過這樣的措施，培養了一批高素質、高水平的“雙能型”教師隊伍，“雙能”素質教師比例提高到63.6%，并有50%教師獲得職業資格證書或職業技能鑒定證書。
4產學研緊密結合，加大創新應用型人才培養力度
朱俊方 ZHU Jun-fang；劉偉 LIU Wei；馬坤 MA Kun
（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，保定 071000）
摘要：根據最小二乘法原理，結合發動機特性方程、車輛行駛特性方程和換擋特性方程，推導出自動變速器換擋規律求解數學模型。對實例進行仿真試驗，結果表明，采用該求解方法得到的換擋規律能夠很好地發揮車輛的最佳動力性和經濟性，大大提高了工作效率，同時驗證了該方法的有效性，為進一步提升整車使用性能提供重要的理論依據。
關鍵詞 ：最小二乘法；換擋規律；數學模型；仿真試驗
中圖分類號：TQ018 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）17-0159-04
作者簡介： 龔正偉（1982-），男，甘肅白銀人，學士，工程師，研究方向為汽車傳動系統設計與開發。
0 引言
換擋規律是自動變速器設計的核心，變速器依據換擋規律來確定車輛實際行駛過程中何時升擋、降擋或者保持擋位，換擋規律的準確與否直接影響整車的使用性能。換擋規律的求解過程實質上是找出變速器換擋影響因子與發動機、車輛行駛性能參數之間的函數關系，利用工具進行計算[1]。現階段主要通過經驗法和圖解法求解換擋規律[1]。由于發動機特性參數的分布規律隨工況不同而發生變化，利用經驗法得到的結果無法準確滿足車輛實際行駛工況需求，而采用圖解法的求解運算工作量相當大，影響變速器的設計質量[1，2]。采用最小二乘法，尋找數據之間的最佳函數匹配，最大程度的減小運算量，提高計算精度，滿足實際需求。利用最小二乘法原理，結合發動機特性方程和傳動系統特性方程，推導出自動變速器換擋規律求解數學模型，并通過仿真計算，驗證該求解方法的有效性，研究結果有助于車輛使用性能的提升。
2 換擋規律求解數學模型
自動變速器換擋規律包括動力性換擋規律和經濟性換擋規律，要建立合理的換擋規律求解數學模型，需要求出換擋影響因子（油門開度α、車速v、驅動輪滑轉率δ）與車輛動力特性和經濟特性之間的函數關系，并結合換擋特性進行推導。
2.1 發動機特性方程
車輛發動機特性包括轉矩特性、油耗特性和功率特性，發動機的輸出轉矩Me、小時燃油消耗率ge、輸出功率Pe與轉速ne之間的關系如圖1所示[2]。可以看出，油門開度α一定時，Me、ge、Pe分別是ne的函數，利用最小二乘法原理擬合它們之間的函數關系。一般情況下，擬合多項式次數采用2～4，其計算精度可以滿足工程要求[5]，本文取k=2進行擬合求解。由此，可以得到擬合方程如下：
式中，Wq驅動輪垂直載荷（N）；δ0驅動輪特征滑轉率；φ驅動輪驅動力系數；φ0驅動力系數最大值；hT車輛牽引點到水平面距離（m）；L軸距（m）；YK0驅動輪靜載荷（N）。
2.3 換擋特性方程
換擋特性表明了不同油門開度下車輛驅動力與車速、油耗與車速的關系，是換擋時刻在供應特性場上的體現，也是評價自動變速器性能的主要指標。換擋特性說明換擋前后系統的狀態。在此假定：①換擋時間短，換擋前后行駛速度不變；②換擋前后外界阻力不變；③換擋前后動力傳動系統無動態變化以保證車輛良好的動力性能。利用驅動力曲線法、耗油量曲線法[2，6]分別將車輛供應特性線轉化為驅動力-速度曲線和小時燃油量-速度曲線，如圖2所示。
根據圖2并
參考文獻[7]可以得出，要保證供應特性場的完整性，換擋曲線應在相鄰兩擋的供應特性場內，即兩換擋曲線重合區域內，且經過相鄰兩擋的交點，該交點為換擋特性點。
3 仿真計算與分析
為驗證基于最小二乘法原理得到的換擋規律求解數學模型的有效性，以某車型為例進行仿真計算，并對結果進行分析研究。
3.1 模型參數
仿真計算所用的主要參數為：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，擬合系數如表1所示。
3.2 仿真計算與分析
采用matlab編程擬合計算出換擋規律求解方程的待定系數，本文給出Ⅲ-Ⅳ擋換擋規律的待定系數，如表2所示。同時，可得到最佳動力性換擋規律曲面和最佳經濟性換擋規律曲面，如圖4所示。
油門開度一定時，車輛換擋速度隨滑轉率的減小而增加，其增加的速率隨著擋位的增加而變快；滑轉率一定時，車輛換擋速度隨油門開度的增加而增加，其增加的速率隨擋位的增加而變快。滑轉率減小時，表明速度損失小，此時應升擋以提高車輛動力性，升擋后保持油門開度不變或增加，車輛燃油消耗率會增大，因此為保證車輛經濟性，升擋的同時應減小油門開度；整個換擋規律曲面的變化趨勢符合車輛實際擋位變化狀態，能夠滿足車輛動力性和經濟性需求。（圖4）
對比傳統圖解法[3]得到的換擋規律曲線（滑轉率δ=0.92%），如圖5所示，基于最小二乘法得到的換擋規律與基于傳統方法得到的換擋規律基本相當；而與傳統方法相比，采用最小二乘法建立換擋規律求解數學模型，能夠借助計算機編程高效準確地得到換擋規律求解過程中所需要各種工況下的參數，大大減小了工作量，提高了效率。
4 結論
①利用最小二乘法原理，并結合發動機特性方程、車輛行駛特性方程和換擋特性方程，推導出自動變速器換擋規律求解數學模型；
②對實例進行仿真試驗，結果表明基于最小二乘法原理得到的換擋規律與基于傳統圖解法得到的換擋規律相當，符合車輛實際擋位變化狀態，能夠滿足車輛動力性和經濟性需求；同時，最小二乘法求解自動變速器換擋規律能夠大大減小工作量，提高產品設計效率。
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[論文摘要]區域經濟反映不同地區內經濟發展的客觀規律以及內涵和外延的相互關系，區域創新本質上是區域經濟行為。從區域經濟與區域創新能力相互聯系的視角，對兩者的耦合關系進行了分析，并提出貴州省區域經濟與區域創新能力發展的建議。
隨著區域經濟的發展，區域創新能力日益成為影響區域發展的關鍵因子，成為很多政府為增強競爭優勢而選擇的一種重要的彈性政策措施。成功的經濟區域應該是內生型經濟增長的區域，一個國家、一個地區的經濟競爭，在很大程度上是創新能力的競爭。改革開放后的前2O年，在Xl~4，平“兩個大局”思想指引下，中央政府實行“讓一部分地區、一部分人先富起來”的非均衡發展戰略，中國經濟高速增長，從根本上改變了長期落后的面貌，中國在國際經濟中的地位得到大大提升。本文運用耗散結構討論方法建立區域分工與合作的新的分析框架。為尋求解決東、中、西部協調發展的新路徑，破解區域封鎖、惡性競爭難題的新措施，探討區域分工合作的轉制和創新，為中國乃至發展中國家的區域分工合作、發展落后地區提供實踐范例，為各級政府區域政策的制定提供參考。
1區域經濟與區域創新能力
1．1區域經濟及中國區域經濟發展
經濟區域是指以一定地域為范圍，并與經濟要素及其分布密切結合的區域發展實體。區域經濟則反映不同地區內經濟發展的客觀規律以及內涵和外延的相互關系。改革開放以來，中國的區域經濟發展實現了從低水平平衡發展到區域經濟非均衡發展的轉換，取得了舉世矚目的巨大成就，造就了帶動國民經濟整體增長的經濟核心區和增長極，促進了整個國民經濟的高速增長，增強了國家的經濟實力。
1．1．1區域經濟的基本內涵區域經濟是在一定區域內經濟發展的內部因素與外部條件相互作用而產生的生產綜合體，每一個區域的經濟發展都受到自然條件、社會經濟條件和技術經濟政策等因素的制約。水分、熱量、光照、土地和災害頻率等自然條件都影響著區域經濟的發展，有時還起到十分重要的作用；在一定的生產力發展水平條件下，區域經濟的發展程度受投入的資金、技術和勞動等因素的制約；技術經濟政策對于特定區域經濟的發展也有重大影響。區域經濟是一種綜合性的經濟發展的地理概念。其反映區域性的資源開發和利用的現狀及問題，尤其是指礦物資源、土地資源、人力資源和生物資源的合理利用程度，主要表現在地區生產力布局的科學性和經濟效益上。區域經濟的效果并不單純反映在經濟指標上，還要綜合考慮社會總體經濟效益和地區性的生態效益。
1．1．2中國區域經濟發展重要歷程1978年以來，中國區域經濟發展經歷了從不平衡發展到協調發展的戰略轉變。根據不同時期區域經濟發展的重大戰略，中國區域經濟發展可分為3個階段，即l979—1990年向東傾斜的不平衡發展階段、1991一1998年開始關注中西部的區域協調發展戰略啟動階段和1999年以后區域協調發展戰略全面實施階段。中國是一個地區差異較大的國家，在改革開放初期，中國政府在“六五”計劃中采用傳統的沿海與內地“兩分法”來反映這種差異性，到“七五”計劃時期，中國政府按照地理位置和經濟發展水平的差異，將全國劃分為東部、中部、西部三大經濟地帶，并以此作為國家確定經濟開發重點和生產力布局優先次序的依據；在“八五”計劃中，中國政府又采用了沿海地區與內陸地區這種“兩分法”，“九五”計劃則表述為東部地區和中西部地區。1999年，中國政府開始實施西部大開發戰略，西部大開發的范圍，除了“七五”計劃時期的西部1O省(區、市)外，還包括原來屬于東部地區的廣西和原屬于中部地區的內蒙古，以及吉林省的延邊朝鮮族自治州、湖北省的恩施土家族苗族自治州、湘西土家族苗族自治州。這樣從省級行政單元看，形成了“10+2”的大西部概念和西部大開發背景下的新三大地帶格局。2005年以來，中國政府相繼實施了東北地區振興戰略和中部地區崛起戰略，在國家“十一五”規劃綱要中，將中國區域經濟的發展分為四大區域，由此形成了東部、中部、西部和東北四大區域的新格局(表1)。比如，在西部地區，西南和西北地區的發展情況就差別較大，主要包括西部大開發省份；在東部地區，主要包括長江三角洲、珠江三角洲、山東半島和京津冀的差別也很大，而東北地區可以大致看成是一個相對完整的經濟區。
1．2區域創新能力及其在區域經濟發展中的作用
1．2．1區域創新能力的基本內涵區域創新能力的概念，國內外尚未有十分明確、統一的概念。如從科技層面出發，將區域創新能力定義為“區域創新能力就是區域發展和運用科學技術的能力，主要表現為工藝流程、產品設計等方面的研究和開發能力之和”、“區域創新能力就是區域科技能力和區域科技競爭能力”等；美國哈佛大學波特教授波特和斯特恩認為，國家創新能力取決于共有創新設施的強度，支持創新集群的環境條件下以及兩者互動聯系的強度。在我國，中國科技發展戰略小組在區域創新能力方面進行了大量的研究，該研究小組認為，區域創新能力是指一個地區將知識轉化為新產品、新工藝、新服務的能力，將區域創新能力從知識創造能力、知識流動能力、企業的技術創新能力、創新環境和創新的經濟績效5個方面(圖示)。
1．2．2區域創新能力在區域經濟發展中的作用
隨著新技術革命和知識經濟時代的到來，經濟全球化和區域經濟一體化已成為不可阻擋的發展趨勢。創新在本質上是一種經濟行為，區域創新在本質上就是區域經濟行為。區域經濟強化了區域創新系統構建的區域意識和空間意識，即增強區域自主創新能力，提升區域整體競爭優勢，優化區域產業結構，促進區域經濟高速穩定持續發展。區域經濟學的研究對象幫助區域創新從各個方面建立了一種區域架構。區域經濟活動暗示區域創新的系統特征，區域經濟活動的空間結構誘導區域創新的空間布局，區域經濟活動的地域分工加強區域創新的優勢互補，區域經濟政策引導區域創新的發展方向。總之，區域經濟學對區域創新發揮著基礎理論的導向作用。
2區域經濟與區域創新能力的耦合關系
2．1區域創新是帶動區域經濟發展的動力
技術創新使主導產業或產業集群成為相關行業新的“增長極”，該增長極就像一個巨大的磁場，不斷吸引著周圍的各種要素。一是增長極的高速增長對生產要素供應部門產生影響；二是增長極高速增長誘導周圍地區新興工業部門、新技術、新原料、新能源等的出現。區域創新環境還可以為區域內的大量中小企業提供新技術及各種技術服務，并進行技術擴散，形成更大規模的經濟增長效應。通過區域創新可以優化、整合區域內的創新資源，提高區域的創新能力，形成區域的創新合力，區域中高科技企業和高科技產業園區形成區域經濟中的新產業和新的經濟增長點。區域內大型企業創新能力的形成，不僅可以提高企業自身對先進技術的消化吸收能力，還可以逐步形成企業的自主創新能力。
2．2技術創新促進區域產業集群的發展
技術創新與產業集群的關系：一是技術創新的系統性要求與產業集群內各主體的互惠共生性要求一致(政府、高校、科研院所、企業等在創新系統中都有相互不可替代的作用)。二是技術創新系統中的外部經濟效益與產業集群中的集聚原理一致。在產業集群中，眾多相互關聯的企業聚集在一起，實現資源共享、優勢互補。產業群的發展和建設可以促進地區間資源的有效配置和合理分工，減少產業結構趨同化和重復建設等問題，達到規模效應，從而促進區域產業結構優化升級和健康發展。技術創新加快了產業集群的形成與發展，這是由于技術創新的內在屬性與產業集群的一般特性在本質上是一致的。在我國，無論沿海地區還是中西部地區，都已形成或正在形成一些主導產業或產業集群帶動的區域發展典型。如中國的硅谷“中關村”，武漢“中國光谷”已研制成功5大品種、4O多種型號的新型激光切割機，在占領國內55市場份額的基礎上，開始稱雄東南亞地區的激光市場。
2．3區域創新離不開區域內技術進步及對經濟、文化資源的依存
產業結構的升級僅靠技術引進和模仿是不夠的，還必須要有自主創新的能力，而自主創新能力的形成依靠區域創新環境的建立和完善。區域經濟的創新離不開地區的經濟、文化和資源等條件和水平。國外的研究也證明，區域技術創新的發展受到區域具體的發展歷史、文化、傳統及其所形成的制度、結構因素的影響。區域創新是以區域作為整體，以發展區域經濟為目的，來構建區域創新系統，從而能夠一方面根據本地區的特點發展科學技術，另一方面則是通過技術創新和技術進步來促進區域經濟的發展與進步。
3貴州省區域經濟與區域創新能力發展的對策建議
3．1加快重點行業、領域的科技創新體系建設
3．1．1加快西電東送的建設貴州動能資源豐
富，水能、煤炭和煤層氣開發潛力極大，尤其是火力發電彌補了枯水期水電緊張的狀況，具有獨特的“水火互濟”優勢。同時，隨著貴州電力工業的發展，必然帶動煤炭生產的規模化、自動化及集約化水平，促進煤層氣等新能源的開發，增加煤炭工業的科技含量，進而可使高附加值的煤化工產品進入東南沿海。 3．1．2加快礦產資源的開發貴州磷礦資源豐
富，原礦品位高，有害雜質含量低，是全國數百家大、中、小型磷肥、磷化工企業生產的重要原料。貴州磷及磷化工的生產規模、技術水平、生產設備和總體經濟效益在全國具有突出的優勢，發展潛力巨大。貴州的磷酸二銨為中國名牌產品。
3．1．3鋁及鋁加工貴州的鋁加工在全國占有重
要地位，氧化鋁、電解鋁在國內外都有很強的競爭力，經濟效益在全國同行業中處于領先水平。目前，貴州省鋁產品主要銷往廣東，隨著“泛珠三角”區域經濟技術協作的深入，貴州鋁的深加工產品必然能尋求到更為廣闊的市場。
3．1．4加快高新技術開發及其產業化建設貴州
高新技術發展較快，目前已初步形成了以電子信息、新材料、生物技術等為主的高新技術產業群。另外，為了使貴州信息資源開發利用指數、信息產品與服務指數、信息化水平總指數能接近或達到全國平均水平，貴州省制定了“數字貴州”建設總體規劃方案，加強了“數字貴州”信息交換中心、數字國土、數字城市、數字農業、企業信息化、數字林業、數字交通、數字公安、數字校園的規劃和建設，同時制定并規范了相關的政策和法規，力爭形成較完備的信息產生、交流及共享體系，推動全省社會、經濟、文化教育和科技的快速發展。
3．2注重喀斯特生態建設與環境保護
貴州位于西南喀斯特的腹心地帶，處于長江、珠江上游分水嶺地區。由于生態系統嚴重退化，石漠化面積的迅速擴展，已從根本上威脅到貴州人民賴以生存的基礎和農業可持續發展的后勁，并嚴重危及長江、珠江中下游地區和三峽庫區的生態平衡，直接影響我國經濟、社會與生態的持續協調發展和全國小康目標的實現。因此，加強貴州喀斯特區的環境保護及生態建設已刻不容緩。圍繞生態農業、生態林業、退化生態系統的恢復與重建、環境污染的綜合治理、生物資源開發及監測評價等內容，貴州省已開展了改善生態、生活環境與可持續發展等一系列的研究，并創建了退耕還林還草、保土節水、產業化生態旅游、區域經濟可持續發展等試驗示范區。為了進一步推進喀斯特石漠化治理和環境污染的控制，還需聯合其他省(區)共同攻關。
3．3加大貴州區域特色經濟的發展
3．3．1畜牧業貴州氣候溫暖濕潤，畜群生長及飼
料生產條件明顯優越于西北和北方牧區，且廣大農村受工業污染和化學農藥污染的程度小，是生產“無公害食品”的理想地方。貴州畜禽品種豐富，擁有一批適應性好、抗病性強、周期短和肉質優的地方特色畜禽資源。全省天然草地可利用面積達400萬hm2以上，還有約33萬hm2地坎，200萬hrn2林下草地，80萬hm2退耕還林地和數千萬畝冬閑田土可供利用，畜牧業發展的增長空間極大。此外，養畜成本低，使貴州畜牧產品在國際市場上具有價格上的競爭優勢。在實施西部大開發的戰略中，國家把生態環境保護和建設列為重點，出臺了退耕還林還草等優惠政策，為貴州生態畜牧業的發展提供了歷史性的機遇。加上加入世貿組織后，拓展了貴州畜牧業發展的國際市場空間，隨著“泛珠三角”區域的協作和東盟自由貿易區的建立，國家將進一步推進南貴昆經濟區的建設，這對貴州畜牧業的發展更為有利。新階段扶貧開發的推進，必然要加大對脫貧帶動力大的畜牧業的投入，也為畜牧業的發展提供了有利時機。
3．3．2卷煙、釀酒等特色產業貴州烤煙種植和
卷煙生產歷史悠久，有明顯的資源和技術優勢，是全國烤煙種植和卷煙生產大省。全省擁有黃果樹、遵義、云霧山等名優卷煙品牌，目前，圍繞提高卷煙產品的質量，正對煙草配方技術、安全型卷煙生產技術、混合型卷煙產品以及煙用香精香料等進行研究開發。以“國酒”茅臺為龍頭的貴州釀酒工業，是貴州的傳統優勢產業。全省擁有茅臺、董酒、習酒、貴州醇、青酒等名優品牌及其系列產品。貴州釀酒工業擬實施名牌帶動戰略，在保證質量和增加品種系列的同時，擴大市場占有份額。
3．3．3特色食品業貴州具有發展以特色農產品
和野生植物資源為原料的特色食品生產的優勢。黑糯米、薏仁米、蕎麥、芭蕉芋、山藥、辣椒、竹蓀、土豆、魔芋等特色農產品目前已由原料出口轉為就地加工；刺梨、獼猴桃、楊梅、柑桔、銀杏等已從野生轉為基地規模化種植；竹蓀、香菇、蕨菜、折耳根等山間野菜資源豐富，為貴州特色食品的發展提供了充足的原料保障。
3．4發展貴州旅游業
貴州旅游以原生的自然環境、奇特的喀斯特景觀、濃郁的少數民族風情和宜人的氣候著稱。境內溶洞、瀑布、峽谷、石林、溫泉等自然景觀數量多、分布廣、觀賞價值高。全省擁有可供旅游者游覽的旅游景區(點)1000多處，有黃果樹、龍宮等8個國家級風景名勝區和貴陽、花溪、百花湖等4O個省級風景區，有梵凈山、茂蘭喀斯特森林等6個國家級自然保護區和淮河麻陽、道真大沙河等3個省級自然保護區，還有遵義、鎮遠2座歷史文化名城，現已開發4條各具特色的旅游風景線。貴州是多民族省份，豐富的民族文化和旅游產品不僅在全國旅游市場占有一定優勢，還具有重要社會文化旅游科研價值。隨著“泛珠三角”創新聯合體系的建設，區域協作內容的擴展，貴州與滇、桂、川將會形成旅游片區優勢，建立起西南區域旅游資源的大系統，合作推出旅游品牌。隨著中國一東盟自由貿易區的建立，貴州旅游業獨特的地緣優勢將得到更好的發揮。
3．5重視勞動力資源的培訓與開發
貴州勞動力資源豐富，具有工程承包和勞務輸出的優勢。隨著“泛珠三角”創新體系的建設和東盟自由貿易區的建立，貴州對外工程承包和勞務輸出的數量將會增大。因此，除加快建立反應靈敏的國際勞務市場信息通道，積極拓展國際勞務市場，提高貴州國際勞務合作質量和水平，擴大勞務輸出規模的同時，應高度重視勞務輸出人員專業技能和新知識的培訓，提高勞務輸出人員的整體水平，并通過勞務輸出，帶動設備技術的輸出，促進貴州經濟的發展。
3．6構建以知識經濟產業化為重點的科技創新基地
構建科技創新基地要依據現代科學技術是知識經濟的核心、高新技術產業是知識經濟的主導產業、科學技術成為知識經濟中生產力的第一要素等知識經濟特征，尋求具有自主知識產權的核心技術支撐、實現產業化過程中核心技術隨資本、股權漂移，重點是建設知識經濟發展平臺。貴州科技創新基地建設重點應以省會貴陽為中心，以主導產業項目為支撐，核心技術研發為重點，核心組件經營為目的，最終形成有自主知識產權、自我開發能力的高技術產業成果轉化。科技創新基地建設要整合上、中、下游產業，形成產業鏈。產業化基地發展分三個時段：第一時期為基礎期，2003年7月至2006年底，完成組織核心團隊、掌握核心技術的主要支撐項目建設；第二時期為發展期，2007年初至2009年底，主要以搶占市場占有率為策略目標，占領一定份額國際、國內市場，實現科技創新基地的穩定收益；第三時期為整合發展期，在2009年以后的4～5年內，以品牌經營為主軸，實現以核心技術帶動的跨越式發展。科技創新基地的實施主要由信息產業、新材料、生物技術三大塊組成，突出微硬盤核心技術產業、光電核心技術產業、數字TV核心技術產業三個核心項目及高科技產業群。
產學研合作培養人才的模式類型有很多，比如最早的“三明治”模式；經典的“工學交替”模式；高層次的“企業博士后攻占模式”，廣泛用于工程碩士培養的“雙導師、雙基地”模式；針對企業培養人才的“311預分配”模式和“繼續工程教育”模式；現代化的“工程研究中心”模式；“大學科技園”模式；以及校內產學研結合模式等等。這些模式的應用十分靈活，運行機制也極為多樣。其中在地方高校中具有廣泛適用性，能有效推動工程學科建設，改革教育教學的模式主要有三種：
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”模式一般把學習分為3個階段，進行“學習-實踐-再學習”，第一階段以校內培養為主，完成全部或部分基課、專業基礎課和專業課的學習以及規定的實踐基礎訓練；第二階段以企業培養為主，預分配到工廠或研究所，以見習技術員身份參加工程實踐，培養工程技術能力；最后一階段，學生回到學校，自由選擇專業方向和適合自己發展的課程，并完成自己在工作實踐中選定的畢業設計課題，完成本科學業[2]。薄三明治模式也叫“工學交替”模式，在高校中應用比較廣泛。它一般分為多個學習階段，根據需要安排參加實踐的次數和時段，因此形式多樣。一般遵循由基礎到專業循序漸進，理論結合實踐的原則，課堂理論教學與工程實交替進行。“一年三學期均衡時工學交替”是比較典型的工學交替模式。它把一學年分三個學期，兩個學期進行理論學習，一個學習進行工作實踐。工作學期由學校與企業共同制訂教學計劃，內容安排循序漸進，結合理論教學，逐年提高，并分階段考核、答辯、評分。學生還可以在企業進行畢業設計（論文）。這種模式學校是教育主體，實踐方式是頂崗，學生的工作不再由學校集中安排，而是利用市場的調節機制，采取供需見面、雙向選擇的方式對學生進行分散式的安排。學生根據專業和興趣自自主選擇，因而參與積極性比較高。
2）項目式教學模式項目式教學模式一般經歷四個過程，“基礎理論學習+參與項目+回校總結學習+畢業設計”。建筑、水利、電力、鐵道、石油學院通常采用這種模式，他們在基礎理論學習階段結束后，把學生派往合適的大型建設項目工地，讓學生運用已學的知識參與工程的設計、施工和質檢驗收。工程結束后學生回校繼續理論學習，這時他們可以有針對性的學習那些在工程實踐中必須的但是過去的理論課程中沒有的知識，最后進行畢業設計。對于非工程類的專業，項目式教學，可以結合用人單位的實際項目進行，比如學生在教師指導下，完成調研任務、采訪任務、規劃勘測任務等用人單位提出的實際項目。由于這種模式具有項目的大小和時間的不固定性，所以實施方面需要比較靈活的教學計劃和管理體制。
3）有機滲透型合作模式有機滲透型合作模式通常是校企雙方深層次上的合作，不拘于形式，只要使人才培養活動滲透到專業教育的全過程中。比如上海電力學院與華能上海石洞口第二廠、上海電力安裝第一公司，開展的以專業綜合改革為中心的產學研合作教育。其基本思路是以學校的專業教育改革為突破口，結合考慮學校教育教學規律及企業對人才的要求，重構教學計劃和專業課程體系，改革教學內容模塊，同時利用企業資源強化實踐性教學環節。這種模式實施的關鍵是企業參與，有機滲透到專業教育改革的方方面面中，包括教育管理、教學活動、課程體系、思想教育等整個教育過程。這種模式不僅能提高學生的實踐能力，還能推動學校整體的教育教學改革，通常效果顯著，但是它涉及面比較廣，遇到的困難和問題也會較大[3]。
2改革教學計劃，突出技術應用性
我國傳統的工程教育是一種“科學工程教育”，它強調專業知識的系統學習，較為忽視基礎知識和實踐能力的培養。培養出的人才學機的不懂電，學冷加工的不懂熱加工；只懂技術，不懂成本、經營、管理，更缺少人文修養。實施產學研聯合培養人才，則要求更新教學內容，突出技術應用性。比如機器人專業不是研究如何制造機器人，而是研究如何運用機器人來分揀物品和生產原料，承擔生產線上的工作；模糊控制專業不死研究模糊控制理論、遠離的新發展，而是研究如何用模糊控制基本原理實現起吊重物的平衡移動和定位。首先，產學研聯合培養可以吸納企業工程技術人員組成專業顧問委員會，參與教學計劃的制定，要從學生的知識、能力、素質結構三個方面構建教學計劃。理論課程體系按照公共課、專業課、專業方向課和選修課四個模塊構建。實踐教學體系要按照由易到難，逐步接近工程實踐的原則，從認識實習、基本技能訓練、崗位技能訓練和綜合技能訓練的線路來構建。其次，要強調實踐教學。以廣西工學院的機械工程及自動化專業為例。他們把企業現場實踐分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個階段。企業現場實踐Ⅰ為2周，目的是使學生初步了解我國機械制造業的現狀、技術進步、科技水平和現代管理方法。企業現場實踐Ⅱ為2周，目的是使學生加深對所學知識的理解，并為后續專業課程的學習提供必要的感性知識，直接了解本專業的實際生產過程和生產內容，具體了解模具設計及制造、數控編程操作的全過程。企業現場實踐Ⅲ為11周，目的是使學生進一步加深對本專業知識的理解，拓寬知識面，以了解當前模具行業的新只是、新技術和現代化生產情況[4]。又如中山包裝學院的產學研聯合培養使用“課堂教學+現場參觀+技術講解+動手操作”的模式，充分利用企業生茶那設備，是學生在操作中學習，大大提高了他們的學習積極性和理論知識的消化能力。這樣的課程體系和教學方式更貼近生產實踐，更符合企業的實際需要。
3加強師資培養，提高教師工程能力
[關鍵詞]工學 人才培養 食品科學與工程專業
一、引言
自20世紀以來，隨著中國高等教育規模迅速擴大，食品科學與工程專業如雨后春筍般紛紛在各個高校設立，為我國培養了一批批的食品行業專門人才。但近幾年，隨著我國經濟建設的逐步發展和我國高等教育教學改革的深入進行，食品科學與工程專業原有的人才培養模式越來越不能滿足現代化企業的需要。工程底子薄、工學理論知識匱乏，已成為日益暴露出來的顯著問題。產生這一問題的主要原因是，食品科學與工程專業目前工程教育體系不夠健全，教學和食品工業現狀脫節，導致學生動手能力弱、解決實際問題能力差，工程素質距離企業的要求似乎越來越遠。因此，必須加強工程教育的培養，提高大學生的創新能力，加強實踐教學環節，推進產學研結合，改革人才培養模式，應對工程全球化、復雜化的挑戰，更好地滿足經濟社會發展對工程人才的迫切需求[1]。
本文對57所學校食品科學與工程專業的培養方案及大綱進行了系統研究，其中包括18所綜合類院校，13所工科院校。將工學類院校食品科學與工程專業培養體系分成四部分，基礎課程；專業知識；實踐環節；創新能力。通過探討和研究人才培養模式的不足，找出影響學生工程能力培養的重要因素，得到能夠促進工程能力培養的最優培養模式，更新相關課程教學體系和教學內容，突出課外科技活動的積極作用，提升食品科學與工程專業畢業生參與國際人才競爭的能力。
二、基礎課程教育培養模式的調整
（一）適當縮減公共基礎課學時
工學類院校食品科學與工程專業的基礎課程知識結構包括：人文社會科學、自然科學、外語、計算機信息技術、體育、基礎教育等方面。在本研究所調查的21所工學類院校當中，食品科學與工程專業的專業課程學時占總學時的比重為40-60%，其中，工科類院校專業課學時多于綜合類院校。基礎課占總學時比重過大，這導致學生學習專業課程的時間相對少，專業知識薄弱。在基礎課程教育過程中，英語和數學占學時比例最大，而在現代高中教育環節中，英語和數學等常規課程已經涉獵了一些大學課程內容，學生上了大學之后，這些內容還會重復學習30-50學時，這不僅浪費時間，還直接減少了專業課的學習時間，如果將這部分學時應用于專業課的學習，勢必會使學生的專業理論知識得到豐富。
（二）加強學生工程基礎知識的訓練
在工程訓練方面，作為工學類院校的學生應掌握有一些工學類基礎知識，如：機械基礎知識和電學基礎知識等，以便將來可以從事一些食品機械與設備的設計、制造、管理、銷售等方面的工作。工科院校對學生這方面的素質教育要好一些，基本能有90-120學時的學習，而一些綜合類院校卻忽視了學生工程基礎的訓練，導致學生的知識體系偏軟，缺乏工學學士應具有的綜合素質。因此，應調整基礎課學時，保證學生工程基礎知識學習在100學時以上，滿足現代社會綜合素質人才培養的需要。
三、專業課程體系培養模式的完善
（一）采取理論聯系實際的教學模式
在專業必修課中，食品工程原理、食品工廠設計、食品機械與設備屬于工程類課程，在進行教學時應避免填鴨式教學，教師講授要少而精，使學生能夠舉一反三，幫助學生形成主動探索和求知的學習方式，培養想問題、解決問題的能力。根據教學內容，大力推進計算機輔助教學，利用多種媒體，加大課堂教學的信息量，使學生掌握的知識更加全面、準確、生動和客觀。例如在講述食品機械與設備時，可以在多媒體教學中加入食品機械單元操作的動畫或錄像，這樣就可以使學生更加形象的理解食品機械的工作原理及加工過程。在食品工廠設計課程中，可以利用多媒體教學展示世界上或我國大型食品工廠的圖片或錄像，使學生對現代化食品工廠有更加直觀的認識。另外，學生的學習成績可以通過多個環節進行綜合考察，如考試、討論、讀書報告和論文等形式，使學生有更多機會進行獨立思考，調動學習積極性，提高學習效率。
（二）豐富專業選修課的種類
在專業選修課方面，擴大選修課的比例，拓寬學生的知識面。要把握社會、經濟和科技發展的新成果和新動態，使教學內容不僅成為學生必須掌握的知識，同時成為提高學生能力的有效載體[2]。增加工程類專業選修課，可以將一些工程類課程的基礎部分設定為專業選修課，如機械原理、機械設計、機械制造等。這樣就可以讓學生更好的掌握食品機械及設備原理、設計和制造等方面的知識，形成具有針對性和特色性的人才培養模式。
四、實踐環節培養模式的建設
加強實踐性教學環節建設，提高學生分析問題與解決問題的綜合能力，是工學類院校共同努的的目標。實踐教學是本科教學的重要組成部分，包括實驗課的教育，實習環節的培養和畢業設計的訓練，這對提高學生的動手能力，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，培養學生技術創新的能力，提高學生的就業競爭力有著不可替代的作用。
（一）通過實驗環節提高學生的動手能力
食品工程類課程實驗多為演示性、綜合性和設計性實驗。演示實驗直觀、生動、有趣，在對學生能力和素質的培養方面有著獨特的作用，并且可以采取多種教學方式，如：課堂演示，在課堂上應用多媒體教學方式演示食品機械的單元操作過程；課外演示，學生利用課余時間到實驗室參觀演示實驗，并在教師的指導下自己動手實際操作；演示走廊，在教學樓或實驗樓里專門辟出一定的空間用于擺放一定數目的演示實驗，供學生在課余時間自由參觀和學習[3]。綜合性實驗及設計性實驗，涵蓋多項技能和多種方法，對于培養學生的能力更為重要，這類實驗一般應占實驗教學總學時的1/3以上。使學生能夠對食品單元操作、過程控制、能源綜合利用等現代食品生產過程的各個方面熟悉和掌握。
（二）通過實習環節使學生增強對食品行業的了解
實習環節是本科生對專業知識更深層次了解和掌握的過程，也是學生首次真正接觸食品工廠，從對食品工業的感性認識上升到理性認識的過程。工學類院校食品科學與工程專業可以實行一學年三個學期的教學體制，在暑假前后安排第三學期6周左右的實習，在教師的指導和幫助下，學生可以自行聯系實習單位，自主安排實習日程，完成食品科學與工程專業認識實習和食品工藝實習。設立食品科學與工程專業社會調查實習，讓學生自行設計社會調查表，發放調查問卷，及時掌握食品行業動態。設立食品工程系統設計實習，利用3周左右的時間，讓學生使用CAD制圖軟件自行設計一套食品加工系統，完善食品工程環節的學習。實習環節的考核要把對企業的了解、對行業的了解、對市場的了解作為考核學生實習成績的重要組成部分，引導學生提高對各實習環節重要性的認識和實踐的積極性。
（三）通過畢業設計完善學生知識體系
畢業設計是高等院校人才培養計劃中重要的組成部分，是培養學生綜合運用所學理論知識和實驗技能的綜合工程實踐訓練，是培養創造能力、獨立工作能力和解決實際問題能力的重要環節，是學生走向工作崗位之前的工程基礎訓練，對全面地學習和掌握專業知識有非常重要的作用。工學類院校食品科學與工程專業可以適當延長畢業設計及畢業實習環節的時間。學生可以在寒假完成3周的畢業實習，畢業實習是學生針對所研究課題進入相關食品工廠進行模擬工作的階段，通過實習不僅可以使學生能夠更好的完成畢業設計，還可以讓學生提前進入工作準備狀態，以使學生畢業后能夠更快的融入社會。在整個畢業設計過程中學生受到提出問題、檢索資料、分析解決問題、實驗驗證、撰寫說明書和畢業論文、接受答辯等基本訓練，從而培養學生具有優良的思維品質，勇于實踐、勇于探索和開拓的精神，這是其他教學環節不能替代的。通過畢業設計環節的訓練，使學生具有正確觀察、縝密思考、總結歸納等方面的能力及良好的實驗習慣、誠實記錄的學習態度和嚴謹的科學作風。使學生成為動手能力強、有創新精神和創新能力的高質量本科專業人才，為從事食品科學與工程方面設計、研究和開發奠定基礎。
五、學生工程創新能力的培養
工程創新能力的培養是工學類院校食品科學與工程專業人才培養的一個重要環節，對于增強民族自主創新能力有著深遠的社會意義。隨著各大高校食品科學與工程專業的設立，如何培養適應時代需要，具有創新意識、創新思維及創新能力、工程實踐能力的高素質工程技術人才就顯得更為迫切[4]。
高校教師在做好本職工作――教書育人的同時，還有會從事一些科學研究工作，本科生可對教師的科研項目進行學習和研究，選擇自己感興趣的課題，作為教師的助手參與進來，輔助教師完成科研項目。學生在進行課題過程中不斷發現問題、分析問題，并探究解決問題的思路和方法，這樣就培養了他們運用書本知識創造性地解決問題的能力、組織協調能力、實際動手操作能力。另一方面，學校可提供本科創新基金，學生經過市場調查及社會調研后，在學校的支持下選擇創新課題，并作為第一研究人員在教師的指導下完成課題。這樣依靠學生的自覺性和主動性，使他們在完成課題的過程中能夠獨立思考，培養獨立開展工作、自主創新的能力，尤其要鼓勵他們在運用知識、鍛煉能力、掌握技能中多動腦筋、想辦法，以達到培養大學生創造精神和創新能力的目的。這樣不僅可以培養學生的工程創新能力，還可以培養學生認真、負責的態度，科學、嚴謹的作風，同時，還對學生畢業后參與到企業的新產品開發等社會經濟活動中有著重要的作用。
六、結論
針對當前工學類院校食品科學與工程專業工程背景薄弱這個主要問題，構建了能夠促進工程能力培養的食品科學與工程專業最優培養模式。第一，基礎課程方面，縮短基礎課學時，使學生有更多的時間進行專業課的學習，拓寬專業知識面，在大學一二年級增加工程類基礎知識作為選修課，使學生更早的接受工程訓練。第二，專業知識方面，應利用多媒體輔助教學，擴大工程類選修課的比例。第三，實踐環節方面，增加工程類課程實驗，并盡量建立演示走廊及開放性實驗室，在實習和畢業設計過程中增加學生工程方面的訓練，突出課外科技活動的積極作用。第四，創新能力方面，設置課外培養計劃，并引導本科生參與教師的科研項目，使學生更早的接觸前沿科學。
我國在改造傳統食品工業方面正面臨轉型期，新的食品科學與工程技術必將代替原有的陳舊的落后技術，這需要一大批理論知識豐富，實際動手能力強的專門人才。通過對食品科學與工程類人才培養模式的調整，培養符合現代化的食品工業要求的畢業生，使他們系統掌握食品營養、加工工藝及生產設備等方面的知識，并成為能夠從事食品研究、設計、生產、管理和新產品開發的復合型高素質專門人才，推動我國食品行業不斷發展，食品工業不斷現代化，逐步邁進世界強國的行列。
[基金項目]食品科學與工程專業人才工程創新能力培養的研究與實踐
項目來源：吉林省教育廳
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關鍵詞：保護性耕作；可持續發展；深松機
中圖分類號：S222 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032022
引言
由于傳統機械耕作方式的多年運用，風蝕、水蝕越發嚴重，時常會有農作物大片傾斜歪倒，影響作物的收獲，致使糧食的質量和產量降低。為在農業生產發展的同時，保護好農田生態環境，保障農業可再生發展，應積極采取土壤深松等保護性耕作技術。
隨著全球農業的發展，國內外深松技術的運用已比較普及。土壤深松不僅能夠打破犁底層，增進土壤透氣、透水性，還可以減少風蝕水蝕，提高畜水能力[1-4]。
1 保護性耕作技術
出現保護性耕作技術的直接原因事件是美國“黑風暴”如噩夢一般的到來嚴重破壞了人類生存環境，進而引發了人們的反省和深思。保護性耕作在我國被定義為“將大量秸稈殘茬覆蓋地表，在保證種子發芽的基礎上盡量減少耕作次數，控制雜草和病蟲害基本依靠農藥的耕作技術”[5-6]。覆蓋秸稈、少耕免耕、化學去草、機械深松是其主要技術[7]。
目前適合東北地區（尤其是吉林省）的保護性耕作技術模式主要有3種。
1.1 寬窄行交替種植模式
該種保護性耕作技術模式是把平均壟距650mm的種植，變成行距分別為900mm和400mm的種植。寬行和窄行隔年輪流替換種植，每年僅寬行深松一回。秋季收獲后在田間地表保留高根茬，根茬經風吹、日曬后自然腐爛直接還田，如圖1。該模式光照豐富，透風效果明顯，對增加產量有促進作用[8-10]。
1.2 秸稈全覆蓋免耕播種模式
該模式在收獲作物后，把全體秸稈直接還田。秋季實行深松，待到來年適宜播種的時候，再運用播種機進行施肥和播種。節本增產的效果在這種模式下十分理想。
1.3 留茬行間交替耕作模式
該模式將根茬留在地表。播種作業在兩留茬行之間的位置進行，種行與留茬行隔年交替種植[8-16]，如圖2。地表保留的高茬（一般玉米留茬高度為30～50cm），具有蓄水保墑等優勢。
2 深松機國內外發展現狀
2.1 國外發展現狀
歐美國家著手探究和開始運用深松技術是在21世紀30年代。在科技迅猛發展的背景下，歐美國家在深松機械領域的研究已經非常深入，并有系列產品出產以滿足各種需求。振動深松機、彎腿犁、主被動聯合作業機是國外當前新型深松機具主要類型[17-19]。Willians等人自80年代就開始了對彎腿犁的研究；加拿大的Harrison設計出了彎折45°的彎腿犁；Sakai等人研制了配套中型拖拉機的振動深松機；土耳其Uzel公司生產了作業深度可達600mm的E979 型深松機；美國Sgubbers等人構思出了主被動聯合作業機，此機具的特點是能夠減少牽引阻力，且性能有所提升。國外的深松機基本與大型拖拉機相配套，深松效果好，更加適合全面深松。其中，有最大作業深度能到70cm左右的約翰迪爾公司出產的900V型深松機；西勞德公司的懸掛式深松機深松深度超過58cm時，能夠作業出暗溝進而排水[1][18-20]。
深松整地聯合作業機一次進地即可完成深松、整地、施肥等多項作業，保證了深松效果，且符合保護性耕作的要求。許多國家對深松技術和深松聯合作業機的研究都非常重視。歐美國家的深松整地聯合作業機發展方向主要是在大型化的基礎上更加精致細密。如凱斯紐荷蘭9300型聯合作業機配套大馬力拖拉機，作業幅寬達6.9m；采用了深松彈齒的約翰迪爾2623VT立式聯合整地機，可以梳理殘茬、雜草[21-23]。
2.2 國內發展現狀
我國對深松技術的研究始于20世紀60年代。對于深松鏟外形的優化設計，解決關于深松機纏繞等難題等都做了多項研究[21]。國產深松機有多種形式，如表1所示。國內出產的深松機適用于保護性耕作模式的主要有1SQ-250型深松機等[24-25]，如表2所示。
2306全方位深松聯合作業機（中機美諾設計出產）、1SL-340/550型全方位復式深松機（黑龍江勃農興達有限公司生產）等是我國深松整地聯合作業機領域的主要產品。雖然深松過后地表比較平整，但是容易出現堵塞，而且動力消散損耗較大，同時在造價方面也并不便宜，所以推廣起來還是具有一定的難度。
國外深松整地機械性能優越，并形成了適合自身的配套保護性耕作機具[21-26]。我國保護性耕作機具在發展的同時，針對機具的現實性問題，進行了改造設計，許多新機型相繼出現[21-23]。保護性耕作模式的不同，對其配套機具要求也不盡相同，例如在留茬行間交替耕作模式下，高留茬覆蓋地表于種行之間，而現有農機具能夠滿足此種保護性耕作模式的深松整地聯合作業機較缺乏，有必要研究此種耕作模式下的配套機具。
3 展望
隨著農業的發展和環保意識的增強，大家都認識到農業可持續發展才是最理想的發展道路。研究人員越發注重對符合保護性耕作條件的深松技術和機具的鉆研，且此技術和機具得到了較快的發展應用，研制新型深松機及深松聯合作業機具十分必要。在保護性耕作模式秸稈覆蓋條件下如何有效防止秸稈纏繞深松鏟、如何節能減阻是一項重要的研究課題。使用合理的工作部件布局、合適的機具機架和牽引方式、讓機具產生振動、適宜的深松部件種類及位置等都是促進保護性耕作模式下深松作業機節能、高效工作的有效方法。同時，應使生產的機具更加精細標準，研制出各種系列化產品。設計上，在鑒借國外現有先進機具和技術的同時要不斷進行創新，使深松機具的性能進一步提高。
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