农业机械化工程论文范文

时间:2023-04-06 19:07:15

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农业机械化工程论文

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2构建相适应的教学体系

2.1教研活动从单一、被动转变为自主、合作和分享

教研研究往往以活动为中心,活动的质量和效益是教研工作的生命力之所在,也是教师必须始终关注的问题。以往的教研活动较为普遍的问题是:缺乏专题研究,满足于茶馆式的泛泛而谈;缺乏整体规划,基本是每门学科进行自己的教学研究,缺乏整个专业的群体意识。为此开展教研活动就注意以下几点问题。

1)力求教研与科研相结合,使教研活动课题化和系列化。教学研究重在“研究”两字,应确立教研与科研相结合的思路,在广泛开展调查研究的基础上,确立每一阶段研究的主题,针对学科研究中的重点、难点问题,力求通过专题研究加以突破,并围绕这些专题,开展一系列的教研活动加以深化,把小型的研讨活动与大规模的汇报、交流、推广活动结合起来。

2)构建资源共享的平台。教师职业的一个很大特点是单兵作战,而教师间的相互合作与学习是教师成长最直接的资源之一。教研活动就应该为教师间的合作、研讨搭桥铺路,所以教研活动就可以发挥教研组集体的力量,借助于现代教育技术,把一些优秀的案例放在公共的资源库中,教师随时可以浏览、调用,从而发挥资源共享的优势,让教师能主动、自觉地提升教学实践中合理的成分。

3)开展专题报告。学院每年对不同年级的学生举行专题报告,使学生掌握相关的农业机械化与自动化的最新知识,发展趋势等。使用学生对学科有一定的认识、兴趣,进一步加强学生的主动学习的意识。

2.2加强实践教学

根据农业机械化及其自动化专业的培养特点,以主干课程为重点,确定各门课程的教学范围和具体内容,合理设置相应的理论教学和实践教学环节,优化课程结构,整合实践教学资源。确定实践教学各环节的具体安排。实践教学体系是培养学生创新能力和综合实践能力的重要手段,是教学过程的重要环节和实现人才培养目标的重要保证。然而,实践环节并不是零散的教学单元集合,只有将课程实验、综合实验、毕业设计等各环节进行系统设计,构成与理论课程有机结合的实践教学体系,才能达到培养具有创新精神和实践能力的高级复合型人才的培养目标。

1)在课程设置中,理论学习时间占1/3,生产实践占2/3,理论实践交替进行,更好地培养学生的实用性。学生在校期间,需要完成课程实验、基本工程能力实习、基本专业设计能力实习等实践内容。结合课程学习需要完成的实验内容包括:物理实验、机械原理实验、电路测试实验、电子线路设计测试实验、微机原理实验、机械设计实验、汽车拖拉机测试实验、机电一体化实验、农业机械学实验等。基本工程能力的实习内容包括:金工实习、电工实习等。基本专业设计能力的实习内容包括:机械设计课程设计、机械制造工艺课程设计、专业方向课程设计等。

2)企业联合培养环节。在企业联合培养环节,学生需要完成专业实习、企业实习与专题设计、工程实践、学位论文等实践内容。所有内容以企业联合中的真实科研项目需求为背景,具有极强的实践性和指导性。通过在企业的不同部门(如售后服务部门、测试部门、研发部门等)分别安排一定的实习时间并定期轮换部门完成实习。专题课程设计题目来自于企业技改项目,学生完成项目设计与试制,并测试技术指标,撰写专题设计报告。

2.3教学评价

在农业机械专业“卓越工程师教育培养计划”中实行淘汰制培养,这就要求有恰当的培养效果评价体系。目前高校的评价体系中,形式过于单一,基本上采用闭卷笔试考试,注重应试指标,注重定量检测,忽视定性评价或分析,这种单一片面的评价体系限制了学生的思维能力和学习能动性的发挥,制约了学生的创新意识和创造能力的培养,这种培养模式对拔尖创新人才尤为不利。因此必须根据“因材施教”的原则,建立灵活的、综合的评价方式,以保证学生有更宽松的自我发展空间。

1)课程考核成绩实行百分制,由平时考核成绩和课终考核成绩两部分组成。应提高平时考核成绩所占的比重,如核心骨干课程的平时考核成绩可占60%以上。

2)理论课程平时考核成绩由课程习题、课程论文、课程心得、课程讨论、读书报告、课外实践等综合考核成绩组成,课带实验课程的平时考核成绩还包括每次实验的成绩;单列实验课的平时成绩由每一次实验的考核成绩组成。

3)理论课程的课终考核包括闭卷、开卷、抽题答辩、案例分析、上机考核、口试、课程报告、课程论文等形式;单列实验课程的课终考核包括闭卷考核、实验设计、实验操作、实验报告、课程论文等形式。原则上,课终考核的理论部分以闭卷笔试或上机考核为主。

4)教学实习考核成绩由实习周记、实习报告、实结、实习态度、任务完成情况、实习单位鉴定等方面的综合考核成绩组成。

3提高学生综合实践能力

3.1综合实践可以培养学生的创新能力

随着网络的快速发展,学生可以通过网络获得各种信息,当对其有用的信息转换为知识的时候,教师的作用就是教会学生获取、加工、运用知识的能力,特别是创新能力。而综合实践活动是培养学生创新能力有效途径,合理开发和综合利用各种课程资源,优化综合实践活动的设计。综合实践活动是教师针对学生的综合实践活动的指导,调动学生的创造性的想象力,鼓励学生以灵活多样的、独特的活动方式进行探究活动;综合实践活动既没有规定的教材,也没有规定活动场所。因此,综合实践活动的实施具有很大的灵活性,能给学生提供一定的创造空间。例如第六届全国大学生机械创新设计大赛(2014年)的主题为“幻梦课堂”;内容为“教室用设备和教具的设计与制作”;整个比赛的题目贴近生活,都是同学们上课时要用到的工具。所以我们在组织学生参加比赛时,要求学生对日常课堂进行观察,同时对未来课堂的教学环境和状态进行想象,设计出使教学课堂更加丰富和实用的机械装置。实践性是综合实践活动最突出的特点;因为全国大学生机械创新设计大赛要求提供完整的设计说明书和主要设计图纸以及作品的实物样机或放缩的实物样机;这要求学生需要把平时学习到的机械制图、机械原理、机械设计及制造工艺等多门课程知识进行理解,运用,最后转换为实际加工的实物。整个过程强调学生通过观察、调查、选题、学习、制作、反思等一系列的活动,得到体验,使学生在现实生活和社会实践的基础上开发出课题,学生通过亲身的实践探求出问题的结论。

3.2以学生综合实践活动为平台,提高学生的创新能力和综合素质

学生科技创新活必须有相应的场地、设备等物质条件,也需要一定的资金支持。否则,学生科技创新就是无源之水、无本之木。而我校每年开展“科研兴趣小组”和“创新实训项目”两项活动。通过学生的组队,基于自身兴趣,选择和研究问题进行调研,完成申报书,学校组织相关专家教师的答辩,选择具有创新性和实际性的项目,在实践经验丰富的教师和教学辅助人员指导下,给予一定的资金支持。学生在项目完成科研任务的过程中,撰写论文,申请专利等,使学生具备扎实的理论基础和专业技能。同时通过这一系列的综合实践活动使学生获得了自信心。

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李洪岗敬业,忠诚党的教育事业,近20年来,他先后讲授了“农业工程导论”“农业机械化生产学”“农业机械化工程专业进展”等多门专业课程,年均120学时。2010年,他主讲的“农业机械化生产学”课程被评为国家级精品课程;2009年,获宝钢教育基金会优秀教师奖和“北京市教育创新标兵”称号;2004年,获教育部新世纪优秀人才计划支持、霍英东高等院校青年教师奖研究类一等奖。

他注重教学方法和手段创新。他针对农业机械化专业课特点,授课不拘泥于教材,简繁结合;以家乡机械化难题为案例,结合科研和热点问题,带动学生主动听课,课后学生有任何问题,他都会放下手头工作,细心解答。

他注重教学团队培养,长期坚持随堂听课,对青年教师一对一指导示范,并经常组织田间观摩实践,提升了团队素质;注重自身能力培养,经常向有经验的教师请教,认真听取学生的意见和建议;他还并通过考察国外大学课程体系,不断提升自身教学水平。

改善农田耕作模式,带动区域经济发展

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[中图分类号] S23 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)01-0200-02

芳华镇位于陆良县城北部15公里处,总面积230平方公里,辖10个村民委员会,64个自然村,77个村民小组,9812户33764人,农业人口28731人,总耕地面积27214亩。全镇海拔在1260~3140米之间。年降水量110.4多毫米;无霜期157天。2011年,全镇生产总值达到7亿元,固定资产投资完成0.8亿元,粮食总产量2.876万吨,农民人均纯收入达到4627元。农业机械化事业也有了长足发展。

一、芳华镇农业机械化发展现状

2011年,在中央支农惠农政策的引导带动下,芳华镇农业生产者购置大中型农用动力机械的积极性有较大提高,农业机械大量进入千家万户,从而带动了农业机械总动力的增加,农业机械装备结构得到优化,有效促进了农机化的协调发展。

1.农机装备水平逐步提高

2011年底,全镇已经拥有价值1.6亿元的农业机械总值,2173.3万瓦特的农业机械总动力,每万亩可耕地具有0.66万千瓦的农机动力。全镇具有181台的大中型拖拉机,234台的小型拖拉机,总共具有不同种类型号的拖拉机415台。进行农用运输的车有1905辆,耕作机械182台、排灌机械1126台、收获机械23台、植保机械132台、畜牧机械1233台。还有736台进行农作物和副食加工的机械,75603台进行农田基本建设的机械、设施农业机械的设备和具有半机械化的农具。在全镇形成农机配套比达1:6:7。

2.农机作业水平不断提高

2011年,在全镇3万标亩采用农机进行标准工作。在全镇有2.2万亩的田地采用机器耕种,有2.43万亩的田地采用机器播种,有4万亩的田地采用机器收割。农业种植的机械化水平分别达到88.3%、73.4%和22.6%。机器化在农业种植的各个方面都得到进一步的提高,如进行机械耙耱、镇压、平田整地、植保、脱粒、灌溉、加工农副产品及饲草(料)、运输等。在粮油加工和农业运输等方面已经基本实现了机械化,已经达到72.5%的农机作业综合水平。

3.管理服务体系初具规模

农村机械维修网点9个。其中:二级修理点4个,专业修理点5个,农机经营的机构有3个。其中,建立了2个企业进行农机流通,成立2个企业进行农机生产,设立3个农机供油站。组建7个农机化作业服务组织。现已拥有13610户农机使用户,其中存在16个农机使用大户,5个农机使用专业户。已经具有总数达1825人的乡村农机人员

4.示范基地建设力度加大

全镇结合当地自然条件和农业生产特点,建立了5个农机化技术示范点,起到了很好的辐射带动作用。2011年全镇举办各类培训班12期,培训各类农机人员达300多人(次)。农机化科技知识得到大力普及。为早日实现农业机械现代化奠定了基础。

5.农机监理工作进一步加强

农机监理部门不但进行农机安全生产的相关政策、法律和法规的宣传,进行检查农业机械安全使用技术,还进行审验农机驾驶操作人员。开展各种农机活动如:“农机安全月”活动和“文明监理,优质服务”示范窗口建设活动,还有“平安农机示范乡村”的创建活动。结合6月农机安全生产月和十一黄金周宣传活动为契机,搞好农机安全知识宣传。全年内,我们累计发放各种安全宣传资料1600余份,签定农机安全责任书132份,签定率达100%,“拖拉机严禁载人”字样喷涂率达100%,张贴标语118条,其中:永久性标语8条,悬挂安全警示牌12块,农机安全教育宣传栏4期, 安全教育专题培训四期160人,发放100本关于农机安全生产的手册。为了进一步减少农机事故的发生,侧地的消除农机事故隐患,进行专项整治“黑车非驾”等。现在全镇没有农机事故发生的时间已经保持5年,进一步加强了人民生命财产安全的保障。

6.社会经济效益不断提高

农业生产过程中广泛的使用农业机械,在农业生产和建设中发挥了重要作用,如在抢农时、抗灾害、服务“三农”、促进社会主义新农村建设和现代农业建设等方面都显现出重要作用。在农田及水利工程建设时采用农业机械施工,不但促进了蓄水保墒和农业作物的稳产增产,更促进了自然条件的优化,减少水土流失的发生。为了积极促进我区农业走可持续发展道路,发展生态农业,不但增加有机质在土壤中的含量,促进化肥利用率的提高。在我区实施农作物机械化综合利用措施和化肥机械化深施技术。农业生产中的机器化快速发展,促进了农民收入渠道的增加,如从事二、三产业和劳务输出的农村劳动力增加。使农业机械不但取得了良好的社会效益,更产生了一定经济效益。2011年,全镇达到572万元的农机经营总收入。其中农机化田间作业收386万元,农副产品加工机械收82万元,农用车辆运输收287万元,实现利润249万元。

二、芳华镇农业机械化发展中存在的问题

芳华镇的农业机械化在芳华镇得到较快的发展,取得了很好的成绩,但同时存在一些不可忽视的困难和问题,主要表现在以下方面:

1.农业机械装备总量不足,结构不尽合理

在农业机器中,存在老化现象,部分农机没有足够的能力进行更新换代。还存在小型的动力机械较多,只有较少的动力机器。还有在机器中较多是低档次农机具,只有较少的新型机具和高性能机具。现阶段我镇的农机使用现状与发达地区存在较大的的差距,农民对农机产品存在“能用、爱坏、常修”的评价。这是因为我镇农机存在较低的技术含量,品种不全,除较少的农机品种之外,大部分存在使用性和可靠性较差的问题。我镇农机产品拥有量少、规模小,大部分农业机械老化严重,没有注入资金更新换代,制约了我镇农业机械化的快速发展。

2.农业机械化总体水平低,发展不够平衡

农机化作业水平的不断提高收到农机经营规模化程度高低的制约。在国家农业现代化程度中的重要标志是农业机械化水平高低。现在我镇仅仅有33%的农机耕、种、收3项作业水平。我镇存在高性能动力机械较少,小型拖拉机较多,有较少的配套机,较多的主机。在农业机械中存在较低的作业效率,而且功能单一,利用效率不高。在发达地区1台拖拉机多采用复式作业可以同时高质量的完成几项工作,而我镇目前存在1台拖拉机能实施操作的作业项目平均不到1.5项。芳华镇农业生产过程主要的机械化生产是在粮食生产、经济作物方面。在三大粮食作物中具有较高的机播和机收机器化水平的是小麦,在水稻和玉米基本上还没有实现。

3.农机服务组织化程度低,整体效益较差

没有真正切实的形成农机社会化,专业化运行机制。还有重要的影响农业机器化的条件还没有切实的形成,如只有较少的农机大户,农机合作服务组织和中介服务组织才刚刚开始发展,没有形成规模。如农机专业服务队、农机协会、农机合作社等。

存在较低的农机使用成本效益。制约我镇农业机械化发展的因素还有较高的农业机械的使用成本。一是农机的价格与农民收入水平相比,农机的价格较高。二是农机作业服务的成本随着农用柴油价格增高,也保持较高的成本。三是农业机器存在较高的税费。四是农机购机户农机利用率和作业效益收到很多因素的制约,如中介服务组织发展缓慢,存在较低的农机服务组织化程度,没有稳定的乡镇农机服务站,没有及时准确的信息服务等等因素。现阶段农业机器发展的一个重要的问题是,进行合理的优势农产品区域布局,农机装备结构进行不断的调整优化,农机服务组织化、社会化程度进一步提高等。没有形成规模化的跨区作业。燃油价格不断的上涨,导致农业机械作业成本加重,出现了偏低的农机经营效益。

4.农机化投入严重不足,发展步伐缓慢

农业机械化存在的特点是一次性投资大,回馈投资需要较长的时间。现阶段农机的购机积极性减少,这是因为购机补贴政策受到总量的限制,具有较少的补贴比例,政府补贴资金不能增加农民购机的积极性。自从2006年起中央财政投入力度不断增大。但与农民实际需求还存在较大差距。现阶段许多农机化新技术难以大面积示范推广。

三、发展对策

坚持以人为本、统筹协调、可持续发展的理念发展农业机械化。坚持提高效益与节约并重,以促进农业增产增效和农民增收为目标。以科技进步、机制创新为动力,以政策法规为保障,以项目为载体,不断提升农机装备水平。按照以上发展思路,今后农机化发展应采取如下对策:

1.完善扶持政策,增加农机化投入

进一步完善农机补贴办法,逐步扩大补贴范围,增加补贴资金总量,全年芳华镇争取国家农机购机补贴109.68万元,农机户个人投入各类农机具购置126万元。重点支持农机新技术新机具示范推广、技术培训、试验示范及服务体系建设。

2.优化装备结构,发展适用型农机

积极转变农业机械增长方式,以增量调整带动存量优化,以存量优化促进结构升级,实现农业结构与农业机械装备的同步调整。由于芳华镇地处半山区,经过多年的实践经验表明,以适用、高效为原则,在小巧、轻便、耗能低、实用的基础上推广引进适宜该镇地方特色的新型机具和技术,着力解决在生产作业过程中突出的新问题:要在推进科学规划、分类指导、整体推进、合理引导的基础上优化农机装备结构。只有中小型农业机械适用于当地农业生产,进一步整合现有农机装备,盘活存量,优化组合配套,向优势产业集中,向重要环节倾斜。

3.强化服务体系,提高整体效益

对于农机的社会化服务组织的发展和农机社会化服务体系的建设进行科学合理的引导。为了加快农业机械的利用率的提高和增加农机化整体效益,在发展的过程中要遵循的原则是“农民自愿、民主管理、互助合作、风险共担、利益共享”。在不断加强农机大户的发展的过程中,更要加强和发展多种形式的农机专业合作服务组织,如机械联合、技术联合、服务联合等。主要从农业生产的经济效益、社会效益还有生态的效益开始,采用信息化不断带动农机化的大发展,促进农机化信息服务体系建设不断完善。为了以实验基地为基础,不断加强推广和培训服务。不断促进农业机械推广机构建设,进一步加强基层乡镇农机管理人员队伍建设。

4.加快人才培养,构筑发展平台

农机化的大发展重要的是有人才的支撑,要不断加强关于农机化人才的长效培养机制的完善。要立足农机、面向社会,进行不同层次、不同专业类型的农业机械化专业人才的培养。着力引导和解决好耕作机械投放和政策支持力度,不断提高我镇机械化耕作水平,有效突破和解决政策倾斜不力的瓶颈,要不断加强现有的农机化教育培训基地的科学使用,采用科学合理的技术培训。进一步促进加农机化管理工作人员和农机专业工作人员建设,不断加强农机操作人员和技工队伍培训人员的建设工作。

5.严格监督管理,优化发展环境

不断加强农机产品质量安全调查、投拆监督机制的建设。加强农机户的合法权益的维护,进行严格的农机产品质量安全监督,确保农机市场中不出现假冒伪劣农机产品,保证农机户的合法权益。在农机维修行业建立科学合理的管理关系,农业机械维修职业技能建立科学严格的规范进行鉴定。为了促使农业机械进行维修时有准确的质量保证,采取对农机维修网点进行维修质量的监督管理。

6.加强组织领导,促进健康发展

建设社会主义新农村的一项重要的基础工作是在经济社会发展总体规划中的农业机器化发展,所以要不断促进农业机器化快速发展,要不断加强对农业机械化工作的组织领导。现在要不断促进基层农机服务组织的快速发展,加强农机部门的管理职能,进一步促进农机管理服务机构和工作人员的组成建设。为了进一步促进农机化事业快速健康的向前发展,就要不断坚持依法行政,促进制度和机制改革完善,更要在完善管理制度的同时,不断加强管理,不断完善农业机器化服务。

四、结论

通过以上事实,我们只有建立和完善农机社会化服务体系,加强组织协调和引导服务,帮助其优化机具配置;提高农机利用率和农机经营效益;加强农机化公共服务工作。芳华镇的农业机械化出路只有在各级职能部门的管理、监督、指导、服务下,才能推进农业机械化事业的全面健康、快速的发展。

五、谢辞

在撰写本论文的过程中,得到了指导老师、同事以及陆良县监理站同志的大力支持和帮助,在此一并表示感谢!

参考文献

[1] 陈金虎. 中国农业机械化发展存在问题分析与对策研究[D].长江大学,2012.

[2] 卢秉福. 农业机械化与农村可持续发展研究[D].沈阳农业大学,2008.

[3] 李佳. 我国农业机械化现状与发展对策研究[D].山东农业大学,2009.

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保护性耕作不仅给农民带来直接的经济效益,而且给社会带来巨大的资源和环境效益,得到了国家的充分肯定和重视。高教授因突出贡献,被任命为农业部保护性耕作首席专家,两次荣获国家科技进步奖,曾荣获国内工程界个人最高奖“光华工程科技奖”。

90年代初,高焕文教授首次在我国主持开展农机农艺结合的保护性耕作系统试验,在山西、河北建立大规模的试验区,通过连续10年试验结果,建立了适合中国特色的保护性耕作技术体系,研制成功成套中小型保护性耕作机具,取得了减轻风蚀、水蚀、增加产量、降低成本和培肥地力的良好环境效益与经济效益。由于解决了保护性耕作在中国是否可行的问题,创新了适应小规模农户的技术与机具,2002年高教授和他的团队获得国家科技进步二等奖。

上世纪末,保护性耕作由北方一年一熟区推向华北一年两熟区。由于产量高、秸秆覆盖量大,国内外已有的免耕播种机作业均堵塞严重,难以正常工作,高教授又带领第二轮创新研究,研发成功以驱动防堵技术为核心的高防堵性能免耕播种机,解决了大量秸秆覆盖下免耕播种小麦的世界性难题,而且形成了适合的种床,改善出苗率、提高了产量。2008年获“光华工程科技奖”,是农机化工程领域首位获此殊荣的专家。2009年再次获得国家科技进步二等奖。2011年保护性耕作已经推广到全国8500多万亩土地,发挥出巨大的经济和环境效益。

随着我国人口增多,资源减少,粮食安全问题日益突出,农业必需进一步提高产量和资源利用效率。2008年,高教授开始在青岛主持建立“持续高产高效保护性耕作体系”试验区,探索进一步提高产量和资源利用效益的新途径。2010年,青岛市采用新体系的6000亩连片小麦达到亩产559公斤,比传统增产23%,成为全国保护性耕作的一个新亮点。

保护性耕作现已在山西、河北、内蒙古、辽宁、北京、天津、山东、河南、陕西、甘肃等15省市示范推广。2011年,保护性耕作推广到全国8500多万亩土地,发挥出巨大的经济和环境效益。

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0引言

2010年6月,教育部正式启动了“卓越工程师培养计划”,旨在培养和造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程的技术人才,以适应国家经济形势发展的需要。该计划的实施对于我国“高等教育根据社会经济发展形势来调整人才培养方式,提高人才培养质量,推动高等教育与教学改革,增强毕业生就业能力、提高毕业生就业率都具有非常重要的现实意义”。众所周知,机械工程专业属于工科范畴。传统的机械工程在向现代化机械工程转变的大背景下,我国的机械工程类产业的快速发展必然急需大批量的高素质的卓越型机械类的工程师。而我国传统的机械类工程科技人才的培养往往与社会需求相脱节,无论是人才的培养模式或方式,还是成长环境都不能很好地适应当下社会发展对工程类人才提出的高标准的要求和需求。这也迫使各大高校在国家实施卓越计划为契机的大背景下,必须深化学科专业的人才培养模式和改革创新,以培养出卓越的工程类人才。

1人才培养现状南京林业大学是江苏省

“卓越计划”高校之一,学校根据国家《卓越工程师教育培养计划通用标准》,结合学校特色和人才培养定位,制定了全面的教育培养计划方案,以推进人才培养模式改革,提升工程技术人才培养水平。机械电子工程学院自1958年招收的首届机械类本科生以来,至今已经有近60年的发展历史,多年来为国家农林机械类行业培养和输送了一大批优秀人才。现有机械工程一级学科博士后科研流动站、机械工程一级学科博士点、机械工程一级学科硕士点;机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、林业机械工程等多个二级学科博士点;机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、检测技术与自动化装置、农业机械化工程、控制理论与控制工程等7个二级学科硕士点;机械工程、控制工程等2个工程硕士专业学位点,农业机械化农业推广硕士专业学位点。随着国家改革开放的不断深入,尤其是现在已进入到改革深水区,高校必须面向市场办学,这将会对传统办学的理念和培养人才的模式需求带来了更高的要求。但就学院机械工程专业的人才培养模式而言,依旧沿袭传统的人才培养模式,即只注重基础理论知识的灌输,不重视学生的实践能力和创新能力的培养。根据学院近5年的本科生就业去向统计分析,机械工程专业每年基本招生8个班左右的学生,就业率居学校各专业的前列,但是有近五分之一的毕业生并没有从事与本专业相关领域的工作。进入机械工程专业及相关专业领域的工作的毕业生,企业虽认可机械工程的专业的人才培养质量,但其存在的创新能力不强、动手能力差及吃苦耐劳精神不足等问题,更不能很好地适应行业对专业技术人才的要求不容忽视,必须引起学校的高度重视。“卓越人才计划”是一个系统的高等教育人才培养计划,不仅具有独特的指导思想、基本原则和实施内容,也在组织实施上有着与众不同的明确规定。国内工程教育界人士经过大量研究,提出其具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按照行业标准和通用标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程实践能力和创新能力。笔者本次就以南京林业大学机械电子工程学院在相应工作中的思路和做法进行分析。

2校企深度合作搭建培养卓越人才的途径与探索

2.1创建校企合作平台,建立卓越工程师培养实践基地

2014年11月至今,机械电子工程学院通过走访校友,多渠道调研与宣传等方式对有意报名参加校企合作意向的企业单位进行面试与筛选,确定出镇江中福马机械有限公司、苏州苏福马机械有限公司、泰州林海集团、南京乐鹰商用厨房设备有限公司共4家公司签订了卓越工程师计划实施的合作协议,作为机械电子工程学院首批卓越工程师培养计划的实践基地。这批实践基地将作为学院今后的卓越工程师计划的顺利开展汲取丰富的理论与实践经验,也为今后组建卓越工程师计划的实验班而培育。2014年11月与2015年11月,经学院大四年级学生的申请报名参加卓越工程师计划,专业老师与企业导师共同对学生进行一对一面试的双向选拔,即确定了一名学生由企业与校内两位导师共同指导的培养模式,共选出16名大四年级的毕业班学生分作为首批加入卓越工程师计划队伍,赶赴企业进行毕业设计或毕业论文,经过近一年的校企合作中的摸索与探索,在双方指导老师的培养与学生自身努力下,这16名毕业生顺利完成了毕业设计,且其完成的毕业设计论文质量明显要高于在校学生完成的质量,缘由归于这些学生在企业学习阶段,能直接接触到企业生产设计的一线,充分了解企业生产的规范与流程及企业文化,更好地将理论知识与实践经验相结合,从而取得了优异成绩。

2.2强化校企深度合作,共同制定人才培养标准,促进校企合作双赢

在确立作为机械工程专业卓越工程师计划的企业过程中,学校与企业都需从各自最关心的问题角度出发,共同商议制定人才培养标准。因为产学研相结合是工程教育的一个重要特征,也是工程教育的一个本质要求。学校从学生教育的角度及办学理念出发,在校大学生的培养显然缺乏实际工程案例,企业的先进技术装备和生产工艺,要提高学生的实践动手能力与解决实际生产过程中的问题就必然要去企业生产一线,为此,要实现工程教育的要求必然离不开企业的深度参与培养过程。企业从引进人才的角度来看,通过企业对学生培训,致使其能够适应企业的工作要求和考量,但这必然会增加企业的成本。因此,只有加强校企深度合作,才可以使机械工程专业人才的学校教育与企业的专业培训对接起来,这对学校与企业来说是双赢的结果。机械电子工程学院与上述提到的4家企业,在制定卓越工程师人才培养方案过程中就各自关切的问题均体现和表达出来,如学校通过企业对学生的培养的达标要求,企业需要学生完成的指标任务等进行详细商讨后在签订合作协议。

2.3强化卓越人才计划学生的思想政治教育

在本次选拔出参加卓越工程师计划的这批学生中,学校不仅仅关心关注他们在校期间的各方面的表现,更加注重和关心他们在企业实习期间的表现,通过校企双方的相应指导老师对其加强思想教育,让其感受到校企双方的关心和关爱。机械电子工程学院在与企业制定卓越工程师培养计划方案过程中也明确了这点,学院这边配备相应学生的政治辅导员老师作为这批学生的思想政治教育的牵头人,企业也专门配备一名指导老师作为学生的思想政治教育老师,学生在企业实习期间,通过校企双方老师的定期沟通与交流时刻掌握学生的思想动态,对可能存在的些许问题及时加以引导与开导并加以教育,本批次的16名学生均很好地完成和遵守学校与企业为其制定的培养指标和政治要求,校企双方的思想政治教育老师的配备为学生的成长与成才保驾护航。

3结论

“卓越工程师教育培养计划”是工程教育满足国家战略需要,服务企业需求、创立校企联合培养机制,以解决人才培养过程中校企脱节的重大教育改革项目,也是一项系统工程。机械电子工程学院为积极响应国家重大教育改革项目,即卓越人才教育的培养进行了探索,为今后学院组建卓越工程师计划班的开展积累经验,从而也为构建校企合作的长效机制创立条件。

参考文献:

[1]周吉林,翟华敏,彭斌.卓越林业工程师培养的实践与思考[J].中国林业教育,2012(5):1-4.

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改革开放以来,我国农业经过一个蓬勃发展的阶段,面对目前的国内外形势,急切需要新的突破,今后农业可否通过科技革命进入新的发展阶段?

一、发展农业科技的十项战略对策

(一)加大农业科技体制改革力度,建立符合社会主义市场经济规律的农业科技体制

既积极推进改革,又充分考虑农业科技地域性、周期性、公益性的特点。一是优化专业结构,使产前、产中、产后三个环节的科技力量配置科学合理,当前的重点是加强产前,特别是产后的科技力量;二是优化布局,逐步改变农业科研机构按行政区划设置的格局,建立以生态类型区为基础的新型科研组织体系;三是扩大开放,更多的吸收国外有益的经验加强国际合作,吸引更多的高水平人才,引进资金和先进的设备、设施。

(二)切实加强农业科技推广和科技服务体系的建设

充分发挥市场经济作用,促进农业科技推广队伍多元化,推广形式的多样化,运行机制市场化。在改革的基础上,完善农业技术推广机构,下大力气把农民和企业的积极性调动起来,逐步建立一支以政府为主导,农业科技工作者、农民、企业等社会各界广泛参与的宏大的农业科技推广队伍。

(三)围绕推进农村经济产业化,抓好科技成果转化工作

针对农业产业化对技术的需求,筛选一批先进适用的农业技术,适当引进进行组装配套,在全国范围内大面积推广,并通过科技攻关计划、国家重大成果推广计划、星火计划,大力推进农村的科技进步,积极引导东部乡镇企业上水平、上规模、出效益。

(四)切实提高农业科技研究与开发能力

一是突出应用研究,努力解决严重制约农业持续发展的关键性、战略性技术难题;二是抓好基础研究与基础性工作,为农业科技发展奠定良好基础。特别要抓好基因工程、光合作用机理、杂交优势机理和生物固氮等方面的工作;三是要加速农业高新技术产业化。生物技术、信息技术、遥感技术、核技术在农业中的应用与产业化方面,加大支持力度,形成一批农业高技术企业和企业集团。四是要针对21世纪养活16亿人口对技术的需求,抓好超前研究与技术储备。

(五)建立一个宏大的、高质量的农业科技创新体系,大幅度地提高农民的科学文化素质

我国的人口多,主要农产品人均占有量还很低,农业发展对科技的需求大。这一国情决定了我国必须拥有一支宏大的、高素质的农业科技体系。

(六)加速农业科技体制改革,建立新型农业科技创新体系

新的农业科技创新体系应由研究开发、技术服务、科技管理和科技企业等部分组成。针对农业科技多头管理、重复和分散的现状,建立协调高效的农业科技管理体系;对农业科技机构进行分类重组,建立一批具有国际先进水平的农业科技机构。将农业研究开发机构分为技术开发类、科技服务类和基础公益类三大类,采取不同支持方式。技术开发类机构转变为科技企业或进入企业,自主经营、自负盈亏、自主发展;科技服务类机构转变为企业或实行企业化管理;公益类农业科技工作由政府以项目和基地的形式给予支持。对农业技术服务体系进行改革,建立队伍多元化、运行市场化、形式多样化的服务体系。提高农业企业的科技创新能力,大力发展民营农业科技企业,逐步形成国家、地方、企业、民营等多元化的农业科技体系,使企业成为技术创新的主体。择优支持,建成一批具有国际先进水平的研究基地,培养一批世界知名的农业科学家。

(七)增加科教兴农的投入

要通过多种途径,增加各级政府、全社会对农业科技的投入,特别要增加各级财政科技投入,中央和地方每年都要在基建拨款中安排一定数量的专项资金用于重点科研基地和重大科技工程的建设。到20世纪末,使农业科技投入占农业总产值的比例达到0.5%~0.7%以上;到2005年全社会研究开发经费占国内生产总值的比例达到2%。

二、我国农业科技水平与世界先进水平的差距

从以下六个方面的比较中,可以看出我国同世界先进水平的差距。

(一)农作物品种

我国拥有丰富的品种资源,但在种质资源研究利用的深度如抗性基因的发掘利用,野生种、边缘种优良特性的利用,利用生物技术保存种质资源和人工创造新种质等方面与先进国家相比还比较落后。资源鉴定和品种资源工作体系也不够完善。另外,在良种繁育体系与制度方面,不如发达国家规范化、科学化。

作物生理化研究,大部分研究仍停留在个体、器官或细胞水平上,相当于发达国家20世纪70年代末80年代初的水平。

1.植物生物技术。目前国外的农业生物技术产业化程度相当高,形成产业的产品主要有:细胞和组织培养产业,如花卉、草莓、荔枝等试管苗和脱毒苗;微生物农药,如苏芸金杆菌;生物技术农产品;兽医治疗药物和防治疫苗品;农用诊断试剂;家畜胚胎移植技术;单细胞蛋白;人工种子和胚芽等。与世界发达国家相比,我国还存在一定的差距,主要表现在技术水平仍然较低,研究设备和手段,工业化生产还相当落后,生物产品商业化生产、产业化发展还不够。

2.畜牧业科技。目前我国畜牧业科技水平只相当于发达国家20世纪80年代的水平,总体上落后10-15年。特别是在畜牧业基础学科研究上,与发达国家的差距比较明显。有些研究还几乎是空白。

3.农田灌溉技术。瑞典、英国、奥地利、罗马尼亚、法国等国的喷灌面积均已超过80%,美国、俄罗斯约为40%,美国微灌面积到20世纪90年代初就已达到总灌溉面积的3%,以色列灌溉面积中约2/3为微灌,1/3为喷灌。我国在地面灌溉方面,配套设施不够完善,无论在材质、性能、自动化程度等方面与世界先进水平仍存在较大差距,尤其是自动控制设备方面差距更大。

4.农业机械化技术。从大量生产的现有产品来看,机具性能、质量技术水平,只相当于20世纪60年代国际上的一般水平或50年代世界先进水平,亦即落后30-40年。

在应用方面,农业机械化程度,机耕率为80%,机播率为77%,机收率为70%,而发达国家则全面实现机械化。

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改革开放以来,我国农业经过一个蓬勃发展的阶段,面对目前的国内外形势,急切需要新的突破,今后农业可否通过科技革命进入新的发展阶段?

一、发展农业科技的十项战略对策

(一)加大农业科技体制改革力度,建立符合社会主义市场经济规律的农业科技体制

既积极推进改革,又充分考虑农业科技地域性、周期性、公益性的特点。一是优化专业结构,使产前、产中、产后三个环节的科技力量配置科学合理,当前的重点是加强产前,特别是产后的科技力量;二是优化布局,逐步改变农业科研机构按行政区划设置的格局,建立以生态类型区为基础的新型科研组织体系;三是扩大开放,更多的吸收国外有益的经验加强国际合作,吸引更多的高水平人才,引进资金和先进的设备、设施。

(二)切实加强农业科技推广和科技服务体系的建设

充分发挥市场经济作用,促进农业科技推广队伍多元化,推广形式的多样化,运行机制市场化。在改革的基础上,完善农业技术推广机构,下大力气把农民和企业的积极性调动起来,逐步建立一支以政府为主导,农业科技工作者、农民、企业等社会各界广泛参与的宏大的农业科技推广队伍。

(三)围绕推进农村经济产业化,抓好科技成果转化工作

针对农业产业化对技术的需求,筛选一批先进适用的农业技术,适当引进进行组装配套,在全国范围内大面积推广,并通过科技攻关计划、国家重大成果推广计划、星火计划,大力推进农村的科技进步,积极引导东部乡镇企业上水平、上规模、出效益。

(四)切实提高农业科技研究与开发能力

一是突出应用研究,努力解决严重制约农业持续发展的关键性、战略性技术难题;二是抓好基础研究与基础性工作,为农业科技发展奠定良好基础。特别要抓好基因工程、光合作用机理、杂交优势机理和生物固氮等方面的工作;三是要加速农业高新技术产业化。生物技术、信息技术、遥感技术、核技术在农业中的应用与产业化方面,加大支持力度,形成一批农业高技术企业和企业集团。四是要针对21世纪养活16亿人口对技术的需求,抓好超前研究与技术储备。

(五)建立一个宏大的、高质量的农业科技创新体系,大幅度地提高农民的科学文化素质

我国的人口多,主要农产品人均占有量还很低,农业发展对科技的需求大。这一国情决定了我国必须拥有一支宏大的、高素质的农业科技体系。

(六)加速农业科技体制改革,建立新型农业科技创新体系

新的农业科技创新体系应由研究开发、技术服务、科技管理和科技企业等部分组成。针对农业科技多头管理、重复和分散的现状,建立协调高效的农业科技管理体系;对农业科技机构进行分类重组,建立一批具有国际先进水平的农业科技机构。将农业研究开发机构分为技术开发类、科技服务类和基础公益类三大类,采取不同支持方式。技术开发类机构转变为科技企业或进入企业,自主经营、自负盈亏、自主发展;科技服务类机构转变为企业或实行企业化管理;公益类农业科技工作由政府以项目和基地的形式给予支持。对农业技术服务体系进行改革,建立队伍多元化、运行市场化、形式多样化的服务体系。提高农业企业的科技创新能力,大力发展民营农业科技企业,逐步形成国家、地方、企业、民营等多元化的农业科技体系,使企业成为技术创新的主体。择优支持,建成一批具有国际先进水平的研究基地,培养一批世界知名的农业科学家。

(七)增加科教兴农的投入

要通过多种途径,增加各级政府、全社会对农业科技的投入,特别要增加各级财政科技投入,中央和地方每年都要在基建拨款中安排一定数量的专项资金用于重点科研基地和重大科技工程的建设。到20世纪末,使农业科技投入占农业总产值的比例达到0.5%~0.7%以上;到2005年全社会研究开发经费占国内生产总值的比例达到2%。

二、我国农业科技水平与世界先进水平的差距

从以下六个方面的比较中,可以看出我国同世界先进水平的差距。

(一)农作物品种

我国拥有丰富的品种资源,但在种质资源研究利用的深度如抗性基因的发掘利用,野生种、边缘种优良特性的利用,利用生物技术保存种质资源和人工创造新种质等方面与先进国家相比还比较落后。资源鉴定和品种资源工作体系也不够完善。另外,在良种繁育体系与制度方面,不如发达国家规范化、科学化。

作物生理化研究,大部分研究仍停留在个体、器官或细胞水平上,相当于发达国家20世纪70年代末80年代初的水平。

1.植物生物技术。目前国外的农业生物技术产业化程度相当高,形成产业的产品主要有:细胞和组织培养产业,如花卉、草莓、荔枝等试管苗和脱毒苗;微生物农药,如苏芸金杆菌;生物技术农产品;兽医治疗药物和防治疫苗品;农用诊断试剂;家畜胚胎移植技术;单细胞蛋白;人工种子和胚芽等。与世界发达国家相比,我国还存在一定的差距,主要表现在技术水平仍然较低,研究设备和手段,工业化生产还相当落后,生物产品商业化生产、产业化发展还不够。

2.畜牧业科技。目前我国畜牧业科技水平只相当于发达国家20世纪80年代的水平,总体上落后10-15年。特别是在畜牧业基础学科研究上,与发达国家的差距比较明显。有些研究还几乎是空白。

3.农田灌溉技术。瑞典、英国、奥地利、罗马尼亚、法国等国的喷灌面积均已超过80%,美国、俄罗斯约为40%,美国微灌面积到20世纪90年代初就已达到总灌溉面积的3%,以色列灌溉面积中约2/3为微灌,1/3为喷灌。我国在地面灌溉方面,配套设施不够完善,无论在材质、性能、自动化程度等方面与世界先进水平仍存在较大差距,尤其是自动控制设备方面差距更大。

4.农业机械化技术。从大量生产的现有产品来看,机具性能、质量技术水平,只相当于20世纪60年代国际上的一般水平或50年代世界先进水平,亦即落后30-40年。

在应用方面,农业机械化程度,机耕率为80%,机播率为77%,机收率为70%,而发达国家则全面实现机械化。

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中图分类号:TQ450.5 文献标识码:A

引言

在国民经济飞速发展的今天,人们更加注重生活品质、食品安全以及环境污染等问题。在我国,病虫草害的防治主要依赖于化学防治,对农作物增产增收有着至关重要的作用,由此也带来了农药残留、环境污染、人畜安全等问题。如何降低施药量、提高农药使用效率成为摆在面前的又一热点话题。

目前,我国的农业生产过程中,农药配制主要靠人工,农民大多靠经验配制,药液浓度和剂量都不精确,施药过后剩余的农药无法回收利用,造成大量浪费,不仅给经济带来损失,对环境也危害极大。随着国际农业发展,我国对农业和环保方面的投入不断加强,研发出精确的施药技术与配套机具研究是精准农业中的一个重点内容,采用药水分离、在线配置和装备自动化的施药机具是实现精准施药的前提[1]。

因此,在线混药装置被广泛应用于植保机械,在喷雾设备上设置药箱、水箱,利用喷雾管道系统,按照一定的比例完成农药的在线混合,按需配药,不仅节省了人力,提高了工作效率,还避免了农药浪费,对环境也有保护作用。

1 混药器的类型

1.1 射流式混药器

射流装置就是根据流体经过喷嘴或孔板时以一定的速度射出并引射(卷吸)周围流体的流动这一原理设计制成的[2],喷射装置由喷嘴、喉管、扩散管及吸入室组成。该装置利用管道系统的内部压力实现药水的在线混合,由于其结构简单,可靠性高,成本较低等优点被广泛用于植保机械。

1.2 静态混药器

静态混药器始于20世纪70年代初,由一系列安装在空心管道中的不规则混合单元组成,利用流体运动和混合单元的特殊结构对不同流体进行分割、合并、旋转等运动,使流体混合均匀。其混合效果良好,并且适用于较宽雷诺数的范围,代替了传统搅拌混合方式。

2 国内外变量混药器的研究与应用

2.1 国外研究与应用现状

1970年,农药在线混合技术被Amsden首次提出,引起了各国学者的关注和重视[3]。经过多年研究,在线混药技术取得了明显的进步。目前,发达国家大多采用大型机动喷杆式喷雾机,将重点放在外加能源的在线混药技术。当水量恒定,利用外加能源,根据机器运行速度调节农药注入量,实现精量喷药[4]。Hloben 最先采用了体积平均信号处理的方法,研制了在线混药过程中平均浓度变化的光纤光度传感器[5]在Hloben的研究基础上,Vondricka对传感器的结构进行了改进,使传感器嵌入在混药器结构的内部[6]。由于测量方法的本质并没有改变,因此Vondricka 等给出的仍然是体积平均浓度。英国 AgriFutura Dose 2000 型机具配备了一个 30L的农药容器,计量泵从该容器中吸取农药。根据作业参数来确定计量泵的具体活塞行程,使农药药量增加或减少。农药在混合室与来自水箱的水混合稀释后再流向喷杆。这种方法保护环境,对人身安全没有威胁,在经济效益上有着突出的优点;消除了配药时操作人员与农药的接触,同时农药用量可以随时调节,有效防止过量施药。

20世纪60年代,美国Kencis公司研发了静态混药器,基于其性能良好、应用范围广泛的优点受到人们更多关注,同时,新型混合元件应运而生。目前,技术比较成熟而且应用比较广泛的混合器主要有6种:美国的 Kenics 型、Ross 型,瑞士的 Sulzer SMV 型、SMX 型和 SMXL 型,日本的 Hi 型。

Rui.Ruivo[7]对Kenics静态混合器在高压下时内部流体特性进行了研究,在不同温度、压力、主次相流量比、入流方式下测量混合器内部质量的传递速率,得到质量的传递速率和无量纲参数的函数关系式,侧面证明静态混合器能够强化传质。

S.Hirschberg[8]等改进了SMX型静态混合器,与改进前相比,压降减少50%,利用CFD方法最后得到了改进后混合器的压力场、停留时间分布以及混合效果,通过试验验证,两者一致性较好。AlbertRenken[9]等研究了混合单元摆放位置周期性变化引起混合器内部流体流动周期性变化,能够促进无序混合的发生。Christian Lindenberg[10]研究得出主次相不同粘性比下的混合时间,低雷诺数时,混合所需要的时间随粘性比的增大而减小,在高雷诺数下时情况相反,最后得到混合耗时是速度、流体进口尺度、粘性的函数。

2.2 国内研究与应用现状

2.2.1 射流混药装置

陈长林等用2个单级射流泵串联组合成两级射流泵,提高了传能效率、压强比增加、混合比降低,对喷枪末端正常喷雾压力的形成有利。对比试验验证两级射流泵优势所在,通过改变其参数,总结变化规律,为新型自动混药器的开发提供依据。何培杰[11]等对射流混药装置的混合管进行了数值模拟,得出径向速度和轴向速度在混合管内的分布规律。邱白晶[12]等通过建立射流混药装置的数学模型,确定了射流混药装置数值模拟方案,根据所得试验参数设计出射流混药器,对其进行射流混药的测试研究。

在线射流混药技术存在混药比可调范围较窄和控制混药精度较低的问题,为了实现其智能精确控制,陈志刚等以LabVIEW为开发环境,设计出上位机人机交互界面,下位机系统是以TMS320F2812芯片为核心而设计出来的,利用串口通信实现上下机位之间的数据共享。上机位用于数据输入、显示和存储,下机位用于独立控制水流量和药流量。通过标定试验来拟合电动机转速和水流量的函数关系以及电控阀电压和药流量的函数关系。通过药原液控制跟踪性能等一系列试验,控制水流量的相对误差在2%以内,控制药流量的相对误差在3%以内。通过设置该混药器的控制系统,能够得到合适的混药比值,混药比的调节宽度增加了数10倍。

目前,单喷嘴射流和撞击流应用的基础研究有了一定的成果,孙志刚[13,14]等对2个不对称喷嘴形成的对置撞击流在大喷嘴间距下的轴线速度分布和驻点偏移规律、径向射流的湍流脉动特征、速度分布和扩展率等进行了一系列试验研究。

2.2.2 静态混药装置

静态混合器在混合、萃取、乳化、强化反应和强化传热等方面广泛应用。很多学者从实际需要和生产需要角度出发,研发出多种类型静态混合器,取得了良好的效果。

董海宏采用数值模拟方法,对内置长翼片式静态混药器进行模拟,分析了混药器内部流场,优化其机构设计。基于无序混合理论,研制出变径螺旋带静态混合器,混合单元分布于整个横切面,对流体的扰动大大增加。

赵建华[15]等对SMV型静态混合器的流场进行数值模拟和试验研究,得到对称面上速度分布情况,模拟结果和试验所得速度场比较吻合。孟辉波等[16],建立了SK型静态混合器内高粘度流体的流动改进模型,用Poincare映射方法仿真模拟了混合器内部流体的动力学行为,得出SK混合器内高粘度流体径向流动存在混沌特性。张鸿雁[17]等对内置翼片式混药器混合效果进行了大涡模拟,当纵向偏转角度和翼片间距等参数相同时,长翼片类型的混合效果好,能量损失低。金文[18]通过改变混合器内翼片的排列方式,对比了顺排和错排2种情况下的流体混合效果,试验结果证明错排的混合效果更好。尹红霞[19]对混合器内翼片错排,角度从30 °~60°逐渐变大,试验结果显示,改变后混合效果更好。

3 存在问题及展望

射流式混药器存在混药比较大且不稳定,压强比较低的缺点。设备利用流体质点间的撞击传递能量,混合过程产生的漩涡摩擦喉管内壁,会产生能量损失。另外,流体流经扩散管,也会产生扩散损失,导致成本提高,效率低。对于混药器内部流场的分析计算,由于其混药过程的复杂,很难得到精确的理论研究结果。研究过程中使用的参数大多来自试验结果,局限性很大。如今,许多学者通过数值模拟分析混药器的内部流动,有助于混药器结构进行改进,提高混药器效率。大型数字计算机使数字模拟从一维发展到三维,在一定程度上取代了试验研究,但是,混药过程太过复杂,假设的理论条件比较苛刻,数字模拟在很大程度上还是要依赖于经验常数。目前,针对射流式混药器影响其性能的研究不是很多,对其结构的研究不够全面,都是针对某一固定结构的混药器进行局部调节,得到的结论不能够用于指导设计。如果结构改变,对混药器性能的影响缺乏深入分析。

与动态混药器相比,静态混药器对流体分散效果好、能耗低、效率高、易于实现等优点,但是虽然静态混药器有很多优点,仍存在其局限性。使用静态混药器前,要对应用对象性质和基本混合过程进行简要分析,初步判定该设备能否使用;该设备主要是对两相接触进行强化,但不能促进化学反应速率,不适用于两相间化学反应时间长的混合过程;另外该设备主要用于液液混合,粉剂与液体混合,不具有粉碎固体颗粒的作用;对于在混合过程中会产生相变的反应要特别注意,否则会影响预期效果。

4 结语

化学防治对于我国农业增收增产有着至关重要的作用,随着科技发展,人们对施药设备和施药效果的要求越来越高,在能防治病虫草害的前提下,又要节约资源,保护环境,降低农药残留等等。

混药方式从预混式发展到在线混合是安全用药的一项重大突破,在线混药保证了药水混合的均匀性和稳定性,有利于环境保护,食品安全,以及人畜健康。农药在线混合技术在我国农业生产中也被逐步推广,具有广阔发展前景。近年来,我国在施药设备和技术方面做了一系列研究试验,取得了一定的成果,但是还没完全得到相应的重视和应有的监督。引进国外的先进技术和经验,加强本国植保机械的研究开发,尽快实现植保机械的更新换代,为实现我国农业机械化奠定基础。

参考文献

[1] 赵明海.当前农药使用存在的问题及解决对策[J].内蒙古农业科技,2004(2):141-143.

[2] 陆宏圻.喷射技术理论及应用 [M]. 武汉 ,武汉大学出版社 ,2004

[3] AMSDEN R C.The metering and dispensing of granules and liquid concentrations.British Crop Protection Council[J].Mongraph,1970(2):124-129.

[4] 何培杰。双级射流混药装置理论与试验研究[D].镇江:江苏理工大学,2001.

[5] Vondricka J,Hloben P,Lammers PS.Optimization of direct nozzle injection system for site-specific herbicide application [C].2007 ASABE Annual Meeting,Paper Number 071085,2007.

[6] Vondricka J,Lammers PS.Measurement of mixture homogeneity in direct injection system[J].Transactions of the ASABE,2009,52(1):61-66.

[7] Rui Ruivo. Hydrodynamics and mass transfer of a static mixer at high pressure conditions [J]. Chemical Engineering and Processing ,2006,45:224231.

[8] S.Hirschberg. An improvement of the Sulzer SMX static mixer significantly reducing the pressure drop[J]. Chemical engineering research and design, 2009,87: 524532

[9] AlbertRenken,MarcWehrli.Numerical Simulations of Mixing in an SMRX Static Mixer[J]. Chemical Engineering Journal. 1996,63(l):117- 126

[10] Christian Lindenberg. Experimental characterization and multi-scale modeling of mixing in static mixers [J].Part2.Effect of viscosity and scale-up. Chemical Engineering Science 2009,64:4286-4294

[11] 何培杰,陈翠英,吴春笃,等.射流混药装置混合管流场数值计算[J].江苏大学学报:自然科学版,2002,23(2):13-16.

[12] 邱白晶,徐溪超,杨宁,等.射流混药装置结构参数对混药性能影响的模拟分析 [J].农业机械学报,2011,42(6):76-79.

[13] 孙志刚,李伟锋,刘海峰. 大间距两不对称喷嘴对置撞击流驻点偏移规律 [J]. 高校化学工程学报, 2009, 23(6): 990-994.

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[15] 赵建华,黄次浩等.静态混合器气液两相流压降的数值模拟与实验研究[J].精细化工,2003,20(5):317-320.

[16] 孟辉波等.高黏度流体在 SK 型静态混合器内的流动特性[J].化学工程,2009,37(4):23-26.

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一关于创新能力培养的对比

1研究生招生与录取方式对比分析

要培养高素质的人才,必须要有基础知识扎实、具备研究能力的生源为基础。所以在研究生培养的入口,我们必须把好入口关,为后期创新能力的培养打好基础。而在研究生招生与录取工作中,中国和日本存在着很大的差异。

(1)中国现行研究生招生与录取

中国现行的研究生招生考试制度属于一种行政选拔制度,整个研究生招生都是围绕着国家这个杠杆在运行,特别体现在招生计划、招生规模与分数线的划定上。

关于初试,考试科目和考试内容设置不合理,其中英语、数学、政治全国统一命题部分占据了总全国分的70%,由高校自主命题的专业课只占30%,完全剥夺了高校的自主招生权。首先,这种考试形式过分强调了学生的应试能力,很难分辨出学生的真实能力和知识水平,不能选拔真正高素质、有研究潜力的研究生。

关于复试,基本流于形式。初试是对考生综合知识的考核,复试则是对考生综合素质和深层研究潜力的考查,但实际情况却背离了它的初衷。由于农业工程类报考数量不足,初试全国统一划线基本决定了录取,因而大多数学校复试方法单调、简单而机械,面试往往走过场。

(2)日本现行研究生招生与录取

日本研究生的选拔模式与思想与中国截然不同。其选拔基本过程如图1所示。日本研究生招生对象面向全社会,其中包含三类对象,一般考生(本科毕业学生)、外国留学生和社会人士。这里仅对一般考生进行比较分析。

首先,研究生的招生和录取各大学拥有高度自,自主组织考试,自主命题,自主决定最后录取。这一制度保证了各大学可以根据自身拥有的资源和办学特色,合理确定选拔标准和招生人数。对学生的选拔,导师是第一关,导师是否接受是学生提出申请与参加考试的前提。基础知识的考查是第二关,一般包括英语和相关专业课地考查,英语考查采用“托业”考试成绩,可以比较全面的考查学生的听说读写能力,专业课根据大学、学科以及研究方向不同,考试的形式和内容也各不相同,一般只注重基础知识的考查。第三关,教授会的审核与面试。这一关,可以比较全面的考查学生的综合能力以及科研潜力。审查包括简历、本科成绩证明、入学志愿、志愿理由、研究计划等内容。面试由多名相关专业教授组成的教授会负责,针对学生的入学志愿、研究计划等诸多方面对学生进行全面了解,最终确定是否录取。这一系列的考核,是学生的综合能力的体现,减少了学生的备考工作和心理负担,为学生赢得了大量宝贵的时间。让学生把更多的功夫用在平时,而不是考前的突击备考。

其次,是导师与学生的完美结合。本科四年级学生,按照惯例,会根据自己的兴趣爱好,自由选择毕业设计的方向和相应的指导老师(本科阶段的称呼),并进入指导老师的研究室,这是学生的第一次选择。接下来的半个学期,将对老师的研究动向以及研究室状况有一个全面了解,然后选择是否继续研究生学习,这是学生的第二次选择。在此过程中,老师也充分了解了学生各方面的能力。如果学生选择此方向继续读研并且老师接受,一对师生将完美产生。由于研究生考试考查的重点是综合能力,学生不必花费大量的时间来进行备考,因此,大四学年在研究室的学习中实践能力,科研能力和创新能力得到大大提升。因此日本的研究生招生制度赢在了起跑线,比国内研究生的培养提前了大约整整一年的时间。

2研究生培养模式的对比分析

中日研究生培养的模式在形式上基本相似,分为理论学习和导师科研项目参与,在导师的指导下确定研究方向,完成研究项目和毕业论文。但是在培养的思想、课程的讲授与学习、导师的管理培养以及国际化创新培养方面存在着很大的不同。

(1)中国研究生的培养模式

关于思想培养。农业工程类研究生的培养重心侧重于导师和导师的研究课题,前者决定了模式,后者决定了内容。是以一种学生跟着导师走、围着课题转的培养思想。选择的范围是老师课题下的分支,而不是自己主观意愿的自由表达。由于选择是固定的,学生缺少自己的思考,创新思想在起点受到限制。

关于专业划分。根据21世纪对农业工程人才的要求,此类学生应该有较好的适应性和整体的知识结构,有较宽广的专业知识和基础知识,因此此类学科不应专业区分过细。而我国农业工程方向划分较细,并没有足够考虑未来学科的相互渗透与交叉。

关于研究生课程。在课程设置以及内容上,基本理论课程的教授重视程度不够,太过浅显,在实际研究中出现问题时,往往知其然不知其所以然。相关专业课程设置单一,学科之间的交叉不多,内容陈旧,不能反映学科前沿的最新热点和研究进展,使学生的学习兴趣降低,视野不过宽阔,对待问题不能够多角度分析,缺乏创新的基础。在学科交叉方面,农业工程应以机械工程学科为基础,体现机与电、农机与农艺、技术与管理三个相结合,其知识结构应具备农业工程、农学、农业经济和管理等多学科的复合型知识。

基本理论和专业课程的学习本是研究生创新能力培养基础的大本营,却在种种体制、人为因素的制约下,失去了其本意,其结果是学生完成了课程,拿到了学分,却没有得到相应的能力。

导师对研究生的管理和指导。首先国内导师与学生之间缺少确定形式的交流与沟通。学生的问题往往仅仅针对某一个点,某一件事情随即发问,没有经过仔细的分析和思考,也不够系统。有些问题学生通过资料的查找和自己的思考是可以自己解决的,这样就浪费了导师的时间,也不利于学生独立解决问题思考问题的培养。由于沟通的随机性,使得导师无法及时了解学生的研究动态并给予相应的指导。其次实践能力对于工程学科研究生而言是重中之重。因此导师并没有根据学生专业与具体研究方向,给予相关工程类实习建议,这将导致学生无法将知识运用到实际生产中。

关于学科前沿和学术会议。国内农业工程研究生普遍存在一种缺陷,即论文水平有一定欠缺,受科研经费的限制,研究生参与国内学术会议的情况比较少,参与国际会议更是天方夜谭。学生对学科前沿的了解一般仅限于国内期刊文献的查阅,对国际情况的了解则取决于导师的要求以及学生自己。由于以上两点原因,使农业工程研究生很难有思想高度和广度的加强。这样很容易导致我国农业工程研究生走向工作岗位后,具有实干精神但缺乏做报告的能力。

以上诸多原因造成研究生培养只懂基本理论,不会应用,缺少创新。培养过程中学生没有接触到太多的新鲜空气,没有养成独立思考、积极探索新事物的习惯,创新意识和创新能力培养偏离了预期设想。

(2)日本研究生的培养模式

在培养思想上,在整个学习和研究过程中都非常重视来自学生的声音,给与学生足够的表达和实践自己思想的空间。导师的作用更多的是研究过程中的指点和宏观研究方向的把握。这种培养模式极大地激发了学生的创新积极性。

关于研究生课程,在课程教授内容和考核方式上均体现出培养模式的差异。课程教授的内容大多是教授目前正在研究中的前沿知识,开阔了学生的视野,使得学生的思想走在所学领域的最前沿,并且研究生课程也比较注重学科的渗透和交叉,一门课程一般是由统一领域的不同老师教授,使得学生充分吸收来自不同老师的精华,从而增加了其创新的基础。体现不同的还有最后的考核方式,研究生的最终考核没有考试,以发表和报告为主,发表的内容必须是最新、最前沿的内容,报告的内容大多也都是目前研究的空白领域,学生想省点力气是很难的,东拼西凑基本是不可能的,这在一定程度上是外界条件的限制逼上梁山。

日本导师对研究生的生活学习的指导、能力的培养。除了平日实验中导师给与点拨和指导以外,导师主要通过两种途径对学生进行培养。

第一是每周的研讨会,研讨会要求全研究室全体人员参加,大的研究室也可能分学年进行,时间也是根据研究室的情况而定。在研讨会上,每人作5~10分钟的简短发表,发表的内容主要是介绍上周课题研究的最新进展、存在的问题和下一步的研究动向,或者是自己外出参加会议、旅行的一些感悟和看法,也可以说说生活中的遇到的困难和问题。通过研讨会,导师和学生都是受益者。导师可以掌握学生的最新研究动态,把握研究的方向,了解到学生生活中存在的问题,从而可以更好地为学生提供实际的帮助。学生在研究过程中存在的问题得到了导师系统的解答,研究方向得到了扶正,研究更加明朗化。同时在发表时,是对平日工作的总结和成果展示,对学生平日的学习起到了一种很好的督促作用。

第二是较为大型的发表,称之为“Seminar”。研究生创新意识和能力的培养在这里得到体现。进入研究室的大四学生和研究生均有机会参加“Seminar”,一般一个学期研究生会有2次发表机会,大四学生会有1次,根据不同的大学、领域、学科,也会稍有不同。“Seminar”的发表内容一般是本领域内前沿的英文学术期刊,学生将期刊翻译成日文,并且将其中的理论、方法、过程、成果以PPT的形式展现出来,并且要查找资料,弄清楚为什么,因为在发表时,老师和学生均可以向发表者针对相关问题进行提问。Seminar虽然是以研究室进行的,规模不大,但是收到了很好的效果。学生可以了解到最前沿的知识,为其创新奠定坚实的基础。

关于学术交流,日本导师十分重视研究领域内研究会议或学术交流会议的参与,只要经费允许,师生同往或者只派学生前往的情况比较多见,这和国内导师一人外出参加会议,学生留守研究室形成鲜明对比。学术交流活动的参加,使学生有机会接触国内、国际的一些知名学者专家的研究动态、最新研究理论和方法,进一步打开学生视野,保证了学生视野和思想的国际化,前沿化。与之相应的创新能力也上升到更高的层次。

二关于研究生培养导师的对比

俗话说“名师出高徒”,研究生创新能力的培养和其导师的学术水平的高低,有着莫大的关系。一名优秀的导师,在其研究领域内应当站在学术的前沿,同时拥有一套科学有效的研究生培养方法也至关重要。

1关于中国研究生导师

研究生导师的在职培养问题。在农业工程领域,大多没有细致的培养计划,国内高校之间的交流和国外继续培养的项目也较少,大多导师后期的培养来自于自我培养,同时也缺乏考核制度,因此造成部分导师知识结构老化,创新意识下降。另外,研究生导师的评选只是学术水平的衡量,而没有管理水平的考查,后期也没有培训措施,加上研究生培养没有统一的约定俗成的形式,从而研究生的培养成为导师风格的体现,这在一定程度上降低了研究生的培养质量。

单一导师制问题。单一导师的好处在于能够确保权责分明,便于导师日常的管理和学生真实水平的考查,但是随着现代社会综合型人才需求的不断扩大,其弊端越来越明显。在学生的培养过程中,导师包揽研究生培养的各个环节,学生所接受的学术思想、研究方法单一,不利于学生博采众长、提升综合能力以及创新能力。

2关于日本研究生导师

在导师的继续教育问题上。日本非常注重在职老师的继续教育,一般采用国内培养与国外培养相结合的模式。这大大提升了日本导师的学术研究水平,因此塑造了一批高素质的研究生培养团队。但是日本的导师大多实行终身制,尽管日本导师的自我约束力和职业精神都普遍比较高,但是导师在学术上的积极性也受到一定程度的影响。

关于日本研究生导师团队。研究生的培养一般由3名导师组成,一名主担当导师,负责学生绝大多数的培养工作,也是学生所在研究室的负责人,两名负担当老师,主要在Seminar发表,毕业论文的完成以及平日研究中的问题给予指导和建议。这就使得学生在一名导师的研究室中接受了3名导师的学术思想的熏陶,对于科研能力的塑造和创新能力的培养有着极大的作用。

总之,农业工程类研究生创新能力的培养,直接关系到农业工程学科的发展,更关系到现代农业生产的发展,任重而道远。从文章的中日研究生培养对比分析可见,我国研究生培养还存在一些需要改进之处,改革中应结合教育主管部门、高等农业院校以及社会各方面的力量,借鉴国外的先进培养模式,从研究生招生到培养的各个环节进行革新,逐步确立一套适合于农业工程类研究生培养的方案并得以实施,确实提高研究生的创新能力以及综合能力。

参考文献

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[2]孟亮.农业机械化工程专业研究生创新能力培养探析[J].高等农业教育,2011(11):75- 77.

[3]李阿利.研究生导师有效激励机制的系统思考[J].学位与研究生教育,2005(10):24-28.

[4]顾海良.学位与研究生教育发展战略研究的几个问题[J].中国高等教育,2004(23):60-61.

[5]解丹.中日研究型大学研究生教育比较研究[J].桂林师范高等专科学校学报, 2010(2).

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【摘要】SRTP(Student Research Training Program,大学生科研训练计划)是培养大学生科研能力的有效手段,自我校实施SRTP计划以来,培育了越来越多的本科科研创新人才,大学生获国家级奖励的数目也与年俱增,本项目为更好的实施SRTP计划,培养工科创新型人才而进行了实施与探索,统计分析了近几年我校工科学院SRTP计划的数量与质量,结合我校大学生取得的科研成果,总结出了开展SRTP计划的具体实施规律和今后探索的方向。

关键词 SRTP;大学生科研训练计划;工科创新型人才

基金项目:本文为“农业机械化及其自动化”国家级特色专业建设点支持项目,属河南科技大学教育教学改革项目(2012Y-003)的研究成果。

作者简介:李玉柱(1977—),男,吉林德惠人,河南科技大学农业工程学院,副教授,研究方向为农业装备仿生理论与节能技术研究。

李心平(1973—),河南科技大学农业工程学院副院长,副教授,研究方向为农业装备仿生设计。

姬江涛(1965—),男,河南偃师人,河南科技大学农业工程学院院长,教授,研究方向为智能农业装备技术研究。

SRTP(Student Research Training Program,大学生科研训练计划)是本科实践教育教学改革的重要举措之一,通过教师或学生立项,给予一定科研经费的资助,为本科生提供科研训练的机会,使学生尽早进入各专业科研领域,接触学科前沿,了解学科发展动态;增强学生创新意识,培养学生创新和实践动手能力;加强合作交流,培养团队协作精神,提高学生综合素质。该计划在我校实施以来,我院同学的参与热情越来越高。尤其我校是以工科为主的综合性大学,统计分析工科学院近年来SRTP的进展情况有利于分析该计划对大学生科研能力培育的切实作用。本文以我校几个典型的工科学院为例。

1立项数目分析

表1列举了近7年的数据,能比较直观的看出SRTP对大学生科研能力培育的具体贡献。

从表1中可以看出,2008年时SRTP立项数最少,在同学人群中的知名度还很低,只有材料学院的同学参与的比重较多,在2008年立项之后的2009年,立项数出现了井喷式发展,说明有更多的同学参与了进来,SRTP在同学中间的相互影响力是巨大的。但只是盲目跟风,参与进来是不够的,只会产生泡沫的效应。在2010年,立项数又急剧减少,可能上一年的项目进展的不是很顺利或者很不成熟,为了提高项目完成的质量,校方严格控制了立项数目。受2009年泡沫的影响,2011年的立项数达到了冰点,可以看出仅仅是参与进来时不够的,还要切实的研究出成果,使科研能力得到切实的提高,经过2010、2011两年的质量严格要求、同学们认识到了SRTP项目的严肃性,科研本来就是一个严肃的事情,想蒙混过关、草草了事是行不通的。经过这两年的凝练,各个学院也引起了高度重视,其他学院的情况不太了解,但我所在的车动学院还专门请我做了这方面的讲座,旨在提高同学们申请书的数量和质量。在保证质量的同时上数量,毕竟SRTP是面对广大大学生的,为了提高大学生整体的科研水平。再加上从2012年开始,校院二级联合资助的政策出台,使得2012年开始,各学院的SRTP立项数显著提升,并且连续三年至今走入一个良性循环,说明我校SRTP的计划实施效果比较理想。由此可以看出,实施SRTP计划不能操之过急,要先保质量,再上数量;先树典型,再着力推广。

2学科特点分析

以材料工程为例,大多数实验较容易进行,只要有创新性的想法都可以做实验加以验证,比较适合用来申报SRTP项目,所以第一年材料学院的项目数量很多,食品学院、化工学院和材料学院有相似之处,所以数量也不少,而机电学院、车动学院、电信学院数量几乎相当,因为无论是机械、电子、车辆、动力、信息等工程类学科做出一项东西并能实用还是需要一定时间的,所以2008年的数目较少。但也可以看出机电学院、车动学院、电信学院在这方面做了大量努力,为下一年的申报做了一些提前准备工作,所以在2009年,项目立项数翻倍提升。在时间允许、准备充分的情况下,大量车辆或机器人的项目可以占据了优势,使得在2010年各个学科的立项数都在骤减的情况下,车动学院的数目居高不下。科研毕竟是科研,在理论联系实际出产品的时候对大学生来讲还是有一定难度,为保证完成质量,2011年的立项数达到了低谷。在2012年校院联合资助的政策出台后,各学院的立项数没有太大差别,说明各个学科适合做SRTP的项目还是非常充足。

3科研相关性及难度分析

从材料学院的立项题目来看,类似:“……的影响”、“……的研究”较多,可见大多数题目凝聚成了科研的某一点,这样比较适合出成果、发论文,对提高科研能力方面比较直接。从车动学院的立项题目看,通常如:“……机的研制”,“……车的制作”,研究所涉及的面比较广,耗时比较长、系统性也较强,既与科研有关,又与工程设计相关,比较容易出创新大赛的培育项目。从电信学院的立项题目看,诸如:“……系统设计”的比较多,通常是设计出某种系统或实用电路,在实际应用方面较有价值,又与科研有关,这方面的题目生命力较强,只要有新想法就会有新项目。化工学院、建筑学院类似于“……研究”的较多,这样的题目和科研的依存度较高,依附老师指导下出成果的比重较大。

4对创新型人才培养的效果分析

通过查询指导教师研究成果和所指导的SRTP项目可以看出,2008立项项目90%以上与指导老师的研究相关,基本上属于老师培育学生做科研,2009年62%的项目与指导老师的科研工作相关,38%的题目是同学们自己的创新构思,在2010年的时候立项项目数变少,说明缺乏研究基础的项目还是不容易结题的,科研毕竟也是探索的过程,通过调研发现,有的指导老师根本对学生的项目起不到指导的作用,这种情况很容易出现探索失败的结局。所以2010年的项目再变少,但这些项目80%左右还与教师的科研相关,至少领域相关。这样的项目才有生命力,才能把大学生科研培育的目标落到实处。通过2010年、2011年两年的严格把关、提高质量,再加上从事项目的传、帮、带作用,2012年立项数中60%的项目和老师的科研内容相关,学生的创新比重有所上升,2013年学生提出的创新概念获得的项目数已经在50%左右,2014年的情形和上一年基本持平,但学生们(下转第79页)(上接第71页)获得的科研成果有显著增多。其中自2010年开始,本科生获得专利数为2个,目前本科生共获得专利40余项,2011年以来的专利80%左右都有学生的参与。可见学生的创新水平和能力有了大大的提高。2011-2014年车动学院SRTP数量及趋势见图1。

5提高SRTP计划质量的实施方法探讨

5.1项目申报书写法规范

注意项目书填报规范,对项目的顺利申报成功起关键性作用。项目名称要和封面的一致,简洁并能突出主题;项目类别,按填表说明选择;申请经费数额按项目类型所规定的填写。起止年月要按规定写清楚,不要简单复制粘贴;其余详细资料如实填写,需要联系指导教师的必须按指导教师所给的资料填写。研究基础要把主持人、指导教师、同组人员的长处写出来,经费预算合理地如实填写。

5.2在课堂上的抛砖引玉

在课堂上,对于所授课内容有外延的时候,不妨举一些与本研究组有关的例子,让同学们对此感兴趣,并且经常和学生互动,对学生的创新性想法进行评价,这样很容易碰出适合做SRTP的项目。

5.3课下的交流与培养

在教师自己做研究的同时,叫上学生做帮手,尤其是进行田间试验时,让同学们同去参观,通过理论联系实践的实质锻炼,同学们渐渐学会了发现问题和解决问题,大大提高了同学们创新的积极性。

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中图分类号:F306 文献标识码:A

文章编号:1000176X(2007)07007305

在产业的发展过程中,企业获得生存和发展壮大的途径一般有两种:即内生增长和体外增长。前者是靠产业内部企业的资本积累,实现渐进式的成长;而后者是通过企业并购,迅速扩展资本规模,实现跳跃式发展。从世界范围内种子产业的发展历程来看,与企业内部资本积累相比较,企业并购具有更强的推动力。并购的效应如施蒂格勒所言:“一家企业通过兼并其竞争对手的途径成为巨型公司是现代经济史上一个突出的现象,没有一家美国的著名大公司不是通过某种程度和某种方式的兼并而成长起来的,几乎没有一家大公司仅仅靠内部的扩张而成长起来。”[1]可以说,种子产业的发展历史就是一部企业并购行为的发展史。

本文所关注的问题是种子公司的并购行为对种子产业发展的影响。作为一种企业个体的经营行为,并购的效应分为两个层次:首先,并购引起企业个体规模、效益、市场势力的变化,这是并购行为的微观效应;在一定的条件下,在共同的市场环境下,受共同的市场规律作用,并购行为就不仅是个别行为,而形成了企业群体的行为,形成了全社会经济活动中的浪潮,其产生的总体效果就不仅仅是企业经营管理的决策及其效果,而是产业发展的效率问题。这是产业层次并购的宏观效应,也是本文试图通过实证分析要揭示的问题。

一、世界种子产业发展不同阶段的并购活动

西方学者将种子产业的发展大致分为:前产业化期、萌芽期、迅速发展期和成熟期四个阶段。尽管各国的发展情况不尽相同,但一般认为,一直到20世纪末以美国杂交玉米产业兴起前,世界种子产业都处于前产业化时期的状态:生产用种基本以常规品种为主,种子企业基本上以地区性的家族企业为主要特征,没有系统、正规的科技投入,多数农民自发地选育、改良、生产和交换良种。[2]这样一个技术水平决定了当时对商品种子需求不大,因此商业种子市场并没有得到充分的发育。现代种子产业的产生应归功于杂交技术的发明和杂交种的引入,以北美的杂交玉米,欧洲的杂交甜菜,东南亚的杂交蔬菜为代表。由于现代遗传学研究的发展,特别是由于对玉米杂交效应的研究,人类认识了杂种优势现象的遗传原因和普遍性,因而大规模利用杂种优势提高农作物的产量和抗逆性,催生了现代种子产业。1907年,第一个杂交玉米品种在美国育成,杂交种由于难以留种的这一特殊的技术特性,有效克服了常规种的非排他性,在当时缺乏健全的知识产权保护制度的情况下,为种子企业提供了天然的技术屏障,为自身创造了源源不断的需求,从而刺激了对种子企业的投资,推动了20世纪30年代后杂交种广泛的商业化,从而拉开了种子产业大规模并购的序幕。

1世界种子产业的第一次并购浪潮

20世纪70年代中期至80年代农化和制药企业在种子产业的扩张。

随着杂交技术的扩散和杂交种的普及,杂交种子产业的吸引力是显而易见的:以美国杂交玉米种业为代表,20世纪30年代,当双交种引入的时候,种子与商品粮比的价格为10―12∶1,而60年代双交种引入时,种子与商品粮的价格比达到了20―25∶1,到1965年,杂交玉米种子的普及率超过了95%,[3]同时,杂交玉米的出现带动了农业机械业与化学业的兴起。由于杂交玉米的植株性状一致,植株的形状、高度及穗位容易控制,有利于农业机械化的发展。由于以机械取代人力,大量农业人口流入城市,原来由人力从事的清除害虫、杂草等农活就转而依赖农业化学投入品的使用。这样随着农业劳动力投入持续递减,农业机械与农业化学投入品使用反而持续增加,对农业化学投入品需求增加导致利润快速流入农业化工集团手中,雄厚的财力成为化工集团实施并购的物质基础。[4]

从20世纪60―70年代,世界农化行业的趋于成熟,年增长率由60年代以前每年超过15%,降低到10%以下,竞争加剧导致行业利润率的降低,受到杂交种子行业高回报率的吸引,70年代中期开始,主要是投资于制药和化工企业等其它相关行业的少数大公司,通过并购活动进入迅速扩张的种子产业,并购主导了整个种子产业,如:汽巴(Ciba)收购了美国Funk Seeds 公司,瑞士山度士(Sandoz)公司收购了美国Northrup King 公司、英荷壳牌(Royal / Dutch/Shell)收购了尼克森美国的Nickerson公司,瑞士艾普乔(Upjohn)公司收购了美国的雅士哥公司(Asgrow)。[5]

这一时期,种子产业处于迅速发展期,但企业的并购行为既具有一般产业的共性,也反映了当时产业发展的实际特点。根据现有的研究,在20世纪60―80年代,种子公司的横向并购行为时有发生,但对种子产业发展产生重要影响的是以农化公司对种子公司混合并购,比如在美国仅在1970年后就有50个公司被农化公司收购。[6]

2 20世纪90年代种子产业第二次并购浪潮

在这一时期发生的并购主要有以下类型:

(1)种子公司之间的并购

由于传统育种技术成熟和不断地向商业化转移,私人资本大量涌入种子产业,并把企业活动范围从生产、加工和营销延伸到产品和技术研发领域,逐渐形成了一体化的产业结构。该结构的核心是新产品研发。种子产业的商业化运作和激烈竞争必然要求市场识别性。由于科技研发进入企业,加快了种子产业内部的结构调整,通过竞争,形成少数有实力的大公司。种子行业到达成熟期,并购成为企业规模扩张的主要方式,很多大型种子公司都是在这一时期,完成了主要的横向规模扩张。

其中,杜邦公司(Dupount)与1997年和1999年两次以总额77亿美元收购了当时最大的种子公司先锋公司(Pioneer Hi-Bred International,Inc),1994年,墨西哥烟草公司Empresas La Moderna通过收购美国雅士哥公司(Asgrow Seed Co)后进入种子产业,建立圣尼斯公司(Seminis Inc),在1994―1997年陆续合并、收购了美国皮托公司(Petoseed Co Inc)、Genecorp公司、荷兰的皇家种子公司(Royal Sluis)、韩国的兴农公司(Hungnong Seed)等,成为世界最大的专业蔬菜种子公司。

(2)生物技术公司对种子公司的纵向并购

20世纪80年代以前,传统的种子产业链包括:植物育种 ― 种子生产 ― 种子加工、处理种子市场推广和服务几个部分,80年代以后,农业生物技术研究取得了革命性的突破,1983年,世界首例转基因植物(烟草)培育成功,标志着人类利用转基因技术改良作物的开始。DNA重组技术和遗传工程学辅助技术使育种者可以通过直接操纵遗传代码序列,改变植物的性状,从而使生物技术成为种子产业链条的一部分,并创建了以生物技术为核心,一直向下游延伸的全新的产业链条,使得能控制农业投入品最前端,以攫取从实验室到终极产品的整个产业链条上的利润成为纵向并购的主要目标。[4]如孟山都公司于2005年3月23日,从SAVIASA de CV 和FOX Paine & CO LLC 公司以14亿美元收购了圣尼斯种子公司,取代杜邦公司成为世界最大的种子公司和最大的蔬菜种子公司,其目的就是为了获得种子公司遗传资源,利用其生物技术优势迅速进入蔬菜种子领域并占据主导地位。

生物技术公司对种子公司的纵向并购的经济学原因是范围经济的存在,而从事生物技术育种的范围经济性体现在:在研发一种特定的基因性状产品(Trait)的过程中,只要一个基因被分离出来,可以被一再使用在其他作物上,而并不需要再次花费研发费用。比如Roundup Ready这种特性产品不仅可以用于转基因大豆育种,还可以用于玉米、油菜等植物育种中,再例如:抗虫基因特性产品(Bt)基因可以不仅使用于基因棉花育种,也可应用于转基因玉米育种。[7]

对于这种纵向并购的另一种解释是交易成本的存在,由于生物技术产品与种子之间存在着互补关系:种子是生物技术发明的技术载体,是生物技术的传达系统,种植资源作为生物技术产品的原材料,通常为种子公司所拥有,集植物育种、种子生产和处理以及销售的种子公司不仅为生物技术公司提供了下游种植资源,同时还为生物技术产品的市场渗透提供了营销网络,因此,种子公司就成为一种稀缺资源。由于将生物技术传导到种子这一技术载体过程中具有很多不确定性,通过外部市场缔结契约会导致很高的监督和执行成本,因此,生物技术公司一般不会通过授权许可的形式,这时,通过纵向并购将交易成本内部化就成为强烈的冲动。[10]

(3)多元化公司的业务剥离和合并重组

在这一时期,由于竞争的压力,迫使一些从事多元化经营的企业转向业务归核战略,种子企业的发展经历了从多样化的生命科学公司回归专业化的过程,并购方式表现为从20世纪90年代初期纵向并购延伸产业链到制药、生物医学技术、食品加工等相关领域,到通过业务部门的剥离,再进行横向同业并购重组成为专业种子或者农化公司的过程,如:世界第3大种子公司先正达公司(Syngenta)就是由瑞士生命科学公司――诺华公司(Norvartis)(1996年汽巴和山度士公司合并成立)进行业务剥离、重组,其种子业务于2000年与捷利康公司(AstraZeneca PLC)的农化业务合并而成。

二、并购效应――现阶段世界种子产业特点

并购完成种子产业内部资产规模的迅速扩张和增值,推动了产业的升级和资产结构在全社会范围内的优化配置,对世界范围内的种业经济发展产生了广泛和深远的影响。在经济发达国家,经过几十年的快速发展,种业产业

已经成为成熟的现代产业,其特点为:

1行业内企业规模不断扩大

通过并购活动,产生了杜邦(Dupunt)、孟山都(Monsanto)、先正达(Syngenta)、利马格兰(Limagrain)等大型跨国种子公司,业务范围遍及全球。四家公司2004年销售额分别为:26.24、22.77、12.39 、10.44亿美元。[9]目前世界第一大种子公司――孟山都公司控制着全球40%蔬菜种子市场份额,其中包括:豆类: 31%;黄瓜: 38%;辣椒: 34%;甜椒: 29%;番茄:23%;洋葱:25%,同时控制着世界转基因种子和性状产品的88%的市场份额,其中:转基因大豆:91%;转基因玉米:91%;转基因棉花:65%;转基因油菜:59%。

2种子市场集中度的不断提高

根据销售额计算,全球十大种子公司1985年总销售额为23.85亿美元,市场的集中度水平约为10%;2000年全球十大种子公司销售额达到72.5亿美元,约为全球商业种子市场总价值的24%。根据国际种子联盟2004年(ISF,2004)的统计,世界前四大种子公司包括杜邦(DuPont)、孟山都(Monsanto)、 先正达(Syngenta)、利马格兰(Groupe Limagrain)的销售额总计为73.79亿美元,按照CR4指标计算,产业集中度水平接近30%;如果按照前10位种子公司的销售额计算,集中度达到了约49%。

3研发经费投入大大增加

种子属于高科技产品,科技进步是种子产业发展的驱动力量,因此,研发经费投入是种子产业发展水平的重要标志。美国等发达国家的经验表明,通过种子产业并购扩大企业规模,是提高育种科研投入的重要来源,与小企业相比,大型跨国种子公司具有更强的进行技术创新的经济实力,能够承担技术发明与创新活动所需要的巨大成本和投资,也更有条件减少和分散投资和创新活动的风险,并且也更易于在研发活动中实现规模经济。

20世纪90年代以来,跨国种业公司投入科研的经费迅速增长。发达国家早已经实现了育种的商业化转移,种子产品研究开发等应用型研究主要由企业进行,为了在竞争中维持其市场地位,跨国种子企业投入大量资金用于新品种和新技术的研发,一般都把销售收入的8%―10%用于科学研究。先正达公司一般将其收入的12%用于研发;法国利马格兰公司1999―2004年科研投入从5 780万欧元达到了7 740万欧元,占销售总收入的13%;Cargill(嘉吉)为148%;德国KWS种业集团公司科研投入占年销售额的15%。跨国种业公司通过资本市场扩张,保证了雄厚的资本,以投入更多资金进行研发活动,保证了其在核心技术上的垄断地位。

4 种子产业一体化程度和与其它产业的关联度增强

纵向并购的结果使种子产业链条向两端延伸,许多种子公司发展成为集研究、开发、生产、加工、销售等环节于一体的大型公司。同时,种子公司与化工、农药等其他工商企业之间通过并购重组,加快了资本、科技、人才等现代生产要素在种子产业与其他产业之间流动和相互融合的速度,扩大了种子公司资本经营的空间,也提高了种子产业的融资和竞争能力。

三、国际种子产业并购对我国种子产业发展的借鉴意义

我国的种子产业发展较晚,2000年以前一直处于由国家垄断的局面,科研、生产和销售分别属于不同的销售部门,品种选育以各级科研单位为主,种子经营以国有种子公司为主渠道,经过各级技术推广机构销售到农户。2000年,种子法的颁布,打破了国有种子公司的垄断,极大地刺激了种子产业的发展,产业进入迅速的增长期。目前,种子产业的发展进入增长期的中后期,与国外相比,产业的发展水平的差距表现在:

1种子公司数目繁多,规模偏小,产业集中度水平低

2005―2006年度前50家种子企业前50强企业的销售额仅为市场的总销售额30%(2001年为15%),而2005年全国的种子机构总数达到了9 000家,最大的种子企业年销售额也不超过1亿美元。[10]

2企业研发能力低,育种的商业化水平低

国内公益性科研事业单位仍然是品种研发的主力,多达85%以上的现有品种出自农业科研单位,研发与产销脱节。尽管近几年来,部分种子公司已经开始建设自主的研发机构,但多数国内种子公司以产销为主,企业自主研发能力普遍较弱,有科研开发能力的企业不到总数的15%,大多数种业企业未建立起自身科技创新体系,科研经费投入严重不足,平均不到销售额的1%,低于国际公认的“死亡线”(国际公认标准:企业科研投入低于1%是“死亡线”,2%是“维持线”,5%为“正常线”,目前发达国家一般为10%左右)。[11]

3计划经济下形成的条块分割,仍然阻碍着统一大市场的形成

这一阶段的特点是产品的低水平竞争,市场上品种名目繁多,但产品差异化小,竞争的行为主要是价格手段,竞争的结果是企业的核心竞争力缺位,种子产品科技含量较低,种子质量差,大田生产用种(特别是常规品种) 混杂退化严重,我国种子产业正经历着一个产业发展的关键时期。

目前我国种子产业发展的阶段属于起步期的中后期,尚未进行发达国家所经过的第一轮并购,根据产业发展的一般规律和世界种子产业发展的经验,当前如能通过并购手段,使一部分处于市场低端的企业被淘汰出局,促进资源向优势企业适当集中,将有助于加速提高我国种子产业的整体发展水平。

(1)首先应通过种子产业内横向并购减少竞争者数量,迅速提高优势企业的市场份额,以实现规模经济,这是治理我国种子产业目前产业分散、规模不经济、产品同质化的有效方法。横向同行业并购操作简单,并购风险低,并购双方生产要素融合与优化组合速度快,可以迅速降低企业生产经营成本,促进企业管理效率提高。种子产业内横向并购可以根据育种科研、种子生产、种子加工和处理、种子市场推广和服务几个不同环节分别进行。走专业化的道路,分别整合科研、生产和销售网络几方面的资源。

(2)根据国外种子产业发展的经验,在一定的水平并购基础上,应进行适度的纵向并购,即通过并购实现育、繁加销的一体化,使企业的外部交易内部化,以实现范围经济。种子企业可以后向并购科研机构和生产性公司,成为研发、生产和销售的主体,种子科研机构可以前向并购种子公司获得市场销售网络,这能够有效解决目前国内种子科研与生产、市场脱节的情况。鉴于我国种子产业发展的特殊情况,如能首先实现纵向并购,将有利于使部分企业尽快积累特定领域的技术、专业人才和经营技能,扩大企业和企业产品的影响范围,强化市场应变能力,建立市场优势地位。

(3)种子产业内并购的关键是确定种子产业价值链各环节创造价值的大小及其重要性,识别、控制出整个价值链中的关键环节,从而在整个价值链中占据主导地位。目前,对于传统大田作物品种,因为品种更换速度慢,对科研依赖性小,需要广泛的营销网络,因而营销环节成为核心环节;而小作物则更新速度快,对研发体系的依赖性大,因此,科研环节是价值链的关键环节。目前对于前者,可采取以营销层面为核心的横向并购,扩大企业的市场份额;而对后者应以通过纵向并购,后向控制科研单位,掌握品种的来源为手段。

(4)种子企业并购作为资本集中的重要形式,是种业经济发展的必然要求,从产业角度看,并购己不仅仅是一种微观层次上的企业现象,它己经上升为国家宏观层次的竞争,是提高种业发展水平的必然要求,这说明并购的发展需要政府的支持和企业的努力。政府的支持不应是盲目干预,而是应通过有效的制度供给为企业间的并购创造良好的制度环境,减少并购过程中的交易成本,包括:以立法、执法手段来消除企业并购中的地区封锁、行业封锁,以消除跨地区并购和其它行业资本进入的障碍,尽快建立起企业退出机制,明晰原有国有种子公司的产权关系。按照“基础研究国家办,商业性研究企业办”的原则,推进、深化政府科研育种机构的企业化改革,使企业可以通过并购获得优势育种资源。

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