《工程技术论文（精选9篇）》由精心整编，希望在【工程科技论文】的写作上带给您相应的帮助与启发。
[关键词]大学生；科技论文写作；标准化工程专业；课程；教学
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]10054634（2017）02006904
0引言
改革开放以来，我国的高等教育事业蓬勃发展。2016年4月，教育部的《中国高等教育质量报告》预计[1]，到2019年，高等教育毛入学率将达到50%以上，中国将进入高等教育普及化阶段。党的十报告指出：“全面实施素质教育，深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生社会责任感、创新精神、实践能力。”[2]因此，在高等教育呈普及化趋势的背景下，科技新人才的培养在我国具有十分重要的意义。而科技论文则是由科技工作者对其创造性研究工作成果进行理论分析和科学总结，并得以公开发表或通过答辩的科技写作文体[3]。科技论文写作不仅可以帮助作者提高分析问题、解决问题的能力， 还在一定程度上提高作者的科研选题和科研设计能力[4]。我国许多高校均开设了大学生科技论文写作技能培养的相关课程[58]，实践证明，这类课程不仅提升了大学生的科技写作能力，还促进了科研事业的发展及科技创新后备人才的培养。但这些课程主要面向理工类专业开设，面向管理类专业的则较少[9]。
中国计量大学是我国质量监督检验检疫行业唯一一所本科院校，于2010年获准设置了我国首个四年制本科标准化工程专业（授管理学学位）。该专业致力于培养“标准化从业人员”，即能与相关专业工程技术人员合作开展有关标准制修订、标准化体系建设、标准化工程项目设计开发、组织实施和全过程管理等方面工作的人才。这对学生的标准编写能力、标准化科研写作能力、工程技术文献阅读能力均提出了较高的要求。因此，面向标准化专业本科生开展科技论文写作技能的系统性培养显得尤为重要，而此类课程建设的研究却是缺乏的。本研究将以中国计量大学标准化工程专业为例，在教学现状分析的基础上来构建大学生科技论文写作的课程体系，设计配套的教学实施方案，为提升本科教学质量和专业建设水平提供有力支撑。
1大学生科技论文写作课程的教学特征分析
1.1现行培养计划中专业写作课程的特征分析
目前，标准化工程专业采取了“2+2”培养模式，即2年标准化专业基础课和2年方向技术课程，其中的方向是指食品标准化、材料标准化和服务标准化等，技术课程侧重于概念、规律、框架，不涉及技术细节。现行培养计划中，专业写作的相关课程有应用文写作、专业方向标准化写作（如材料标准化写作）、毕业论文等。
在现行的培养模式下，上述课程在开设时间和课程功能的分布上具有一定的合理性。这3门课程分别设在第4学期（专业基础课程结束的学期）、第6学期（方向技术课程较为集中的学期）和第8学期（最后一学期），相应体现了应用写作基础、专业方向标准化写作、毕业论文这3个环节的循序渐进式教学体系。
而参照专业培养要求，现行的写作课程体系还有待进一步的改进和完善。前面提到，该专业学生需具备的系统性能力包括标准编写能力、标准化科研写作能力、工程技术文献阅读能力等。这表明现有的写作课程体系是缺乏工程技术背景的，应将“科技论文写作技能培养”作为新内容予以纳入，形成兼具研究方向特色的“标准化科研写作”课程，如科技论文写作技能培养（材料标准化方向）等，新课程强调标准化科研写作能力和工程技术文献阅读能力的培养；应用文写作和专业方向标准化写作这两门课则可予以整合，侧重于“标准编写”方面的教学，整合后的课程则强调标准编写能力的培养。因此，这种新方案可更好地满足专业培养要求，科技写作技能培养的课程设置是本文的研究对象。
1.2大学生科技论文写作存在的主要问题
近年来，国内学者对学生科技论文写作过程中存在的问题研究较多[1012]。结合自己的教学和审稿经验，笔者发现大学生的科技论文撰写中存在以下问题。
论文选题不合适。论文标题是对论文内容的简明概括，好的标题总是能引起人们的兴趣。大学生论文选题过程中常出现题目范围过大、主题思想模糊、标题字数过多、语言不够精炼等问题。其中题目范围过大和主题思想模糊均与对论文主题的定位不够精确有关，即总想使内容面面俱到，结果重点很难突出、论证很难深入；标题字数过多和语言不够精炼则均与语言概括能力有关，标题通常不是完整的句子，其用词的准确性、词序的合理性尤为重要。
不能熟练运用基本工具。基本工具应用是科技论文写作的技术基础，如科技文献检索、专业技术语言、办公自动化软件、统计分析软件、参考文献管理与编辑软件、公式编辑器等。实践证明，这些工具的熟练运用往往使人们事半功倍。而这类技能恰恰是当下大学生所缺乏的，其中科技文献检索能力直接关系到论文研究内容的前沿性和科学性；专业技术语言的熟练程度关系到论文语言的学术性和严谨性；办公自动化、参考文献管理与编辑、公式编辑器等软件的应用水平关系到论文格式的规范性、图表的质量；统计分析软件的科学应用则关系到数据分析的深度。
论文格式不规范。规范的论文格式是科技论文写作规范化的重要基础。大学生论文格式的不规范之处常出现在图表编辑、公式编辑、参考文献、标题编号等方面，这些问题与上述基本工具的应用能力和对科技论文的认知程度密切相关。
对论文的基本结构缺乏理解。这部分问题较为突出，直接影响到论文的条理性和逻辑性。如因缺乏对科技论文基本结构的认知，有的论文出现摘要、结论等必要结构的缺失；因不能正确理解摘要和结论的功能差异，有的论文出现摘要和结论内容基本相同的情况；因缺乏对材料和方法部分的理解，有的论文结果和讨论部分出现了对实验方法的大量描述。
基本的科研能力尚需提升。这部分问题较为关键，直接关系到论文的学术价值。如有的论文在撰写国内外研究现状时，只是简单地将各类材料予以“堆积”，缺乏作者自身的归纳总结；有的论文在技术路线上只是简单重复前人的方式，缺乏基本的创新；有的论文甚至出现了基础概念的错误，这与作者对专业知识的理解程度有关。
不熟悉的流程，缺乏知识产权意识。如对论文署名中第一作者和通讯作者的关系、论文从投稿到发表的全过程、论文相关的版权问题、学术不端问题等缺乏了解。这部分问题较为重要，直接关系到论文的有效发表和知识产权问题。
综上所述，大学生科技论文写作课程的开设具有很强的现实意义，该课程重在培养学生的科技写作能力和科技阅读能力，并有助于增学生的科研意识和科研兴趣。
2大学生科技论文写作的课程体系
基于上述教学特征分析可知，大学生科技论文写作课程重在培养大学生的标准化科研写作能力和工程技术文献阅读能力，且大学生科技论文写作存在的主要问题体现在论文选题、论文结构、工具应用、论文格式、有效发表、科研能力等方面。现构建大学生科技论文写作的课程模块，如图1所示。
在图1中，大学生科技论文写作课程依次包括基础知识、写作全过程分析和例文分析三大教学模块。其中“科技论文写作基础知识”部分重在让学生了解科技论文的概念、论文写作相关工具的应用、学术道德与知识产权等知识，为后续的学习和实践打好基础；“科技论文写作全过程分析”部分按实际写作的自然顺序向学生讲述论文的构思、选题、撰写和发表等环节的要点，使学生对论文写作的全过程有详细的了解；“例文分析”部分侧重分析专业方向相关两方面的范文，即工程技术方面和标准化科研方面，突出专业方向标准化科研写作技能和方向相关工程技术论文阅读能力的培养。
3大学生科技论文写作课程的教学实施方案
基于上述课程模块的构建，本部分将设计配套的教学实施方案。
3.1课程地位与任务
科技论文写作能力的强弱直接关系到标准化工程专业本科生的科研素养，因此该课程应定位为专业方向基础课和必修课，重在素质教育。
本课程按照科技论文写作基础知识、科技论文写作全过程分析和例文分析三大模块开展教学，旨在培养学生的科技论文写作能力。通过学习，学生可以掌握科技论文的构思和选题方法，并具备综合运用科技文献检索、专业技术语言、办公软件、统计分析软件、参考文献管理与编辑软件、公式编辑器等工具来撰写科技论文的能力，实现科技论文的有效发表。
3.2教学内容、教学要求与学时分配
根据各部分内容的教学量和难度，按32学时的总学时数来设计课程的教学内容、教学要求与学时，如表1所示。
3.3考核方式
根据课程性质、内容、要求及学时分配，本课程的总成绩采用百分制，由考勤（10%）、作业（20%）和考试（70%）三部分组成。考试部分，以完成1篇专业方向标准化科研论文的写作为考试题目，要求在课后完成，在统一时间上交；作业部分，布置3次作业，分别以重要概念习题、某类数据的统计分析写作、与某论文标题相应的引言写作为主题，抓好教学质量的过程控制；考勤部分，采用考勤表点名与课堂问答激励相结合的方式，即每人在学期开始时均有相等的考勤基准分，此后的教学中，在一定的加减分范围内，采取缺勤者扣分、非缺勤者既不扣分也不加分、回答问题者加分的方式。
3.4教材建设
根据课程的任务和重点，此课程应采用自编教材。新教材应首先在高校现行的“科技论文写作与发表”类教程基础上，完善“基本工具”部分、引入“例文分析”部分。然后将以上内容按照基础知识、写作全过程分析和例文分析三大模块予以整合。其中“基本工具”部分的教学思想体现在“多工具的集成式运用”上，参考书目集中在应用统计学、科技文献检索教程、办公自动化软件操作教程等方面。“例文分析”部分的教学思想是“解剖范文、创建新文”，该部分资料来源于电子资源（如科学引文索引、工程索引、中国知网、万方数据资源等）、标准化工程的相关教材（如《标准化实用教程》《标准化战略的理论与实践研究》《标准化知识与实务》等）、标准化科研项目实践等方面。
4结束语
标准化工程专业本科科技论文写作课程由基础知识、写作全过程分析和例文分析三大模块构成，重在培养标准化科研写作能力和工程技术文献阅读能力，其中“基础知识”模块包括科技论文的概念、论文写作相关工具的应用、学术道德与知识产权；“写作全过程分析”模块包括论文的构思、选题、撰写和发表等环节；“例文分析”模块包括工程技术和标准化科研这两方面的论文分析。与之相配套的教学实施方案具有实用性突出、教学质量的过程控制较好、教学激励性较强等特征。
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AbstractThe dissertation analyses the teaching characteristics of undergraduate scientific paper writing course，taking the major of standardization engineering in China Jiliang University as an example.Based on this，the curriculum system of scientific paper writing is built and focuses on training the writing abilities of standardized studies and the reading capacities of engineering documents，including basic knowledge，the wholeprocess analysis of writing and the explanation for model essays.The matching teaching program is effective in practical teaching，process control of teaching quality and encouragement teaching consisting of the course status and task，content of courses，teaching requirements，period distribution，assessment methods and textbook construction.
一、传统灌溉工程类型在现今的传承
中国国土广袤，地形地貌多样，气候变化万千。既有逶迤起伏的丘陵山地，又有一望无际的平原；既有壮阔的高原，又有缓坦的盆地；既有西部内陆干旱半干旱区，又有东部季风湿润区。为适应各地水文、地理等自然条件的复杂性，古代人民创制了多种多样的灌溉工程类型，如引水渠道、陂塘堰坝、陂渠串联、圩垸、井泉、坎儿井、御咸蓄淡等工程类型，这些工程类型在现今皆得到了继承。可以说，我国当今的灌溉工程类型基本是古代创造而传承下来的。
引水渠道主要修建于北方平原地区。北方平原面积广大，因干旱少雨，河流密度不大，古代往往修建长距离的引用河水的灌渠工程。渠首处如河中水位过低不能满足自流入渠流量要求，则建拦河坝抬高水位引水；如河中水位和流量能满足灌区要求，则采用无坝引水型式。有坝引水最早的有战国初在今山西太原晋水上筑坝建的智伯渠，及在今河北临漳建的漳水十二渠。无坝引水有公元前256—251年间在今四川灌县建的都江堰等。又因北方含沙量大的河流多，我国很早就引多沙河流进行淤灌和放淤，做到同时利用水、沙资源，既灌溉作物，又改良盐碱地。漳水十二渠和公元前246年兴建的关中郑国渠皆引浑水灌溉，把大片盐碱地改良成了沃田。建国以后，有坝引水和无坝引水灌渠发展很快，如陕西省，截至2000年底，全省有效灌溉面积达144.93万公顷（主要为渠灌），新疆省干、支、斗、农四级渠道长30多万公里[1]。在利用多泥沙河流的水沙资源方面，建国以后成就很大，还打破了自明清以后不敢引用黄河下游水的“禁区”，进行引黄淤灌和放淤。目前，黄河下游已建成各类引黄灌区100多处，灌溉面积达到3000万亩，每年引用黄河水量100多亿立方米，利用黄河水沙放淤改土300多万亩，发展水稻田120多万亩，使盐碱沙荒地变成了良田[2]。
陂塘堰坝主要建于南方山丘区。南方丘陵山区，雨量充沛，但水流容易流失，干旱是农业生产要解决的主要问题。为此，古代劳动人民因地制宜，创造了多种类型的陂塘堰坝蓄水工程，起到滞洪蓄水的目的。有在溪流上筑坝拦蓄水流的灌溉工程，称之为“堰”、“坝”、“陂”、“堨”等；有在平地凿池，或在谷口及高地水所汇归处筑堤，就地潴蓄雨水的，称之为“塘”或“荡”。又平原地带筑坝拦蓄水的工程现称为平原水库，利用天然山丘间的沟谷洼地蓄水的工程现称为山谷水库。大型陂塘工程以公元前600年左右楚国在淮南修建的芍陂为最早，两汉时汉中、南阳、汝南地区陂塘工程很是发达，著名的山谷水库有马仁陂，平原水库有六门陂、鸿隙陂等。东汉时进一步向南方发展，浙江绍兴的鉴湖、余杭的南湖工程规模都很大。之后三国孙吴在江苏句容兴修赤山湖，西晋建丹阳练湖和新丰塘等。当时能因地制宜规划布置陂塘，巧妙地利用地形兴建平原水库或山谷水库，布设堤坝、水门和溢流设施，形成完整的蓄水工程体系。还创造了陂渠串联工程类型，以对水资源更充分地加以调节利用，增加灌溉面积，提高灌溉保证率。建国后南方山丘地区大量兴建陂塘堰坝工程。如1952年仅四川内江地区就累计新修和整修堰塘5万多口。因平塘占地多，工程量大，总蓄水量不多，为此当地积极想法改进技术。1953年9月西南水利局组织基点工作组前往长寿县，经查勘，在葛兰场不远名叫“锁口丘”的地方，修建了当地第一口“山湾塘”。该地形肚子大，出口小，上面有较大集雨面积，下面耕地可自流灌溉。于是利用三面高一面低的地形，在低的一面修筑土坝，长40米，高3米，形成堰塘。此土方与蓄水的比例为1：10，比平塘1：1提高10倍效益。此后四川省水利厅将长寿县修筑山湾塘的经验向全省介绍。到1954年底，全省共建成各级“示范塘”1293口。1955年，“示范塘”迅速发展到17796口。到1985年，全省已有山湾塘61.11万口，可蓄水261769万立方米，有效灌溉面积715.48万亩[3]。
陂渠串联工程古代多建于淮河、汉水流域，工程布置多样[4]。这种工程类型建国后称之为长藤结瓜式灌溉系统。工程主要在南方丘陵山区修建，规模从小型发展到大型，从小网联成大网，从开发小河流到利用大河流，从一个河系发展到与几个河系相连。如安徽淠史杭灌区，自1958年至1982年，在淮河水系的淠河、史河及长江水系的杭埠河的上游建成佛子岭、响洪甸、磨子潭、梅山、龙河口5座大型水库，这些水库成为多首制渠首，又沿岗峦起伏的分水岭修建总干渠2条，干渠13条，以及分干渠和支渠358条，沟通了数条大河，灌区内修建中型水库23座，小型水库1100多座，连同塘坝21万多口，以控制灌区内的地面径流，灌区内流域之间水资源通过库塘和渠道可得到调配，使安徽的六安、霍丘、寿县、舒城、合肥等11县市和河南的固始、商城等县的广阔丘陵和平原900多万亩农田受益[5]。
圩垸水利工程主要分布在南方沿江平原、湖区、下游三角洲及滨海地区。这些地区地势平衍，河湖密布，土地肥沃，水土资源丰裕，但易被水淹，沮洳下湿，极大地影响农业生产的进行。唐宋后，大力开河筑圩，排水御洪，兴建独具一格的水网圩田工程，把卑湿的“涂泥”之地，建成富饶的鱼米之乡。如太湖平原唐后期至五代时已建成规整的塘浦圩田水利系统。鄱阳湖区唐代已兴修较大规模的防洪堤防工程，至清光绪六年（1880），鄱阳湖滨南昌、新建、星子、九江、都昌、波阳、余干、进贤八县共有圩堤591所。建国以来，太湖平原继续加强浚河筑圩工作，完善水网圩田系统。鄱阳湖区新建和整修了圩堤501座，堤线长2500公里，保障农田500万亩，能抗御21.71米（1983年最高湖水位）的湖泊洪水位；湖区原有易涝面积330万亩，经治理，使200多万亩农田达到五年一遇以上的抗涝标准；还初步形成了一个大中小，蓄引提相结合的水利灌溉系统，使湖区农田的有效灌溉率达到80%以上[6]。
凿井提取地下水灌溉，在地表水缺乏的北方地区很是重要。我国新石器时期已开始浚泉凿井，春秋战国时在园圃中凿井灌溉已较普遍，之后不断发展，到明清时期华北平原已形成大范围的井灌区，水井型式多样。20世纪50年代，广大农村用于灌溉的水井大部分仍为土井，如华北平原建国初期有各种土井200多万眼。20世纪60年代以后，灌溉土井渐被机井所代替。进入80年代以来，个体户承包和联户经营责任制的发展，使得各种土井又发展起来。据1982年调查，仅天津、河北沧州、衡水等地区就有各种土井几十万眼。如沧州青县，1982年有真空井6100眼，人工手压井2000眼，各种大口土砖井5000眼；南皮县有手压真空井4500眼，机带真空井4054眼，砖井358眼[7]。土井主要开发浅层潜水，潜水埋藏浅，雨水易渗入补给。而机井开采的是深层地下水，靠自然补给时间长。目前华北地区的京、津、河北省、河南省北部、山西省中东部已形成联成一片的大范围的地下水漏斗区，这是过量开采深层地下水，补给不易产生的重大问题。而开采浅层潜水一般不会引起地下水漏斗区。又浅井开采潜水后，降低了地下水位，有利于防止土壤返盐，改良盐碱地的效果显著。开采潜水井浅，技术较为简易，所费资金不多，农户可自行管理应用，经济上支出节省，适于小农经营。
此外，古代新疆吐鲁番、哈密等地开凿独特的引取地下潜水的坎儿井，东南沿海防御海潮袭击的海塘工程，及其他御咸蓄淡工程类型在现今也都得到了继承和发展。二、传统灌渠工程技术的继承和发展
我国古代灌溉工程技术是我国人民在实践中自行创造的，适应了各地的自然地理条件，因地制宜，类型多样，内容非常丰富，不少工程技术在现今得到了继承和发展。
传统灌渠工程技术的继承和发展主要体现在以下一些方面：如建国后都江堰灌区认真总结了兴建无坝引水灌渠的传统技术和传统施工技术经验，使这些技术更加发扬光大。水利部和水利水电科学研究院曾组织人员对溢流过水土坝的传统技术进行研究和推广，取得实质性的突破。又渠道防渗技术各地多利用当地材料发展传统技术。传统淤灌和放淤技术在继承的基础上也得到很大提高。成都平原的都江堰，建于战国后期，是闻名于世的渠首为无坝引水的工程，在长期的岁修管理中，积累了丰富的引水、防洪和排沙技术经验[8]。而防御洪水和清除泥沙是世界水利学界公认的两大技术难题，都江堰却破解了这些难题，创造了世界水利史上的奇迹。其技术经验在多方面得到了继承。一是灌区各分水口广泛利用鱼嘴分水分沙，布置旁侧溢流堰（飞沙堰）泄洪排沙。如1962年修建的锦水河分水工程，在蒲阳河石坝子引水处，先在河中心修筑鱼嘴，将蒲阳河分成左支清白江，右支锦水河，汛期蒲阳河洪水流量为800—1200米3/秒，锦水河可分洪300—400米3/秒，而锦水河分干渠只能进50米3/秒，多余的水量则由设在鱼嘴以下600米的溢流堰泄回清白江，其工程布局与都江堰渠首工程的格局很相似。二是利用弯道环流原理，把进水口设在河道的凹岸，引取清水。都江堰渠首这种布置方式在灌区得到广泛的应用。如1962年所建蟇水河引水工程，引水比很小，采用无坝引水方式，修筑了弧形导水堤，形成较稳定的凹岸，在凹岸顶点稍下游处建进水闸，推移质沿主河槽左侧凸岸排往下游，进水口一直没有被淤。四川省当今修建的无坝引水灌渠是很多的，其工程技术深受都江堰无坝引水工程技术的影响。如果河道的水位和水量不能满足灌区引水要求，则需要建闸坝抬高水位或形成水库取水。传统技术所筑的坝一般为土石坝、堆石坝和砌石坝。1949年建国后，在水利水电事业建设中，坝工建设有很大发展，到1990年已经修建82900多座水坝，在这些大坝中，土石坝占绝大多数。已建的2680多座30米以上的高、中坝（坝的用途包括引水、蓄水、发电等），土石坝约占80%，砌石坝约占14%，混凝土坝约占5%[9]。采用土石坝可以利用当地材料，节省工程量，这是我国最早修建，并得到广泛应用的坝型，目前在中低坝中仍大量采用土石坝，说明传统坝工得到较多的继承和发展，特别是对过水土坝的研究和应用，成绩较大，体现出传统坝工技术持久的生命力。
在今湖北省荆门市北部的仙居河上，有一座建于同治十三年（1874）的赵家闸灰土护面过水土坝[10]。该坝由当地乡民修建，建成100多年来，经历无数次洪水过流，1935年坝顶过流水深达3.9米，竟未被冲毁，大坝至今依然完好，能使两岸3000亩农田受益。赵家闸坝高8米，坝顶长47米，基础为板状砂岩，坝身由粘土夯筑，外包1米厚灰土夯筑层。这种由夯实粘土外包灰土保护层作为河道滚水坝的独特建筑方式，国外从未见有报导。除赵家闸外，百余年前兴修的过水土坝还有湖北荆门黄鲍闸，此闸建于1859年，坝高5米，1935年大水堰顶水深达3.9米，未冲毁，至今仍安全运行。此外，山西平遥梅槐头、黎基坝等也是过水土坝，这些坝都较低，只有5—10米高。
受古老过水土坝的启示，1958年，清华大学应届毕业生组成过水土坝设计组，对过水土坝进行不透水面板的试验，肯定了这种坝型的优点，还提出修建时要注意的技术要求。1975年8月，河南发生暴雨，使50年代治淮工程建成的两座水库——板桥和石漫滩土坝漫顶。于是土坝过水问题被再度提起。水利水电科学研究院对许多省市进行土坝过水的调查，发现1958年后不少地方按清华大学的办法修建的过水土坝，经多年洪水考验，运用良好。从1975年起，吉林、安徽还修建了沥青材料护面的过水土坝。1980年10月，水利部委托吉林省召开土坝过水经验交流会，将各地经验进行交流。1983年水利水电科学院在室内试验的基础上，先后在山西省岚县上明水库和内蒙古东胜市武家沟建成两处灰土水泥土过水土坝，经历数年风化冻融和几次较大洪水的考验，工程完好无损，节省工程造价1/3以上。可见，我们祖先创造的灰土溢流坝具有很大的现实意义。据了解，国内已建成的各类坝中，90%以上是土坝，而其中66%没有泄洪建筑物。因此，让土坝的一部分过水，或在已建成土坝上加修溢洪道，也是很现实的课题。故而传统的过水土坝工程技术仍有发扬之必要。
传统施工技术以宁夏引黄灌区的草土工程（俗称“埽坝”、“卷埽”）和都江堰的杩槎、竹笼、干砌卵石等工程最具特色。宁夏引黄灌区，在1960年青铜峡枢纽建成以前，均为无坝引水，灌区普遍使用草土筑坝。如春季岁修，用草土封堵渠口，再进行修浚；用草土修筑渠河护岸，及桥、涵、闸、斗和护坡；修筑临时性的拦水坝等工程。元代宁夏水工修筑埽工已很出名[11]。灌区千百年来，草土工程一直应用于各种渠道工程。它具有就地取材，造价低，技术简便，施工快，稳定和防渗漏性好，抗震性强，对基础清理要求不高，及拆除容易等优点。建国以来，宁夏引黄灌区的草土工程，在各地大型水利水电围堰工程上相继使用。如1956年修筑甘肃省兰州市供水厂，其进水口黄河围堰工程首次使用草土工。之后，刘家峡、盐锅峡、青铜峡、三盛公、陕西省石泉石门电厂汉江进水口围堰、浙江省黄坛口电站护坦围堰，1979年援非洲建马里电站护坦围堰等，都取得了成功，且费用省，进度快。之后，人们对这一传统技术经验系统地进行了总结[12]。
都江堰灌区历年维修管理都采用传统的杩槎[13]、竹笼[14]、干砌卵石、桩工[15]、羊圈[16]等施工技术。它们的优点主要能就地取材，技术简易，施工方便，投资节省。一般应用于截流分水、筑堰护岸、抢险堵口、整治河道、维修渠道、保护桥闸堤堰等工程[17]。目前都江堰灌区岁修截流工程仍用传统的截流方法，用的是杩槎、竹笼、卵石和黄泥。岁修时内江架设杩槎后，截流合龙只需40多分钟。这种截流方法人们认为是一种生态型的截流技术，无机械的噪杂声，体现了人与自然的和谐相处，而且经济、合理、安全。
渠道加以防渗措施可减少渠水的渗漏损失，提高渠道有效利用系数，这在水资源缺乏的北方尤其重要。传统渠道防渗技术措施主要有夯土、砌石、砌砖、铺灰土、铺草皮等，这些防渗措施就地取材，施工简便，经济实用（比混凝土、塑料薄膜、沥青材料衬砌省费用），防渗效果也显著[18]，各地多有应用，并不断改进技术。
灌渠还采用地下输水管道，这种设施具有节水和省地的优点。早在3000多年前的殷商时代，城市中已铺设地下陶水管道，这在安阳殷墟、郑州洛达庙商代遗址中皆有发现。元代《王祯农书·农器图谱集之十三》所载阴沟，即行水暗渠也，是一种用砖砌的暗渠。山西省一些城镇几百年前的陶管下水道一直使用至今。20世纪60年代，山西翼城县利民灌区试验用陶管修建灌溉输水工程，但未能成功运行。1974年山西临汾市屯里井灌区试验陶管灌溉输水，获得成功，多年运行状况良好，使用年限可达40年。在进行经济效益分析后，认为这种工程还是比较经济的[19]。又河南省偃师县东寺庄1957年就修建了地下瓦管渠道灌溉网[20]。之后，传统地下输水管道技术不断发展。现在将低压管道输水灌溉，简称为“管灌”，这一技术已成为目前我国北方地区一种很好的节水灌溉措施。80年代末，水利部将“管灌”作为北方农田全面节水的基础设施来抓。据统计，目前我国“管灌”面积有4500万亩，其中河北、山东、河南、北京、天津等省市的“管灌”技术发展很好，仅山东、河北、河南三省的“管灌”面积就达266.67多万亩[21]。这项技术具有省水、省地、省工、节能、省投资等优点，值得进一步发展推广。此外，江苏无锡县人多地少，为了节省土地，20世纪60年代以后发展“三暗”工程○11。“三暗”工程是灌水暗渠、排水暗沟、渗水暗管三者的简称，这些暗渠沟皆用灰土筑成，采用的是传统施工技术。1965年冬无锡埝乔公社刘巷大队建成第一条灰土暗渠，至1978年春全县已建成暗渠2588公里，灌溉面积50余万亩，占农田总数的62%。从1973年开始又进行暗沟、暗管的建设，与暗渠配套使用，形成灌、降、排、调、控综合运用的立体水利系统，为建设吨粮田创造了条件。“三暗”工程与明渠、明沟、明墒相比，具有提高土地利用率，灌水快，排水畅，降水效果好，减少渗漏，农机操作方便安全，减少岁修，取材易，造价低，节省水旱田开明沟用工多等许多优点。“三暗”工程在农田水利建设中的运用，实是在传统技术基础上的创新，这为高速发展农业，实现农业现代化迈出了新的一步。
又石质倒虹管道可视为特殊的地下输水管道。清代嘉庆十四年（1809），四川合江县锁口乡刘士朝主持修建了一条引水过河灌溉的渠堰，渠道过河处设置了石质倒虹管，全长266米，水头26米，进出口高差仅0.407米。管道用坚石预先凿成63.5×40×40厘米的承插式管节，内径13.5厘米，用糯米粥拌石灰作为管与管间胶结材料，并用这种材料抹平管内壁，以减少摩擦阻力。石质倒虹管能承受较大强度的水压力，这一倒虹管至今保存完好。解放后此种石质倒虹管在合江县得到了推广应用[22]。
我国北方含沙量高的河流多，我国人民早在2000多年前已进行引洪灌溉和淤地活动，发明了淤灌和放淤技术，以利用河流中的水沙资源。在长期的历史实践中，积累了丰富的技术经验，尤其在宋代熙宁年间，政府曾组织空前规模的大放淤活动，取得选择适时放淤水情，做好淤田工程，预筹退水出路，正确处理放淤与防洪，放淤与航运等许多技术经验。这些技术在现代进一步得到继承和发展。如陕西省传统引洛灌区，现已突破了引水含沙量不得超过15%（重量比，相当于166公斤/立米）的规定，引进含沙量高达60%（965公斤/立米）的浑水进行淤灌，基本解决了灌区汛期水量供需之间的矛盾，并改良了大片盐碱地。当今引洪漫地（放淤）已作为水土保持和农田基建的一项内容被得到重视。如关中赵老峪流域是古老的放淤区，下游富平县境内有引洪漫地34000多亩，是将上游铜川市境内来的洪水泥沙，全部引入地中淤漫。漫过的地，每亩亩产400斤，有的甚至超过千斤，多年来，发生大暴雨，下游都不发洪水，原来的河床，现在变成了农耕地。河北省张家口地区通桥河引洪灌区，面积11万亩，上游河道流域面积3060平方公里，引洪能力每秒450立米，多年来河道上游洪水基本上全部不出灌区，保护了下游的农田和村镇。万全县在五道沙河沿岸共建大小引洪渠道800多道，总引洪能力达863米3/秒，一般年引洪水总量为2000万立方米以上，初步达到大水不出县的水平。由于一般洪水已不流入洋河，从而减轻了下游河道和水库的泥沙淤积[23]。可见引洪漫地能起到良好的水土保持作用，这也可认为是传统技术在今天的发扬。三、传统塘堰和开发地下水工程技术的继承和发展
历史上山丘区的拦蓄水工程统称为塘堰、塘坝，有“堰”和“塘”之分，又有山塘（山湾塘）和平塘之分。建国后大力修筑山湾塘，一些南方省区山湾塘已达数十万座。有些地区对老式塘坝加以改造，以增加其蓄水量。如安徽省肥西县对丘陵区冲洼里的拦冲塘，将原有塘底挖平，挖出的土垫高塘埂，增加了塘的蓄水深度；或把拦河坝加长增高，成四面筑埂式；在较大冲洼里，根据地形，或在“水深”处建塘，加高塘埂，“水浅”处不建塘，仍为田，或上下冲两面筑埂成塘；或建成层递式，高处蓄水灌高地，低处蓄水灌低地，头层塘的放水渠兼作第二层塘的引洪沟，第二层塘的放水渠，兼作第三层塘的引洪沟，做到有层递的引蓄，有层递的灌溉。通过改造，蓄水深增加，老式塘坝蓄水面积与其灌区耕地面积比为1：4.6，改造后为1：9，满足了浅丘区农田灌溉的需要[24]。
我国北方地区，在地面挖掘或在洼地筑埂形成的拦蓄径流的工程叫涝池、坑塘等。建国后，北方地区群众继承以往的传统做法，继续修筑涝池，涝池数量发展很快。如陕西省黄河流域内在1956年有涝池1240座，1985年达8940座，30年增加6.21倍，总容量2588万立方米。北方陕、甘、晋、内蒙、青、宁、豫七省（区）1985年黄河流域共有涝池19.8万座，总容量8343万立方米[25]。华北平原沧州地区通过开挖坑塘，拦蓄降雨径流，滞沥、除涝、灌溉，取得了治理旱、涝、碱的经验[26]。原来在20世纪50年代末，华北平原大搞地上蓄水灌溉，不重视排水，造成了土地的次生盐碱化。进入60年代，只排不蓄，大量水资源白白流失。70年代，大力发展井灌开发利用地下水，但由于深机井布局不合理，使得地下水位普遍大幅度下降，出现了大面积的漏斗区。浅井区多年只采不补，地下水位也普遍下降，使许多浅井报废，而转向打深机井。地表水由于连年的干旱和上游节节拦截，河道全年断流。通过多年的实践，人们逐渐认识到，要利用传统的坑塘设施，拦蓄降雨径流，散蓄散排，解决抗旱灌溉水，雨时将涝水排入其中，只要注意把坑塘蓄水位控制在返盐临界水深以下，并与沟渠连通，就不会引起盐碱化。坑塘深度不宜少于3—4米，一般应深5—7米，面积15—30亩，最大不超过40亩。这样就解决了长期存在的“旱、涝对立”，“排灌矛盾”，使沥水转化为灌溉水源，还能利用坑塘采补地下水。历史上黄淮平原因为年际、年内的降雨量分布极不均衡，出现水少时强调修筑陂塘蓄水灌溉，水多时强调开挖河沟以排除洪涝和防止土壤返盐。旱涝碱问题，排灌矛盾得不到妥善解决。而沧州地区在近30年来，通过改进传统的坑塘技术，积极开挖和改进坑塘，将坑塘与井、渠联合调控，较好地解决了旱、涝、碱问题，这一方法亦成为治水改土的一条重要途径。
我国古代在开发利用地表水的同时，也很重视开发利用地下水，主要通过挖泉凿井加以利用。建国以后，传统的打井方法和提水机具继续使用，并加以改良，尤其是开凿筒管井的技术进展较大。筒管井的雏形在清代已经出现，清代郭云升《救荒简易书》卷三已载有增加新、旧井出水量的方法：旱年将两根已打通各节的长竹竿插入井底数丈，则“井水泉”。此方法简便，又能增加出水量。现代称由上部直径较大的筒井和下部的管井联合而成的井为筒管井。在筒井的井底加凿管井，可增加出水量；又筒井开挖过深施工不易或不经济，筒管井则比同样深的筒井更经济些。1956年河南省创制了一种凿井方法，称为“56”打井法。其井结构上部为8块扇形砖砌筑，形成直径为0.5米的小砖筒井，下部为木管管井。这种井取用几层含水层，出水量大增。之后，筒管井又发展为水柜，即将筒井部分用大的集水坑代替，坑底再加凿几个管井。单个井又发展为井群，各井互相通联，统一集中管理。
开凿传统土井的好处是很多的。土井主要开发浅层潜水，埋藏浅，雨水当年即能补给，一般不会产生地下水漏斗区。开采潜水后降低了地下水位，能防止土壤返盐，达到改良盐碱土的目的。目前采取井、渠结合，或井与渠、坑塘结合，河道节制闸、深渠与浅井结合等方式。如在枯水季节利用浅井，提取地下水灌溉农田，降低地下水位，腾空“地下水库”库容；汛期丰水季节，通过渠道引水灌溉和蓄水侧渗，补给“地下水库”水量。人们已认识到解决华北平原土壤盐碱化的主要途径是井渠结合的方法，该地区的灌溉抗旱，也形成以井灌为主，井渠结合的方式。
关于提取井水的工具，群众也运用传统汲水工具的工作原理，演化和革新出一些简易的汲具。如拉水井，其原理与古代渴乌利用筒内形成真空，产生压强差汲水相同。其制作简易灵巧：用一根长约八、九米的八号铁丝，一端接一小小的活塞，塞入一直径约30毫米的塑料管内，管的下端塞一木制进水活门，上端将露在管外的铁丝弯成钩形，然后将塑料管装入打入地下的外井管里，一个拉水井就做成了。制成一眼拉水井全部费用仅50元（1993年价）左右[27]。由于打井简便，取水方便，不花水钱，所以拉水井在一些地区推广开来，几乎达到每户一井，甚至一户数井的程序，有些菜园、瓜地也建造了这种井。
四、传统圩田水利和海塘工程技术的继承和发展唐后期至五代吴越时期，太湖平原已形成纵横塘浦交加圩圩相接的水网圩田系统，皖南沿江平原亦建成一些大圩。宋代以后，圩田建设更加兴盛，并发展至长江中游两湖平原、鄱阳湖平原和珠江三角洲等地区，更加讲究圩田修筑方法，提出“筑堤、浚河、置闸”是筑圩的三项基本技术要素，“缺一不可”[28]。又出现了分区分级控制和联圩并圩等圩区治理技术。这些卓越的技术经验在当今得到进一步的继承和发扬。
太湖下游苏州地区地势低洼，历史上修筑了大量的圩田。建国后，苏州地区在继承前人技术经验的基础上，总结出圩区治理的“四分开，两控制”原则，即内外分开、高低分开、排灌分开、水旱分开，控制沟港水位、控制地下水位，以全面解决洪、涝、旱、渍各方面的问题。许多圩子和圩区治理时皆遵循这一技术原则。如苏州地区昆山县同心圩由低洼低产圩田改变成高产稳产农田，重要的就是正确实行了“四分开，两控制”的水利技术原则。同心圩圩形长方，南北长3.5公里，东西平均宽1.8公里，总面积6.3平方公里（9380亩），其中耕地面积6300亩。该圩是1958年由许多零散小圩联并而成，联并前的各个小圩圩岸单薄，河网零乱，田块碎小，土壤板结，抗洪涝能力低。联圩时，加高培厚圩堤，同时开挖了一条长3.5公里的中心河。之后又整治圩内水系，发展机电排灌，田间深埋排水暗管，按“四分开，两控制”原则进行整治[29]，提高了抗洪排涝能力，特别是地下排水技术，突破了传统圩田水利技术，具有很大的创造性。这项技术70年代被江苏省水利厅加以推广。到90年代，低洼圩区治理从联圩并圩，利用老河网，已发展到以治理涝渍为主，实行高筑圩，双配套（闸站），四分开（内外分开、高低分开、灌排分开、水旱分开），三控制（控制内河水位、控制地下水位、控制土壤适宜含水量）。一些条件好的圩区，发展田间“三暗”工程，进行暗灌、暗排、暗降，为农业的高产创造了基本条件。于是“四分开，三控制”也成为其他圩区治理的基本技术原则。我国东南沿海很早就修筑海塘工程，以防御海潮的侵袭，保护农田和城镇的安全，江浙海塘是修筑的重点地段。东汉时已在钱唐县建防海大塘，三国时孙吴在金山筑咸潮塘，唐代时已在江浙沿海建成系统海塘工程，五代至明清频繁地兴修海塘，不断改进海塘结构。五代以前所筑海塘都是土塘，之后海塘结构从土塘逐步发展到竹笼木桩塘、柴塘、斜坡式石塘、直立式石塘、鱼鳞石塘等，每一类海塘结构又有多种型式，以适应不同的潮势和土质，同时还修筑了护塘、护滩和挑溜工程。
目前江浙海塘，仍有土塘、各种柴塘和石塘，有些是清代一直沿用到现在，清代修建的条块石塘和鱼鳞石塘，“到目前浙西海塘尚有约80公里，仍屹立海滨”[30]。建国后继承了“鱼鳞石塘”这种型式，在材料等方面加以改进，建成“新鱼鳞石塘”。如1955年在海宁县建筑的“新鱼鳞石塘”，塘身上部采用水泥沙浆砌条石，下部采用水泥沙浆混凝土块，塘顶盖面石和塘底盖桩石均为混凝土块，基桩采用钢筋混凝土桩，这样的海塘工程更能抵御汹涌的海潮冲激。在海盐、海宁、平湖、绍兴等地也修筑了一些不同型式的“新鱼鳞石塘”[31]。可见结构坚固、耐久的“鱼鳞石塘”，今后仍是一种可继续采用的较好的海塘结构型式。此外，还可借鉴传统的海塘工程设计技术思想，如根据不同的海岸地质和动力条件，因地制宜采用各种不同的海塘工程结构，使海塘工程更加牢固耐久。
总之，我国在数千年修建灌溉工程的实践中，创造了众多的水利工程类型和卓越的灌溉工程技术经验，体现了我国劳动人民杰出的智慧。这些传统的工程和技术是适合我国各地的自然、地理条件的，体现了因地制宜的原则，所以具有很强的继承性。从工程类型来看，大致北方多兴修引渠灌溉工程；南方的山丘区以蓄水塘坝为主，低洼平原以水网圩田为主，沿海则修筑海塘、堰闸等拒咸蓄淡工程；江淮地区位于南北过渡地带，多修建陂渠串联工程。北方还发展井灌，新疆修筑坎儿井等。这些多样的灌溉工程类型经历了数千年的实践检验，具有强盛持久的生命力。又传统灌溉工程多利用当地具有的土、石、木等建筑材料，这些材料经济适用，施工技术群众易于掌握，现今各地在修建灌溉工程时仍较多采用。不少传统灌溉工程技术内涵丰富，具有合理性和科学性，在现今仍能吸收利用，有的甚至能解决技术难题。自古以来工程技术随着社会的发展不断进步，同一个技术在以往的基础上逐步提高，应用范围扩大，还常出现创新技术。我们要总结工程技术发展的规迹，尤其要重视探讨传统工程技术思想，如灌溉工程规划思想、设计思想、水利家的治水思想，水利著作中的水利理论认识，及人们对技术发展内部规律的认识等，这些思想往往能给我们以重要的启迪和借鉴作用。例如都江堰的系统工程规划设计思想，北方多沙河水土资源利用的设计思想，区域治水规划思想等都是前人给我们留下的珍贵遗产，需要继续发扬光大。此外，传统工程技术具有简便、经济、实用等诸多优点，我们应吸取其精华，用现代技术改造其不足的方面。如新疆坎儿井，具有能自流灌溉，不用提水工具；水质优良，水流稳定；冬季不封冻，可供全年灌溉和饮用；施工设备简单，农户易于操作；水行地下，能减少蒸发和避免风沙的侵袭等优点。但其开挖和维修工程量大，工作环境艰苦，费时费人力，目前掌握此技术的人员已经很少了。所以要改进坎儿井的挖掘技术，采用机械挖进提升设备，改善劳动条件，加强对坎儿井的管理和维护，使之发挥更大的作用。建国初期，吐鲁番地区的吐、鄯、托三县几乎全靠坎儿井及泉水灌溉，后来修建了防渗渠道、小型水库和机井等水利工程。目前吐鲁番地区利用地表水3.88亿立米，利用地下水9.94亿立米，总的用水量增了几亿立米，但坎儿井水和泉水的水量都显著减少了，代替它们的是每年用机井提取利用地下水四至五亿立米，原来不花钱的泉水和坎儿井水，现在变成了要支付电费和油费的机井水。故有人主张要大搞坎儿井的维修和改建工程，并把它作为今后该地区水利建设的主攻方向[32]。所以我们要认真地总结传统灌溉工程技术，使之与现代技术相结合，从而在水利建设中发挥更大的作用。
一、机械的概念规定与机械技术史的范畴
1、机械的现代定义
研究机械工程技术史，首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中，“机械”一词是机构（mechanism）和机器（machine）的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异，但从它们的组成和运动形式来看，却有两个共同特征：
1）它们是一种人为的实物构件的组合。
2）它们各部分之间具有确定的相对运动。
凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外，还必须具备第三个特征：能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，因此泛称它们为机械。
机构和机器的定义来源于西方机械工程科学，它们都是现代机械原理中的最基本的概念，但在现代西方机械学著作中，并没有一个作为机构（mechanism）和机器（machine）的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中，机械概念是如下定义的：①
凡符合下述三项条件的，则定义为机械。
①它是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。
②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。
③把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。
这里，“机械”一词定义的是machine概念，这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词，在日本机械工学中译为“機構”，或音译为メカニズム。
考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴，我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念，也是有其合理性的。
设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作，一般来说，一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分，它是机械动力的来源。二是工作部分，它处于传动路线的终点，完成机械的预定动作。三是传动部分，它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分，即自动控制部分。
2、机械的古代涵义及其演变
（1）中国古代文献中“机械”一词的涵义
“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成，探讨该词的涵义，首先须了解这两个字在古汉语中的意思。
“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置，后来又泛指一般的机械。
古代常以“机”指弩上发箭的装置，即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张，往省括于度，则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》：“其发若机括。”《释文》称：“机，弩牙；括，箭括。”按此言张弩发箭，以括入机，机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机，主发者也”，说的也是弩机。由弩机延伸，触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道：“丰狐，文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。
古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也，……手经指挂，其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒，二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声，唯闻女叹息”。《说文解字》：“抒，机之持纬者也。”宋《集韵》也说：“机以转轴，抒以持纬。”抒就是梭子，而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件，因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①
由以上所述可知，“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。
《尚书》：“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云：“旋机者，何也？传曰：旋者还也，机者几也，微也。其变几微，而所动者大，谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载：“奚仲之为车器也，方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得，用之牢利，成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序，“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②
“机”还引申为许多机械发明的泛称，《战国策·宋卫》说：“公输般为楚设机，将以攻宋。”注称：“机，械，云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树，机变不张。”注称“机变，谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说；“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》：“初，宋武平关中，得姚兴指南车，有外形而无机巧，每行，使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。
“机”的涵义由此延伸，出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》：“此存亡之机也。”《逸周书·大武》：“此七者，伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载：“万物皆出于机，皆入于机。”疏曰：“机者，发动，所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样，衍生出大量相关词汇，如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。
“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》：“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载：“淮阴（韩信），王也，受械于陈。”“械”在此指刑具。
与“机”原指局部的关键机件有所不同，“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具，。这两字连在一起，组成“机械”一词，便成为为一般性的机械概念了。
在先秦时期的文献中，已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论：
（子贡）见一丈人方将为圃畦，凿隧而入井，抱瓮而出灌，然用力甚多而见功寡。子贡曰：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多，夫子不欲乎？”为圃者仰而视之曰：“奈何？”曰：“凿木为机，后重前轻，挈水若抽，数如汤，其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中，则纯白不备。纯白不备，则神生不定。神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也。”子贡瞒然，俯而不对。
这段文字是中国技术思想史的重要史料，后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是，子贡与老人的对话给出了机械的概念界定：机械是能用力甚寡而见功多的器械。
关于机械的概念，在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述：“审于地形、舟车、机械之利，用力少，致功大，则入多。”这里还有了初步的经济观点。①
由此可知，中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。
（2）西方古今的机械概念
英文的“machine”一词，其涵义要比现代机械学界定的“机器”（machine）概念要广。在一般使用上，它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林（RobertObrien）所著《机器》一书中指出：英文的“machine”（机械）一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina，两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现，主要是为了区别与手工工具。在西方，一般性的机械概念的提出，可追溯到古罗马时期。
西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威（Vitruvii）。他在其著作《建筑十书》（约成书于公元前32－33年）给出了这样的定义：“机械是把木材结合起来的装置，主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别：“机械（machane）和工具（organon）之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的，如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的，如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②
亚历山大利亚城的希罗（HeroofAlexandria，公元1世纪）最早讨论了机械的基本要素，他认为机械的要素有五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物，虽不够全面，但却反映了古典机械的特征。③
1724年，德国莱比锡的机械士廖波尔特（Leopold）给出的定义是：“机械或工具是一种人造的设备，用它来产生有利的运动；同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方，它能做到节省。”④
马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定：“一切已经发展的机器，都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成，发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别，他指出：“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动，一旦由工人的工具（它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动）变成机械的工具，——机器就代替了工具。在这种情况下，机械应该达到这样的发展程度：它既能从人或牲畜，简言之，从任意动作的那些原动力获得动力，也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥
马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义，力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统，它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念：“就象在英国的在政治经济学家一样，在英国的力学家中，可以遇到这样一些人，他们认为，机器与工具没有本质的区别；工具是简单的机器，而机器是复杂的工具，或者说，两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说，甚至最简单的机械，如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等，也被叫作机器”①
19世纪中、后期，西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念，从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。
英国机械学家威利斯（R.Willis,1800－1875）在其《机构学原理》（ThePrincipleofMechanism,1841年）所给的定义是：“任何机械（machine）都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成，使其一个构件运动，其余构件将发生一定的运动，这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②
德国机械学家勒洛（F.Reuleaux,1829－1905）在其《理论运动学》（TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年）中的定义是：“机械（machine）是多个具有抵抗力之物体的组合体，其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功，同时伴随着一定的确定运动。”③
威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器（即machine）定义。从勒洛开始，机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。
勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础，书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初，出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义：
（1）“机械者，固定部分与运动部分之组合体，介乎能力与工作之间，所以使能力变为有用之工作者也。”（1912年，Keown）④
（2）“机械者，两个以上物体之组合体，其相对运动皆继续受一定之限制，使一种能力由之变化或传达，以作一种特别之工作者也。”（1915年，Mcksy）⑤
1930年，我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时，参考西方这类教科书给出了一个定义：“机械者，两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动，吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥
1955年，乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基（В.А.Добрвольский）在一篇论文中给出了一个定义：“机械是为人所使用的劳动工具，在这个劳动工具中，形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力（阻力）的材料所制成；在引入能量不断作用下，能完成适合的实际上有利的运动和动作；这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦
这里定义的“机械”，更确切地说是机器，即现代机械原理中的machine概念。
综上所述，西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化，随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始，到区别复杂机械与简单机械和工具，进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。
3、机械工程技术史的范畴
机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学，各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多，可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。按马克思对机器系统的分类，机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史（第一编）》中将机械分为七类，即：简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。
按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等；按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。
从动态观点看，机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动：（1）发明与革新；（2）设计与测试；（3）制造（加工与制作）（4）使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容，因此，某些通过机械加工获得的技术产品，尽管不能看作是机构和机器，也常常被认为属于机械工程的范畴。
机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系，由有着一定的差别。从认识上看，机械工程技术是第一个层次，机械工程技术史是第二个层次，后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问，与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置，因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说，机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴，而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。
二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值
1、中国机械史的研究对象与任务
中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式，它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律，适用于不同的文化和国家，当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景，各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高，另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高；有的机械成果在某些国家传播和发展较快，而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约，各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展，技术传统与西方有很大不同，有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点，既有很多成功的经验也有不少失败的教训，值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点，揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。
研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手，首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果？它们的水平和价值如何？中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同？机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响？这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析，才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说，历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中，即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料，是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外，有关机械工程的文献资料十分零散，大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形，这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中，而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物，主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品，目前在民间仍然尚存不少传统机械，从技术上看属于古机械的遗制，它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值，由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息，它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料，是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是，由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中，各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中，实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内，此外还有大量资料流失国外，因此，对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究，由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重，必须多人接力工作，逐步扩大调查和研究的范围，直到基本掌握整体面貌。
中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外，还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用，也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响，有些则长期发挥作用。这方面的研究，涉及领域很多，情况极为复杂，因而难度也更大，任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展，就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后，研究工作的重点应逐渐向这方面转移。
2、中国机械史的价值
中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术，是世界机械史的一个组成部分，在世界机械工程史上占有重要位置。
中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值，有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位，其中不少成果还传播到了世界各地，对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出：“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播，……可是，中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括：（1）龙骨车；（2）石碾和水力在石碾上的应用；3水排；（4）风扇车和簸扬机；（5）活塞风箱；6平放织机（它可能也是印度的发明）和提花机；（7）缫丝、纺丝和调丝机；（8）独轮车；（9）加帆手推车；（10）磨车；（11）拖重牲口用的两种高效马具，即胸带和套包子；（12）弓弩（13）风筝；（14）竹编蜒和走马灯；（15）深钻技术；（16）铸铁的使用；（17）游动的常平悬吊器；（18）弧形拱桥；（19）铁索吊桥；（20）河渠闸门；（21）造船和航运方面的无数发明，包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具（22）船尾的方向舵；（23）火药以及和它有关的一些技术；（24）罗盘针，先用于看风水，后来又用于航海；（25）纸、印刷术和活字印刷术；（26）瓷器。我写到这里时了句点，因为二十六个字母都已经用完了，可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了，也不能认为在所有例子中，都有足够的证据可以充分证明，后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点，这就是它们在中国应用的时期，确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果，由此可见，中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位，而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国，农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位，因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样，机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用，先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就，与先进天文仪器的作用密不可分，而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书，其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅，也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此，传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中，机械技术的进步不仅促进了生产的发展，丰富了古代的社会生活，而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。
中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值，而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。
首先，中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分，传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产，因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位，人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志，便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果，为后世留下了大量的物质文化财富，发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够，中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域，在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。
第二，技术发展有很强的继承性和规律性，中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质，可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用，因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训，对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想，对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合，对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染，能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。
第三，研究和学习中国机械工程史，阐明中国传统机械技术的兴衰历程，了解科学家、发明家的生平、成就和思想，不仅可以学到科学和历史的知识，还可从中获得启示和汲取教益，因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉，加深对机械科技的认识和理解。培根说；学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲，机械史的知识则可起到开拓视野的作用。
第四，研究中国机械史，不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用，具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层，埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。
三、中国古代机械史的分期问题
研究中国机械技术的总体发展进程，必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段，因此，中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性，同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。
关于中国机械史的分期问题，已有一些学者有所涉及和讨论，但目前尚未进行充分的研究，也未得出一致的结论。1984年，郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案：①
（1）简单工具时期，相当于原始社会时期，即石器时代。分为两个阶段：粗制工具阶段（旧石器时代），和精制工具阶段（新石器时代）。
（2）古代机械时期，大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段：从古车出现到秦以前为迅速发展阶段；秦到宋元时期为成熟阶段；明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。
（3）近代机械时期，从一八四○年至新中国成立前夕。
（4）现代机械时期，新中国成立后的发展时期。
在1985年，笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见，将中国机械史分为六个时期：②
（1）形成与积累时期，从远古到西周时期。
（2）迅速发展和成熟时期，从春秋时期到到东汉末年。
（3）全面发展和鼎盛时期，从三国时期到元代中期。
（4）缓慢发展时期，从元代后期到清代中期。
（5）转变时期，清代后期到中国成立前夕。
（6）复兴时期，新中国成立后的发展时期。
最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章，论述中基本上采用了第一种分期方案。
1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案：③
（1）春秋以前（公元前770年前）。
（2）春秋至汉魏时期（公元前770年前～公元265）。
（3）两晋宋元时期（公元265～1368）。
（4）明清时期（1368～1840）。
上述分期方案都有各自的分期依据，并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面，虽然也得到较好的处理，但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据，这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况。此外，还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面（如材料、动力、工艺等方面）的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化，使其达到新的水平，这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此，我们在又在上述方案的基础上，提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案：
（1）古代机械技术的萌芽时期，从旧石器时代开始到新石器时代。
（2）传统机械技术的初步形成时期，夏、商、西周时期。
（3）传统机械技术的进一步发展时期，春秋战国到三国时期。
（4）传统机械技术的成熟与鼎盛时期，魏晋南北朝到元代。
（5）传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期，明初到十九世纪中叶。
四、中国古代机械工程史研究的历史与现状
在我国，中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔（A.C.Moule）1924年发表在ToungPao（通报）上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”，中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”，发表在《清华学报》第2卷第1期（1925）上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后，他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”（《燕京学报》第1卷第3期）。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》（约6万字）一书，首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料，初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作，他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”（《燕京学报》第20期，10周年纪念专号），1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”（《史学集刊》第3期）。40年代，刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”（见《国立清华大学学报》1期，《真理杂志》1卷2期）和“中国在热机历史上的地位”（《东方杂志》39卷18期）两篇有影响的论文。
西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载，20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨（H.T.Horwitz）在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代，在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯（H.A.Giles）于1906年，劳佛尔（B.Laufer）于1912，分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔（A.C.Moule）于1924年发表了研究指南车的专题论文，并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注，此后戴科斯（K.T.Dykes）提出了采用差动轮系复原指南车的设想（1942年）,兰彻斯特（G.Lanchster）于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔（R.P.Hommel）在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术，在进行了广泛的实地调查后，写成专著ChinaatWork；anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization，于1937年在纽约出版，其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容，配有大量实物照片，是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱（H.Chatley）在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety（22,117）上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina（古代中国机械学的发展）综论研究性论文，在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外，对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文，1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷（ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering）由剑桥大学出版社出版，它是第一部英文的中国机械史的学术专著，在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果，同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果，在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版，中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。
20世纪50年代以来，中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期，刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作，发表了多篇论文，并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史（第一编）》一书由科学出版社，这是第一部中国古代机械史的著作，论述了中国古代的主要机械发明成就，从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世，这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上，对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作，奠定了中国机械工程史这一学科的基础，在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时，爆发了史无前例的“”，导致了科学文化大灾难。“”期间，和其他学科一样，机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后，中国机械史的研究得以恢复和发展，老一辈学者也续有力作刊行，如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》（1985年），王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》（1989年）。同时，同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位，都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流，并通过招收机械史的研究生，努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课，取得了良好的效果。从20世纪80年代起，中国机械史的研究队伍开始形成，研究工作逐渐活跃，数百篇，涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题，华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究，杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展，如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》，1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》，和，1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》，1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》，1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》（补编），1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外，台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书，此书被收入中华文化丛书中。90年代初期，中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷，钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写，于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版，全书约69万字，与前面几部通史性中国机械史著作有所不同，它突破了简史的范畴，是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论，对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明，中国机械史的研究已走出初创阶段，进入了一个新的历史发展时期。
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①真保吾一著，董万友译，机械工学概论，国际文化出版公司，1986，3。原作书名为“緿綐機械工学”，由日本理工学社1984年出版。
①②李志超，机发论—有为的科学观，自然科学史研究，1990，9（1）：2。
①刘仙洲，中国机械工程发明史（第一编），科学出版社，1962，5。
②维特鲁威著，高履泰译，建筑十书，这个建筑工业出版社，1986，224－225。
③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.
④转引自①。
⑤马克思，资本论（第一卷），人民出版社，1963，396。
⑥马克思，机器。自然力和科学的应用，人民出版社，1978，91－92。
①马克思，机器。自然力和科学的应用，人民出版社，1978，52。
②③转引（译）自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117
④⑤⑥⑦见刘仙洲：中国机械工程发明史（第一编），科学出版社，1962，5－6。
①李约瑟，中国科学技术史·总论（中译本第一卷），科学出版社，1975，545－547。
①郭可谦、陆敬严，关于中国机械史的分期意见，机械设计，1984，1（2）。
②冯立升，中国机械史的分期意见，科学、技术与辩证法，1986，（3）。
1.热能与动力工程存在的问题分析
早在商周时期，我们国家就已经开始了工业炉的生产工作，那时主要是通过加热来提炼铜器。铸铁工艺最早出现于春秋战国时期。与此同时熔炼铸铁相关高炉出现于十八世纪九十年代，且马丁于十九世纪六十年代有机改造同气体燃料相关的那些加热平炉。此时的热能项目在锅炉中应用中获取了一些成绩，不过还是有不利点。热能与动力工程中工业炉的应用发展分析对于工业生产来讲，工业炉的地位非常关键。在早些时候，工业炉一般是经由燃烧材料的方法来提供热能。在这种过程中，人们发现此种方法虽然能够带来热能，但是也会对我们的环境产生非常恶劣的影响。随着技术的不断发展，人们发现可以通过工业炉来实现电和热的有效转化。目前热能相关的研究工作在不断开展，而且锅炉的管理能力也得到了很大的提升，目前已经可以使用电脑控制锅炉，这就在无形中将能量的利用率显著的提升了。当前锅炉有两大类型，分别是推钢型的和步进型。这两者的差别是它们的输送材料方法不一样。
2.热能项目中风机面对的问题
锅炉设计风机的目的是为了压缩并且运输气体，也就是说把机械能合理的变化为动能。当设备运行的时候，风机能够将有关的气体运输到特定的设备中，它的功效比较显著。最近几年，我们国家的经济和社会获取了非常显著的成就，人们对于能源也更为需求，有关能源生产单位若想在激烈的竞争中获取发展，实现效益最大化，就应该切实的提升锅炉的工作总量。正是因为不断的增加其活动量导致风机因为长久的运转而发生破损，一旦破坏就会影响到设备的正常运行。所以必须变换风机的工作模式。除此之外我们还需要注意一个事项，叶轮本身结构非常复杂，在其测量温度的时候外在要素会对它的工作产生一定干扰。对于这个问题当前还没有合理的解决方法。虽然如此，然而值得一提的是为采取热能与动力工程已研发出的相关软件可从多种方向对风机叶片燃烧的速度进行有效测定，且可对数值进行二维模型的模拟，通过此创建来对网格进行有效划分，之后采取求解器对网格输出、所需结果进行有效求取，最终获取较为准确的一些模拟结果。
二、热能与动力工程的广泛运用了所取得的科技创新
1.燃烧控制
对于设备的燃烧控制来讲，其中非常重要的一个部分是怎样调节能量。我们国家的设备大多数使用的是人力模式，通过手工将燃料放到炉中，这样能够保证运转稳定，不过非常的耗费人力。最近几年大部分的单位都开始使用自动化模式。当前的燃烧方式有以下类型：第一是持续控制体系，它是由控制器和有关分析部件组合得到的，利用热电来测定数值，进而使用电脑分析存在的偏差数值，只有这种方法可以确保结果是精确的，进而对设备燃烧合理控制。通过不断的实践我们发现上述这种设备在开工时存在一定的偏差，所以需要进行合理的研究以此来保证数值的精确性。交叉式燃烧控制系统。锅炉由燃烧的控制器、烧嘴、流量阀、热电偶等相关部分构成，其对所需测量的温度进行转换是经过温度进行计算测量，分析设备能否和设定好的数值保持一致，进而起到控制燃烧的意义。这种燃烧方法的优点非常多，不但能够节省零件，还能够更为精准的控制温度，所以在当前的工业生产中被大范围的应用。
2.仿真类锅炉风机的翼型
叶片控制因为锅炉自身的风机在设计的时候非常复杂，而且其运行较为精密化，所以它的测量工作也很难开展。现今为止还没有一套较为综合的体系来完善叶轮生产工作。要想获取较为精准的数据，就必须使用模拟测试的措施来测评机械自身的气体流通方向，有效模拟不同方式空气往风机吹入时相关流动分离。之后再利用电脑网络来模拟设定此类数值，进行模拟的主要目的是按照不同速度所得到的那些矢量图施行分析动作，比较多组数据后将锅炉风机的翼型边界层以及分离之间的关系确定出来，进而施行进一步研究步骤。通过上面的分析我们发现，不管是锅炉的发展还是具体的生活中热能项目发挥的作用都是比较显著的。所以不论是目前或是今后一段时期，都要认真的研究热能和动力项目相关的知识，只有这样才能够切实的发挥出在能源生产等方面的功效。长期稳定的均衡关系。
我国相关部门对灌溉设施建设缺乏统一的标准进行约束，而且没有做好灌溉设施更新与维护工作，很多设施老化都出现了老化问题，而且采用传统土渠道进行农田灌溉，渗水量比较大，会造成水资源的浪费，增加了农田水利工程的经济损失，由于灌溉的方式比较落后，所以，水资源的利用率比较低，不利于促进农田水利工程的可持续发展，为了解决这一问题，相关研究人员对防渗渠灌溉技术进行了开发与研究，这有利于实现节水灌溉。防渗渠灌溉技术的发展，可以避免出现水资源过度开发问题，而且可以避免水资源出现恶化，有利于提高水资源的利用率，还可以改善周围生态环境，对农业发展也有着促进意义。发展防渗渠技术，可以提高农作物的品质以及产量，可以实现农业增产以及增收，可以促进我国农业更好的发展。
2砖衬砌矩型防渗渠在农田水利工程中的应用
在农田水利工程中应用砖衬砌矩型防渗渠技术，可以提高水资源的利用率，可以降低农田灌溉的需水量，避免在农田灌溉的过程中出现水资源浪费问题，实现对水资源的合理利用以及优化配置，从而达到节约用水的效果。在农田灌溉中应用砖衬砌矩型防渗渠技术，还可以降低渠道塌陷的概率，可以提高渠道抗冲击能力，有利于延长渠道的使用寿命。防渗渠可以改变水的流速，可以提高灌溉的效率，有利于为农作物生长提供充足的水源，帮助农作物更加健康的生长。砖衬砌矩型防渗渠技术施工成本比较低，在应用的过程中，可以降低灌溉的成本，提高农田水利工程的经济效益，从而改善农民的生活。
3农田水利中的砖衬砌矩型防渗渠工程技术
3.1清理平整
在农田水利灌溉工程施工前，首先需要做好清理平整工作，施工人员需要对渠道周围的杂草以及杂物进行清理，还要保证施工场地的平整性，这样才能保证后续工程项目的顺利进行。在农田中如果杂物的数量比较多，而且不好清理，施工单位可以利用挖掘机进行平整，可以在其他地区购买优质的土质进行填充，在这一过程中，一定要保证施工场地的清洁性，这样才能保证砖衬砌矩型防渗渠工程项目施工的安全性，在清理的过程中，需要同时做好平整工作，这样可以保证砌砖工程项目的顺利进行。
3.2施工工作
3.2.1找平弹线。砌筑前，先在基础上用水泥砂浆找平，然后根据龙门板上的轴线定位打或用轴线控制点弹出轴线、边线。
3.2.2摆砖样。在放好线的基面上按选定的组砌方式用干砖试摆，核对所弹出的轴线，边线等是否符合砖的模数，以便借助灰缝进行调整，尽量减少砍砖，并使砖墙灰缝均匀，组砌得当。
3.2.3砌筑。砌筑时为保证水平灰缝平直，要挂线砌筑。一般可在墙角及纵横墙交接处按皮数杆先砌几皮砖，然后在其间挂准线砌筑中间砖。砌筑时宜采用“三一”砌砖法，即一铲灰、一块砖、一挤揉。如采用镜灰法砌筑，铺灰长度不得超过750mm。
3.2.4砖砌体的质量要求及保障措施。
1）横平竖直，即要求砖砌体水平灰缝平直、表面平整和竖向垂直等。为此，要求砌筑时必须立皮杆数、挂线砌砖，并应随时吊线、直尺检查和矫正墙面的平整度和竖向垂直度。
2）灰装饱满，砌体灰缝砂桨的饱满程度直接影响它的作用和砌体强度。因此要求砖砌体书平和竖向灰缝砂浆应饱满，实心砖砌体水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%。
3）错缝搭接，砖砌体的砌筑应遵循“上下错缝，内外搭砌”的原则。其主要目的是避免砌体竖向出现通缝，影响砌体的整体受力。
3.2.5抹面。抹面是砌筑的最后的一道工序，具有保护墙面和美观的作用。当砌筑结束后，需用水泥砂装在墙体的两侧均匀的涂抹。涂抹的越平整就越有利于灌溉水在渠内的流淌。
3.3养护
当上述工作都完成后，就表明该项工程已经初步完成了。此时对防渗果的保养护理工作就变得尤为重要了。在常温条件下用适当的材料（如草帘）搜盖在已完成的工程表面并进行适当浇的水，维持2-3d。养护期间，切忌随意翻动覆盖在表面的材料，确保工程的养护效果。
3.4质量检查
在工程的施工过程中要不断地进行检查：最初要对砖的质量进行检查，在各阶段施工过程中也要检查施工的质量，最后当养护工作结束后也要进行最后的检查并对其验收评定。检查工作一定不能马虎，对于在检查时发现的问题要及时的解决处理，确保工程能够顺利的进行下去。
3.5砖衬砌矩型防渗渠采用的新工艺
当前对砖衬砌矩型防渗渠运用的工艺大体上有两种改进方式：
1）对砖的用料进行改进，像利用已有的工业废料进行再次利用的节约型砖、运用新型高分子材料制造的新型砖等。这些砖绿色低碳环保，符合当今社会的发展方向。
2）在去防渗渠的表面覆盖一层超薄的分子膜，这种分子膜不仅可以使渠面更加光滑，加快灌溉水的流速；还有利渠面的防渗工作，更好的减少了灌溉水在途中的损失。应用这些新颖的工艺将会使防渗渠的防渗效果迈上一个新的台阶。
积极实践启发式教学，调动学生思维活跃性
在前期精心设计教学内容的基础上，教学中我们对生物技术中基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程中的重点知识、原理和操作过程和日常生活中常见的事物联系起来，并辅以形象的比喻。这样做既能把复杂的操作步骤和枯燥、抽象的原理变得形象生动易于学生理解和掌握，同时又能活跃课堂氛围。例如，在生物遗传物质DNA重组过程中，DNA分子的切割与连接是最基本的操作，所有这些操作均由一系列功能各异的工具酶来完成。限制性核酸内切酶能够把大的长的双链DNA分子切割成单个的基因片断；而DNA连接酶能够把DN断重新连接在一起。课堂中我们非常形象地将限制性核酸内切酶称为“剪刀”，而把DNA连接酶比喻为“缝纫针线”，生物学科学家则是手艺高超的“时装设计大师”，从而奉献给世界一个又一个新的DNA分子。这样就让学生在轻松愉快的氛围中理解和掌握了工具酶及其在基因操作中的重要作用。
巧用多媒体和视频，丰富教学内容
现代生物技术作为一门综合性学科和前沿技术，涵盖内容广，新的生物技术层出不穷，新的科研成果不断出现。在课堂教学中，除要适时选择和引入精美的图片外，还应灵活运用多媒体教学工具，对于一些较为抽象和难理解的教学内容引入相关的FLASH动画和视频来加强教学效果。例如，基因工程中利用聚合酶链式反应(PCR)获得目的基因时，只有当PCR反应进行到第三个循环时才能真正获得第一个靶基因双链DNA;该反应还涉及聚合酶酶促作用、特异性引物引导以及其他多种反应组成成分。课堂中单纯用语言讲解较复杂和困难，也很难让学生彻底理解和掌握。针对这种情况，我们精心制作了相关内容的FLASH，模拟生物体内DNA复制过程，结合PCR反应的三个典型步骤：高温变性、低温退火、适温延伸，生动地演示了脱氧核糖核苷酸按照碱基配对原则在引物引导下和DNA聚合酶酶促作用下以母链为模板延伸的过程。该FLASH内容时长8分钟，引物与模板链结合的位置、新链延伸的方向和终点等都得以清晰的说明，有效地阐明了PCR体外扩增目的基因的基本原理以及各种组成成分在反应中的作用。FLASH中动画形象生动、简洁精彩，极大的加强了教学效果。此外，在讲到现代生物技术制药发展方向和最新进展时，我们通过搜索现有教学资源，充分利用了近年国家“863”、“973”计划项目成果展览会等视频资料，让学生们在课堂上对我国生物技术领域前沿的专家学者们的研究课题及研究思路得以接触和了解，从而搭起书本理论通向现实科研的桥梁。
发挥互动式教学优势，倡导课堂讨论，培养学生主动获取知识能力
在制药工程专业生物技术教学过程中，我们主要采取了课堂提问、预留小问题、及课堂讨论等多种互动教学方式。其中，我们尤其注重在教学中组织和开展课堂讨论。具体形式为在完成基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质/酶工程教学内容后，把学生分成小组(每小组2－4人)，各小组自主选择主题，利用课外时间到图书馆查阅生物技术制药方面的专业著作，或利用网络资源查阅学术期刊。在此基础上经小组内部讨论分析后，整理撰写成课堂讨论书面作业和制作成多媒体(PPT)课件，并且在课堂上要面向全班同学和老师进行汇报和讲解，汇报时间8－10分钟，之后还有3－5分钟的讨论和质疑阶段。为了有效开展课堂讨论，通常我们会提前1－2周把课堂讨论活动布置和安排下去，以留给学生们充足的时间去查阅资料和准备作业。在此期间任课教师会对各小组准备中遇到的各类具体问题进行解疑，还会专门在课堂讨论进行前的2－3天，逐一检查各个小组的多媒体制作和完成情况，并就其PPT中存在的问题和不足给予指导和修改。在上述教学活动中，虽然任课教师未亲自讲课，但为了充分利用好课堂讨论这个教学环节，不能让其流于形式，任课教师往往要付出很大的心血和时间去组织和协助学生。正所谓“功夫不负有心人”，近几届的教学实践表明：这种教学方式一方面能够有效地提高学生参与教学的积极性，极大地激发学生对生物技术的好奇心和求知欲；同时，通过课外查阅文献资料、小组讨论、分析问题、整理报告一系列过程也切实培养了学生积极思考、自己动手、归纳问题、总结问题、主动获取知识的系统能力。教学中课堂气氛活跃，学生的自学能力、独立思考问题能力、演讲口才和反应能力等方面均得到了锻炼和提高，因此在教学中适时采用课堂讨论的教学方式值得继续加强！
结合实践、强化实验教学
实验部分教学是该门课程体系的重要组成部分，是对理论教学的重要补充。在课堂理论教学的基础上，实验教学中主要通过强化基础实验部分和选择综合设计实验，来培养学生动手能力、实践能力和创新能力。实验教学在促进和加强学生对理论教学中的重要原理、方法的理解和掌握方面有着重要作用，但实验室内完成的多是验证性实验，要让教学和生物制药实际相结合，还应该让学生走出实验室、走出校门，到生物制药企业中去亲自感受和了解生物技术制药的发展现状。因此，在完成实验室的实验教学之外，结合制药工程专业总体实践环节，学院通过多方沟通和联系，与渭南美邦生物制药、绿盾生物制药等几家公司建立了良好的教学合作关系，让学生深入厂区和生产车间去参观和学习。教学实践表明：实验室内设计实验和校外参观相结合的教学方式，既能培养学生扎实的基本生物技术操作技能，同时又让学生充分了解了当前社会生物制药企业的规模化生产模式，这对于开阔学生的视野，学生毕业后的就业选择都有极大帮助。
建立有效反馈机制、保障畅通的信息沟通渠道
上述，我们从教学内容和教学方式上进行了探索和改革，并身体力行。但学生对具体教学效果的反响如何，教师真正理解学生期望的教学方式吗？理解是提高教育质量的有效途径［3］。在实际教学过程中，许多教师往往因为教学任务重、课时有限，仅限于努力提高自己教学效果，而无意中忽略了去征求或收集学生对这门课的建议和意见。这就不利于授课教师在长期教学生涯中切实有效地改进和提高教学效果。我们在教学过程中，尝试并建立了以下沟通渠道：①教学伊始就将授课教师的具体联系方式(包括电子邮箱信息)提供给全班同学，鼓励大家在课内或课外就遇到的问题和老师积极沟通和交流；②每一大节课第二小节课的最后5－10分钟留给学生，便于部分学生就某具体问题和老师进行交流和讨论；③完成全书主要章节教学内容一半及授课即将结束时，由学生以匿名的形式对教学环节中不足之处或值得发扬的地方写出书面意见和建议，由班干部于课后统一收齐后交给任课老师，便于教师进一步改进该门课程的教学。通过以上教学实践表明：学生在教学中的主体地位和意识得到明显加强，学生感觉到自己的意见和建议得到及时响应，因而参与教学的积极性也大大加强。由于及时采纳了学生的建议，老师和同学建立了良好的互信关系，该门课程也取得了良好的教学效果，同时还提升了学生对制药工程专业整体的满意度。
要深入科研一线、跟踪文献报道，切实补充和更新专业知识
1．1实验技术力量不足，可持续发展受阻
近年来，随着高等教育规模的扩大，在校生人数大幅增长，专业教师力量不断充实，实验室规模不断扩大，实验仪器数量快速增加，但实验与工程技术队伍建设却远远滞后于学校的整体发展。实验工程技术力量不足，对教学和科研工作的支撑力度不够，严重影响学校的全面建设。队伍规模偏小是实验技术力量发挥不足的重要原因。以2013年教育部统计数据为准，国内重点高校（九校联盟）专职实验技术人员占教职工总数的比例均不足10％。笔者曾对国内外5所知名大学做过调研，这5所大学技术人员占教职工总数的比例在15％～22％之间，平均18％，具体见表1。可见，一流大学普遍重视技术人员的规模配置，以确保对教学和科研工作的支撑力度。国内高校在编制核算、岗位设置等方面都不同程度弱化实验与工程技术队伍的发展规模，从根本上削弱了实验与工程技术力量的发展和实）●（验技能的提升。我校也面临同样问题，编制数不足，同时在岗实验与工程技术人员中，又有部分人从事管理、科研或其他岗位的工作，并没有真正从事实验和工程类的工作，导致真正从事实验室工作的人员数量实际上更少。高层次技术人才缺乏是一个原因，实验与工程技术力量发挥不足更是另一个重要原因。优秀技术人才难以引进，缺少行业领军人物或顶尖人才，使得实验与工程技术队伍的技术结构不合理，队伍可持续发展受到阻碍。调研发现，院（系）对高层次技术人才的需求一直存在，并且有增长趋势，但长期得不到解决。
1．2评价体系不完善，发展目标不明确
实验与工程技术人员主要为教学和科研提供实验测试分析和其他技术服务性工作、操作维护仪器设施、落实实验室安全、保障教学和科研正常运行。教学和科研工作可以以论文、教学、科研奖励、课题经费等量化数据对教师进行考评，但是这些标准却不适合实验与工程技术人员，不能反映实验室实际工作状况。许多高校以论文、科研等数据考核实验室人员，偏离了实验室工作实际，导致实验与工程技术人员在考核过程中很难获得合理评价，在职称晋升和职级晋升中受到许多限制。在培训培养方面，缺乏完善的激励机制，发展目标不清晰。实验与工程技术人员参加学术交流、出国研修的机会比教师少很多，职业幸福感不强。物质条件、工作成就及个人发展等方面与教师相比有较大的差距，严重制约了实验与工程技术人员工作积极性和创造力的有效发挥。
1．3实验室管理体制不顺
目前，许多高校实验与工程技术队伍的管理体制不顺，基本上是政出多门、多头管理，涉及到人事、教务、科研、实验室管理等多个部门，造成队伍规划不尽合理或者协调和实施困难，导致实验与工程技术队伍建设缺乏长期有效的规划及建设目标。我校现有实验室包括科研基地如各级重点实验室、工程研究中心。教学实验室如各级实验教学示范中心、基础教学实验室、专业教学实验室；一般科研实验室，以及校级或院级公共服务平台。不同类型、不同层级的实验室构成我校实验室的主体，这些实验室分别由多个部门管理：科研基地由科研管理部门负责实验室的申报、投入、成果和考核管理；教学实验室由教务管理部门负责实验教学管理、实验改造投入和实践教学基地建设；公共服务平台由实验室管理部门统一管理。多部门管理，容易造成职责界限不清，缺乏统一协调性，导致许多实验室过程管理缺失，如运行、安全、设备账物、设备效益考核等，所带来的直接问题就是实验室队伍缺乏整体规划、岗位职责不清、管理责任模糊、实验室资源利用效率低，制约实验室的可持续发展。
2实验与工程技术队伍发展方案探讨
2．1理顺实验室管理体制和架构
在综合改革视域下，理顺实验室管理体制，规范实验室管理架构，为实验与工程技术队伍改革和建设打下基础。学校现有实验室分为教学型、公共服务型、科研型3种类型。实体实验室实行注册制，符合一定条件的实验室可申请成为正式建制的实验室。实验室设置需具备基本要素，包括专职实验技术队伍、实验仪器、设备设施、实验场地、规章制度和资质。鼓励设置跨学科、跨专业的校、院（系）级教学、科研或公共服务类实验中心。实验室有专职实验室主任，如实验室主任由知名教授担任，可设专职实验室执行主任，有实验室安全员、设备管理员，在人员配置上保障实验室正常运行和过程管理。一般来说二级学科及以上可设置实验室。注册的实验室在人员编制、建设投入、维修改造和运行维护等工作中得到学校、学院的有效支持。在实验室的归口管理中，资产管理与实验室处负责各类实验室的规范化管理、实验工程队伍管理、设备及共享管理、实验室信息报送、安全环保监管和日常运行监管等。在实验室管理架构上，实行学校、院（系）、实验室三级管理。学校层面设立校实验室建设委员会，由分管校领导、主要职能部门领导、主要院（系）分管领导、实验室专家等组成。资产管理与实验室处承担校级实验室管理职能。院（系）层面设实验室分管院长和实验室秘书，有管理及发展需要的学院可设立实验室管理办公室。实验室层面有实验室专职人员，实验室主任或执行主任专职专岗，负责实验室日常运行、实验室安全、设备管理、实验技能培育等，由实验室专职人员落实各项实验室任务。
2．2科学设岗，合理定编，完善人才准入程序
2．2．1定岗定编实验与工程技术岗位设置应遵循“总量控制、按需设岗、统筹规划”的原则，在难以突破现有编制总体规模的情况下，通过科学设岗促进实验岗位调整。编制制定和岗位设置综合考虑院（系）规模、实验室类型、学科设置、教学科研体量、仪器设备总量、服务能力和实验室管理等因素。编制数量按院（系）核算，学校提供编制计算方式供参考。院（系）在总量控制的前提下，综合考虑各因素进行编制分配，并适当向教学实验室、实验中心和公共平台倾斜。岗位设置应体现多元化用工的需要，根据学校师资队伍发展实际情况，实验室设置固定岗位和流动岗位2种岗位类型。固定岗位包括事业编制和派遣用工，享受学校规定的薪酬待遇；流动岗位由用人单位根据工作需要以项目聘用的形式聘用，并在学校备案，薪资由用人单位承担。
2．2．2人才准入实验室岗位编制总量和岗位要求明确之后，各院（系）根据需求，进入实验室新进人员引进流程。人才引进过程中，要注重引进具有技术能力强的人才，特别是在开发大型仪器设备功能作出特殊贡献、实验技能强、实验教学水平高的高层次技术人才。在进人标准方面，不同岗位类型对学历、资质和技能的要求有差异，对于特别优秀并具有相关专业技术能力的人员在学历学位上可适当放宽。应当改变“唯学历”进人的现状，在设置一定准入条件的基础上，综合考虑实验技能、操作水准和动手能力等实践能力因素。对于研究型大学，实验室新进人员一般要求硕士和相关专业背景，特别优秀的人员在学历上可适当放宽至本科，有一技之长的特殊人才也可以特别考虑。招聘程序中，要遵循公开、公平和公正的选拔原则。一般来说，由学校或院（系）组织笔试和面试，学校相关部门参与招聘过程，实现学校层面的宏观监管。
2．3建立健全以激励为核心的成长发展体系
2．3．1专业技术职务晋升
近年来，我校实施的实验技术系列和工程技术系列职务聘任办法中，对实验室人员的评价标准过于笼统，缺乏合理性和客观性。实际操作中，在“院办校”的管理模式下，各院（系）拥有充分自主权，竞相提高评审门槛，以至于部分院（系）将实验和工程系列技术职务的评审条件调整为与专业教师相当。2012年我校设立工程技术研究员职务聘任办法，其评审条件未能充分反映实验室工作实际，过分强调高水平论文、高层次科研项目和科技成果，很大程度上打击了实验与工程技术人员的积极性和晋升意愿。因此，修订实验和工程系列专业技术职务评审办法是实验与工程技术队伍建设的重要内容。为了健全实验与工程技术人员晋升体系，我校拟设立实验系列研究员和工程系列研究员职务，评审条件尽可能反映实验工程岗位工作实际，突出实验室工作内容和业绩，强调支撑作用。工作经历上，强调实际从事实验或工程技术工作一定年限以上，正高级职务（研究员）要求5年以上，副高级职务（高级工程师或高级实验师）要求3年以上。学历上，不再追求高学历，以正高级职务（研究员）为例，一般要求硕士，作出特殊贡献的老教师学历放宽至本科。高水平论文不再是必要条件，鼓励参评人员撰写发表实验教学、实验技术、工程技术或实验室管理论文。工作成果上，强调在实验教学、仪器操作、技术支撑等工作中取得的研究项目、获奖和成果，不再强调科研项目和科研成果。评审办法修订之初，进行了广泛调研和意见征集，调研范围包括实验室基层人员、实验室主任、院（系）分管实验室或人事工作的领导等，基层调研为评审办法的修订提出了许多可操作性建议。
2．3．2专业技术岗位等级晋升
根据国家和教育部相关文件精神，我校从2007年起实施专业技术岗位等级认定工作，岗位等级从十二级至一级逐级上升。随着级别的升高，岗位工资也相应提高。岗位等级与专业技术职务挂钩，正高级职务分别对应四级至一级，副高级职务对应七级至五级，中级职务对应十级至八级，初级职务对应十二、十一级。此前，我校实验和工程系列专业技术职务最高到副高级职务，岗位等级认定也相应的最高到五级。因此，要打通专业技术岗位等级晋升的通道，增加研究员（实验技术／工程技术）岗位的等级晋升条件细则，并进一步细化现有实验或工程系列专业技术岗位等级晋升条件。条件细则应能够反映实验与工程技术岗位工作成果、业绩和贡献，体现“业绩能力”和“年功积累”。为了更有效促进实验与工程技术队伍的发展，我校拟设立基于专业技术岗位等级的荣誉计划，不同级别赋予特定荣誉称号，如“首席高工”、“主任高工”、“主管工程师”等。荣誉称号的设立从精神层面上让实验与工程技术人员感到受重视，提升自信心和满足感。除了荣誉称号，学校还需增设基于专业技术岗位等级的岗位津贴。随着岗位级别的逐级上升，岗位津贴标准亦相应增加。专业技术岗位级别的设立应遵循总量控制和岗位一致原则，以实验与工程技术队伍为主体，优化人员结构比例，合理配置人力资源，加强高层次人才队伍建设，促进实验室和学科梯队优化组合，既要保障为学校实验室建设发展做出贡献的老教师，又要充分调动中青年技术人员的工作积极性，同时还需为新的发展留有空间。
2．3．3实验室激励机制
建立完善实验与工程技术队伍人才选拔、培养、考评和奖励的激励机制，充分调动他们的积极性和主动性，促进实验与工程技术人员创新素质的全面提升，营造促进实验与工程技术队伍成长的良好环境。鼓励实验与工程人员开展技术创新工作，参与实验教学改革的课题研究，创新仪器设备的操作方法，设计开发新的实验，改进实验技术等方面的工作，从而提高他们的理论水平和实践能力。我校已经实施的激励措施包括实验室先进评比晨星青年学者奖励计划、实验室骨干培训，均为每年度实施一次。为了建设稳定的技术队伍，还需增加激励力度和范围。（1）启动实验与工程技术成果奖评选，对于在实验教学改革，实验仪器研制应用、功能开发和技术升级，实验技术和测试方法的创新，实验室建设与管理等工作中取得的突出成果进行奖励；（2）设立实验室创新研究项目，以项目研究的形式鼓励实验室人员开展实验教学、实验技术、仪器设备、实验室安全、实验室管理等内容的创新探索；（3）扩大实验室培训范围，增加出国培训交流。创造条件选派人员到国内或国外重点高校、科研院所、重点实验室进行技术合作与交流，更新知识，开阔视野，提升技术能力。
2．3．4成长发展体系建设
综合前述专业技术职务晋升、岗位级别晋升和激励机制三大实施方案，建设实验与工程技术队伍成长发展体系，见图2。实验与工程技术人员通过选拔，在专业技术职务晋升中，能够向上晋升到研究员岗位；在技术等级晋升中，最高可获得“首席高工”荣誉；在较为全面的激励措施中，实验室人员可充分施展才华，潜心实践操作和技术研究工作。
2．3．5考核评价
建立科学、客观、公正的考核评价机制，对实验与工程技术人员的考核评价方式和指标要有利于技术水平提升和实验教学水平的提高。考核内容包括工作态度、能力、表现、业绩，以及教师、学生和用户评价等，不要求科研论文和科研项目，同时参考岗位责任和坐班考勤情况。考核结果作为岗位聘任、发展晋升、薪酬分配、进修培训、评奖评优的重要依据。
3结束语
泄洪孔及消力池抗冲耐磨混凝土采用低热水泥，以减少水化热，保证混凝土施工质量。向家坝水电站工程于2004年3月开始筹建，2006年11月25日正式开工，2008年12月28日二期工程截流，2012年10月下闸蓄水、2012年底首批机组发电，至2014年7月10日8台80万kW机组全部投产发电。
2建设管理体系与机构设置
向家坝工程建设部是中国三峡集团公司派出的现场管理机构，代表三峡集团公司履行工程建设方的工作职责，对向家坝水电站工程建设的进度、质量、安全、施工区环保和工程投资负总责，并实施全面的现场控制管理。向家坝工程建设部在不断总结三峡工程及国内同类工程建设管理经验的基础上，推行以质量、安全、进度、投资控制为中心，以合同管理为基础的项目管理模式，积极推行项目法人负责制、招标投标制、工程监理制，逐步建立和健全科学的管理体系和制度，使向家坝水电站工程建设始终处于受控、可控状态。向家坝工程建设部下设厂坝项目部、地下工程项目部、升船机项目部、交通运输项目部、机电安装项目部等专项专业部门，对各项目实施全面建设管理；并设技术管理部(下设试验中心、测量中心、工程监测中心)、合同管理部、物资设备部、财务结算中心等职能管理部门，为工程项目部提供职能服务与专业技术管理保障。在质量管理方面，从筹建期开始，即成立了由参建各方组成的质量管理委员会，从总体层面进行检查与协调。各级质量管理机构有：
①向家坝水电站工程质量管理委员会；
②向家坝水电站工程建设部及其质量直接责任部门、质量总监办、试验中心、测量中心、工程监测中心等；
③各监理单位的技术质量机构；
④各施工单位的三级质量检查机构。在工程质量检查监督等方面，采用施工单位自检、监理单位控制抽检、工程建设部聘请的专业质量总监与项目部及各中心质检人员组织的监督、检查、复核；此外，水利部水利工程建设质量与安全监督总站还派专家在工地开展巡视检查和评价，以及水电水利规划总院对工程质量、安全与工程验收成果的复核、评价。上述各层次、各环节构成了向家坝工程建设的完整质量管理体系。中国长江三峡集团公司还成立了由国内权威专家组成的金沙江水电开发质量检查专家组，定期对工程质量开展监督检查工作，与各级质量管理职能部门共同对工程建设全过程实施全方位的质量控制，形成了内部管理与外部监督相结合、检查指导与复核评价相结合的“1+5+2”质量管理与控制体系，具体的控制管理内容详。
3工程质量控制方法
(1)注重原材料质量控制。向家坝水电站工程使用的水泥、粉煤灰、钢材等原材料由业主统一供应，公开招标采购。施工单位、监理单位及试验中心对进场材料严把抽检关，对原材料生产、运输、仓储、调拨、供应实行全过程质量控制。砂石加工系统由业主招标建设，统一供应、配置使用。
(2)严格混凝土施工质量过程控制。向家坝工程建设项目管理部门通过实行混凝土施工现场值班制度，加强现场组织与协调，特别是做好由业主提供的水泥、粉煤灰和砂石骨料等原材料的组织协调，目的是加强原材料质量的“源头”控制。业主方试验中心、测量中心、监测中心等部门，加强对关键项目的质量检测和监督控制，定期检测质量月报，及时通报施工质量情况，并为工程施工质量控制、整改与评估提供专业数据和分析意见。监理单位在混凝土施工现场配备了专职质检人员，负责检查施工程序，建立监理人员“盯仓”制度，对于重要的混凝土浇筑仓号和关键工序实行全过程旁站监理。委托试验中心，见证承建单位检测等监理方式监控施工质量，以保证土建工程施工质量始终处于受控状态。施工单位配备了专职质检人员，严格执行“三检制”，并建立检测试验室，开展原材料检验控制，以及夏季温控、日常冷却、冬季保温等监测工作，提出抽检仓位的计划安排，同时加强止水(浆)片及预埋管道检查等施工全过程的质量控制。中南设计院主要专业技术人员常驻工地，保证施工图供应，认真落实设计技术交底；另一方面，参与现场施工质量检查与验收，对施工中出现的质量问题提出具体的技术处理意见。
(3)强化混凝土质量全面检查及缺陷处理。向家坝工程专门制订了《向家坝水电站工程质量管理办法》，详细界定了参建各方的职责和管理范围，统一制定质量检验评定方法和评定标准，明确了质量事故的处理程序及事故责任划分。对施工过程中发现的质量问题，遵循“三不放过”原则调查处理。各标段建立工作例会制度，研究解决工程施工中存在的问题，协调工作进展，使质量检查和缺陷处理工作按计划展开，监督落实整改措施。
(4)加强驻厂监造和现场安装质量控制。加大金属结构和机电设备驻厂监造力度，建立健全预拼装工艺环节质量控制，把质量缺陷控制在源头。采取这一管理方式和办法，不仅保障了现场安装的工艺质量，而且加快了设备安装进度，也为安全施工作业打下了坚实的基础。
4建设管理与科技创新
4．1建设历程
向家坝水电站自2004年3月开始筹建。至2014年7月左岸最后一台机组提前发电，历经了10年零4个月的建设历程。向家坝水电站除右岸3×45万kW扩机外，原设计的8×80万kW机组是当今世界单机容量最大的水轮发电机组。该机组系我国自主设计、自主安装，并通过了无水及有水各种运行工况调试，顺利完成72h试运行，首次实现了80万kW级超大型水轮发电机组顺利安装投产的宏大目标。标志着我国在三峡工程32台70万kW机组运行取得成功经验的基础上，在超大型水轮发电机组的设计、制造、安装、调试及运行投产方面又迈进了一大步。通过向家坝8台机组的建设安装和运行投产实践，解决了超大型水轮发电机组设计、科研试验、安装与调试中的许多难题。
4．2科技创新与管理创新
三峡集团公司十分重视工程建设中的科技创新，实施金沙江下游水电能源建设“滚动开发”以来，逐步建立了：
①总工程师技术负责、重大技术问题专家咨询审查的体系和制度；
②聘请国内外资深专家和科研院校，对工程重大设计和施工技术问题进行试验、研究和咨询；
③建立了现场室内试验和生产性试验体系；充分发挥施工科研对关键技术攻关的先导作用。具体做法是，在集团公司科技环保部设置科技创新处，统一组织集团公司范围内的科技创新实践、检查指导与申报奖项及奖励等工作；大力鼓励和推动参建单位和广大建设者结合工程实际，开展科技创新活动。在集团公司强有力的领导和精准策划下，在向家坝工程建设部的具体组织下，向家坝工程建设者们针对工程中遇到的难题，开展了一场持续的全过程的科技创新活动。据不完全统计，在整个工程建设进程中，开展了超过100项的科研实践。破解了包括高坝底流消能建筑物设计与施工、高掺粉煤灰常态与碾压混凝土联合筑坝、塔带机的高效利用、长30多千米的骨料皮带输送机运送混凝土、将大型沉井群应用于深厚覆盖层地基处理等一系列工程技术难题。此外，依靠科技创新作支撑，使右岸大型地下洞室群开挖、支护和大坝基础处理与渗流控制等问题都得到有效解决，取得了数十项重大科技创新成果，其中正式获奖的主要科技成果如下所列。面对工程建设中的许多技术难题，工程建设者弘扬三峡工程建设中的攻坚克难精神，逐一突破，有所创新。同时，向家坝工程建设者在不断总结三峡工程及国内同类工程建设管理经验的基础上，推行以质量、安全、进度、投资控制为中心，以合同管理为基础的项目管理模式，积极推行项目法人负责制、招标投标制、工程监理制，以及合同管理制，逐步建立和健全科学的管理体系和制度。据统计，从2004年工程筹建至2012年首批机组投产发电，仅向家坝工程部制定的建设管理制度、技术标准等就多达300余项。向家坝工程建设部还结合实际工作需要，不断调整、完善建设管理制度，加强管理的科学性、计划性，在建设管理中大力推行规范化、制度化、标准化、数字化建设。使工程管理体系制度建设日臻完善，在现场管理工作中做到了纵向到底、横向到边，全覆盖不留隐患。管理创新、科技创新就像两支腾飞的翅膀，有力地促进了向家坝水电站工程高质量的胜利建成。
5结语
长江三峡集团公司将溪洛渡、向家坝两电站作为第一组能源工程先期开发建设，经过长达七、八年的工程准备和主体工程施工建设，两电站建设取得了实质性进展，均通过了国家安全鉴定和蓄水前的验收。截至2013年底，两电站发电量达到295．58亿kW•h，相当于2个葛洲坝电站的年发电量。截至2014年10月31日，两电站累计发电超过980亿kW•h，超过三峡水电站的年发电量。而第二组水电能源项目———乌东德、白鹤滩两电站的准备工作正在紧锣密鼓地进行。这充分说明长江三峡集团公司实施的金沙江下游水电能源开发战略取得了阶段性成果。而究其原因，归结起来有两点重要成功经验：一是在电站枢纽工程建设中普遍严格地采用业主(项目法人)负责制、招标投标制、工程监理制与合同管理制；二是十分重视工程建设的质量与安全，始终坚持质量、安全控制的“双零”目标，并在总结积累三峡工程建设经验的基础上，逐步建立起了科学完整的质量与安全管理制度与体系，并在整个工程建设过程中一以贯之，并不断推动科技创新与管理创新。我们相信，通过不断创新、大胆实践，并及时总结和积累经验，一定能够顺利、高效和全面地实现金沙江水电梯级的开发目标与任务。
1.1工程中热能与动力工程的概述从表面意思上可知，热能和动力项目主要研究的对象是热能的转换。其涵盖很多的内容，比如冷冻冷藏以及能源项目等九大类项目。我们国家目前的该项研究主要集中在热能和动力的互相转换等上面，而且在这方面也获取了非常多的成就，跨越很多的学科，像是机械工程等。站在现实的层面上来看，这类项目的发展有着其自身的特点，它的主要研究方向是电厂热能项目。站在另外的层次上来看，当前时期热能和动力项目探索工作的重点是自动化。在这个研究中最为关键也是非常特殊的一项研究内容是工程物理项目。目前我们国家在这方面的研究不是很深入，而且也缺少专门的工作团队，因此国家要对锅炉热能的转换、空调制冷、流体机械与自动控制的方向等相关专业人才进行重点培养。与此同时，热能动力工程作为当今时代动力工程基础工程之一，其主要方向为将能源方面存在的问题有效解决。
1.2热能与动力工程中锅炉的相关概述燃气锅炉的电器控制以及外壳部分有机组成锅炉，而燃气锅炉外壳有机组成冯芬亦包括面壳与底壳两方面。通常情况来说燃气锅炉底壳主要组成成分为主热交换器以及三通阀和板式的热交换器，还有电控盒以及燃气阀、轮回水泵、膨胀水箱等，其经过底壳连接主要作为整体而存在，且底壳可连接固体墙体，防灰尘以及防风等各类保护的作用是锅炉面壳主要功效。锅炉最重要的一个硬件部分为燃气锅炉的电器控制，对地暖温度的探测器、燃气阀与轮回水流、风压开关、风机、轮回水泵、燃料燃烧等装置有效运行进行控制是其主要的作用。目前使用最多的方式是电脑控制方式，这主要是因为这种方法对于温度的掌控更为合理，而且还能够平衡燃烧温度。
二、热能与动力工程存在的问题分析早在商周时期
2.1热能与动力工程中工业炉的应用发展分析对于工业生产来讲，工业炉的地位非常关键。在早些时候，工业炉一般是经由燃烧材料的方法来提供热能。在这种过程中，人们发现此种方法虽然能够带来热能，但是也会对我们的环境产生非常恶劣的影响。随着技术的不断发展，人们发现可以通过工业炉来实现电和热的有效转化。目前热能相关的研究工作在不断开展，而且锅炉的管理能力也得到了很大的提升，目前已经可以使用电脑控制锅炉，这就在无形中将能量的利用率显著的提升了。当前锅炉有两大类型，分别是推钢型的和步进型。这两者的差别是它们的输送材料方法不一样。
2.2热能项目中风机面对的问题锅炉设计风机的目的是为了压缩并且运输气体，也就是说把机械能合理的变化为动能。当设备运行的时候，风机能够将有关的气体运输到特定的设备中，它的功效比较显著。最近几年，我们国家的经济和社会获取了非常显著的成就，人们对于能源也更为需求，有关能源生产单位若想在激烈的竞争中获取发展，实现效益最大化，就应该切实的提升锅炉的工作总量。正是因为不断的增加其活动量导致风机因为长久的运转而发生破损，一旦破坏就会影响到设备的正常运行。所以必须变换风机的工作模式。除此之外我们还需要注意一个事项，叶轮本身结构非常复杂，在其测量温度的时候外在要素会对它的工作产生一定干扰。对于这个问题当前还没有合理的解决方法。虽然如此，然而值得一提的是为采取热能与动力工程已研发出的相关软件可从多种方向对风机叶片燃烧的速度进行有效测定，且可对数值进行二维模型的模拟，通过此创建来对网格进行有效划分，之后采取求解器对网格输出、所需结果进行有效求取，最终获取较为准确的一些模拟结果。
三、热能与动力工程的广泛运用了所取得的科技创新
3.1燃烧控制良好的环境。顶层设计的联合行动，为各省市的行动给出了明确的方向。科技部、文化部联合召开部际会商议定书签订仪式暨第一次工作会商会议，推出11项具体措施指导我国科技与文化融合工作的开展，其中包括联合研究、制定并《国家科技与文化融合联合行动计划》，联合认定“科技与文化融合示范基地”，为区域性科技部门与文化部门的深度融合注入了动力。科技部明确表态，今后在国家科技计划中优先启动数字、信息、网络等技术在公共文化与新型文化产业领域中的集成应用的科技项目，并在国家科技与文化联合行动中给予优先安排；在国家软科学研究计划中设立科技与文化融合的研究方向并给予重点支持，等等。这些政策是地方实施科技与文化融合发展的必需条件，对地方调整产业发展方向、重点发展科技型文化产业起到积极的作用。
3.2大力推进科技与文化融合。文化的进步需要有科技的支撑和铺垫，要实现文化产业的繁荣与进步，必须大力推进科技与文化融合，才能放射出文化产业灿烂的光彩。为此，科学技术部印发《现代服务业科技发展“十二五”专项规划》，明确提出：推动科技与文化融合，培育文化新业态。在技术上，要加强虚拟现实技术、资源共建共享、服务平台建设、内容集成存储等技术的应用，以现代服务观念，缩小服务实施环境差距，促进虚拟会展、在线体验、数字内容等新业态发展，扩大服务人群范围。要借助技术的进步，充分发扬我国传统文化、历史文化、名胜古迹的价值和意义，推出既体现我国科技水平又展现地域特色的文化产品。在政策上，要以促进文化产品市场的健康发展为目标，完善文化产品产权评估、定价标准体系，打造网络交易和服务平台。在具体措施上，从“技术研发、文化旅游平台、演艺文化服务平台、文化艺术品交易平台、数字内容交易平台、数字版权交易平台”几个方面，开展平台建设和应用示范，全面打造数字文化。
3.3我国科技与文化融合发展现状国家政策和各项举措有力促进了科技与文化融合的发展，各地在推动科技与文化融合方面做了大量工作，取得积极进展。北京中关村以高端人才、园区建设、创新企业、科研机构为特色。依托张江国家自主创新示范区建设，实施“一基地多园区”联动发展战略。深圳市2003年在全国率先确立“文化立市”战略，文化创意产业以年均接近25%的速度快速发展，形成了“文化+科技”“文化+金融”“文化+旅游”等产业发展新模式。全国16个部级科技与文化融合示范基地呈现出良好的发展态势，产业凝聚力不断增强，呈现出文化产业特色鲜明、相关产业集群发展、核心技术水平高、创新能力强等特点，一批具有国内外影响力的文化企业和高新技术企业崛起，形成了龙头企业带动、重点项目驱动、科技创新支撑文化产业发展的产业链式发展格局。
四、特色鲜明，发展良好
4.1示范基地文化特色鲜明，园区基础设施普遍较好，在发展中注重整合优势资源，形成自身发展特色。示范基地普遍发展新闻出版、动漫游戏、文化旅游、广播艺术等文化产业，同时注重以现有资源为基础，对已有特色资源进行开发利用。北京市高校科研院所密集，文化氛围和科技实力较强，重点发展文化创意产业，已经初步形成四大新兴文化创意产业群：数字内容产业群、智能终端产业群、信息媒体产业群及应用服务产业群。2012年北京市文化创意产业总收入突破万亿元大关，产业增加值达到2205.2亿元，占地区生产总值的12.3%，是第三产业中仅次于金融业、批发和零售业的第三大支柱产业。哈尔滨素有“冰城”“文化之都”的美誉，是国家认定的文化产业示范基地、现代服务业新媒体产业化基地、动漫出版产业基地。以此为基础，哈尔滨重点建设冰雪文化产业、欧陆文化产业和音乐文化产业，走出一条特色鲜明的国际化、品牌化发展之路。兰州高新区集聚了一批特色鲜明、创新能力较强的文化科技企业和服务机构，发挥敦煌文化和伏羲文化的特色资源优势，以兰州创意文化产业园为主体文化，科技融合产业集群正逐步形成。
4.2环境建设不断完善。为了加快文化与科技融合环境的建设，各地区根据自身的特点，都从政策和资金等方面进行了不同程度的完善，支持示范基地建设，尤其是环境建设。当前部级的示范基地入园企业可享受国家和当地的各项扶持政策，也可享受政府公共服务平台的一体化服务，如工商税务、法律维权、公共信息、企业孵化等。青岛市在《关于推进文化青岛建设打造文化强市的意见》中规定，“把重大文化科技项目纳入全市科技发展规划和年度计划”，设立“文化产业发展专项资金”，先后制定《促进文化创意产业发展若干政策》《青岛市文艺精品项目扶持奖励管理办法》《青岛市文化人才培养和引进计划》等一系列政策。西安市将文化科技融合工作列为《西安市“十二五”文化体制改革和发展规划》的重点内容，加大对重点项目的支持。2012年支持5个文化科技融合项目，资金达760万元；支持4个文化企业开展科技创新，支持资金200万元。陕西省科技厅也将西安文化科技创新工程列入地市重大专项，支持科技资金1000万元。上海了《上海推进文化和科技融合发展三年行动计划》，提出“把基地建设和文化创意园区作为文化科技融合的重要载体，把文化科技企业作为融合发展的推进主体，把培养和集聚各类文化科技人才作为关键”的原则，为文化科技融合发展提供有力的保障。
五、存在的问题
1是在企业融资渠道上，文化企业融资难问题还没有彻底解决。该类企业多为中小型“轻资产”企业，可用于抵押的固定资产少，而品牌、专利、技术等无形资产难以估值，因此从银行等传统渠道融资的门槛较高，而能够通过上市从资本市场融资的企业也在少数。虽然我国投融资环境在不断改善，各地也普遍重视解决企业资金不畅的问题，出现了科技金融等创新金融产品及服务模式，但这些都还处于发展初期，仍然需要完善相关机制，为中小文化企业创造良好的融资环境。在核心技术上，“加强文化领域共性关键技术研究”是《国家文化科技创新工程纲要》提出的五大任务之一，也说明我国文化领域核心技术和高端系统装备国产化不足的现状亟待解决，否则在技术上依赖进口，短期内将会造成文化产品制作成本昂贵和推广普及难的问题，长期则会形成文化产品技术含量低、文化服务效率低等问题，不利于文化产业的健康发展。
2是在品牌影响力上，我国缺少文化产业自主品牌，文化内涵缺乏，技术应用也与国际市场存在差距。国内大多数动漫制作公司靠拿外国订单做加工谋生存，既没有原创，更谈不上出精品。同时缺乏既通晓高科技又熟谙文化的复合型人才，科研产出与文化需求无法对接，难以创作出民族文化与高科技手段高度融合的文化精品。文化与科技融合走向地方的建议近年来，中央在推动科技与文化融合方面做了大量工作，并出台一系列文件进行鼓励引导，在示范基地取得了明显成效。但是科技与文化的融合，从试点推广到全国，才能真正体现科技文化产业给人类带来的进步。在一些小城市及西部地区，科技与文化融合的广度和深度还有待进一步拓展。
六、为了改善这种现状，提出如下建议
（一）促进科技与特色地域文化融合发展“百里不同风，十里不同俗”，在历史发展的长河中，每个城市都形成了特有的风俗和习惯，以及千姿百态的文化特色和历史遗迹。各地应充分利用这些资源优势走科技支撑文化发展的道路，促进传统文化产业发展。以烟台市为例，2013年，烟台成功收获“国家历史文化名城”和“国家公共文化服务体系示范区创建城市”两张“国”字号名片，展现了烟台市的文化成绩。同年，烟台市政府正式推出“红色烟台”建设规划，提出“打造‘胶东红色文化’，建经济文化强市”的口号，将在史料征集、史馆建设、艺术创作、文化研究等多领域展开活动，发掘渐被淡忘的胶东红色文化。这有别于当前争抢名人故里但却漠视名人精神的文化发展模式，是对开展文化事业和文化产业的更高要求。建设现代旅游景区、挖掘保护文化遗产离不开科技管理手段，如建设环保、安全、人性化的自然景点；史志的数字化管理；利用现代传媒技术和多种表现形式创作富有感染力的红色文化艺术精品、建设全景式的现代化展示场馆等。除此之外，各地区还可以依照国家设立“科技与文化融合发展”项目，设立专项资金，着重支持文化科技产业项目，以新兴科技文化产业刚起步为契机，尽快开展科技与文化融合发展工作。
（二）完善政策环境完善环境，支持文化产业发展，尽快制定与中央配套的一系列保障和鼓励措施，刺激科技与文化融合，扶持科技文化产业加快发展。有必要尽快出台规划指导类、专项资助类的实施细则，如“文化和科技融合产业专项资金”“文化和科技融合发展计划”“促进文化创意产业发展若干政策”等与区域城市社会经济和文化相适应的文件，不搞象征性、不具有针对性、具体措施欠缺的文件。建议从宏观层面，抓紧研究制定科技与文化融合总体规划；在政策安排上，参照部级科技与文化融合示范基地的相关政策体系，细化优惠政策条文并落到实处。
（三）重视产业园区建设，争取进入“国家队”示范园区是文化科技创新载体。《国家文化科技创新工程纲要》指出：“加强科技创新载体建设，探索集群式发展、创新链和产业链互动结合的新模式。”各地区应以示范基地为借鉴，加快推动本地区的文化创意产业园区建设，要在政策、资金、规模上以区域社会经济为参考，按需求缩小与示范基地存在的差距，在提升园区质量和水平的基础上，培育产、学、研、用于一体的创新基地和科技研发推广基地，构建企业为技术创新主体、示范园区为发展载体、市场为导向、产学研相结合的文化和科技融合创新体系，争取早日进入“国家队”。
（四）加强文化科技型人才体系建设人才是科技文化融合发展的核心因素，对促进科技文化融合起到关键性、持久性的作用。各地在人才的培养和引进上应考虑长远，立足现实。一是建立长效的人才培养机制，培养既通晓高科技又熟谙文化的复合型人才。可从现有资源入手，整合区域现有高等院校、科研院所及社会资源，加强理工学科与人文、管理学科的交叉融合。围绕区域重点发展现代传媒、广播影视、动漫创意、文化演艺等文化产业，支持有实力的高校、科研院所设立文化科技交叉学科，建设综合性研究中心，储备高素质的文化产业科技人才后备队伍。二是引进高端人才。研究制定文化人才优惠政策，本着“不拘一格降人才”的原则，吸引国内外高层次科技人才，尤其是投资、资本运作、经营管理类高层次人才，积极投身区域文化科技创新。在制度建设上，要制定适用于文化科技类人才的考评管理办法，营造有利于发挥各类人才才智的生存发展环境。探索实施在文化企业改制中对科技人才的持股、参股、配股等奖励政策，激发科技人才创新创业的积极性。