工程数学论文范文

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第1篇

1.进一步细化原有教学计划，调整教学内容，彰显专业特色。

对原有教学大纲及计划做了仔细的分析与讨论，适时调整课程内容，结合学生所在专业的特点，精选教学内容，进一步细化原有教学计划。由于各专业知识体系不同，教师如何讲授可以使学生在有限的时间内获取足够的工程数学知识，为后继的专业课程打下坚实的基础，需要教师对学生专业课程的大致内容要了解，从而对教学内容进行优化整合，删除一些不必要内容，增加工程应用实例，进一步细化原有的授课计划。我院信息工程系的通信专业、电气自动化专业课程是与工程数学结合最紧密的专业，《微波技术基础》、《天线技术基础》、《数字信号处理》、《信号与系统》、《信息论》、《数字信号处理》、《电磁场理论》、《自动控制原理》等课程大量的问题都归结为工程数学和高等数学的知识。在微波传输中传输线的矩阵解、矩形波导、园波导等传输线方式分析，微波网络分析中无耗互异网络特性分析、密码通信中的加密、解密，微波负载元件、微波连接元件、阻抗匹配元件、功率分配元件等特性分析等问题，都用到了线性方程组求解、求解特征值、特征向量、矩阵的求逆、将矩阵对角化等《线性代数》的知识。在《信息论》中，信号的输入与输出中信道的传递概率等问题就是利用《概率论与数理统计》中离散随机变量的条件概率、全概率公式、贝叶斯公式等知识。《线性代数》与《概率论与数理统计》的矩阵理论与样本均值与方差的结合用于《图像处理》中的变换核分析。所以在讲解工程数学这些知识点时要注重解题技巧及如何解决专业课程的相关问题，弱化一些工程数学本身的理论推导。

2.工程数学理论知识与实际应用（数学建模）的有效结合。

在课程中增加数学实验教学，像MatLab、Mathematics语言内容，结合专业背景，设计了几个实际问题《密码的设计、解码与破译》、《信息的度量与应用》、《交通流问题》。通过实际工程问题建立数学建模，借助数学软件对实际问题进行研究分析，将线性代数的矩阵论、概率统计中的多元回归分析及数据拟合、误差分析等工程数学的知识完美结合，这样可以直接将理论教学与数学实验相连接，帮助学生及时从实践中加强对理论的理解，取得了非常好的教学效果。

3.结合专业制定合理的考核方式，鼓励学生进行专业探索。

随着教学改革的深入展开，教学内容、方法和手段都发生了变化，因此考试内容及方法也应与之相适应。考试内容要能较为全面地反映教改的效果以及学生对课程知识的掌握情况，更主要的是要能够有效地体现出学生的综合素质。课题组改变了传统的“一张卷子是大头”模式，改变了传统只参考作业、课堂表现作为平时成绩的方式，在现有考核方式中，显现了学生在处理专业问题时运用工程数学知识的能力，从而更加综合地测评了学生学习成果。具体如下：（1）在平时成绩的评定中，除了常规的考试方式，任课老师还可以根据教学内容，联系相关的专业问题设计几个开放性题目，学生可以根据兴趣选择题目，查找相关资料，并对计算的结果进行数据分析，结合实际给出可行性建议，最后以论文的形式上交，教师给予评分，作为考核成绩的一部分。（2）教师采取了综述报告和科技演讲两个方式进行测试作为学生期末成绩的附加分，学生可以自由选择。综述报告中能够深层次地检测学生对该课程的理解及相关应用。科技论文演讲可以很大程度提高学生的学习能力、创新能力、专业探索能力、实践能力。

二、结论

第2篇

国内著名学者何克抗教授认为，“混合式”教学模式就是将传统学习方式地优势和E-Learning(数字化或网络学习)的优势相结合起来[3]。这里结合何教授的观点，结合电大课件、媒体及网络资源丰富的优势，针对基本无法到校参加面授课程的学生，采用学生自主学习为主的方法。第一次面授辅导课，要给学生提供网络资源的相关信息，说明课程的资源及使用方法。如学习线性代数中矩阵这章时，要正确引导，教给学生相应的自学方法，可以分为以下几步。第一步，速学。即为快速预习《工程数学》课程的文字教材，并通过收看中央广播电视大学的直播课堂及阅读网上的相关资源，基本理清课程的知识层次，对行列式和矩阵的相关概念，有一个理论上的认知。第二步，深学。在快速预习文字教材的基础上，结合对应的网络资源，对矩阵和行列式的相应概念有进一步的理解，并熟练掌握矩阵的基本公式。第三步，精学。通过分析归纳确定本章重、难点。重点：行列式、矩阵计算。难点：特征值、特征向量的计算。第四步，问学。本专业大部分学生工学矛盾突出，学生在自主学习中遇到较难或者无法解答的问题时，可以把问题发到网上论坛中，请辅导教师帮助解决；也可以采取小组学习的方式解决，还可以直接请教代课教师予以解决。第五步，巩学。学生必须独立完成随堂练习，中央电大形成性考核册，网上练习题，网上期末复习指导，网上期中考试。

二、创设师生互动的“三步曲”教学模式

面授课程不是面面俱到地、全面系统地讲解课程的所有内容，而是以引导式教学为主，就是讲难点、讲重点、讲要点、讲思路、讲方法。根据《工程数学》的课程的具体情况，结合学生的实际数学理论水平，采取“精讲精练、答疑解惑、分层教学”三步教学方法。

1.精讲精练。

其中的精讲，即为对学生在自学过程中经常遇到的相关问题，给予“少、精、透、全”系统性的讲解。也就是把知识归纳成体系，针对电大学生基础薄弱的特点，对知识点，可以发散、引申的把以前初高中数学、专科的高等数学的知识点予以复习，这样可以充分地提高课堂的教学效率。其中的精炼，就是练习要有效果、有层次，能够对教材上面的知识点融会贯通，使得每道习题，尽可能多的覆盖所讲的重难点，做到练习与复习相结合，如线性代数知识体系联系紧密，可以通过一个方阵的问题，囊括行列式、矩阵的逆、矩阵的秩、解方程组、求特征值、特征向量所有一本书上面的知识点，从而达到提高和巩固的目的。

2.答疑解惑，面授辅导课是帮助学生释疑、解惑是电大开放教育教学的重要一环。

教师要充分把握面授机会，把面授课堂变成师生平等的、活跃的、双向交流的载体，鼓励学生课堂上踊跃地提出问题与想法，引起学生思维上面的活跃，激发学生主动思考问题的兴趣，在课堂教学上体现出“学生为主体—教师为主导”的教学策略[4]。首先，抓住问题的核心主线，留给学生的思考的空间。其次，要多问促进学生思维训练、深层次的问题。最后，对于学生的问题，要有针对性的解答。

3.分层教学，即面授个性化。

《工程数学》课程的教学对学生的数学基础要求相对较高，通过调查了解，针对电大学生的实际情况，不同的学生接受问题及理解问题能力相差较大，这样就直接影响学生的学习进度，从而影响到学生对本课程学习的主动性和学习兴趣，把不同学生的学习成绩进一步拉大。把分层教学法运用到《工程数学》的面授教学中，教师要以学生为主体，通过多种方式了解学生的学习需求及自身困难，并结合学生的工作需求情况，年龄情况，入学前对数学认知特点，为了学生更好地对本课程进行学习，对学生进行划分，将学生分为基础优秀、一般、很差三个层次，为了达到人性化教学的目的，将其定义为：模型甲、模型乙、模型丙，进行分层教学。即通过课后自学不同难度的课件及视频资源，结合布置不同难度读课后习题，经过一个阶段的学习之后，通过课堂提问和习题测试检查学生的学习效果，效果不好下降一个模式，反之则提升一个模式，根据学生自身的学习能力，使得不同学习基础的学生对学习数学产生积极性，主动的学习。整个课程教学的思想是“低起点、多层次、高需求”。使得课堂能让每个人都可以参与进来，以激发学生的学习兴趣，使不同类型的学生都得到相应的发展，从而实现更高的教学目标。

4.为了激发学生的学习兴趣，可以将学生分为小组，选择数学基础良好的学生协助其他学生进行学习，掌握课堂讲授的学习方法，并培养学生的自信心。

还可以采用目标引导，个别指导等方法。要在教学过程中改变以教师面对面讲授为主的传统教学方式，变为教师引导学生自主探索和学习为主的教学方式，教师和学生之间的单向互动交流转变为师生、生生之间的多向互动交流，从仅仅重视结论的单纯性掌握，转变为对学习全过程的理解与监督。

三、教学模式改革思考

第3篇

1.1关于绿色化学的反应技术

所谓的绿化化学主要指的就是能够对环境不会造成污染，同时也能够十分有利于保护环境的化学工程。简单的一点来说主要是采用化学的技术以及方法来有效的减少或者是消除一些对于人类有害以及防治社会安全发展的不利的因素。绿色化学主要就是将污染从源头进行有效的消除，其中也包括了含有原子经济性以及高选择性的一些反应，同时绿化化学能够生产出来对于环境有利的一些材料，并且也能够经过回收废物进行循环利用的科学。

1.2关于新的分离技术

从广义的角度来看，所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化，然而在对生产的工艺进行强化，进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念，同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是，传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同，把一些不同组成成分的物质进行分析，然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究，进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景，但是在应用的过程中还是存在着很多的问题，主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少，并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展，分解技术也得到了不断深入的研究，并且也取得了不错的效果，并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中，进而在对热力学以及传递的性质进行的研究，对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等，因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。

2在热传导过程中的研究进展以及方向

2.1关于微细尺度传热的研究

所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究，目前在传热学当中已经是成立了一个分支，并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候，就是连续的介质便依然是成立的，然而因为尺度是微细的，并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变，进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展，并且已经是受到了人们十分广泛的关注，在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究，并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果，比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。

2.2关于强化传热过程中的研究

对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的，其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率，同时也是为了能够改进设备的持续对外放热，对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进，同时将传统的设计进度优化等内容。

2.3关于传热的理论研究

在最近的几年来，该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究，但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝，以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质，以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中，其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用，同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。

3结语

第4篇

绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法，对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质，实现废物零排放，减少其对人类健康和生态环境的危害，建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术，研究出新型环保产品，及绿色工艺技术的运用实现清洁生产，从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪，绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中，绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。

2绿色化工技术的开发

2.1原料的选用

绿色化工科技的发展，如果不从化工污染、化学反应的源头着手，那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中，选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则，有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为：野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维，以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等，都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。

2.2无毒害催化剂的选用

在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中，无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂，在无溶剂的条件下对1，3-二羰基化合物进行直接烷基化反应，反应后处理步骤简单，且催化体系可以循环使用，四次催化循环后收率仍然能大于84%。

3绿色化工技术在化学工业中的应用

3.1清洁生产技术

清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术，包括辐射热加工技术，绿色催化技术，临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如，海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状，还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离，在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响，也没有对生态环境造成伤害。而且，在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品，具有非常广阔的发展前景。

3.2生物技术

生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴，其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂，具有高效、转移性，可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外，化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术，可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料，到后来以石油和煤炭作为原料。例如，在绿色化学工程与工艺中，制备丙烯酰胺，利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，大大降低能耗，且没有污染环境副产物产生。由此可见，利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂，与工业酶及一般的化学催化剂相比，自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。

3.3生产环境友好型产品

第5篇

一、石油工程本科毕业论文特点及教学实践

（一）论文选题

论文选题应从专业培养目标出发，结合石油工程科研与生产实践，体现指导教师及本学科科研工作的优势和特色，使学生能更多地接触生产实际和学科前沿。合适的选题是做好论文的第一步。选题应简洁、明确，简明扼要地反映论文工作的主要内容。论文选题既要有一定的深度与广度，以利于学生得到全面训练，培养学生的协作精神、独立工作能力和创新能力，又要切实可行，使学生在规定时间内经过努力能基本完成，或者可以相对独立地做出阶段性成果。

（二）文献查阅

选题确定后，应针对选题进行文献调研，了解国内外研究的历史和现状，掌握其研究的广度、深度和已取得的成果，寻找有待进一步研究的问题，从而确定本选题研究的起点或突破点。通过调研和文献查阅、明确研究的目的及意义、前人研究的成果及不足、基本思路及技术方法，这是提高毕业论文质量的重要环节，完成文献调研方后可进行毕业论文。指导教师应向学生提出明确要求，介绍与选题有关的科研动态及参考文献和书目，指导学生系统查阅中、外文参考资料，指导学生撰写文献综述，审阅学生拟定的论文提纲。

（三）论文（设计）指导与撰写

石油工程是理论与实践并重的专业，其毕业论文要求通过对在油田收集的实际资料的整理、描述、作图、分析，进行研究并得出初步结论。在这一过程中，指导教师应在学生撰写论文的各个环节悉心指导，与学生进行交流，启发学生深入思考，培养学生开展学术研究的素养和能力，培养学生刻苦钻研、踏实严谨的优良学风。论文撰写要求学生运用所掌握的基础知识、基本理论和基本技能，对所选定的某个专业问题进行调研和分析，初步掌握选择科研题目、查阅文献、收集资料、确定技术路线、撰写论文等的方法和技能。学生必须在查阅、调研、实验、分析和研究的基础上，将研究成果写成观点明确、论据充分、数据准确、图表规范、语言流畅、条理清楚、结构严谨的毕业论文。

（四）论文答辩与交流

论文答辩是毕业设计的最后一个环节，亦是对学生综合能力的训练，通过论文PPT制作和答辩，能锻炼学生专业表达能力。学生应在教师的指导下独立完成毕业论文。在教学实践中，有的学生对论文中所运用的知识能融会贯通的运用；有的可能是一知半解，并未转化为自己的知识；还有的可能是概念不清生搬硬套，亦有少数不自觉的学生靠投机取巧，拼凑抄袭论文。在答辩会上，五人组成的答辩委员会把论文中有阐述不清楚、不详细、不确切、不完善之处提出来，让作者当场做出回答，从而检查作者对所论述的问题是否有扎实的专业基础和独立分析能力。

二、本科毕业论文存在问题分析

（一）指导教师时间投入不足，重科研轻教学

客观上说，专业教师往往双肩挑，需要兼顾教学与科研，工作任务重，难以保证在论文指导中投入足够的时间。主观上，少数教师亦存在责任心不足及重视不够的问题。

（二）高校扩招，生源质量相对下降

高校扩招后学生就业压力大，有的学生致力于考研而未能全力投入，对毕业论文的重要性认识不够。有的学生因缺乏专业兴趣而准备转方向，或由于专业基础差，综合能力差，难以独立完成论文，依赖教师和同组同学，或在网上搜索相似主题的论文下载、摘录、拼凑、抄袭，缺乏严谨的学风和认真的科学态度。有调查显示，在已完成的毕业论文中，仅六分之一的学生是独立完成的；三分之二的学生则部分自己完成，部分参考图书和网上资料；而有少数学生的论文则由几篇论文拼凑而成，更有个别同学直接抄袭书本和网络论文。

（三）论文不规范，论文篇幅过长或过短

章节安排不合理，处理数据和信息的能力差，行文及图表不规范，参考文献成为摆设。如图表标注随意，错字错句普遍[2]，这反映了学生缺乏基本的科学训练和严谨的科学态度。

（四）论文评审不严格

一方面，指导教师和评议员面对质量不高的论文，碍于面子，都会放学生过关，这从一定程度上影响了学位论文的质量。另一方面，对质量差别较大的论文，评审给出的分数相似或成绩接近，未能有效的鼓励真正原创论文的学生。

三、对本科毕业论文指导的思考与建议

（一）教师应从思想上真正重视起来

指导教师是学生毕业论文的领航人。要带好学生，教师应从自身做起，提高自己的专业水平和责任心，进而引导学生热爱本专业。指导教师应以身作则，培养学生严谨的科学态度；循循善诱，指导学生逐步掌握科学研究的方法，指导学生进行文献资料的收集、阅读、整理及使用；培养学生提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。指导教师应保证定期与学生交流，检查学生论文进展情况，针对学生的不同情况进行个别指导，深入实习、实验现场，帮助学生解决论文中遇到的困难，及时调整与完善研究计划，以确保学生的论文质量。论文初稿完成后，指导教师对学生写好的毕业论文应仔细审阅，认真写出评语初稿，做出恰当评价，提出优点和不足，给出成绩和评定意见。应让学生体会到成就事业、钻研学问所必经过三种之境界：“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。”的求索“，衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。”的艰苦努力，以及“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。”时豁然开朗的欣喜。教师悉心的指导能与学生真正达到教学相长。

（二）加强学生的学风教育

倡导科学、求实、勇于创新、团结协作的优良学风，严肃处理弄虚作假、抄袭等不良行为，让学生真正树立严谨求实的科学态度，而不仅仅是流于形式的在毕业论文《诚信责任书》上签名。同时，针对学生缺少系统训练、往往感到独立完成毕业论文难度大、压力大的问题，指导教师应及时对毕业论文撰写进行系统指导，加强论文写作规范的训练。[3]

（三）规范化管理与质量监控

第6篇

教师在课前所进行的案例选择上，我们不但要考虑到案例的新颖性，还要注意我们所设计的案例是否具有可行性和有效性。就学生的理解力和接受性而言，我们制定的案例目标应是恰当的、可行的、能够实现的。数学本身所具有的抽象特征，也让不同的人有着不同的理解，这就需要我们在教学设计过程中，考虑到所选择案例的适用性和迁移力。让学生充分地理解和深入学习，这样才能更好地兼顾到教师所教学内容的广度和深度。我们把工程数学案例教学法的运用分为4个阶段：

1.选择案例。

教师在上课前要精心选择与本节课知识相关的案例，选取案例时还要考虑其目的性、趣味性、代表性、真实性和实用性，由案例引出问题，引导学生理解案例。

2.分析案例。

在引导学生理解案例的基础上，老师要提出一些有针对性的问题来引发学生去思考，还要注意引导学生的思路，让学生按照老师的想法去思考。

3.解决案例。

和学生讨论讨论，并引导学生归纳出解决问题的思路和方法，然后建立数学模型并求解，得到问题的答案。

4.归纳推广案例。

在完成前面一个案例之后，老师再列举一些类似的案例，分析这些案例解决的思想方法，通过案例之间的对比找到其共性，老师归纳知识点并要求学生用所学的数学概念和方法解决其他的相关类似案例。工程数学的教学，是要让学生更多地了解数学知识在其专业课和实际问题中的应用。在教学过程中重要的是选择好案例，老师在教学案例的选取时要结合实际，尽可能贴近专业。例如：在高等数学教学中，用微积分的理论和方法建立模型，用高等数学的语言解释发生在我们周围的一些日常现象成因，我们可以选取如下实际案例：核军备竞赛，影子为什么那么长，易拉罐的形状，资源的合理开发与利用，蛛网问题等；线性代数的教学过程中可以举的实际案例有：小行星的轨道问题，受教育程度的依赖性，快乐的假期旅游，基因的距离等。概率统计的教学过程中可以举求职面试问题、配对问题、人寿保险问题等。这样不仅提高了学生学习兴趣，也使学生更了解了学习工程数学的重要性和其在实际生活的应用，让学生认识到数学在科研和生活中的应用，这样更能激发学生利用数学思想和原理解决实际问题的潜力，提高学生学习数学的兴趣。

二、案例教学法在工程数学教学中的实施

在案例选取时，老师可以根据每节课理论知识的内容特点及学生所学专业，选择专业案例或贴近日常生活有趣味性的案例。例如：在讲授第二个重要极限的时候可以举金融中的复利、连续复利与贴现的例子，讲授矩阵的性质的时候可以举不同城市之间的交通问题的例子，讲授全概率公式的时候可以举敏感性调查问题的例子等。以下以“金融中概率问题”为例介绍工程数学中案例教学的使用。

1.选择案例。

在现代信息膨胀的时代，不确定的信息随时存在，不确定的事件随时发生，而在股票行业，股票信息更是瞬息万变。为了判定这些不确定信息在某一动态区间是否完全一致或者近似一致，从而提供一种最优的股票组合排序策略。我们在“概率论与数理统计”的教学中，讲到相关系数的时候可以举在股票中的运用。

2.分析案例。

股票组合投资是对股票投资风险规避的主要方法，其中对各种股票组合投资策略的优劣评价是其关键。现对二级市场上同一行业内的不同股票进行投资价值分析是一个系统综合评价问题。利用“概率论与数理统计”中相关系数可以对股票组合进行相关性分析。

3.解决案例。

利用相关性，经过对于股票投资选择策略的分析，我们可以得到投资方向和大多数股民的投资意愿。即得出清楚的分类：关于哪些股票适合投资，哪些股票较适合投资，哪些股票较不适合投资，哪些股票不适合投资等。但是这些结论都只是理论的结果，它还需要经受现实的检验。

4.归纳推广案例。

给学生讲解利用Vague加权相似度量优化模型求解指标偏好权系数的方法；并通过实例对该方法进行了验证，实验结果会得到股票的最优选择策略，并与相关性分析得到的结果进行比较。在此基础上，要求学生利用所学的知识，把本节课所学的方法应用到期权、债券、期货等其他衍生品当中。课后可以给学生留些相关的思考题如：利用本节所讲的知识让学生在其他金融衍生品中实践。通过前面的案例，我们给出了案例教学法在工程数学课程中的应用的一个具体应用，通过这个案例给出了案例教学的一般步骤和教学中需要注意的问题。我们在日常教学中，运用贴近生活的案例教学增加了教学的趣味性，毫无疑问这更调动了学生在课堂上的学习积极性。在案例教学的实施中，要注意案例教学是一个动态过程，师生之间要有共同的合作活动，要不断地调动学生的积极性。老师的指导一定要有目的、有计划、有组织，这样学生才能更系统地掌握该课题所讲的基础知识和基本技能，从而发展为能力，并形成自己的东西。我们学校是一所应用性的大学，在平时的教学过程中，我们学校比较注重培养的是学生的实际应用能力。我们学校已经长期坚持把案例教学在课堂中应用，通过在课堂上所设计的一些案例教学的使用，我们总结了如下几点建议：（1）老师在进行案例选择时，应准备与实际生活比较密切的案例，这样可以调动学生的兴趣；（2）在进行案例教学时，教师先介绍案例，使学生能够对问题有充分的理解。再讲理论，尽量把相关知识给学生复习一下，或者将二者技巧性地结合起来；（3）在采取互动方式进行案例教学时，老师应多鼓励学生参加，调动学生的积极性；（4）在案例的讨论中，可以分小组讨论，要注意师生互动、幻灯片放映等过程穿插着的形式进行案例教学，这样学生不会视觉疲劳。

三、结束语

第7篇

1.1高校开设课程情况

以南京为例，南京理工科院校中开设了土木工程专业路桥方向的高校较多，这些院校中大部分都购买了相应的土木工程方面的软件，如PKPM结构设计软件，鲁班造价类软件，广联达造价类软件，为了满足学士学位授予权评审要求，因此也建立了相应的专业机房，但是专门开设的有软件应用系列课程的并不多，专业机房的利用率也并不是很高，主要是用于课程设计和毕业设计/毕业论文阶段的集中实践环节教学。民办院校和高职高专、大专院校中对于软件技术应用的课程，开设的相对较多。这样有利于学生在校阶段就能充分接受和社会上需求一致的软件操作训练，从而为日后走上工作岗位做好铺垫。

1.2可开设专业软件技术应用的课程

土木工程路桥方向可开设软件技术应用的课程很多，根据市场需求情况，主要有以下几类。

1.2.1道路桥梁方向设计类课程

路桥类可开设软件应用的课程主要有:道路勘测设计，桥梁工程，路基路面工程，专业软件具体又分道路和桥梁计算机辅助设计软件系统两种类型。目前国际主流道路辅助设计软件主要有:CARD/1，Bently，Civil3D。国内常见的道路辅助设计软件主要有:纬地三维道路设计系统，路线大师，EICAD，海地，天正市政道路，鸿业市政道路及路面结构HTDS2003。国内常见的桥梁辅助设计软件主要有:桥梁博士，桥梁大师，桥梁通等等。

1.2.2道路桥梁施工组织及造价类课程

工程施工组织及工程造价类可开设软件应用的课程主要有:土木工程施工，建设工程造价，工程造价管理，工程合同管理，工程招投标等课程。专业软件主要有:同望公路造价软件、海德纵横公路工程造价软件、广联达系列软件、上海鲁班系列软件、清华斯维尔系列软件、神机妙算软件、南京未来清单软件等等。

1.3存在的问题及原因分析

社会上存在的工程类软件如此之多，各个地区及企业的实际情况不同，对软件的购买也不一样。各大高校对于软件的购买以及开设相关课程，也是针对学生就业市场需求，以及学校年度设备采购计划而定。对于高校中，要熟练地掌握这些软件需要学生在课后花费较多的时间去练习，而这往往是很多学生不愿做的，只要教师不作硬性规定或要求，主动学习和应用这些软件的学生凤毛麟角。因此，直到大学毕业，真正能够掌握或部分掌握这些软件的学生极少［3］。鉴于以上的情况，高校路桥方向开设软件信息技术类课程，主要还存在着以下几方面问题。

1.3.1现有软件开发合作不理想

现有软件开发缺乏统一部门的管理，从而导致很多软件功能基本相同，只是适用地区不一样。同时，很多软件公司里面的员工大多数是计算机等专业出身，对工程实际并不很熟悉，从而设计开发出来的软件，在处理真正的工程实际时，会产生一些偏差。

1.3.2教学资源及人才的缺乏

各大高校中的教师，绝大部分是本科—硕士—博士毕业而来，教学经验虽然非常丰富，实际工程经验相对较差，因此教学缺乏与工程实际接轨。

1.3.3学生的主动学习意识还不强

学生在校阶段的学习时间非常有限，对于软件应用类的课程，必须要求学习者经常上机操作，熟能生巧，应用软件来解决实际工程图纸中的问题，这样，软件应用能力才能不断得到提高。

1.3.4地区行业标准相对独立

由于不同的地区有不同的建筑行业标准，这就使得教师在训练学生软件操作时，必须选择采用某一个省份的地区定额作为教学需求，很多教师都是选择学校所在地的省份的定额，但学生来自全国各地，因此，当学生毕业后如果回到家乡，对于工程软件部分就必须按照工程所在地的操作来进行。

2提高专业软件化程度的措施

2.1高校方面

1)高校工程管理专业编制教学计划的时候，就应该充分考虑，在满足学生修满学分，不额外增加学生学习压力的前提下，开设专门的软件应用课程，而不是仅仅在课程设计或毕业设计的时候集中培训。2)对于软件的选择，高校在购买软件的时候，要充分考虑市场对软件的评价或用户的多少，而不能单纯考虑价格，尽量购买专业方向的主流软件。我校在充分调研论证的基础上，先后购买了有关专业软件。如天正建筑CAD、鲁班系列软件、PKPM系列软件，EICAD，桥梁博士。为我院土木工程专业路桥方向学生全面提高计算机专业软件应用能力和水平，实现理论与应用有机结合，路桥方向应用型实践教学体系改革奠定了基础。3)机房的管理。专业教研室应建立自己的专业机房，同时配备专业的维护人员。4)教师培训。学校应鼓励教师参加各种软件培训，然后服务于教学。5)积极参加各种软件开发商举办的高等院校软件竞赛。目的不是在于获得奖励，主要是能和其他兄弟院校的学生同台竞争，从而找出自己的差距。6)校企共建“双师”结构的实践教学团队。通过引进、培养补充紧缺专业人才，加强专业带头人培养和骨干教师队伍建设，强化“双师结构”教师队伍建设。7)加强实习基地建设，提高生产实习、毕业实习和毕业设计水平。

2.2学生方面

1)鼓励学生认真学习路桥方向各种软件，而不是仅仅为了应付考试，因此，对于软件课程的考核，不应采取课堂考试的形式，可采取机房上机考试，或者布置大作业的形式，让学生充分思考后独立完成，才能达到应有的教学效果。目前，计算机辅助设计已广泛应用于土木工程领域，在毕业设计中加入计算机辅助设计的内容，是提高毕业设计质量与学生计算机应用能力的重要途径［4］。我院根据教改项目的构思，在毕业设计中加入了专业软件应用。目前已经在2013，2014届毕业设计中实施，同时计划在往后的毕业设计中进一步加大专业软件的应用。通过毕业设计环节的锻炼，学生专业软件应用能力得到很大提高。2)学工部组织成立软件应用兴趣小组或社团，让学生充分了解软件信息后，才会更认真的学习。3)鼓励学生报名参加各种软件竞赛，走出校园，了解其他兄弟院校的同学情况。同时，对于获奖的学生，应给予表彰。

3结语

第8篇

随着移动学习的动态发展，目前主要的移动学习从技术应用的角度分可分为两大类:在线移动学习模式与存储移动学习模式。在线移动学习模式主要借助于移动网络，可以随时随地访问互联网上的教育资源。这种资源访问的形式是受移动设备与移动通信网之间以及移动通信网与互联网之间的通信协议制约的。目前，移动通信协议主要有两种形式:一种是面向短信息的，另一种是面向连接的(实现实时通信)。因而目前的在线移动学习模式又可以分成两种子模式:基于短信息的在线移动学习和基于连接的在线移动学习。基于短信息的在线移动学习具有使用费低、设备普遍支持等诸多优点，但其只适用于通信数据少、可用简单文字描述的学习活动和学习服务。基于连接的在线移动学习可以利用移动学习终端，经过电信网关直接访问教学服务器，进行浏览、查询和实时交互，类似于普通的互联网用户，主要应用于表达丰富信息，使用图像、声音、动画等多媒体信息的学习活动和实时交互。目前，国内外已推出WAP、GPRS、3G、无线局域网等多种基于连接的数据服务业务。随着智能手机和手机操作系统的普及与日渐成熟，3G通信服务业务的推出和广泛使用，将使移动学习在方便性以及服务质量上都发生空前变化，教学活动将不受时间、空间和地域的限制，并确保高品质。这种移动学习实现模式的发展将不断发生着转变。

二、移动教学在建筑工程技术专业的建设

移动学习是一种技术特征鲜明的学习方式和技术。其中，无线通信技术是解决移动学习通信的要素;软件技术是保证移动学习能够进行的必要条件;建模工具的正确选择为移动学习内容的开发奠定了坚实的基础。基于以上条件，以建筑工程技术专业中“建筑工程计量与计价”课程为 例，笔者主要构建在无线网络环境下微信平台与网盘相结合的移动教学系统的开发与应用。系统功能模块主要有教师与学生功能模块、提醒与讨论空间模块、资料下载模块。

1．教师与学生功能模块。

此模块主要实现方式为微信公众平台，实现动态化、公开化、形式多样化、自动回复化特点。动态化表现为每天可1－5条或更多信息，其内容可涉及教学各个方面，并且每天更新，实现时时动态，例如，“建筑工程常规做法及估算价格”，“如何做好公路工程计量”，“造价算量顺口溜”等。公开化表现为其展现的内容不仅可以是在校学生，社会上任何人如果想对此方向学习，只要加入“关注”即可接收信息，方便易懂。形式多样化表现为其内容形式可以以文字形式表示，也可以其他更具直观性的方式，如图片、视频等。自动回复化表现在学生(或读者)可以回复提示文字或数字，系统自动回复已设定好的内容解答。例如“回复数字1，查看习题1答案”，回复后即会出现答案或答案的链接网址。基于以上优点，可完全实现知识的表达与学习，但它还有一些缺点与不足。微信公众平台上的新信息没有声音提醒功能，如果有新信息时怎样提醒?如果学生有系统自动回复以外的问题怎样解答?如果要展现的教学内容过大，而在公众平台上无法上传时怎么办?针对以上问题笔者提出讨论空间和资料下载两大模块。

2．提醒与讨论空间模块。

新信息的提醒功能及学生有疑问需要教师解答或学生间的讨论功能，都可以通过此模块来实现。具体表现为在微信中建立微信群，由群主(或管理员)维持秩序，并将公众平台的信息和信息提醒同时;对群讨论问题可有针对性地进行。讨论形式亦可多样化，如文字、语音、图片、视频等。

3．资料下载模块。

当资料过大在公众平台上无法上传时，课程内容的各类学习资源，可以通过多种移动学习模式来实现。在该模块中，学生可以通过两种方式和系统进行交互。一种是通过移动终端进行移动学习，一种是通过连接互联网的计算机或笔记本等进行在线学习。例如，建筑工程技术课程的核心内容、最新规范等，我们将提供文档、PDF文件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源，满足学习者不同的学习需求和学习习惯。可以在微信公众平台上给出链接，学习者通过链接下载到自己的移动终端上，手机、电脑、iPad等均可，当他们在教室外面、公共汽车等地方时，都可以通过移动终端来浏览这些教学文档、图片序列、音视频教程等，充分享受移动学习的便捷与方便，而且不需要承担高昂的移动通信费用。

三、应用结果

按计划在建筑工程技术学院2012级学生教学中开展教学，覆盖学生100人以上。项目最终研究成果，对移动教学的应用和开展，具有一定的参考价值和指导意义。

1．实施前

学生对移动学习了解很少，但他们愿意参与这种学习方式。

2．在整个实施过程中

学生更多喜欢的移动学习途径是通过下载学习文档到手机、电脑上进行学习，而且音/视频资源、图片更受欢迎。

3．实施后

学生对移动学习的学习效果普遍认可，大多数学生认为移动学习是课堂教学有益的补充，87%的学生认为移动学习帮助他们获得了更好的成绩。其原因主要有以下三个方面:一是学习者对移动学习还是很好奇，对其形式的追求要高于内涵，因此，移动学习方式更好地激发了学习者学习的积极性。二是学生可以通过微信公众获得更加丰富的学习内容，可以获得课堂以外的知识更加深刻地理解课程知识。三是学生在群内讨论非常积极，可利用闲散时间，随时随地，随需学习，受到学生的普遍欢迎。

四、结语

第9篇

人类的技术预测活动始于20世纪30年代的美国，二战期间其应用逐渐广泛，战后越来越多的机构开始重视对未来科技的研究，尤其是在军事和航天领域。从20世纪70年代起，随着科技发展的重心从军用方面向民用部门转移，社会生活特别是经济领域变化加快、复杂性增大，传统预测方法很难适应瞬息万变的市场环境，技术预测研究陷于低谷；直到20世纪末，在全球创新需求愈发强劲，以及新的预测方法和形式的带动下，技术预测研究又开始蓬勃发展起来。世界上越来越多的国家注意到技术预测的重要性，美国、日本、英国、德国和韩国等国家都在积极开展技术预测和关键技术选择等前瞻性研究。如美国白宫科技政策办公室自1991年以来每隔2年就要一份《国家关键技术报告》，对未来国家关键技术进行预测和选择；日本科学技术厅从1971年开始大约每隔5年进行一次技术预测调查。而我国的技术预测研究活动起步较晚，虽然还落后于发达国家，但发展也非常迅速，越来越受到重视，相关研究成果有技术预测与国家关键技术选择研究组的《从预见到选择：技术预测的理论与实践》，国家技术前瞻研究组的《中国技术前瞻报告》等。在技术预测方法的研究上，欧盟委员会联合研究中心未来技术研究所（JointResearchCentreInstituteforProspectiveTechnologicalStudies，JRC－IPTS）分别在2004年、2006年、2008年、2011年召开了四届FTA（Future－OrientedTechnologyAnalysis，面向未来的技术分析）研讨会，用FTA来涵盖包括技术预测、技术情报、技术评价、技术预见等各类面向未来的技术分析方法和实践，极大地推进了技术预测相关研究的发展。由于FTA涉及许多与未来技术有关的研究和实践活动，因此拥有众多的技术预测方法，一些作者根据各自的理解，试着对现有的技术预测方法进行梳理或分类，如Slocum、Martino和Yoon等。

2技术预测与学科建设

2.1学科建设

学科建设是提高学校办学水平的基础，学科建设水平决定着高校的办学水平，决定着高校知识创新能力、科学研究水平和人才培养质量。高校在学科建设过程中，学科重点研究领域或研究方向的选择及建设、学科人才队伍建设、科研项目的申请及完成等是学科建设的基本内容，也是最重要的内容。作为学科人才的科研工作者在开展科研工作时，申请科研项目是科研的基础，科技创新是科研的关键。目前，高校在进行学科重点研究领域或研究方向的选择时，一般是采用召集学科专家进行讨论的方法，也即德尔菲法。科研工作者在进行科研项目申报和科技创新时，往往是通过个人的学术知识理解和运用及专业思考来开展的。显然，这些进行研究方向选择、项目申报、科技创新等所采用的方法带有较大的主观性，缺乏对当前研究现状的全面了解，也比较缺乏判断和决策的客观性，同时也存在着重分析轻预测的缺陷。工程类学科知识直接涉及相关的工程技术，因此工程类学科的建设更加需要紧密结合当下的最新工程技术现状，紧跟本学科工程技术的发展趋势来协调推进学科的发展。因此，高校或科研工作者在开展学科（重点）研究方向选择、科研项目申报、科技创新等工程类学科建设工作时，很有必要通过分析与预测本学科领域的技术来全面、客观了解某一个学科领域内的科技现状及未来的技术发展趋势，以此增加进行学科（重点）研究方向选择时判断和决策的客观性和科学性，提高项目申报和科研创新的针对性和成功率。而这些工作的开展都将大大地促进学科的快速发展，有效地提高学科建设水平。

2.2技术预测应用于学科建设的现状

有关将技术预测直接应用于学科建设的研究，目前国内外尚少见。但在学科建设过程中，间接采用技术预测方法及成果的案例却不少，这主要体现在世界各国各级政府部门所制定的科技发展规划上。如前所述，世界各国都在积极开展技术预测和关键技术选择等前瞻性研究，而其研究成果主要就是用于帮助政府部门制定科技发展规划或指引科研导向的指导性纲领；同时，高校的学科建设往往是紧密结合政府部门的这些规划或指导性文件来进行的。因此，高校在学科建设过程中是间接采用技术预测方法及成果。但必须注意的是，政府部门所开展的技术预测活动往往是比较宏观的，也即技术预见；而具体到高校学科建设的层面，相对而言是比较具体的，再到科研工作者个人的层面，就更加具体和细化。因此，即便有了政府部门的指导性文件，高校在进行学科建设时也很有必要开展更为具体的技术预测，以协助和指导学科的发展。另外，也有一些研究试图采用一些客观分析或预测的方法来协助学科建设。如赵坤等提出通过科学预测国内外科技发展趋势来进一步加强学科建设，但并未见有具体的应用；张婷对科学传播领域的研究前沿进行了可视化的梳理和描述，试图演示科学传播领域研究前沿的动态变化过程与发展趋势，为技术预测和学科发展提供借鉴；侯剑华对中国工商管理学科的文献数据进行了可视化图谱分析，梳理出中国工商管理学科的7个研究热点和15个具体的前沿研究方向，构建了中国工商管理学科体系，并将工商管理学科的研究热点和前沿进行国内外比较，预测出中国工商管理学科的发展趋势；黄晓颖和张文超以高校学科建设为背景，先后提出了基于数据仓库和数据挖掘的决策支持系统解决方案，研究与实现了基于数据仓库和数据挖掘的高校学科建设决策支持系统；于江运用信息可视化技术对我国基础学科领域发展状况作了分析，揭示学科发展状态、识别研究热点、发现学科交叉，为学科发展趋势的预测提供参考，从而指导科研人员选题，帮助有关部门制定学科发展规划；尹仁芳采用文献研究法、文献计量学、SWOT分析法及专家访谈法，明确中医药信息学学科发展思路、发展目标、未来重点研究领域、主要任务、具体保障措施及实施计划。

3技术预测应用于工程类学科建设的构思

通过以上对于技术预测及其在学科建设中的有关应用现状的介绍和分析，可见将技术预测应用于高校工程类学科建设中具有可操作性，是切实可行的。围绕学科建设的几个主要方面，利用技术预测的方法和结果，用于学科发展和建设决策的基本思路和途径。具体而言，可从学科信息分析、学科技术预测、学科建设决策3个方面递进进行。

3.1学科信息分析

对于高校工程类学科而言，其学科信息主要与本学科所涉及的科学与技术领域知识有关，科学知识主要记载在科技图书和论文中，技术知识主要记载在专利文献中。学科的建设需要紧跟实际，而图书记载的往往是比较成熟的知识体系，无法反映最新的科学研究成果。因此，在学科信息的选择上，往往选择能够比较快地披露最新科技信息的论文和专利作为信息源。进行学科信息分析，主要就是结合分析本科学领域的科技论文和专利文献。在分析的方法上，可采用目前比较先进的信息可视化方法，运用知识图谱方法对科技论文信息进行分析和可视化展示，运用专利地图方法对专利信息进行分析和可视化展示；最后将两种分析结果进行对比和归并，形成最终的学科领域科技分析结果。

3.2学科技术预测

在对学科信息进行深入分析后，便可在其基础上进行学科技术预测。预测的方法就是充分利用学科信息分析的结果，通过知识图谱和专利地图，掌握学科领域的技术现状，进而预测技术发展趋势。具体而言，学科技术预测可从3个方面进行：一是通过分析学科领域的科技总体和区域发展状况、主要科研机构和人员研发动向等，预测学科领域的技术活跃程度；二是通过分析学科领域的研发周期和技术生命周期等，预测学科领域的技术将进入哪一个具体的生命周期阶段；三是通过分析学科领域的科技研究重点、核心、热点、前沿、空白区域等，预测学科领域的技术发展重心、演化趋势、潜在机会等。

3.3学科建设决策

在进行客观的学科技术预测后，便可利用有关技术预测结果进行学科发展和建设决策。围绕学科建设的几个主要方面，利用学科技术预测的相关结果，分别有针对性地协助进行科学、客观的决策。具体而言，在学科（重点）研究方向的选择上，可借鉴学科领域技术活跃程度和技术生命周期的预测，初步确定学科领域比较有发展前景的若干研究方向；再结合学科领域技术发展重心（研究重点、核心）和演化趋势的预测（研究热点、前沿），进一步确定学科今后的（重点）研究方向。在学科研究项目的申报和科技创新上，同样可以借鉴学科领域技术演化趋势（研究热点、前沿）和潜在机会（技术空白区域）的预测，申报关于学科领域热点和前沿问题的研究项目，开展科技创新活动，完成有关科研项目，提升学科水平。

4结语

第10篇

(一)选取合适的项目

项目教学法要求老师必须从学生的实际情况出发，为其提供具有较高针对性的教学实践的内容，具体来说，也就是选择数控加工教学项目。必须认识到，在当前技术教学实践大环境下，项目的选择必须以数控加工课程教学的内容为基础，在实际的教学过程中不仅要凸显理论，同样还要和实践紧密联系起来，让学生能在不断的实践的过程中，真正意义上的掌握书本知识。该方法的成功应用，不仅能够极大的提升学生学习的自主性，同样还能有效的加强教师对课堂教学节奏的把握，进一步提升总体的教学效果。

(二)确定教学重点

正如我们所知道的，职业院校的主要任务是为学生专业技能水平的提升提供基础性的教学活动的组织部门。因此在实际的授课过程中，数控加工项目中容易出现问题的部分应成为教学的重点，同时，在组织教学活动的过程中，需要学生的评价和总结，并对易发生问题的部分进行预先提醒，这是保证总体教学效果的重要前提和依据。同样的，学生的反馈也是我们改善教学的重要数据来源，为后续教学的改善提供了有效的数据支持。

(三)充分利用现代化教学与实验手段

现代化的教学和实验手段的应用，对于提升课堂教学质量和提升学生的学习兴趣都有着重要的现实意义。实际上，无论是在教学方面还是在数控加工的实际操作方面，计算机辅助软件的应用是必然选择。通过计算机上的模拟操作，能够有效的避免因为误操作而带来的经济损失和时间损失。虚拟实验室在计算机技术的支持下，同样也能够为教师更好的展示教学内容提供支持，如通过多媒体将数控加工进行演示，将传统的、枯燥无味的理论教学融入到新奇、动感的视频中来，不仅极大的调动了学生的学习积极性，同样也能够克服教学基础设施有限的问题。部分情况下，计算机技术在教学和实践中的广泛应用，还可用于缩短教学时间，解决课时偏紧的问题。

(四)做好教师的评价总结

作为项目教学法的重要环节，教师评价对于这一教学法的实践效果有着直接的影响作用。实际上，学生在实际的学习过程中必然会遇到各种各样的问题，如果教师不能够及时的为其答疑解惑，必然影响学生的总体学习效果。而在这一过程中，教师有必要针对不同的组别提出总体的评价，以此为基础来帮助他们通过吸收和借鉴他人的成功经验来提升自己的效果，最终为学生的各项能力的真正提高做出积极的努力。在评价的过程中，应采用多层次的教学评价体系，改变传统的以成绩为主要评价方法的模式，真正意义上的体现出学生的实际学习情况和提升程度。

二、案例分析

(一)项目内容

在数控铣床上完成零件的加工。毛坯:80×30铝件。

(二)项目实施过程

第一阶段:设计项目计划。本人对学生进行了分组，要求每组成员自主讨论，确定零件加工的路线、刀具补偿轨迹、HNC程序编程。每组大致上确定加工路线以及程序后，要求学生在电脑上进行仿真模拟，检查与纠正程序。第二阶段:每组学生配置一台数控铣床，要求学生输入程序、装工件、装刀、对刀、输入刀补参数，进行零件的加工。第三阶段:评价总结。老师对学生进行评价，不仅要对学生完成的项目进行评价，更要关注学生的学习态度、学习行为、动手能力与参与度等，并将评价结果记入学习记录卡中。

三、结语

第11篇

1．1岩石力学试验法

(1)室内试验。

通过钻孔岩芯取样，利用室内岩块的单轴压缩试验确定岩石单轴抗压强度、弹性模量和泊松比。通过岩体的三轴压缩试验确定岩体的抗剪强度－凝聚力和摩擦角。通过岩体卸围压试验研究岩体卸荷过程中的变形和能量变化特点，确定卸载时岩体的参数，如弹模、泊松比、凝聚力、摩擦角。

(2)现场试验。

现场抗剪试验获得岩体、软弱夹层、混凝土与岩石接触面抗剪(断)强度;现场变形试验(刚性承压板法、狭缝法)获得岩体变形模量、弹性模量及泊松比。还有现场声波测试评价岩体完整性等。现场试验是确定岩体强度参数最准确的方法，但由于通常不具备施作原位试验的条件，而且试验周期长、费用高，所以这种方法应用较少。试验法是一种直接又可靠的方法，可以较好反映岩石特性。室内试验得到的是完整岩块的特性参数，但存在“尺寸效应”。现场试验受条件限制，试件制备难免受到扰动，试验结果分散，不能直接采用。

1．2工程岩体分级法

工程岩体分级法主要有:国标《工程岩体分级标准》、水利水电工程勘察规范的坝基和围岩工程地质分类法、巴顿的Q系统分类法及比尼威斯基的RMR分类法。这些分类方法往往是定性描述与定量评价相结合，采用多参数综合指标分级法给岩体进行评分和划分岩体级别，根据岩体级别并结合经验公式，给出岩体参数的范围值。国标《工程岩体分级标准》选取岩石坚硬程度和岩体完整程度这两个因素确定岩体基本质量，将影响岩体工程特性的因素如地下水、初始应力、结构面走向与工程轴线方位等作为修正因素，实现工程岩体的分级，并提供了各级别岩体物理力学参数表和结构面抗剪断峰值强度表。《水利水电工程地质勘察规范》的附录V提供了坝基岩体工程地质分类表，主要分类因素也是岩石坚硬程度和岩体完整程度，此外还有岩体纵波速度和钻孔RQD值，并在附录E中提供了坝基岩体抗剪断(抗剪)强度参数及变形参数经验值表和结构面抗剪断(抗剪)强度参数经验值表，用于规划和可研阶段。应注意该表的注明是参数仅限于硬质岩，软质岩应根据软化系数进行折减。

1．3工程地质类比法

工程地质类比法是利用大量已建工程的成功经验确定拟建工程的设计参数，是工程地质研究的传统方法之一。类比法是应用相似原理，要求主要的工程地质条件基本相同或相似，这其中最主要的是岩性和地层时代(或层位)，其余还有地质构造(岩体完整性)、风化状态、应力条件、地下水等等。实际应用时应结合具体工程的地质条件，在类比、分析、判断的基础上提出合理参数。同时，在施工过程中，根据工程实际进展情况和出现的问题，特别是根据现场观测结果，对设计进行必要的调整和修改。类比的资料可以参考《岩石力学参数手册》、《岩基抗剪强度参数》、《工程地质手册》、《水利水电工程地质手册》，以及地区工程经验(资料库、数据库)等等。类比法完全依靠地质师所掌握的工程实例资料和他对工程岩体的经验判断，人为因素比较大，有时仅仅通过少量个别因素相比较而得到的参数，其结果可靠性较差。然而该方法简单、方便、快捷，在中、小型水利水电工程中应用较多。

1．4反演分析法

反演分析法是利用现场所测得的位移等数值反求岩体力学参数，包括位移反分析、应力反分析、混合反分析等。其中位移反分析方法是根据现场实测的位移值，采用解析法、有限元等方法以及弹性、弹塑性等本构模型进行求解。位移反分析的方法主要分为两类:直接逼近法和逆过程法。由于围岩本构关系的复杂性，目前的逆过程方法的位移反分析研究计算大都采用了线弹性等假设，设岩体为均值各向同性，而天然岩体地质条件复杂，这样与工程实际情况相去甚远。反分析方法在边坡稳定分析中应用较多。反分析时稳定系数取值为:蠕动挤压阶段宜采用1．00～1．05，初滑阶段宜采用0．95～1．00。滑带土抗剪强度(c，φ)参数反演分析的方法分为单参数反演和双参数反演两种。前者假定一个参数已知的前提下，反算另外一个参数，通常选择对滑坡稳定性影响较敏感的作为未知参数。后者在反演中有两个未知的参数，通常选择两个距主滑动面等距的剖面建立极限平衡方程求解，此外，还可以做参数的敏感性分析。

1．5人工神经网络法及模糊数学预测法

人工神经网络法是通过完成输入与输出问题的映射，自动建立复杂现象(系统)的模型并指出其控制规律。该方法考虑了影响岩石力学参数的各种定性因素，应用人工神经网络进行训练，随着数据的积累不断地对样本集进行补充和完善，使参数取值结果不断趋于合理。缺点是学习样本的选取具有很大的主观性。模糊数学预测法是考虑到影响岩体变形强度参数的相关因素模糊不确定性，根据经验确定权重集及隶属度，在此基础上进行岩体力学参数预测。该方法实质就是把岩石与岩体力学指标之间的比例系数当作模糊子集，依据经验进行模糊综合评判确定一个最佳模糊折减系数的问题，从定量上考虑影响力学参数的各种模糊因素，但在运用上不是很成熟，仍借助于经验。

1．6其他方法

除上述方法外，还有一些其他方法可以用来确定岩体强度参数，如:计算机模拟、声波测试技术、岩体分形分维理论、断裂损伤力学、统计数学等方法。

2岩体力学参数综合取值

岩体力学参数取值方法有很多，由于岩体的不连续性、各向异性和非均匀性等特有属性以及岩体结构的复杂性，使各种取值方法存在局限性，至今还没有一种令人满意的取值方法。实际工作中应该综合应用这些方法，互相验证，取长补短。笔者基于上述岩体力学参数的取值方法，并结合工程的规模和地质条件的复杂程度，在满足规程规范的前提下提出了岩体力学参数综合取值方法。该方法针对地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程和参数敏感的工程分为以下3个层次。

(1)第一层次。

对于地质条件简单的小型工程，或项目规划、可研阶段，可采用野外地质调查和钻孔取样室内抗压试验→进行岩体分级、查表→获得抗剪强度和变形模量范围值，通过相似工程类比，调整、修正取得地质建议值;或者采用RMR分类和Hoek－Brown经验强度准则公式计算，参考类似工程修正后得到地质建议值。

(2)第二层次。

对于地质条件复杂的中型以上工程，如重力坝、拱坝，结构面影响坝基、坝肩稳定，初步设计阶段应布置原位抗剪和变形试验，参考类似工程，结合现场地质条件进行调整，必要时由地质、试验和设计三方共同研究确定设计采用值。

(3)第三层次。

对于重要的大型工程和参数敏感的工程，应做专门研究，除运用上述方法外，还应开展计算机模拟试验、人工神经网络法、模糊数学预测法等，慎重确定地质建议值。在施工阶段可以利用监测资料进行反演分析，复核岩体稳定性，及时修改设计和施工方法，确保工程安全。总之，地质调查和岩石力学试验是基础，是岩体分级、经验估算及数值模拟的前提，因此应重视野外第一手资料的收集，并注意取样、试验成果代表性问题，使地质建议值符合现场实际。

3应注意的问题

反思多年来我们所做的中小型水利水电工程勘察设计，在岩石力学参数取值方面应注意以下问题:

(1)在前期勘察时对设计意图不甚了解

设计方案不十分明确，加之勘察周期短，对地质条件的调查和分析不够深入，对试验只是要求做常规的内容，以室内试验为主，取样数量不足，成果代表性差，使得方案比选时难以取舍。按照有关规范，“小型水电工程岩土参数(取值)可在现场简易测试和必要的室内试验的基础上以类比为主。”“中型水电工程岩土测试以室内试验为主，必要时可采用大型野外原位试验。”对于拱坝和重力坝要特别注意，对影响坝基、坝肩稳定的岩土体及软弱结构面可视需要开展原位试验工作。尤其是软岩和完整性差的岩石，软弱结构面发育，且结构面对岩体稳定性不利，岩体稳定性的判别对工程影响很关键，这需要慎重研究，应在地质调查的基础上，布置适当的原位试验，并采取多种方法合理确定岩体力学参数。

(2)勘察报告中抗剪强度和变形参数仅仅根据室内岩石试验查规范，与现场地质调查结合不紧密。

抗剪强度和变形参数是混凝土坝稳定计算最重要的参数，对工程安全和造价影响很大。然而规范给出的值范围较大，勘察报告仅仅依据规范提供的参数表取值是远远不够的。中等规模以上和地质条件复杂的工程应进一步开展分析论证工作，结合现场地质条件调查，在岩体分级基础上，运用有关理论和经验公式，例如霍克－布朗(Hoek－Brown)经验强度准则公式等，并参考已建工程经验取值，必要时与地质、试验和设计专业共同会商，合理确定参数。

(3)在软岩地区建混凝土坝要特别注意

如页岩、千枚岩及白垩－第三系泥岩等，由于岩性软弱，构造发育，岩体强度较低，工程安全裕度小，岩体力学参数取值对工程安全和经济性影响大，甚至影响方案的成立。软岩地区一般不适合建中、高混凝土坝，万一要建，就应该投入一定的勘探和试验工作量，慎重研究和分析论证，并留有一定安全裕度。

(4)应考虑定值计算与可靠度问题。

实际勘察设计工作中，是由地质专业提供参数，设计人员进行计算。地质部门依据试验成果，结合地质条件和个人经验判断，提出地质建议值。设计一般直接采用地质建议值进行计算。问题是设计计算方法与地质模型是否一致，地质参数的可靠性或安全阈值是多少，即有多少安全储备。近十几年来国内外广泛开展了重力坝可靠度研究。结构可靠性分析是以概率理论为基础，采用极限状态设计方法，以可靠指标度量结构或工程的可靠性，比定值法不考虑参数的偏差有明显的优越之处。可靠度计算需要提供与大坝有关的各类荷载、材料和地基强度的统计特征值(均值、标准差、变异系数等)及分布类型，对地质参数的离散性进行评价。

(5)试验是基础。

如何看待试验成果，地质专业人员常常抱怨试验参数不准，造成的原因有几个方面，一是取样的代表性问题，或者原位试验选点问题，要考虑岩性、风化程度、构造等影响，对试验点做专门设计和布置;又譬如有的砂岩与页岩互层，页岩岩芯破碎取样困难，取样只能做砂岩的抗压强度试验，成果偏大;倾斜岩层抗压首先沿层面剪切破坏，成果偏小。二是试验中的误差，应采用数理统计法整理试验成果，在充分论证的基础上舍去不合理的离散值。对于原位抗剪试验，要了解试验点的岩性、构造、风化及地下水等因素对成果的影响。另外，试件制备时难免受到扰动，一般要求安排2组以上试验，以便对比和分析。

(6)确定参数时要处理好主观判断与客观评价的关系。

前述的岩体分级法、工程类比法及经验判据法(强度准则公式)都属于经验法，其取值时的人为因素和个人经验对结果影响很大，实际操作中应尽量避免人为因素干扰，从地质条件的客观出发，分别按不同因素对参数进行修正，减少取值的随意性。

(7)加强施工监测，利用监测资料进行“动态设计、信息化施工”。

由于工程地质条件的复杂性和不确定性，地质勘探、试验、计算分析方法的局限性，我们对工程岩体性状变化的认识有一定程度的不确定性。在施工中要加强岩体性状的监测，及时分析和判断，调整、修改设计和施工方法，以保证施工安全和工程安全。尤其是隧洞施工支护，要根据发现的新情况及时修改设计，即采取“动态设计、信息化施工”，既要确保工程安全，又不能造成浪费。

(8)利用已建工程进行类比确定岩体力学参数是我们常用的方法。

但是没有一个工程的地质条件是完全相同的，而我们个人掌握的资料有限，每个人的经验千差万别，往往仅通过少量个别因素相比较而获得参数，人为因素的干扰较大，其结果可靠性较差。应多参考类似工程，并不断积累工程经验。多年来笔者所在单位在湖北省水利水电工程勘测设计中做了大量的岩体物理力学室内外试验和原位测试，积累了丰富的实践经验。

4结论

(1)岩体力学参数的合理确定是水利水电工程中的一项基础工作

直接关系到坝基、边坡、地下洞室工程的安全性和经济性。由于岩体具有不均匀性、不连续性和随时间变化的特性，准确确定岩体力学参数是非常困难的。在研究了有关规程规范和各种取值方法特点的基础上，针对工程的重要性程度和地质条件的复杂程度提出了岩体力学参数的综合取值方法，分为地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程三个层次。针对具体的工程应当选择合理的方法来确定岩体力学参数。水利水电工程岩体力学经验参数综合取值研究对水利水电工程坝基、边坡、地下结构稳定性研究和计算具有重要理论意义和现实意义。

(2)中小型水利水电工程具有规模小、设计周期短、勘察试验工作量有限的特点

第12篇

Web3D技术与传统的三维动画技术的主要区别在于:

1)网络传输的是模型文件，其传输量远小于视频图像;

2)由渲染引擎对模型进行实时渲染并动态显示;

3)具有无限的交互性。Web3D的实现技术主要分为三部分，即建模技术、显示技术和三维场景中的交互技术［1］。三维模型的实时建模与动态显示技术是Web3D技术的基础，该技术可以分为两类:

1)基于几何模型的实时建模与动态显示;

2)基于图像的实时建模与动态显示。交互技术是Web3D技术的关键，Web3D软件能够直接实现常用的交互功能，复杂的交互功能则可以通过编程实现。

2常用的Web3D技术

2．1Cult3D

Cult3D是一种基于Java内核的Web3D技术，由瑞典的Cy-core公司开发，用户可以将第三方开发的Java类嵌入其中，极大地增强了Cult3D的交互性和扩展性。为了提高开发效率，Cult3D的操作简单直观，开发环境十分人性化和条理化。Cult3D包括Cult3DExporterPlug-in，Cult3DDesigner和Cult3DViewerPlug-in三个程序模块。Cult3DExporterPlug-in用于将3DSMAX，MAYA等三维设计软件制作的三维模型转换为Cult3DDesigner支持的格式。Cult3DDesigner用于为模型加入交互功能，如缩放、移动、旋转等，导出后嵌入到网页或其他应用程序当中。Cult3DViewerPlug-in是显示插件，安装该插件后，用户即可在网上浏览采用Cult3D技术制作的三维模型，并进行实时交互操作。

2．2ViewpointViewpoint

是一种基于XML构架的Web3D技术，由美国的Viewpoint公司开发，它能够十分方便地与数据库和浏览器进行通信，因此得到了广泛的应用。用户仅需安装一个免费的插件，即可在网上浏览采用Viewpoint技术制作的三维模型，并进行实时交互操作。与Cult3D技术不同的是，Viewpoint自己制作三维模型，而不是导入其他软件制作的三维模型。Viewpoint模型的三维多边形网格结构具有可伸缩性和流传输性。可伸缩性即采用Viewpoint技术开发的Web3D模型能够自动地依据用户电脑的性能和网络速度调整模型的精度及相关技术参数，以确保用户获得最佳的体验;得益于这种特性，一个高精度的Web3D模型就能够满足用户对不同精度的需求，同时还可以大大减少设计者的开发工作量。流传输性允许用户在下载模型数据的同时浏览Web3D模型，并与之交互。基于这两种优越的特性，Viewpoint技术得到了广泛的应用。

2．3Java3DJava3D

是Java语言在三维图形领域的应用编程接口(API)，由美国的SUN公司(2010年被Oracle公司收购)推出，利用Ja-va3D提供的API，可以快速开发基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等。采用Java3D开发Web3D程序时，开发者仅需调用这些API进行编程，而客户端只需要安装标准的Java虚拟机即可浏览，而无需安装额外的插件。Java3D把OpenGL和DirectX等底层3D技术封装在Java3DAPI中，提供了一个高层的面向对象的编程模型，从而使3D技术不再繁琐，并且可以加入到J2SE，J2EE的整套架构中，这些特性使得Java3D技术具有强大的扩展性。Java3D作为Java语言的扩展，具有平台无关性，即“一次书写，随处运行”;采用Java3D开发的Web3D程序可以访问所有的Java类，因此能够很好地与In-ternet集成。Java3D支持运行时装载器，因而能够兼容多种文件格式，包括各种厂商的自定义格式。

2．4X3D

X3D(Extensible3D)是新一代的Web3D国际标准，由Web3D协会(Web3DConsortium)于2003年，它在VRML97的基础上发展进化而来，更加成熟和完善。X3D整合了正在发展的XML，Java，流技术等先进技术，包括更强大、更高效的3D计算能力、模型渲染质量和网络传输速度。X3D采用XML(ExtensibleMarkupLanguage)———可扩展标记语言描述三维实体及其行为，XML是平台无关的并且得到了广泛的支持和应用，XML具有显著的技术优势:拥有自定义的标记语言来描述结构数据、易于编程者和计算机理解;具有有效的数据约束等。X3D的组件化体系结构使其具有良好的可扩展性和可定制性，它可以根据市场应用和服务的需求添加组件以扩展其功能，并且可以定制一系列标准扩展组件以满足特定应用的要求。X3D支持开发广播/嵌入式应用，可以用于从手机到超级计算机的各种设备。

3Web3D技术在土木工程专业教学中的应用

土木工程专业的主干课程包括混凝土结构、钢结构、高层建筑结构、建筑结构抗震等，这些课程的实践性很强，且构造要求很多，从而导致学生难学、教师难教。因此，如何帮助学生加深对教学内容的理解，提高学习效率，提升教学质量，长期以来一直都是土木工程专业教学改革的热点。将这些课程中涉及的各种结构组成，尤其是一些节点构造制作成Web3D模型，用户可以任意缩放、移动、旋转模型，实现360°全景浏览，还能够对模型中各种构件的显示或隐藏进行控制。如此让学生直观且互动地学习，有助于解决教学中的重点难点问题，从而提高教学效果。下面以采用Cult3D制作钢结构节点构造模型为例说明Web3D模型的制作方法及流程。

1)三维模型的建立和输出。在AutoCAD中建立三维模型，导入3DSMAX中进行渲染，最后由3DSMAX输出为Cult3DDesig-ner可以接受的．c3d文件格式。

2)为三维模型加入交互功能。在Cult3DDesigner中加入各种触发事件和动作控制，以实现三维模型的交互功能。3)三维模型的导出和。将完成的三维模型输出为．co文件格式，嵌入到网页当中。

4结语

第13篇

人机工程学和室内环境设计都是为了创造有利于人类身心健康的环境而存在的，这两者的结合，能够更好地营造出更加舒适的室内环境。人机工程学在室内设计上的应用主要有以下几点。

1.1确定室内空间的范围

根据人体工程学的有关计测数据，从人的尺度、动作以及人际交往的空间等，来确定室内空间的范围。

1.2确定家具设施的造型和使用范围

家具设施作为人的实用工具，在设计造型和尺寸时，必须符合使用者的身体尺度，同时还要兼顾到它的使用范围，在这些设施周围必须留有一定的活动空间。

1.3提供适应人体的室内物理环境的最佳参数

室内物理环境多种多样，对人体的影响也各不相同。在进行室内设计时，有了对室内热环境、声环境、重力环境、辐射环境等的科学参数后，就能设计出更加合理、更加科学的室内环境。

1.4进行视觉要素计测

人眼的视觉要素包括视力、视野、光觉、色觉等，对这些要素数据的计测，能够对室内光照设计、色彩设计、视觉最佳区域设计等提供科学的依据。

2人机工程学中行为心理对室内设计的影响

人的行为心理常常因为文化、社会制度、民族等因素的影响，而呈现出复杂多样的行为特征，这也就影响了人对室内设计的要求。

2.1心理空间

人们在衡量空间范围时，不仅是通过生理的角度，也通过心理的角度。对空间的满意程度以及使用方式取决于人的心理尺度，这就是心理空间。每个人在心理上都有一个个人空间，并随着现实位置的移动而移动。比个人空间更加私密的则是每个人的领域性。这两点使得人们对室内空间设计时区域的划分有了更加明确的要求，必须保持一定的人际距离。

2.2人在空间中的定位

有人观察研究过，不论是在车站候车还是在剧场和门厅，人们总是愿意站在柱子附近并远离人们行走的路线。这就是人们在空间中对自己的定位，选择视野开阔而本身不受注意，又不至于受到他人干扰的地方。

2.3空间环境与人际交流

通过对不同布局空间中发生的人际交流类型的研究，发现位于住宅群体布局中央的人有较多的朋友，这也就说明人类的行为模式与空间的构成有着密切的关系。

2.4捷径效应

所谓捷径效应是指，人们在穿过某一空间时，总是尽量采取最简洁的路线，即使有其他因素影响，也会选择捷径。

2.5幽闭恐惧症

对于幽闭空间的恐惧感，人们在生活中多少都会有一些，有些人重，有些人轻，所以在室内设计时，要建立这一空间与外界的联系，尽可能缓解人在空间中的危机感。阿尔特曼指出“可以认为空间的使用是由人决定，同时又决定人的行为”，由此可以看出，人与人之间的相互作用、人的行为方式，对空间环境的形态设计起着很大的影响作用。

3结语

第14篇

超临界流体就是指在某一温度和压力下，处于液体到气体中间状态的流体。它的密度与液体密度相当，而粘度又和气体相似，其扩散的能力在液体和气体之间，大概相当于液体扩散能力的10-100倍。所以它既具有液体的高溶解能力，又能拥有气体的高扩散能力和压缩性。我们就利用超临界流体的这些特性，用于我们的化学生产。像这样的技术我们就把它称为超临界流体技术（SCF）。超临界流体技术一般是控制温度和压力的条件下，或者加入其他物资的情况下改变体系的传质系数、传热系数及化学反应特征的，这能更加高效清洁地进行化学生产，有的在超临界的状态下能节省能耗，所以超临界流体技术也被称为超级绿色化学技术。超临界液体技术（SCF）现在广泛应用到了材料制备中。早在上世纪九十年代该技术就已经开始应用，把二氧化碳制备成超临界的状态，以它为介质来制取特氟龙；还有聚丙烯工艺中也应用了SCF技术，利用丙烷的特点来做稀释剂，该技术也是做PE的升级版。当下，超临界流体技术则更多地应用在了高分子材料，复合材料，不易粉碎的无机物材料，以及提取不太容易溶解在单一超临界液体中的有机物。现在应用的超临界流体技术的方法主要有一下几种：1、快速膨胀法，该方法主要用于固体颗粒状的物质的制备；2、压缩抗溶剂发，主要用于制备微孔、微球类的物质，所以在药物分子及聚合物共沉上应用较多，也较成熟；3、抗溶剂法，通常该方法会应用在制备爆炸性物质和不溶于单一超临界流体的有机物上等。除了以上在制备材料方面的突出贡献，超临界流体技术还在分析化学中大展拳脚。它与色谱技术相结合，能在色谱研究中得到比气象色谱更高效，比液相色谱更精准的超临界流体色谱。更由于它的高效和低成本使得超临界流体技术在石油化工、环境保护还有医药化学等多个领域得到广泛使用。

2绿色化学反应技术的应用

绿色化学指用化学的技术和方法，再结合其他学科的知识来减少或者消除化学对于人类的危害、社会的危害以及环境的危害。从源头的原材料开始，到生产过程中的试剂和介质还有催化剂，到最后的产物及副产物都要求绿色、环保、无毒害，还有就是“原子经济性”的“零排放”。像在绿色无毒原料控制方面，石油化工原料就可以改变成生物原料的。制作尼龙可以不用含苯的石油化工原料，改成生物原料，生物原料的淀粉及纤维素等在酶催化反映下也能形成己二酸，这样一样可以制作尼龙，而且对人体和环境都危害极小。再比如在反应过程中对介质、溶剂等的控制，也要求无毒无害，在有机反应中水就是很好的溶剂，不仅对环境无害还能节省到有机反应中的官能团的保护还有去保护等环节，所以也省工艺省时间了。还有反应中用的绿色催化剂，绿色催化剂能更加正对性，更加高效地参与化学反应，并且得到的副产物少。在有机合成反应中，绿色催化剂的应用显得尤为重要。像不对称合成反应中，催化剂不仅为化学农药和精细化工提供反应需要的中间体，有的还能为反应提供绿色的合成技术。比如酶催化反应、氢酯化反应、还有不对称酮反应等。

3化学工程中的传热研究

化学反应中传热的研究是化学工程的重要内容，因为它严重影响着一个反应的能耗，反应的进程等。在微细尺度传热研究中，由于尺度微细，原有的传热假设及会发生变化，其流动还有传入的规律也会发生变化。目前在纳米、微米、集成电子设备还有微型热管领域中该传热研究交深入，取得了较不错的成果。而我们在改进传热工艺和设备上也做足了研究，为了提高传热效率，我们可以改进设备的性能，使其持续对外传热的能力提高，改变里面的传热材料和工艺的设计来实现传热的效率。然而我们现在投入很多精力的滴状冷凝技术的研究还没能取得很好的成果。由于我们不能在维持物质在滴状的时候冷凝，同时冷凝表面寿命延长,所以目前这个难题还很难突破。还有就是我们在计算沸腾时的传热存在很多弊端，复杂的沸腾状态不适用目前所有的传热计算方式，就研究沸腾传热的计算方法也是一大块难题的，所以就滴状传热技术的研究也将会是我们传热研究领域的一个重要课题，如果该研究获得进展必将改变现在很多的化学生产工艺形式，将会带领化学生产进入一个新的时代。

4结语

第15篇

关键词：数学模型管网地理信息系统人工神经网络建模

在工程实践中，由于我们对研究对象本身认识的局限性，使得我们通常使用的工程模型具有局限性，需要在实践中不断随应用的需要得到修正和更新。随着许多新的研究技术和工具的出现，许多新的技术被应用到工程实践中来，现在的研究热点：地理信息系统（GIS）和人工神经网络（ANN）技术也不例外。ANN可以实现对非结构化数据集进行非线性自适应处理，GIS提供了实现海量数据管理、工程模拟以及动态预测的功能。从工程实际出发，集成先进的GIS和ANN技术建立新的模型，为工程实际提供决策支持，这是建立工程计算数学模型的新尝试。

1探索新的建模思路的必要性

在工程实践中，为了能够数值求解和求解方便，那些经典的工程模型往往是忽略了一些次要的影响因素，并对客观环境条件作出诸多假设限制，计算结果只反映属性间的一定数量关系。随着各学科研究的深入，科学研究的手段也随着科技进步而不断更新，人们研究的问题明显复杂化，研究的问题也明显倾向于不确定性和模糊性，从而对模型的自学习、自组织和自适应能力提出了很高的要求。

另外，随着计算机技术的进步，带动了数学建模技术的飞速发展。但是目前这种应用还多是简单的停留在提高计算速度上，没能将计算机技术植根于研究的实际工程问题中，根据实际问题量身定制模型。出于实际工作的需要，用于科学研究的工程计算模型不断被改进，甚至某些领域放弃了原有模型，根据某些新的理念，实现了从更高的水平建立新的模型。

2一种新的建模思路

在对宜昌市葛洲坝地区的城区供水管网监控研究中，需要对供水管网系统中海量数据进行管理，并对系统工况进行精度较高的计算。鉴于地理信息系统对各种数据的强大管理能力，而且国内部分城市已经有了自来水管网地理信息系统的成功经验，所以数据管理的功能借助现成的GIS软件就能实现。但是，由于葛洲坝地区的实际情况的特殊，传统研究方法很难保证计算精度，工况计算是研究工作的瓶颈。

以往进行管道水力工况计算都是根据管道布置形式，采用水力损失进行计算。计算过程一般是通过测定管道首端水压力，根据测得的首端压力、管道布置形式、管径、流量、管道长度以及各种局部水头损失一步一步向某点推进，并最终求得该点理论上的压力值，然后与装在该点的压力表的实测值进行比较，从而判断管网的工作状况是否良好。基本的计算公式是：

h0+H0=hi+Hi+∑hs（1）

式中：h0为水厂进水口的自由水头(m)；H0为水厂进水口的高程(m)；hi为待检查节点处的工作水头(m)；Hi为待检查节点处的高程(m)；hs为包括从水厂进水口到待检点的沿程和局部水头损失(m).

在工程实践中，上述公式中的∑hs包含了一些目前尚不能解析的影响因数，所以通常的计算方法是采用经验公式，并参考以往的统计数据对管网参数进行选取，显而易见，在计算过程中加入了太多的人为因素。

在葛洲坝地区供水管网监控系统的研究工作中，需要建立管道堵塞和泄漏等异常状况的报警系统，实现对宜昌市葛洲坝地区供水管网的工作状况实现动态跟踪，并在此基础上实现供水区内的优化供水。

宜昌市葛洲坝地区是原葛洲坝工地演化而来，供水管网布局复杂，而且存在一些不明工况，因此管网系统，具有以下特殊性：⑴宜昌市葛洲坝地区是在原来的葛洲坝工区的基础上发展而来，现有的供水管网由施工时的临时管网扩建而成，加上前些年管网资料存档工作的疏忽，导致现有供水网络存在较多的不明管道；⑵原有管道系统随着用水区域扩大而逐步延展，但是扩建工程没有较好地统一规划，导致现在管网结构异常复杂，用传统方法很难进行管网结构解析；⑶由于当时施工影响，不少原有管段存在程度不同的堵塞和泄漏，但是没有具体勘明；⑷原有管网材质是基于临时使用选用的，不少的管道已经严重锈蚀；⑸还有一些当年的临时塑料管至今没有废除，加重了供水管网的复杂性。

由于以上原因，用传统的管道计算模型很难奏效。如果将其作为不确定性结构问题来处理，利用人工智能（AI）技术对事物和环境具有的自学习、自适应、自组织能力的特点，计算过程加入计算智能，不再探求作用要素和结果之间的显性函数关系，通过计算智能技术直接对自来水管网地理信息系统中众多的数据进行处理，求解决策支持信息。这就是集成GIS和ANN两大前沿技术构筑更加符合当前实际工况的计算模型。

利用地理信息系统软件管理海量信息数据，利用编程实现ANN分析决策，再用开发软件将两者集成为一体，形成一个具备地理信息管理和决策支持的模型。这种新的模型能够根据实际情况的变化实时更新，实现模型与现实的同步性，从而保障计算结果的有效性，为决策提供强有力的支撑。

整个系统利用流行的GIS软件MapInfo建立葛洲坝地区管网信息管理平台，管理管网信息数据，用Matlib和VisualC＋＋编程实现工况计算ANN模型，利用二次开发软件MapBasic将后者嵌入前者，整合成一个完整的系统，最终建立起一个功能齐备的宜昌市葛洲坝地区自来水管网地理信息管理系统，然后投入运行，利用系统具有的自学习、自适应和自组织特性，实现对管网系统的动态管理。

3两个模型

根据上述思路，对葛洲坝地区的管网管理系统实际提出了两种解决方案：一种是利用传统管网计算模型得出显性函数，再在函数表述中附加修正量（以人工神经网络实现），以实际采样数据作为神经网络的训练数据，最终得到跟管网实际接近的计算模型；

注：1、图中的T0为系统稳定运行周期，根据管网实际情况事先给定；

2、图中标注的模块需要从外部获取信息，需要人为干预。

图1基于ANN和GIS的计算模型(甲方案)

另一种是完全抛开原来的模型思想，直接通过采样数据训练神经网络，得到待预测节点的水力学参数与管网其他影响因素的数量关系，整个计算过程位于神经网络的“黑箱”中。下面分别用图示阐述两种方案的建模流程（以某一特定的待检节点为探讨对象）。

针对上述两种模型方案，进一步解释如下：甲方案中利用了原来的计算模型，是对管网水力学计算系统的升级，优点在于计算过程反映了各作用因素与待检节点水力参数之间的具体函数关系，然后再进行修正，符合人们一贯的计算思路，方案乙完全摒弃既有计算模型的影响，从最初的涉及因素分析开始，建立没有显性映射关系的计算智能系统，提高工作效率，并从真正意义上建立起了新的计算模型。上面两个方案都是根据宜昌市葛洲坝地区的供水管网提出并实施的，是真正意义上的“量体裁衣”，只适用于研究的具体问题，当研究对象变化时，计算模型也会不同，但是模型在本质上是一致的，这种在大型地理信息系统中内嵌计算智能计算模型的建模新思路具有广阔的应用前景。

4工程应用

葛洲坝地区管网存在较大的堵塞和泄漏隐患，并难以判定故障节点和及时排除故障，这不仅降低了城区供水的质量，并且大大减小了供水公司的经济效益。同时，现在的供水方案是根据以往经验得出的，成本较高，蓄水池没有得到充分有效的利用。

注：1、图中的To为系统稳定运行周期，根据管网实际情况事先给定；

2、图中标注的模块需要从外部获取信息，需要人为干预。

图2基于ANN和GIS的计算模型(乙方案)

利用管网地理信息系统和新建立的计算模型对管网日常运行水力数据（各预设节点的流量、压力等）进行处理，主要达到两个方面的目的：(1)建立管网故障（堵塞和泄漏）报警和定位机制，提供维修方案的智能决策支持；(2)优化城区供水调度方案，降低供水成本。

4.1管网动态管理，故障报警定位在故障报警，节点定位的处理时两个模型分别采用了两种不同的方法：

甲方案通过比较控制点群（布置在管网的末级）的水力学公式计算流量（Q0）与实测流量（Q测）的差异，考虑到系统误差的影响，当节点Q测小于Q0一定范围，认为系统出现故障，然后根据管网GIS拓扑结构逐级递推，逐级比较实测值与计算值差异，从而判断堵塞或泄漏故障，探求故障节点，将该故障处的实际管路的水力学和地理信息显示于人机交互界面，并进一步给出维修的实施方案（主要阀门关闭方案）建议。

乙方案利用人工神经网络解决非结构性问题的特点，通过对管网所有的各预设节点的水力学参数的实测值和前一正常运行状态下的实测值（该数据库在人为控制下实时更新）进行对比，当二者出现局部不协调并达到系统误差极限以上，认为该局部出现故障，然后利用ANN分析并定位故障节点，判断故障原因。系统自动根据故障判断结果分析维修方案并进行优化，然后将故障节点和故障原因分析结果显示于人机界面，同时建议维修方案。

4.2管网优化调度管网有8个蓄水池，为降低管网运行成本，我们利用最优化理论的方法，建立优化模型，利用低谷电和高峰电的价差，通过优化调度方案的实施，达到降低成本的目的。建立如下优化计算模型：

式中：Ti为第i时段电力单价(元/m3)；Qi为第i时段供水量(m3)；m，n为工业、生活用水单价(元/m3)；λ为工业用水所占比率；α为本用水时段内，本时段供水比率；β为本用水时段内，前一时段供水比率；Q0i为第i时段实际需水量(m3)；Vj为第j个蓄水池容量(m3).

由于需水量是季节和是否工作日（如图3所示）等因素的函数，模型将分别按季节并区分工作日、节假日进行供水方案的优化计算。建模过程中，用管网供水的水量代替城区蓄水量，按1h的时间间隔统计数据，然后利用人工神经网络对统计数据进行模拟，得出“时间～需水量”函数，然后得出该运行情况下的各时间段的需水量（Q0i，i表示时间段），构成优化模型中的约束。

图32001年暑期需水曲线（神经网络模拟结果）

经模型优化计算后得到各时间段蓄水池注水量的优化调度方案。考虑到现实生产生活的变化，“时间～蓄水量”函数需要在人为干预下不断更新，以与实际的蓄水情况相符合。

5应用前景

这种新的模型思路，使得很多通过先进的仪器设备获得的海量试验数据有了用武之地，也为人们利用模型计算现实中的模糊问题以及不确定问题提供了雏形。例如，在基础工程建设中，我们可以利用这种思路建立新的非线性应力计算模型，利用信息系统管理采集的原始数据，用计算智能计算模型计算应力，得到比现有模型更切合实际的计算结果，从而在大坝、隧道以及地下洞室的施工中更好地为决策服务。同时，由于上述模型思路能够适应模式识别、预测、决策、优化以及网络安全及管理等等现代研究课题的需要，所以能在自然学科、工业和经济学领域得到广泛应用。

参考文献：

[1]徐鼎甲，张玉山。混联水电站群实时联合优化调度[J]。水力发电学报，2001，（3）：68。[2]贺建勋，系统建模与数学模型[M]。福州：福建科学技术出版社，1995。

[3]王清印。预测与决策的不确定性数学模型[M]。北京：冶金工业出版社，2001。

[4]靳蕃。神经计算智能基础原理·方法[M]。成都：西南交通大学出版社，2000。