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关键词:贝克曼梁;FWD;自动弯沉车;检测;多元线性回归;对比试验
中图分类号:C33 文献标识码:A 文章编号:
引言
我国采用贝克曼梁(以下简称BB)检测方法比较普遍,用贝克曼梁测量其现有弯沉值,计算参数受主观因素影响和室内实验条件的限制比较大,因此,研究和开发新型道路自动化无损检测设备及相应的试验检测技术日益受到广泛的重视,以适应形势发展的需要,也是现阶段公路建设的客观要求。
1国内外研究状况
如国内有关这方面的对比试验,也做了一些工作,如各大省市的质监站,郑州工业大学、同济大学等,试验结论也都认为FWD与BB之间,BB与自动弯沉车相关性良好。但由于地区差异性的关系,国内并没有统一的换算标准,不同地区的还算公式并不能简单的套用。国外对FWD与BB之间的对比关系进行过很多研究,1976年荷兰在几种典型的柔性路面上进行了对比试验;1981年美国Hoffman等也进行过类似的试验研究。1982年丹麦、瑞典等进行了共同的对比测试,表明各类弯沉仪间均具有一定的线性关系。
2三种弯沉检测设备特点的对比
表(1)
FWD应用范围广,被认为是评价路面结构状况较为理想的弯沉检测设备,其优点是:1)可同时用于评价刚性路面和柔性路面;2)FWD从根本上改变了传统的静态弯沉测试系统的缺陷,反映了路面结构的“现场”的真实性,其应力、应变和弯沉与实际交通荷载下的结果十分吻合;3)可测出弯沉盆的形状并以FWD的弯沉盆作为指标,评价路面整体强度,为养护管理提供依据;4)可对路面各结构层进行分析;5)速度快,且无需交通封闭;6)整个过程均由电脑控制,无任何人为因素的影响。
BB法操作简单,但该方法存在着以下几点不足:1)不能用于评价新建刚性路面;2)BB测试的荷载作用时间要比正常行车荷载作用时间长,因而所测的弯沉和实际行车状况下的弯沉有差异;3)不能测出弯沉盆的形状;4)不能对路面各结构层进行分析;5)测试过程需要交通封闭或交通分流;6)整个过程基本上由人工操作,只能在广泛的经验修正的基础上用于路面承载能力的评定。
自动弯沉车由于自动弯沉车设备较为庞大且底盘较低,有些施工路段出入不方便,人员在经行标定,拉梁等操作时都必须在车子底或附近,这样安全性必须重视。自动弯沉车具有准确、高效、可靠的特点,它不但提高了检测精度,同时还大大降低了劳动强度,是用于工程质量控制和质量管理的较好设备,对确保工程质量将发挥更大的作用。
3对比试验
3.1试验数据的采集及数据的处理
为了探索研究FWD,贝克曼梁和自动弯沉车之间的相关关系,对广西省南友高速公路其中一段K146+004~K146+504,总长500m。去年8月对南友路进行了调查,用三种仪器对这段路进行弯沉的对比。数据如下:
3.2自动弯沉车与贝克曼梁数据对比分析:
输出数据结果为:
表(2)
表(3)
从表(2),(3)中“回归统计”可以看到相关系数R=0.972,测定系数R²=0.945,调整后的R²=0.943,标准误差为2.109。从“方差分析”可以看到残差的方差,平均残差的方差以及显著水平F=412.917。回归分析出的截距a=7.913,斜率B=1.932则回归方程为y=7.931+1.932x。
2.3落锤式弯沉仪(FWD)与贝克曼梁(BB)对比试验数据分析:
输出数据的结果为:
表(4)
表(5)
从表(4),(5)中“回归统计”可以看到相关系数R=0.979,测定系数R²=0.958,调整后的R²=0.956,标准误差为1.84。从“方差分析”可以看到残差的方差,平均残差的方差以及显著水平F=549.796。回归分析出的截距a=0.625,斜率B=0.271,则回归方程为y=0.625+0.271x。
2.4三者数据之间相关性的对比试验数据分析
从上面两个对比试验得出的数据,我们可以分析出,两两具有很好的线性相关性,然而如果对三组试验数据进行对比,他们三者之间的相关性又该如何呢?这里我要进行多元相关性的分析。在此建立二元回归模型为y=a+B1x1+B2x2。
输出数据结果为:
表(6)
表(7)
从表(6),(7)中“回归统计”可以看到相关系数R=0.986,测定系数R²=0.973,调整后的R²=0.971,标准误差为1.506。从“方差分析”可以看到残差的方差,平均残差的方差以及显著水平F=417.185。截距a=3.283,x1斜率B1=0.159,x2斜率B2=0.836. 得到三组数据的二元线性回归方程y=3.283+0.159x1+0.836x2,相关性数据来看三者建立起了相关性程度很高,但是此模型的有效性还得用统计学进行检验,1)设定显著水平x=0.05,b1的检验统计量t1=;b2的检验统计量t2=,查t表知t0.05/2(26-3)=2.0687.因为b1大于2.0687,b2也大于2.0687。因此拒绝H0:B1=0,B2=0的假设,认为在t检验中,这两个回归系数在统计上都是显著的。2)设定显著水平x=0.05查得F0.05(2,23)=3.42.F=417.185大于F0.05(2,23),说以拒绝原假设,表明样本是R²是显著的。由(1)(2)推论已建立的二元线性回归模型有效。
4结语
1.虽然国内外对三种弯沉检测设备两两做了大量的对比工作,但是三种再一起综合性做对比的工作还做的比较少,从数学的角度出发,A与B线性相关,B与C线性相关,则A,B,C一定线性相关这种说法是错误的,那么从三者的相关性性对比出发就越发有意义了。2.通过三种不同的弯沉检测仪器特点、原理、用途以及弯沉数据相关性的研究,无论是两者还是三者弯沉测定值之间都具备良好的相关关系,为FWD、自动弯沉车取代贝克曼梁对结构承载能力进行快速、准确的定量评价提供了依据。3.经过以上的初步分析可以认为,自动弯沉检测技术经过多年的发展和完善在检测操作和数据的科学性上是比较成熟的,此项技术在工作效率、工作成本及检测精度上较传统方法都有相当大的优势,且与标准方法具有较好的相关性,应用线性回归所得的经验公式可对本地区弯沉检测数据进行验证和校核。
参考文献:
[1]公路路基路面现场测试规程(JTJ059-95).
[2]盛文连.路基路面检测技术.
[3]曾凡奇,等.FWD和贝克曼梁在路面检测中的相关关系分析[J].公路,2001(9).
[41唐伯明,等.路面弯沉量测装置[J1.中国市政工程,1995(3).
关键词:初中物理;教学效果;类比法
类比法是根据某种事物独特的属性和性质来推断其他相似事物本质属性的一种思维方法,通过采用类比法可以找出事物之间的异同点,帮助人们更好地把握事物内在本质。将类比法引入到初中物理教学当中,能够利用学生已掌握的物理知识来推断新知识和物理现象,通过对比得出新模型、定律和经验等。学生采用类比法能够准确地把握物理现象内在本质和规律,通过新旧知识对比分析发现新问题、新情况,得出新的物理结论。
一、初中物理教学过程中类比方法的使用
1.解释类比
通常而言,初中物理教学活动中,由于受到学校教学条件限制,教师无法向学生提供一些实物模型、图像展示。为了解决这个问题,教师可以从学生比较熟悉的事物着手,将新事物与学生了解的事物建立某种联系,将学生对后者的经验认知迁移到新事物上面来,以在缺乏教学辅助工具的情况下,帮助学生更好地掌握新知识,从而有效提高教学效果。
2.因果类比
在初中物理教学过程中,我们经常会遇到一些需要具有因果联系、共同产生的影响以及相似的物理现象进行类比,这样能够加深学生对新知识的认识和理解,帮助他们建立新旧知识的本质联系,提高学习效果。例如,在上静电场课程时,可以利用学生已经掌握重力场因果关系的特点来进行类比,帮助他们掌握静电场所具备的一些本质属性,也就是与重力做功没有本质联系的,但是在重力场中可以延伸到重力势能方面的知识,因此,通过采用因果类比方法,我们可以将原本没有关系的静电场力做功与电势能建立类比关系,帮助学生更好地理解新知识。
二、类比法在初中物理教学中的实际应用
1.类比物理解题,拓宽答题思路
解题是指利用物理知识解决实际物理问题的过程,是学生利用所学物理知识联系实践的过程,也是学生学以致用的一个重要锻炼环节,是初中物理教学的重要内容之一。它主要根据学生已掌握的物理知识的特征,教师在课堂上分析问题主要本质规律,将其与旧知识原型建立类比关系,找到解题思路和方法。以下图1和图2为例,甲、乙物质的m-V图像与A,B导体的U-I图像有很多相似之处。通过分析图1中甲、乙两种物质的关系图像,我们可以很清晰地对比甲、乙物质的密度关系;通过类比分析我们可以将两段导体A,B两端电压与电流关系图绘制出来,学生也就更容易理解。
针对上述题型,例如比较经典的路程与时间关系图,液体压强与深度关系图等,都可采用类比方法来帮助学生加深物理坐标图的认识。也可以帮助学生更好地理解事物之间的本质联系,增强他们对课本知识学以致用的能力。
2.类比法构建物理模型
为了高效、快捷地解决各种物理问题,通常我们都会将复杂问题层层分解成若干个简单的物理问题和现象,帮助学生掌握其内部规律和特点,这就是物理模型建模。比如,在讲解电流知识点时,可以用水流来进行类比:教师可以引导学生将电流理解成水流的形成,用水泵将水位提高形成水压,水压在迫使水沿着一定的方向运动,这就产生了水流;相同的,电压在电源的作用下迫使自由电荷朝着某一个方向运动便产生了电流。因此,学生可以得出电压是形成电流的结论。
总之,类比法在教学过程中具有事半功倍的教学效果。教师在使用类比方法过程中,要准确区分不同事物之间的本质属性。在讲解新概念、新知识时,首先要帮助学生掌握其基本规律和内在联系。唯有如此,才能够引导学生进行科学思维,才能够不断提高教学效果。另外,类比法并非是万能适用的,它也有其局限性和不足之处。尽管如此,在初中物理教学过程中,我们还是能够找到许多应用类比法的机会,帮助教师提高教学效果。因此,初中物理教师在课堂上要善于引导学生利用类比推理方法,增强他们解决实际问题的能力,最大限度地消除他们在思维方面的“包袱”,不断提高对新知识的认识和理解能力。
【关键词】法医病理学 制片技术 实验教学
法医病理学是研究与法律有关的伤、残、病、死及死后变化发生发展规律的一门学科。是法医学专业学生的主干课程之一,其目的是为暴力性案件的侦查或审判提供医学依据,运用相关的医学专业知识解决有关暴力性和非暴力性死亡的死亡征象、死亡原因、死亡方式、死亡时间、死亡地点、个人识别,以及致伤物的推断和确定的一门学科。法医病理学主要采用病理学的基本知识、基础理论和基本技术,但在研究的内容和任务上有别于病理学。因此,法医学专业学生应该掌握基本病理技术和病理基本知识,为以后的工作奠定基础。
由于法医学专业学生毕业后,除考研外绝大多数在基层公安局担任法医工作,不可避免的要用到常规病理组织制片技术,虽然在病理学的学习过程中初步学习了常规病理技术,但是通过问卷调查我们发现法医专业学生对病理技术各项步骤的知晓率仅为5%左右,因此,加强法医专业学生病理技术学习是法医病理教学面临的重要任务。
一、加强专业知识学习
法医病理学主要采用病理学的基本知识、基础理论和基本技术,因此,除了要求法医专业的学生加强专业知识学习外,还要求他们复习并巩固病理学以及人体解剖学的基本知识。我们首先以调查问卷的形式了解专业学生常规病理技术各项步骤的知晓率,然后通过对常规病理技术相关理论知识的进行详细的讲解,并以动画形式将常规病理技术各项步骤进行播放后,要求同学们查阅文献建立实验动物(家兔)模型,将实验动物行系统尸体解剖,结合所做动物实验的理论知识,在老师的指导下提取各组织器官,以2人为一组进行取材、固定、脱水等处理,并包埋成石蜡块,切片后行HE染色制成组织切片,并在显微镜下观察并描述病变的特点。这样,不但培养了学生的基本科研方法和创新能力,还通过学生自己动手完成各项步骤培养了学生的实验操作技能,为将来的工作和在进入研究生阶段的课题的设计、后续研究奠定坚实的基础。
二、注重实践操作能力的培养
法医病理学是一门实践性很强的学科,不但要求专业学生系统的掌握尸体解剖检查的程序、方法,而且一个完整系统的尸体解剖除了肉眼检查外,组织病理学检查也是其中一个重要的组成部分,而常规病理技术组织病理学检查的基础,在各个关键步骤,由指导教师示范并精心指导,使学生亲自感受各步骤的操作及注意事项;通过反复的实践来提高技术水平,使学生们掌握常规病理技术的各个步骤及注意事项,并能较熟练的操作。因此我们以2人为一组进行组织取材、固定、脱水、透明、浸蜡、包埋和切片漂片、烤片、脱蜡、染色等操作。在取材过程中是两组取同样的组织器官,运用对比的方法将固定组织好的组织和未及时固定好的同一组织、厚薄不同的同一组织,放入自动脱水机当夜随机脱水、透明、浸蜡,第二天早上包埋;包埋好蜡块后,每组有固定好和未及时固定好的同一组织以及厚薄不同的同一组织两个,由学生自己切片来感受,在切片过程中由指导教师解释取材、固定过程中应注意的事项,使学生在操作中明白组织取材、固定、脱水、透明、浸蜡、包埋流程的每一步骤出现问题都会影响组织切片的制作和结果的判断。同样运用对比方法切取5um、7um 、8um、10um厚的组织块进行漂片、烤片、脱蜡、HE染色等,由学生自己观察不同厚度的切片的镜下特点,同时和指导教师进行讨论分析不同厚度切片的形态特点,结合所做切片总结在漂片、烤片、脱蜡、HE染色过程中的事项。
三、注重理论和实践相结合
由于我们所获的标本是由学生通过各种途径、查阅相关资料、结合专业知识,自行设计。建立动物模型(乐果中毒,分别经口、灌胃、腹腔、静脉注射、肌肉注射四种方式致毒, 分4组),经过充分讨论后立题和实施实验。指导教师根据实验进度、 实验室开放时间,审阅学生的实验设计, 并给予宏观的启发式指导和鼓励, 结合法医系教师的课题,通过多媒体课件教学启发、培养学生科研思维方法。
将所建立动物模型分别记录三种不同方式致家兔死亡的乐果致死量, 期间观察其瞳孔、心率、呼吸等状况。接着进行系统解剖后,观察各脏器颜色并取心、肺、肝、肾、注射部位肌肉等组织块,自己动手并制作组织切片,结合查阅的资料和法医毒理学以及病理学知识,观察病变,进行详细的描述并记录下来,然后由指导老师进行复核、批阅, 指出不足或者错误。
四、培养独立思考和创新能力
在整个实验教学过程中,我们只讲解常规病理技术相关理论知识,对于如何建立动物模型,如何设立对照观察病变,则由学生自己独立思考、设计完成后,进行引导和讨论,最后由指导教师进行总结,对提出的正确想法给予肯定,在传授知识过程中实现能力培养和创新精神。同时鼓励学生提出问题,引导学生独立思考,让学生带着问题,积极主动参与进来并获取知识,以更好地发挥分析问题及解决问题的能力,这有利于提高他们的科研素质和创新能力,从而构建本科到研究生过渡的桥梁。
五、提高指导教师素质
实验是培养学生实践能力和创新能力的重要组成部分,作为指导教师,不但要搞好教学和教学研究,还要了解相关学科和前沿学科的技术和方法进展,以便搞好科学研究。通过自身在知识上的不断更新和创新,才有可能培养学生走上创新之路。同时,指导教师还必须有无私奉献的精神,组织病理技术是一个周期比较长的实验操作,要顺利完成并掌握该项目,需经过长时间的培养,因此,指导教师还应具备较强的责任意识和服务意识。指导老师还应该让学生明白科研是一项长期的、复杂的、细致的工作,不能有半点的虚假,要树立严谨求实的科学态度。
总之,为了不断提高法医专业学生培养质量,为他们将来的工作和科研奠定一个夯实的基础,我们应注重在常规的病理技术学习过程中注入基本科研思维方法,使学生在掌握组织病理技术的过程中,将镜下观察形态和理论知识相结合, 不但能巩固理论知识, 还能进一步掌握一些组织切片的基本诊断方法;初步了解并体验科学研究的实验设计和实验观察的重要性,进一步增强了分析判断和解决问题的能力。
【参考文献】
[1]赵子琴. 法医病理学[M]. 北京:人民卫生出版社.,2009.
关键词:产业集群;信息服务平台;信息资源;AHP方法
引言
1990年美国著名教授迈克尔·波特提出:“产业集群是一组在地理上靠近的相互联系的公司和关联的机构。”产业集群内部成员企业及其支持性机构因在地理上靠近而集结成群,并且同处或相关于一个特定的产业领域,由于具有共性和互补性而联系在一起,通过联系和合作来获得企业竞争优势。产业集群内部成员企业不同于大企业的部门,它们均为独立的个体,独立面对市场经济的考验、自负盈亏,因此抗风险能力较强。产业集群内部成员企业也不同于分散的中小企业,地理上的接近和密切的相互关联使产业集群内部信息传递更为顺畅,各成员企业均能专注于核心业务而将不善长的业务交给集群内部其他企业,以提高劳动效率。上世纪90年代以来以广东和浙江地区为代表的产业集群为我国经济的发展做出了巨大的贡献,但同时暴露出我国产业集群存在以下问题:集群的层次不高,以劳动密集性为主;产品档次低,技术创新动力不足,模仿现象严重,缺乏深加工产业;集群内部以横向分工为主,生产同类产品的企业较多,容易形成恶性竞争;没有建立起上下游的产业链关系,很多企业独立完成产品生产的整个过程,企业没有享受到规模经济的好处;集群内部信息交流比较肤浅,集中于口头交流和现场参观,缺乏深层次的合作研发;与周边高校的产学研合作不充分等。因此构建产业集群信息服务平台,加强产业集群的信息服务和交流,提升产业集群的创新能力,促进我国产业集群优化升级显得日益迫切,
一.我国产业集群信息管理存在的问题
顺畅的信息交流是产业集群的一个重要优势,集群内的企业能够利用地理位置接近的便利条件相互学习交流、现场参观,因此知识、信息传递比较容易,往往一项技术集群内一个企业掌握了,其他企业来参观学习后也能很快掌握。但是随着知识、信息复杂性的增强,产业集群内部信息交流的方式和获取知识的方式在不断变化,当网络逐渐成为人们获取知识和信息的主要途径时,我国产业集群需要构建产业集群信息服务平台以加强信息服务与交流。但是目前我国产业集群信息管理存在一些问题。
(一)集群内部成员企业信息化水平差异较大
我国企业信息化正处于基础应用和关键应用向扩展整合和优化升级过度的阶段。近年来随着我国会计电算化的迅速普及、企业管理软件的普遍应用,我国企业均具有了不同程度的信息化基础。财务信息是企业信息的重要组成部分,企业信息中80%以上是财务信息。我国产业集群中绝大多数成员企业引入了会计电算化软件作为会计核算和企业管理的工具,其中有很大一部分企业引入了带有ERP性质的企业信息管理系统,有的成员企业还建立了门户网站,专业为企业内部人员、供应链伙伴提供信息查询和交流的平台。但是集群内成员企业之间信息化水平差异较大。大企业在信息化方面投入较多,信息管理做得较好,但集群内部中小企业信息化投入不足,信息管理水平还有待进一步的提高,许多中小企业仅在财务部门配备了用于简单会计核算的财务软件。
(二)形成了分布的异构系统
目前虽然我国产业集群成员企业均具有一定的信息化基础,但大多数成员企业的信息化系统是企业处于不同发展阶段根据当时的实际需要自行购买或开发的,因为数据标准、数据结构、编程技术、基础系统、开发平台等方面存在着差异,集群内部成员企业的信息化系统存在异构现象。我国产业集群内部成员企业的信息资源多存放在企业的本地数据库中,数据存在分布现象。分布的异构系统使我国产业集群内部成员企业之间形成一个个的“信息孤岛”,数据整合难度较大。
(三)集群成员企业承担产业集群信息数据整合难度较大
目前我国产业集群成员企业自身信息化水平不足以自行构建信息服务平台,而且产业集群成员企业也不适合承担集群信息服务平台的构建。首先,构建产业集群信息服务平台需要具有专业的计算机及信息管理方面的知识,内部成员企业的业务水平不足;其次,构建产业集群信息服务平台需要对数据进行整合,而集群内部企业之间的信息并不能完全开放,因此通过专业的第三方进行产业集群信息服务平台的构建比较合适。
(四)信息开放程度不够且安全认识不足
产业集群内部虽然在信息沟通上比较顺畅,集群内部成员企业能够利用地理位置接近的便利条件相互学习交流、现场参观,但是随着知识、信息越来越复杂,产业集群对信息要求也越来越高,需要成员企业之间信息更加开放,以及时准确地获得所需的信息。但是开放是相对的,我国产业集群对信息的安全性认识不足,密码设置过于简单,权限管理方面有待进一步的加强。
二.目前三种构建产业集群信息服务系统的方案
为了构建产业集群信息服务平台,达到产业集群内部信息安全且充分共享,根据目前我国产业集群成员企业信息化的现状,笔者认为产业集群信息服务平台的构建方案有三种。
方案1:保留集群内部成员企业的信息系统并进行自行整合数据
产业集群成员企业均建有一定程度的信息系统,因此将各企业的信息系统进行整合以构建产业集群信息服务平台。这种做法的优点在于保护了原有的信息化投资,而且自行整合信息有利于数据的安全保密。缺点是整合现存的异构系统工作量较大、数据一致性不强,虽然自行整合数据有利于数据的安全保密,但这对企业自身的计算机及信息管理素质要求较高。
方案2:重构新的信息服务平台
重构新的信息平台的成功案例是同济大学CIMS中心的国家863/CIMS主题资助项目研究了如何借鉴面向服务的架构、业务流程管理和语义WEB服务等相关的标准和技术,建立基于面向服务架构的企业间业务协同服务平台。它的优点在于:采用标准的技术来实现产业集群信息服务平台,对企业自身的计算机及信息管理水平要求不高,而且统一的管理使新的产业集群信息服务平台具有一致性。缺点在于:集群成员企业原有的信息化投资都浪费了,而且成员企业自身的业务流程也面临改变。
方案3:建立公共平台,由第三方整合现有的信息平台
由第三方建立公共平台,对现有的企业内部的信息资源进行整合,由第三方解决数据的异构性等问题。它的优点在于既保留了原有的信息化投资又解决了产业集群成员企业计算机和信息管理知识相对缺乏的问题,而且企业自身数据维护的工作量较小。缺点在于:整合异构数据成本较高,数据的一致性比方案1强,但比方案2弱。而且产业集群成员企业的信息对第三方完全开放会有安全隐患。
三.运用层次分析法分析备选方案
层次分析法 ( Analytia1 Hierarchy Process,简称AHP) 是美国匹兹堡大学教授A.L. Saaty于20世纪70年代提出的。该方法能够综合分析复杂的因素,因此在经济管理类研究中有着广泛的运用。本文运用层次分析法分析三个备选方案,从中选择最适合我国产业集群的方案。
根据三个备选方案的优缺点,笔者选出了六个评价备选方案的中间层要素分别为:B1保护原有投资、B2数据安全性、B3降低企业工作量、B4企业信息化要求低、B5数据一致性强、B6第三方工作量小,并构建了层次结构模型,层次结构模型图见图1所示。
选定专家组成专家系统,运用德尔菲法对六个中间层要素的重要性进行比较,使用九级指标法将中间层要素两两比较后进行打分,得出决策目标层A对中间层要素B的判断对比矩阵表1。
根据三个备选方案的优缺点构建B-C的判断对比矩阵,并进行一致性检验(详细过程略)最后得出各对比矩阵一致性检验表如表2所示。
计算层次总排序,进行一致性检验得出CR=0.0606
四.我国产业集群信息平台的结构框架
由层次分析法计算得出重构新的信息服务平台(备选方案C2)是最优方案说明该方案最适合我国产业集群信息化发展的实际。构建我国产业集群信息平台必须要注重商务和政务相结合,科研和实务相结合,充分利用集群内部各项信息资源为产业集群的发展服务。笔者提出了我国产业集群信息平台的结构框架,指出该结构框架由五大模块构成:培训数据库、政府资源数据库、企业管理数据库、行业科研数据库、相关网站链接(如图2)。
培训数据库模块为产业集群内部成员企业提供培训服务,该模块包括两个子模块:行业基础知识培训子模块和行业高级知识培训子模块。行业基础知识培训子模块为集群内部成员企业提供一般的知识培训,即提供该行业必备的相关知识的培训,为初入该行业的职员提供服务;行业高级知识培训为集群内部提供比较前沿的知识培训,为提高整个行业的核心竞争力服务;政府资源数据库模块包括两个子模块:纳税信息链接和相关政策法规,为产业集群内部成员企业获取相关政策信息、解读相关政策及纳税申报提供便利;企业管理数据库模块为集群内部成员企业提供企业信息管理服务,成员企业可以按照各自的权限登陆进行财务处理、企业信息管理等操作;行业科研数据库模块可以向其他模块吸收数据,将可以公开的数据进行汇总,以方便相关科研人员进行研究及科研交流;相关网站链接模块将产业集群相关的网站列出来,以方便集群内部成员企业进行访问。
参考文献:
[1]余以胜,周朴雄.面向产业集群创新系统的信息资源组织研究[J].情报资料工作.2009(5)
[2]刘敏,严隽薇.基于面向服务架构的企业间业务协同服务平台及技术研究[J].计算机集成制造系统.2008(2)
Abstract: Longjiang bridge stretches across the Longchuan River, and Longjiang bank slope is the main slope of the bridge. The YCW and EMU program are used for stability calculation combined with the engineering geological analogy method and CSRM discriminant method. Through comprehensive evaluation, it is concluded that: the slope is steady below the moderate weathered rock; in extreme cases like earthquake and storm rainfall, the slope eluvium and full~strongly weathered layer is easy to produce medium and thick layer landslide.
关键词: 稳定性;地质灾害;节理;滑坡
Key words: stability;geological hazard;joint;landslide
中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)07-0126-05
0 引言
龙江特大桥,为云南保山至缅甸密支那公路跨越龙川江设计,地理坐标:东经98°40′20″、北纬 24°50′21″。大桥径逾千米,边坡高达280m,边坡的稳定性对大桥建设至关重要。大桥处于高黎贡山西侧,芒棒盆地南部,为一山间盆地地貌。大桥地处高黎贡山陆内造山带和新生代火山活动区,经历过多期构造运动,地质条件复杂、地质灾害发育。边坡稳定性对大桥建设至关重要。因此,对龙江特大桥岩质桥基边坡进行稳定性研究,详细认识其工程区地质特征、岩体质量及稳定性特征,对工程的设计及施工建设具有重要的指导意义和参考价值,对提高和发展西南大开发公路工程建设水平及科研水平都具有重要的经济意义和社会意义。
1 工程地质条件
根据地层岩石组合、岩土体结构特征及其力学强度等,将研究区岩土体类型划可分为7类,详见表1[1][3]。
2 工程地质分析
龙江特大桥为单跨钢桁悬索桥,两岸桥墩及锚墩位于龙江 Ⅲ 级阶地之上,跨越地域较宽,龙江岸坡为大桥的主边坡,主要包括:腾冲岸龙江边坡(Ⅰ)、保山岸龙江边坡(Ⅱ)。
2.1 Ⅰ号边坡
Ⅰ号边坡,坡向与桥轴线基本同向,为127°。坡高300m,总体坡度30°,属岩质高边坡。边坡上地层属新生代地层区,又是火山岩与沉积岩交替的相变复杂区,硬质火山岩中软弱夹层多,岩体破碎,岩体质量差。同时玄武岩属抗风化能力弱的岩类,加之气候、岩体结构等因素对岩石风化作用有利,桥位区岩体全~强风化层巨厚,风化层顺坡形成软弱易滑岩层。弱风化岩整体为碎裂结构,边坡岩体中、下部存在缓倾软岩夹层,垂直或斜坡向方向存在横切斜坡的纵深结构面,边坡弱风化层深部内存在变形破坏必须具备软弱结构面。但Ⅰ号边坡边坡夹持于两滑坡(H1、H2)、沟谷之间,地形上为一孤立山脊,坡面地形陡,排水条件好,水文地质条件对边坡稳定有利。
2.2 Ⅱ号边坡
Ⅱ号边坡,坡向与桥轴线基本同向,为307°。坡高285m,总体坡度31°,属岩质高边坡。边坡岩体破碎,岩体质量差,桥位区岩体全~强风化层巨厚。桥位区全~强风化层结构类型属散体结构,弱风化层整体属碎裂结构。边坡岩体中、下部存在缓倾软岩夹层,垂直或斜坡向方向存在横切斜坡的纵深结构面,边坡弱风化层深部内存在变形破坏必须具备软弱结构面。Ⅱ号边坡边坡夹持于两沟谷之间,地形上为一孤立山脊,坡面地形陡,排水条件好。边坡上局部存在土体浅层滑坡,稳定性较差。
3 边坡稳定性分析
Ⅰ号边坡和Ⅱ号边坡,岩体内都客观上存在沿结构面形成折线型或于水平碎裂、散体(指全~强风化层)岩体形成孤形滑裂面的条件,岩体内的砂砾岩、凝灰岩软弱夹层在上部岩体强大的竖向重荷作用下可能产生塑变(或流变)而导致边坡破坏。因此我们需要利用:根据节理裂隙统计结果,利用YCW程序分析,再利用EMU计算程序(陈祖煜等编)进行稳定性计算[2];并与工程地质类比法、CSRM判别法等定性分析方法结合,进行综合评价。
3.1 Ⅰ号边坡稳定性分析
3.1.1 YCW和EMU计算程序分析法(见表2、图1)
3.1.2 工程地质类比法
工程地质类比法采用周边工程地质条件与边坡的既有滑坡进行对比定性分析Ⅰ号边坡的稳定性,类比分析因子重点选取对滑坡形成起控制决定作用的地形特征、岩土层结构、结构面发育情况、边界条件、水文地质条件等,野外调查期间进行了详细调查的滑坡与Ⅰ号边坡进行对比。对比结果详见表3。
表3所列对比条件中,滑坡产生的3个必要条件如下:
①后部存在独立汇水区,地表水向坡内汇集并通过岩体裂隙长期渗入坡本内,除增加坡体内水压力外,尚造成岩体、结构面强度降低。
②滑坡产生前,前缘为凹岸,受河水侧蚀作用形成了高陡临空面。
③为结构面条件,H6号滑坡直接由近南北向和近东西两组大型节理控制,产生楔形滑动破坏。H1滑坡后壁节理统计分析显示,近南北向和近东西向结构面主要形成后部和两侧切割边界。除此外岩体内存在一组倾向、倾角与滑坡滑相同的优势节理面,是结构面决定了H1滑坡滑动面形成还是滑坡牵引拉张于后壁上形成该组优势结构面,因无岩体结构面统计资料,无法对比分析,但可以肯定滑坡滑动前滑动面已沿此组节理面贯通。
此三个必要条件,在Ⅰ号边坡内均不存在,因此判断,Ⅰ号边坡不存在产生弱风化层以下岩体滑动的条件,弱风化以下岩体基本稳定。
3.1.3 CSMR评价
3.2 Ⅱ号边坡稳定性分析
3.2.1 YCW和EMU计算程序分析法(见表8、图2)
3.2.2 工程地质类比法
类比方法和对比对象与Ⅰ号边坡相同。对比结果详见表9,所列对比条件中,H1、H6滑坡产生的3个必要条件:①后部存在独立汇水区,地表水向坡内汇集并通过岩体裂隙长期渗入坡本内;②滑坡受河水侧蚀作用形成了高陡临空面;③贯通的坡顶至坡脚的滑动面或节理面。
此三个必要条件,在Ⅱ号边坡内均不存在,因此判断,Ⅱ号边坡不存在产生弱风化层以下岩体滑动的条件,弱风化以下岩体基本稳定。
3.2.3 CSMR评价
评价方法见“3.1.3”的介绍,评价结果见表10。
4 结论
①龙江特大桥位于新构造运动活跃区,周边坡活动断裂众多,强降雨、地震频繁。桥位区地形陡,地表水侵蚀强烈,岩体质量差,地质灾害易发。但通过对大桥主边坡―龙江岸坡,采用YCW结合EMU程序分析、工程地质类比法、CSRM判别法的综合研究,得出:腾冲岸龙江边坡(Ⅰ)和保山岸龙江边坡(Ⅱ),在弱风化以下岩层稳定,浅部残积层和全~强风化层天然状下都基本稳定,在“坡体饱水+地震”工况下安全储不够,在遇强地震或强降雨+地震等极端条件下,边坡残积层和全~强风化层都易产生中、厚层滑坡。
②根据滑坡现象特征,经各种方案比选,本次勘察及防治工程可研推荐方案为:在两侧布置一排抗滑桩,桩间设置钢筋砼挡墙封闭;在坡面整坡清方后,采用锚杆框架梁进行护坡;采用菱形护坡,结合排水、绿化工程进行综合治理。
③建议为减小滑坡产生危害,在滑坡治理前应对滑坡进行长期观测,以保证施工安全以及治理后的效果分析。若发现问题,必须采取应急措施,减少灾害损失。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准.工程岩体分级标准.1993.
[2]陈祖煜,等.岩质边坡稳定分析 原理・方法・程序.[M]5-37.
【关键词】规范;科技查新;提高;效率
【中图分类号】G226 【文献标识码】A 【文章编号】1672―5158(2013)04―0072-01
科技查新工作是在我国科技体制改革进程中萌生、发展起来的,在不同历史时期,人们从不同角度和基于不同的认识,给予了查新不同的定义。国家科技部于2000年12月的《科技查新规范》中对查新作出了规范的定义:“查新是科技查新的简称,是指查新机构根据查新委托人提供的需要查证其新颖性的科学技术内容,按照本规范操作并做出结论。”它是以科研文献为基础,以文献检索为手段,以检索出的文献结果为依据,运用综合分析和对比方法,写出科技查新报告,为科研立项、科研成果的新颖性和先进性提供客观事实依据。实践证明,规范化、高质量的查新工作,一方面可以避免许多低水平重复研究,另一方面,鉴于查新工作的重要作用,可为科研人员、科研管理部门进行决策提供客观依据,保障科研管理部门对科研成果做出科学客观的判断。下面以个人的工作实践为基础,借鉴了众多查新人员的工作经验,就规范查新程序,提高查新效率这一问题进行了探讨。
一、职责分工要明确
查新程序流程:委托人提出查新委托、查新受理、检索准备、确定检索方法和途径进行检索、草拟查新报告、审查查新报告、开成正式查新报告后提交给委托人。
从查新受理到将查新报告提交给委托用户,中间经过多道程序,如果查新员既要负责接待委托用户,还要回答用户查新咨询,指导用户准备材料、填写查新报告,有时候还要开发票收款,只有剩下来的时间才能用于检索课题,查新时间保证不了,查新效率肯定不会高,因此每个查新员的分工要明确,负责接待、回答咨询、收款、领取查新报告和负责查新一定要分开,混为一体只会降低查新效率。
二、严格审查委托人提交的查新材料,认真、细致地指导委托用户填写《科技查新报告》,对材料提供不充分或内容填写不符合查新要求的课题,应待材料准备充分之后,再予以受理。
我们在受理课题时,经常会出现委托用户提交的查新材料不全,要求填写的《科技查新报告》不符合要求,用户对查新工作不够重视,主要的研究人员不来查新,而是由行政人员或对课题不甚了解的工作人员拿些简单的材料或几个【关键词】来查新等情况,检索材料未准备充分,会给查新员带来诸多不便,直接影响了查新工作效率,因此委托用户来查新时,应认真、细致地引导委托用户填写《科技查新报告》,尤其要注重查新课题的技术要点和创新点的填写,要求委托人提交查新课题的背景材料、工作报告、科学技术资料、技术性能指标数据,并与委托人就查新课题进行沟通,充分了解课题的内容、技术要点、新颖性,如出现材料提供不充分、材料填写不符合要求等情况时,首先应向委托用户说明要求提交的材料对于进行查新工作的重要性,会影响查新效率和质量,然后指导委托人进行材料的补充和完善,待材料符合要求后再给予受理。实践证明,查新人员和委托用户之间的充分合作、有效沟通有利于更准确的选择【关键词】,避免走弯路,保证了查新工作质量,有效地提高了查新工作效率。
三、检索前要做好准备工作
首先应细致地阅读课题的全部材料,标记出课题的重要内容、技术要点、创新点、检索词等,在脑子里对课题的主要内容、创新点要有清晰认识,列出检索词。
然后根据每个课题的类别选取适合的文献数据库进行检索。由于数据库资源异常丰富,如果将它们尽数应用到每个课题中,浏览所有检出的文献,要花费很多时间,降低了查新效率,因此只选择适合本课题的文献数据库来检索,可以提高查新效率。课题一般可以根据农业、工业、医学等进行简单分类,有些课题还可以继续细分。
最后根据需要决定是否使用预检索。由于查新人员自身知识量的限制,可能对某些课题的了解不够充分和准确,为了确保查新方向及重点不出现偏差,要先进行预检索,预检索的方法一般从科技信息网的文献数据库或百度、google等中检出一些相关文献来浏览,从侧面对课题的内容进行深入了解。
四、检索时充分利用网络中免费的数据库资源;专业、准确地选用检索词,合理制定检索策略;适时选用补检。
1、充分利用网络中免费的权威性的数据库资源如中国专利数据库等可以弥补科技信息网中数据库的不充分,同时适当地使用百度、google等搜索引擎进行辅助搜索,有利于保证查新质量,提高查新效率。
2、检索词的选择、检索策略的制定直接对文献的查全率和查准率起决定性作用,它是确保查新质量的十分重要的环节,也是最能体现查新人员水平的工作。同一课题,不同的查新人员会有不同的检索策略,不同的检索策略在查新过程中所查文献数目差异很大,从而影响了对课题的最终评价。因此,在制定策略时应处理好以下几点问题。
(1)处理好查全率和查准率的关系。若只顾及查全率,扩大检索范围,会降低查新效率,只顾及查准率,有时会检不到文献或检到的文献很少,又保证不了查新质量,因此只有妥善处理好二者的关系,才能保证查新质量,提高查新效率。
(2)复合大块型和单纯小块型课题分别采用不同分析和检索策略。对复合大块型查新要点既有独立性,又有其内存联系,我们可以把复杂的课题分解成较为单纯的若干部分,将各部分检索分别准确查出,从各部分人手去检索相关文献。
(3)处理好检索策略重叠的问题。如果检索策略出现重叠了,会检出相同的文献,浏览过的文献可能会出现重复浏览的情况,降低了查新效率,因此检索后不应立即预览每个数据库中检到的文献,而是在同一数据库中使用组配式取文献的并集去除掉同一数据库中重复的文献后再做预览,可以提高查新效率。
3、补检可以保证文献检索的全面性,补检的主要手段为手检或咨询,查新人员根据对已有信息的积累和学科进展的判断,决定需要补检的内容及具体补检途径,国内文献由于数据库较少又分期,要尤为重视补检。
五、检索完成后首先要进行查新文献的筛选及相关性分析。
使用检索策略检出的文献数量一般较多,如果逐一浏览再做选取,工作量庞大,因此要根据查新点进行分类选取,每个查新点选取几篇最相近、最合适的文献,同时根据需要下载原文。
文献检索过后,应先对选出的文献做相关l生分析,判断哪些是密切相关文献,哪些是一般相关文献。密切相关文献是查新分析对比的主要依据,应求获得原文并认真阅读比较,不能只满足于题目及文摘。由于在研究深度、广度、技术路线、方法、手段、研究结果、对结果的认识上等等的区别,常常题目相同的并不表示重复课题,只有在阅读原文后才能明白,切切不可犯“望题知意”的错误。同样,可能其关键技术、创新点或实质内容已有相关报道,只是题目不同,这也不等于有新颖性。相关文献的制定往往受到人的知识、心理、经验和专业能力的影响。无论是用户还是查新员,最后必须在客观、公正、科学、系统的原则下,从文献相关性分析中得出最适合课题本意的事实及数据要点,作为出具查新报告的基本依据。
六、查新报告应用描述法撰写,如实反应查新结果,确保其公正性。
关键词:显著区域检测; 视觉显著性检测; 评测
中图分类号:TP301 文献标识码:A文章编号:2095-2163(2014)01-0038-03
0引言
人类可以快速准确地识别视觉场中的显著区域。在机器上模拟人类的这种能力对于使机器能够像人类一样处理视觉内容是至关重要的。在过去的几十年内,已有大量的显著性检测方法进入了公开发表。这些方法中的大部分[1-4]都趋向于预测人眼视觉注视点。然而这些人眼视觉注视点只是一些空间中的离散点,并不能准确地标识整个显著区域[5-6]。
近些年来,一些科研单位和研究人员已经开始密切关注于显著区域检测方法的构建工作,如洛桑联邦理工学院的Sabine Süsstrunk研究员,以色列理工学院的Ayellet Tal教授,微软亚洲研究院的研究人员,清华大学的胡世民教授等。显著区域检测方法对以下领域发挥着重大的助益作用:图像分割[7]、物体检测[8]、内容保持的图像缩放[9]等。本文将对显著区域检测算法的研究现状进行介绍,同时对典型的显著区域检测算法进行分析。
文章内容组织结构为:第2节对现有的显著区域检测算法进行了分类和分析;第3节对典型的显著区域检测算法进行了评测;最后在第4节给出了总结,并展望了下一步的研究工作。
1显著区域检测算法分类及分析
感知方面的研究成果表明[10]:在低层视觉显著性中,对比度是最重要的影响因素。现有的显著区域检测算法通过计算每个图像子区域同其一定范围内的相邻区域的对比度来度量该图像子区域的显著性。而依据用于计算对比度的相邻区域空间范围的不同,现有的显著区域检测算法可分为两类:基于局部对比的算法[6,11-12]和基于全局对比的算法[13-18]。下面分别对其探讨如下。
1.1基于局部对比的显著区域检测算法
基于局部对比的显著区域检测算法通过计算每个图像子区域或像素同其周围一个小的局部领域的对比度来度量该图像子区域或像素的显著性。Ma等人[11]提出了一种基于局部对比和模糊生长的显著区域检测算法。该方法首先对输入图像进行均值滤波和降采样。然后,该方法对新产生的低分辨率图像中的每个像素计算其与周围N个像素的LUV颜色向量的欧几里得距离之和, 并将此值作为该像素的显著值。为了从产生的显著图中提取显著区域,Ma等人[11]运用模糊生长(fuzzy growing)的方法提取显著区域。Liu等人[6]为了更加准确地检测显著区域,提出了一系列新的局部区域和全局特征用于计算显著性。这些特征包括:多尺度对比,中心-周围直方图和颜色空间分布。该方法通过学习一个条件随机场来高效地结合上述这些特征用于检测显著区域。由上可知,因为只是通过局部对比来检测显著区域,所以基于局部对比的方法趋向于关注边缘周围的区域,而不会突出整个显著区域(在生成的显著图中即表现为边缘周围的区域具有高的显著值,而显著区域内部的显著值则较低)。这个问题可以称其为“不一致突出显著区域”问题。
1.2基于全局对比的显著区域检测算法
基于全局对比的显著区域检测算法将整幅图像作为对比区域来计算每个图像子区域或像素的显著值。Achanta 等人[13]从频率域角度出发,首次提出了一种基于全局对比的显著区域检测的方法。该方法将经过高斯低通滤波图像中的每个像素值和整幅图像的平均像素值之间的欧几里得距离作为该点的显著值。该方法非常简单,时间消耗非常低,且实验结果在查准率-差全率方面的效果也堪称优良。该方法使得显著区域检测向实用化的方向更前进了一步。然而Achanta 等人提出的方法[13]在以下两种情况下会失效:
(1)显著区域的颜色占图像中的大部分,通过方法[11]计算后,背景会具有更高的显著值;
(2)背景中含有少量突出的颜色,这样背景中的这部分颜色的显著值也会非常高。第1期景慧昀,等:显著区域检测算法综述智能计算机与应用第4卷
针对以上缺陷,作者又在文章[18]中将此方法完成了进一步的改进。作者发现检测显著区域边缘和检测显著区域中心所需要的图像频段是不同的,由此而依据像素点越在图像中心越可能接近区域中心这样一个假设,来调整均值滤波的带宽,使得位于显著区域不同位置的像素点则有不同的均值滤波带宽。而且,即将经过滤波后的图像中每个像素值和该像素所在的对称子窗口内的像素平均值的欧几里得空间距离作为该点的显著值。经过这样的调整,算法的时间复杂度有所提高,但是实验结果性能却有较大提升。
Cheng等人在文章[15]中提出了两种简单快速且更为准确的显著区域检测方法。第一种方法只采用颜色的全局对比,作者将每个像素点和图像中其它所有像素的Lab颜色向量的欧几里得距离之和的1 / N(N为该图的像素点个数)作为该点的显著值。为了更快速地开展计算,作者对图像中的颜色进行了量化,以颜色为单位计算每种颜色和图像中其它所有颜色的欧几里得距离。第一种方法中只考虑了颜色的全局对比,并未考虑空间位置关系,使得和显著区域颜色接近的背景区域的显著值也较高。作者在加入空间位置关系后又一次提出了方法二:首先对图像进行分割,获得一定数量的子区域。基于子区域,将子区域之间的空间位置关系作为权值计算该子区域与图像其它所有子区域之间的相似度之和。方法2比方法1的时间复杂度略高(主要是由于引入了图像分割操作,该操作比较耗时),但是实验结果得到了较大提高。通过仿真验证,Cheng等人[15]提出的方法简单高效。
He等人[17]在Cheng的研究基础上,提出了结合全局对比和颜色空间分布的显著区域检测方法。作者指出颜色的空间分布越紧凑,该类颜色就应具有更高的显著性,反之亦然。该方法将每类颜色所属像素空间位置的方差作为衡量颜色空间分布的指标,生成颜色空间显著图。其后将颜色空间显著图和直方图对比度显著图或区域对比度显著图进行叠加得到最终的显著图。Perazzi等人[16]也提出了一个基于对比度和空间分布的显著区域检测方法。
上述这些基于全局对比的显著区域检测方法可以在一定程度上消减“不一致突出显著区域”问题。但是当显著区域非常大或者图像背景非常复杂时,这些基于全局对比的方法就趋向于突出背景区域而不是显著区域了。因而该问题可以称之为“突出图像背景”问题。
2显著区域检测算法测试
本节使用Achanta等人[13]提出的公开可用的测试图像库来评价现有典型的显著区域检测算法的性能。该测试图像库包含了1 000幅自然图像以及与其相对应标识显著区域的二值基准图像,并将查准率-查全率曲线作为衡量显著区域检测算法性能的评价指标。
图1显示了近期6个性能最先进的显著区域检测方法(MZ[11]、 LC[14]、 FT[13]、 HC[15]、 RC[15]、 SF[16])在Achanta数据集上的评测结果。这些方法中,对于FT、HC、RC和SF,本节使用作者的原始的实现程序来生成对应的显著图。而对于MZ和LC方法,本节直接使用Ma等人[11]和Cheng等人[15]所提供的显著图。由图1可以看出SF在Achanta等人[13]提供的测试集上取得了最好的检测性能。
3结论与展望
本文对现有的显著区域检测方法进行概述。现有的显著区域检测方法是利用局部邻域或者整幅图像作为对比区域来计算显著性的。从本质上而言,现有方法使用的并不恰当的对比区域导致了其相应具有的“不一致突出显著区域”和“突出图像背景”两个问题。在进行对比度计算之前,首先实现对比区域预估计的显著区域检测方法将成为下一步的发展趋势。
参考文献:
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关键词:工程流体力学;动量方程;科研能力培养
作者简介:韦鲁滨(1962-),男,江苏扬州人,中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,教授;曾鸣(1957-),男,重庆人,中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,教授。(北京 100083)
基金项目:本文系中国矿业大学(北京)课程建设与教学改革项目(项目编号:K120304)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0085-01
“工程流体力学”涉及数学、力学、物理学内容和必要的工程背景。作为矿物加工、化工等学科的专业基础课,“工程流体力学”课程理论性强、概念多、公式烦杂、工程应用广,对学生综合运用知识和联系实际的能力要求较高,是后续专业课程学习、科学研究和工程应用的重要基础。因此,教师在传授课程知识点的同时,更要注重学生学习、综合运用以及科研实践能力的培养。
一、注重课程导论,激发求知兴趣
“工程流体力学”学时少、任务重,教师讲授课程导论时要确保学生在对课程有整体认识的基础上,激发他们对课程的求知欲望和学习兴趣,丰富学生的想象力。流体力学是研究流体运动及其作用的学科,从数学的角度看,流体力学是对有解方程在不同定解条件下的求解;从美学的角度看,流体力学将变化万千的流体世界,按照相对简单的数学规律给予描述,体现了客观世界的内在美与和谐;从物理和工程的角度看,流体力学是一个由一般到特殊,再由特殊到一般的过程,即对现实问题进行简化,提出方程并构造定解条件,应用实验法、解析法和数值模拟法等手段去寻求问题的答案,再回到所设定问题,根据所解的特定问题寻找带有普遍性的规律,从而指导进一步研究和实践的过程。这样的讲授能使学生从不同角度理解流体力学的美与价值。
引入学生感兴趣和当今工程领域的热点问题,分析流体力学知识在其中的应用。如运载火箭整流罩形状变化对火箭飞行过程的作用;鲨鱼皮泳衣对运动员游泳速度的影响等。通过相关问题的讨论,学生了解学习这门课以后,能够运用所学的相关知识解决实际生活和工程实践中的问题,从而增强学生发现问题与解决问题的能力,调动起学生学习的主动性与积极性。
二、注重深入浅出,促进消化吸收
“工程流体力学”的讲授过程要求内容深入浅出、浅显易懂,由静力学到动力学,由理想流体到粘性流体。学生在对简单知识充分了解和掌握的基础上能够更容易接受相关的扩展和推广的知识点。以恒定不可压缩流体的动量方程为例,具体说明深入浅出的授课过程:将问题简化,给出限定条件,即在恒定渐变流的过水断面上列方程;由动力守恒的角度给出质点系的动量方程;假设将流体看成系统,利用拉格朗日观点解释;结合不可压缩流体连续性方程得出:
(1)
其欧拉观点的物理解释为,作用于控制体上的合力等于单位时间流出控制体的动量减去流入控制体的动量;由物理解释可知其在渐变流过水断面,速度分布不均匀的情况下仍然成立;由恒定不可压缩流体总流动量方程对任意封闭管面的控制体均成立,可进一步推广为雷诺输运方程:
(2)
其中,P为任何物理量。
上述循序渐进的过程表明,先对问题进行适当简化,后逐渐由浅入深、层层推进,有助于学生对较难知识点的接收、理解和掌握。
三、注重物理解释,加强理解记忆
“工程流体力学”涉及的数学公式较多,授课过程中若过分强调数学推导会使得学生提不起兴趣且难于理解和记忆,注重相关公式的物理解释可以加强学生对公式的理解程度,便于记忆和应用。如,理想流体恒定元流的伯努利方程一般给出的是欧拉描述法解释,还可给出更为直观的拉格朗日描述法解释:重力作用下的恒定不可压缩理想流体,给定质点的机械能在流动过程中保持不变。
例如,“工程流体力学”中经常涉及的随体导数运算符号,除了解释位移加速度和当地加速度之外,还应将随体导数的应用范围自然延伸,拓展后的物理意义为:追踪观察场中的某一流体质点,单位时间内该质点的物理量在流动过程中的变化。随体导数物理意义可用于不可压缩流体连续性方程的导出,纠正了不可压缩流体密度为常数的错误认识。综上所述,物理解释无论是对学生理解概念和公式,还是对知识的进一步应用都具有较大促进作用。
四、注重详略得当,掌握重点知识
“工程流体力学”涉及范围广,知识点多,若面面俱到地将教材内容一并灌输给学生,会增加他们的学习负担,很难达到很好的教学效果。因此,要在整个教学过程中贯穿“少而精”的原则,对于那些学生已经学过或能够自学理解的内容安排课下自学,对于专业不相关的内容进行适当删减;要重点突出、究其实质,详略对比,使学生能够由此及彼,触类旁通。例如,《工程
流体力学》教材中密度、浮力、压力等知识点在普通物理的课程中已经有所涉及,完全可以安排学生自学;而流体运动的连续性方程、伯努利方程和动量方程作为研究流体运动的核心内容则需要多花精力,详细讲解。在学生已掌握核心内容基础上,知识点的进一步扩展和延伸可以通过对比方式给出,省去复杂的推导过程,使学生遇到相关问题时直接应用即可。例如,动量矩方程可以确定运动流体与边界之间的作用力位置,在介绍动量矩方程时可以简单地与动量方程对比得出,而无需进行过程推演,进而可知恒定不可压缩流体的动量矩方程,其物理意义为:
(3)
合力矩等于单位时间从控制体输出的流体动量矩减去向控制体内输入的流体动量矩。以上过程表明,对于重点知识的掌握有助于相关知识的拓展,因此要详略得当,使学生学习过程更轻松。
五、注重工程背景,培养科研能力
教师在授课过程中一方面要考虑学生对各个知识点掌握,另一方面还要培养学生综合运用知识以及科研和工程实践能力,以便学生在将来的学习和工作中能够学以致用。一个简单的水流经过喷管的过程就涉及伯努利方程、连续性方程和动量方程。因此,要想很好地掌握理论知识,解决实际问题,对工程流体力学知识的综合运用能力必不可少。“工程流体力学”作为矿物加工工程专业的专业课,在矿物分离过程中应用极其广泛,教师在授课过程中应结合选矿应用实例进行讲解,使学生在掌握理论知识的同时体会到在具体问题解决过程中如何分析和建模。例如,跳汰机可看作一个不等断面的连通管,其水流运动是周期性的非定常流,各点运动速度随位置和时间而变,且推动水流运动的源动力也不是恒定的,而是时间的函数;水力旋流器内流体速度切向速度可由强制涡和准自由涡描述,颗粒在水力旋流器离心力场的分离可从颗粒重力场中分离类比推演。通过理论结合实际的方式,培养学生实践中认识问题和解决问题的能力。
六、结束语
“工程流体力学”作为一门专业基础课,既有较强的理论性,又和工程实践紧密结合。因此学好这门课程对学生综合运用、科学研究、工程实践能力的培养都具有重要意义。教师在教学过程中,应充分做到内容、方法和手段相结合,培养学生学习和综合运用的能力,为将来从事科学研究和工程实践打下坚实基础。
参考文献:
[1]禹华谦.工程流体力学(水力学)[M].成都:西南交通大学出版社,2009.
苏州市吴中区甪直中学方周明
总论:新课程标准中"语域"的概念在中学阶段英语教学中是个新鲜词汇,第一次提到,并且明确列入评分标准之中。语域知识的习得是学生写作能力发展过程中的一大难点,因此,了解其含义及要求,对于我们教师当前如何有效指导学生的写作就显得尤为重要和迫切。比方说:photograph与photo均可指照片、图片,但photograph是newspaperlanguage,属于正式体,一般常见于报刊杂志,而photo则是随便体,使用较为自由,这主要是语域功能的差异造成的。
关键字:高中英语课程标准、语域、中学写作、新要求一、语域知识的习得是《英语课程标准》的新要求
普通高中《英语课程标准》(人民教育出版社2003年4月第一版,第55页)所附的写作评价标准中明确提到:对学生的作文主要从内容要点、语言使用效果、结构和连贯性、格式和语域以及与目标读者的交流五个方面进行评价。可以采用综合性评价,也可以采用分析性评价。通常采用分档次按等级评分制。其中第五档分类高分标准如下:
第五档(新课程标准)
——很好地完成了试题规定的任务;
——按要求写出了内容要点;
——语言结构和词汇选用恰当、丰富;语言错误极少;
——有效采用不同的连接手段,层次清楚;
——格式和语域恰当;——完全达到与目标读者交流的目的。
附:(原标准对比)第五档(很好):
——完全完成了试题规定的任务。
——覆盖所有内容要点。
——应用了较多的语法结构和词汇。
——语法结构或词汇方面有些许错误,但为尽力使用较复杂结构或较高级词汇所致;具备较强的语言运用能力。
——有效地使用了语句间的连接成分,使全文结构紧凑。
——完全达到了预期的写作目的。
其中最后两项和原来的高考评分标准有着很大的区别,其要求进一步明确:①强调格式和语域恰当;②强调达到与目标读者交流的目的。而这其中"语域"的概念在中学阶段英语教学中是个新鲜词汇,第一次提到,并且明确列入评分标准之中。因此,了解其含义及要求,对于我们教师当前如何有效指导学生的写作就显得尤为重要和迫切。那么,什么是语域呢?二、语域的涵义
语域(register):[(linguistics)rangeofvocabulary,grammaretcusedbywritersinprofessionalcontexts.]是指根据语言使用的社会情景定义的一种具有某种具体用途的语言变体,如科技语体、艺术语体、政论语体、公文语体等等。简言之,指在专业领域中作者所使用的词汇,可以理解为与题目相关领域的vocabulary。"各语域的词汇具有明确的语域功能"(王珏,1999)。比方说:photograph与photo均可指照片、图片,但photograph是newspaperlanguage,属于正式体,一般常见于报刊杂志,而photo则是随便体,使用较为自由,这主要是语域功能的差异造成的。一般情况,法律、科技、报道,讲演词,政论文等都比较正式,而小说中文体、语域最复杂,要视情况而定,不可一概而论。三、语域的区别但是,目前中学英语写作教学的写作培训时间很少,有限的时间又多放在应试讲评上,缺乏对语域等全局层次的特征传授。学术英语(EnglishforAcademicPurposes,EAP)研究专家Hyland博士曾指出,学生的绝大多数语篇语域知识是通过在写作中表达自己的思想获得的(1998:243)。什么是冷漠体,正式体,商量体,随便体,亲密体,正式体,半正式体,公共体,半非正式体,非正式体等只有在语篇环境或讲话者的口吻中才能体会出来。不同的语域语言变体彼此是有区别的,如果用几个简单的例子来说明一下就会看得很清楚。如"汤姆病了,今天没去上学",如果说Tomdidn'tgotoschool,becausehewasill.这就是一句公共语,而如果说Tomwasill,sohedidn'tgotoschool.这就是口语体,即非正式语体,如果说:Beingill,Tomdidn'tgotoschool或Tomdidn'tgotoschoolbecauseofillness.都是正式语体(当然这句话的内容用这种句式表达并不合适)。从中我们可以看到用原因从句的表达方式是比较正常的,用so连接的句子显得不怎么正式,用抽象名词和分词短语的形式都显得十分正式。
另外有些表示相同意思的不同表示形式也有语域方面的区别。如accordingto和inaccordancewith,前者为公共语,而后者为正式用语,Itisimportant和Itisofimportance相比,也是前者为公共语,而后者为正式体。甚至连冠词的用法都可以表示这种区别,Thehorseisausefulanimal;Ahorseisausefulanimal;Horsesareusefulanimals。第一种用定冠词加单数名词表示类属的是正式用法,而用不定冠词加单数名词表示类属的则为公共语,最后一种,复数泛指的类属表示法则为非正式语体。
四、语域使用应遵循的要求
在语言是否达到与目标读者交流的目的的制约下,写作中语域的使用应遵循以下要求:
(一)合乎规范
事物、现象之间的相似性、相关性和相通性是词语跨域使用产生的基础,事物和现象之间的这些关系使人们可以通过比喻、借代、引申的手法进行表达。如:"bug"一词译成汉语"臭虫"。其电脑术语义指"系统、设备或程序中的一种错误或故障"。"臭虫"获其殊荣完全是因为搔扰电脑科研人员晚上工作,遭人痛恨而得。这就要求人们在选择词语时,注意使用词语中最具普遍性的意义。要多模仿原汁原味的精美句型、短文,使用比喻、借代、典故等不能生搬硬套,必须理解其文化背景,适应交际的需要,符合词语规范化的原则,才能避免chinglish的。
(二)准确贴切
即coherence(being(ofideas,thoughts,speech,reasoning,etc)connectedlogicallyorconsistently;easytounderstand;clear.)连贯性,一致性。可以理解为观念、思想、言论、推理等表达准确、合乎逻辑;前后一致;让人易懂。这就要求写作时明确试题规定的任务,准确贴切地选择词语有效地表达事物的概念和人的思想情感。如不能准确地理解词语的词义就去跨域使用,必将会出现词不达义、张冠李戴的现象,达不到指称事物和目标读者交际的目的。如要表达的是演讲稿、发言稿,则语言必须符合口语习惯,随意体较为受欢迎,如果过多地采用正式体则显得教条、呆板,缺乏应有的生机活力,语言也就没有感染力。如:为了帮助学生认识到因果关系表达的丰富性及其文体差别,减少过分依赖死记硬背常用范式的熟悉度,我们从原因表达用词because等其它因果标记(诸如as,since与for,以及复合介词类(becauseof/asaresultof等)、名词类(cause/reason等)、介词(with/through/by等)、动词类(cause/resultin/contributeto等)的语料的掌握上,应该提供给学生足够的语境练习以强化域语知识的掌握。
例如:IamnotabletowatchTV,becauseIliveinschool.(逗号显示非正式的特征)IcannotwatchTVbecausemydormhasnoTVset.用since,for表共享原因可能更好,因为本句重点说明我无法看到电视,进而为以后阐释自己对外界知识了解不多提供立论基础;但作者提供的原因并不直接,他所认为的共享知识-"学校宿舍没有电视"并非一定共享。另外,beableto指'能力',实际上作者想表达'不可能'-cannot。
(三)避免滥用
即cohesion(tendencytosticktogether.)凝聚力。凝聚力,可以理解为围绕一个中心展开讨论,思路清晰,支持有力,不写与题目无关的东西。为追求新奇、标新立异或故作高深,有人不顾是否达到与目标读者交流的目的,把词语跨域使用作为一种新颖、超常的言语方式大加运用,必将适得其反。中国学生易受发展性因素和汉语负迁移的影响,过分依赖于汉语运用的感觉且表现出明显的口语化现象,偏离了原汁原味英语语篇运用的常规。因此,作为学生在英语学习过程中,要多分析语言现象,注意词汇句型的语域功能,多积累,多感知,多体会,方能为写出好文章打下坚实的基础。
总之,只有充分理解语域的内涵及其功能特点,才能把握好高中英语课程标准对中学写作的新要求,才能写出内容充实、要点全面、语言丰富、文字优美、行文连贯、过渡自然、表达地道、语域恰当的好文章,才能完全达到与目标读者交流的目的,也才能很好地完成试题规定的任务,取得理想的高分。
参考书目:
1.普通高中《英语课程标准》(人民教育出版社2003年4月第一版)
2.2003年高考英语试卷及答案(天津卷)扫描版评分标准(人民网)