DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 岸电电缆气隙缺陷模型 2.1. 物理模型 本文的研究对象为3*150 mm 2 的三芯岸电电缆，其结构如图1所示。导体和金属屏蔽均为铜，绝缘层为乙丙橡胶(EPR)，金属屏蔽层和绝缘屏蔽层均为添加炭黑的半导电材料，填充层为聚丙烯(PP)，绕包带为聚氯乙烯(PVC)，外护套为聚氨酯(TPU)。其材料参数如表1所示，特别地，半导电层的相对介电常数设为100，其余属性与PVC材料相同。 由于岸电电缆弯曲是，最容易产生裂纹之处在绝缘外侧，为了研究岸电电缆气隙放电时的热特性，将气隙缺陷设置在B相绝缘的外侧，并用椭球热源等效其放电产生的热能。图2为单相电缆及缺陷等效模型，a、b、c为等效椭球体的作用参数，d为气隙长度，d = 2b。 2.2. 数学模型 1) 温度场计算模型 根据傅里叶传热定律和能量守恒定律，可以得到岸电电缆温度场问题的控制方程，在直角坐标系中可写成： (1) 式中，ρ为物质密度，c为比热容，T为温度，λ为导热系数，q v 为单位体积产生的热源，等于电缆导体、金属屏蔽层和气隙放电产生的热源。稳态计算时，等式左边温度对时间的偏导数等于零。 2) 电缆本体热损耗计算 采用涡流求解方法对电缆电磁场进行求解，磁矢位和电位的控制方程为： ∇ × 1 μ 0 μ r ∇ × A ˙ = ( σ + j ω ε 0 ε r ) ( − j ω A ˙ − ∇ φ ˙ ) (2) 式中， A ˙ 为磁矢位， φ ˙ 为电位，ω为角频率，ε 0 为真空的介电常数，ε r 为相对介电常数，μ 0 为真空的磁导率，μ r 为相对磁导率。电流密度为： (3) 引入洛伦兹规范 ∇ ⋅ A ˙ + j w μ 0 μ r ε 0 ε r φ ˙ = 0 (4) 由式(2)~(4)可求出磁矢位A和电磁损耗 q 1 = 1 2 ∫ V J ˙ ⋅ J ˙ * γ d V (5) 由于金属的电导率是温度的函数 [ 14 ]，当前温度下的电导率为： 图1. 10 kV三芯岸电电缆结构简图 图2. 岸电电缆气隙模型 Table 1 Shore cable material propertie 材料 铜 EPR PVC TPU PP 相对介电常数 1000 2.4 2.25 3.6 2.22 比热容J/(kg·K) 381 2300 1005 2100 1883 热导率W/(m·K) 387.6 0.4 0.14 0.25 0.22 热膨胀系数 1.77e−5 8.8e−4 2.3e−4 1.8e−4 1.72e−4 表1. 岸电电缆材料属性 γ = γ r e f 1 + β ( T − T r e f ) (6) 式中，γ ref 是参考温度T ref 下的电导率，T当前时刻的温度，β电导温度系数，导体和金属屏蔽层取0.00395。 3) 气隙损耗计算 将气隙设置在B相的外侧(P 1 )和内侧(P 2 )，气隙长度为d，为了计算电缆温度分布，将气隙等效为一椭球体，如图2所示。对于椭球体等效热源(EHS)，其热流密度可以表示成： q e ( x ， y ， z ) = q e m exp ( − 3 x 2 a 2 − 3 y 2 b 2 − 3 z 2 c 2 ) (7) 式中，q e 是气隙热源(x，y，z)处热流密度，q em 是热源中心最大热流密度值，气隙放电总的热能为： P 2 = 8 ∫ 0 ∞ ∫ 0 ∞ ∫ 0 ∞ q e ( x ， y ， z ) d x d y d z = q e m a b c π π 3 3 (8) 则有： q e m = 3 3 P 2 π π a b c (9) 由于气隙放电产生的热为焦耳热，由电源功率确定，气隙放电的热量可表示为： P 2 = U g I g (10) 式中，U g 为气隙电压，I g 为气隙放电电流。 等效热源参数a、b、c可通过磁流体模型等效热源确定，放电功率可由U g 和I g 确定，主要计算见文献 [ 8 ]。 因此，存在绝缘裂纹的情况下，岸电电缆的热源包括电缆本体和气隙放电两部分 q v = q 1 + q 2 (11) 2.3. 边界条件 对电缆三相施加正弦交流电流，有效值为I 0 ，相位相差120˚。由于离电缆表面0.5 m处磁矢位快速衰减为零，边界条件为： A | S = 0 (12) 式中，S为距电缆表面0.5 m处的圆柱面。 岸电电缆温度边界条件主要包括对流和辐射边界条件，即： − λ ( ∂ T ∂ n ) | S = h ( T S − T f ) (13) − λ ( ∂ T ∂ n ) | S = ξ b ( T S 4 − T f 4 ) (14) 其中，h为对流散热系数，ξ为发射率，b为玻尔兹曼常数，T S 为表面温度，T f 为环境温度。
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user: 3. 结果分析 3.1. 岸电电缆气隙放电下的温度分布 基于上述模型，对岸电电缆进行电热耦合仿真。设环境温度为20℃，电缆表面发射系数和对流散热系数分别为0.93和12 W/(m 2 ·K)，电流为345A。仿真结果如图3和图4所示，图3为正常状态下岸电电缆温度分布云图，导体最大温度为59.02℃，图4为缺陷状态下岸电电缆的温度分布云图，导体最大温度为77.22℃。通常情况下，当电缆处于静止环境中，且周围环境温度为40℃时，通入额定电流(345A)时，导体温度达到95℃。若将环境温度设为40℃，将对流散热系数设为2 W/(m 2 ·K)，可得到电缆导体最大温度为93.73℃，与实际值很接近，因此可认为仿真结果正确。 图3. 正常电缆温度分布云图 图4. 缺陷电缆温度分布云图 为研究气隙放电对电缆载流量的影响，通过参数扫描法，对电缆负荷电流和气隙放电功率进行参数扫描，计算气隙放电情况下岸电电缆各导体的温度分布情况。设气隙缺陷位置于P 1 处，也就是电缆B相的外侧，其仿真结果如图5和图6所示。图5为B相导体温度随气隙放电功率的变化规律，图6为A相导体温度随气隙放电功率的变化规律。从图中可看出，缺陷相的温度比非缺陷相的温度大，但温度变化率相同。 3.2. 气隙放电对岸电电缆载流量的影响 由于EPR可承受的最大温度为95℃，当导体温度达到95℃时的电流则为岸电电缆的载流量。通过函数拟合方法可获得岸电电缆B相和A相导体温度函数。 图5. 岸电电缆B相温度分布曲线 图6. 岸电电缆A相温度分布曲线 图7. 载流量计算流程图 T 1 ( I d ) = c 1 I d 2 + c 2 I d + c 3 (15) T b ( P 2 ) = k 1 P 2 + T 1 ( I d ) (16) T a ( P 2 ) = k 2 P 2 + T 1 ( I d ) (17) 式中，T 1 (I d )为非缺陷状态下负荷电流的温度函数，T b (P 2 )为缺陷状态下负荷电流和放电功率的B相温度函数，T a (P 2 )为缺陷状态下负荷电流和放电功率的A相温度函数，c 1 、c 2 、c 3 、k 1 和k 2 为函数的相关系数。式(15)~(16)中，I d 和P 2 必须大于等于零。 为了计算不同放电功率下缺陷相和非缺陷相的载流量，采用目标优化方法计算电缆载流量。设置电缆温度95℃为约束条件，优化目标为载流量I d ，可计算出不同放电功率下电缆的载流量。计算流程如图7所示，计算结果如图8所示。对与缺陷相来说，其载流量随放电功率快速下降，而非缺陷下载流量下降相对缓慢。也就是说，当电缆其中一相发生气隙放电时，另外两相仍然可以在低负荷状态下运行。 图8. 不同气隙放电功率的载流量
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user: 4. 结论 本文建立了岸电电缆气隙缺陷热等效模型，研究岸电电缆温度分布规律，并通过函数拟合方法，计算得到气隙放电功率对岸电电缆载流量的影响。得到如下结论： 1) 缺陷相温度比非缺陷相温度高，但是其温度变化率相同。 2) 分别对非缺陷电缆和缺陷电缆进行耦合仿真，发现电缆温度分布与负荷电流呈二次函数关系，与气隙功率呈线性关系。 3) 随着气隙放电功率增加，缺陷相载流量迅速下降，而非缺陷相载流量下降先缓后急。这对其中一相发生故障后，另两相继续工作的负荷控制具有重要意义。
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user: 摘 要 中医药文化是中华民族优秀传统文化的重要组成部分，大学生增强传承和发展中医药文化的自觉性和主动性；而教师在教课中要自觉地将中医药文化融合到教学体系和教学内容中。药用植物学是中药学及相关专业的一门重要课程。将中医药文化融入药用植物学教与学的全过程，是加强文化自信、培养合格中医药人才的重要举措。为此，作者探索出了将中医药文化融入到药用植物学教与学的六条行之有效的途径。 关键词 :药用植物学，中医药文化，融入 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 中医药文化是中华民族优秀传统文化的重要组成部分，也是中国优秀传统文化在中医药学领域的具体体现，它深深地植根于优秀的文化土壤。当代大学生尤其中药学专业的大学生增强传承和发展中医药文化的自觉性和主动性，从发展繁荣社会主义文化、建设社会主义文化强国的全局来认识和把握加强中医药文化建设的重大意义。教师在教课中要自觉地将中医药文化融合到教学体系和教学内容中。药用植物学是中药学专业的基础课，也是中医药文化内涵丰富的课程。药用植物学课程不仅要讲述药用植物形态、解剖与分类，还要把中医药师行医、采药、识药、尝药、制药于一体的让中医药文化贯穿于药用植物学教学的全过程，这既是弘扬祖国优秀文化的要求，也是加强中医药文化自信 [ 1 ] 、培养合格中医药人才的重要举措 [ 2 ] [ 3 ]。为此，经过多年的实践探索，我们探索出了将中医药文化融合到药用植物学教学六条行之有效的途径 [ 4 ] [ 5 ]，并取得了明显的课堂效果。
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user: 2. 融合途径 2.1. 营造良好的中医药文化氛围 良好的氛围对于中医药文化融合到课堂中教学具有至关重要的作用。因此，要保证中医药文化被学生接受和喜爱，必须要营造一种浓郁的中医药文化气息和文化氛围。教室可以作为中医药文化活动的基础和载体。学校围绕中医药文化开展一系列的讲座和主题演讲，将一系列能够营造浓郁中医药文化氛围的活动设计进来，精心设计中医药文化建设的各项方案，包括其内部与外部的空间设计等，可以在教室、走廊及各种地方展现出来。通过这种耳濡目染的方式，让学生在潜移默化中接受中医药文化的熏陶，进而营造良好的中医药文化的氛围，促进中医药文化的传承与创新。 2.2. 融入中医药文化到教学全过程 在祖国医学发展的长河中，中医药曾经以辉煌的历史主导着中国医学，服务于百姓健康。名家辈出、医典浩瀚、理论丰富，是中医药文化的重要表现形式，将这些内涵丰富的中医药文化融入到药用植物学教学中，常常能收到事半功倍的学习效果，能有效的激发学生学习中医药的热情。例如，对比研究从古《唐本草》到今《中国药典》所记载的应用千年的常用药材的特征、功效和临床使用，学生往往会感叹古人的智慧，留下深刻的印象；把《神农本草经》收载的对药材质量、功效的论述，用现在的研究成果分析，会加深学生对药材的理性认识。结合药材的讲解，融合中国的名家、名人的历史典故，如讲到茄科植物洋金花，可以和麻沸散结合起来，从而把华佗治病救人的故事简明扼要的阐述，加深对该药材功效的理性认识。宋代文学家苏东坡到了老年，真阴不足，虚火偏盛，常感心烦口渴。于是他在宅院附近种植地黄，经常食用，结果老年津亏证有明显好转，这样的分析就能够让学生自然的得出地黄的功效。同样，祖国医学中对后世有巨大影响的优秀的典籍文献，如《本草纲目》、《植物名实图考》、《中国植物志》和《中华本草》等 [ 6 ]，选取一些科学性的环节，找到与药用植物学融合的共同点，形成具有鲜明中医药文化特色的药用植物学实践教学体系，从而也增强了学生的文化自觉与文化自信。 2.3. 融合中医理论到教学各环节 中医药学是我国特有的科学技术宝库的精髓，其在思想、理论、观点的发展过程中充分吸收了中国传统文化多方面的精华，体现了中国传统文化的特点。 《黄帝内经》强调“人与天地相应”的整体观思想 [ 7 ]，主张把人放在自然界整体中去认识。药用植物学学习也必须树立整体思想的观点，把知识框架放到统一到整体上来把握，如药用植物解剖学内容，包括双子叶植物和单子叶植物的根，都是由表皮、皮层和维管柱组成，同样，茎、叶也基本如此。在药用植物分类学部分，尽管药用植物繁多，但只要找出植物之间的共性和特性以及它们间的亲缘关系，也比较容易掌握，因此树立整体观的学习方法是学好药用植物学的前提。 通过对药用植物的生长过程的观察，了解春生，夏长，秋收，冬藏的理论知识，加深对中医文化的“天人合一”和“道法自然”规律的理解 [ 7 ]，把自然界中的万物(包括药用植物)与人融为一体，从更大的生态视野来审视我们人类与药用植物，从而也要求我们保护自然、珍爱资源。通过对药用植物不同生态环境变异特征的了解，认识中医识病文化中的“知常达变”观；借助对药用植物药性寒温凉热与疾病的关系，深刻理解中医文化中的“致中尚和”的养生观 [ 8 ]。 2.4. 贯穿中药药性理论于分类学教学全过程 中药药性理论是中药理论的核心，主要包括四气、五味、归经、升降沉浮、有毒无毒等。每一种药用植物，尤其是药典收载的药用植物，必须把它的药性理论阐明清楚。这是中药学专业区别于其它专业学习药用植物学的重要内容。该部分内容可从植物生长的环境入手，把药性理论逐一分析。如中药石韦，柔软入皮，“产于深山阴崖险罅，得纯阴之气而味苦，其为寒凉之品。生活在如此恶劣环境中的石韦，在长期的进化过程中，具备了耐阴、耐脊薄、耐干旱、亦耐水湿的本领与特性，真可谓是调节水分的高手，于是古人就认为其具有“利水”的功能。长在石头上的石韦，能够吸取自身生长所需要的养料与水分，说明它具有极强的穿透力，“通水道”的功效也就自然而然地产生了。正如《本草乘雅》“假石性之剽悍，宣通水道，捷于影响”。这样的分析也加深了学生对中医理论的“以药之偏，调人之偏”的治病之道的理解。 药食两用植物是药用植物学中的重要内容。中医强调“未病先防”主张以养生为要务，可通过膳食合理等多种方式达到保健和防病作用 [ 7 ]。如铁皮石斛、灵芝、黄芪、甘草等药材，均可入作药膳为原材料。但我们必需根据药材的药性，选择合适的加工方法和适用人群，才能达到养神健体，培育正气，提高抗病能力的目的。 2.5. 融入生物学特征辅助中药药效教学 功效是中医药理论指导下的中药治疗作用的高度概括与总结，是中医应用中药辨证论治的主要理论依据之一，对中医临床用药具有重要的指导作用。在药用植物学学习中，中药功效如果不清楚，就很难提高学生的学习积极性。由于中药功效复杂，学生识记也颇为困难，因此对于功效的学习，可从植物的生境、形态等生物学特征等方面逐渐分析中药的功效，从而辅助药效的学习和记忆。如种子类中药的功效：由于种子是繁殖器官，是新生命之本，是植物能量最高的一部分，吃种子可在一定程度上为人体增加能量的认识，即中医所说的“滋补”。故而在滋补类中药中，多用种子或带果实的种子，如大枣、白扁豆等补气药；龙眼肉、黑芝麻等补血药；枸杞子、女贞子补阴药；补骨脂、菟丝子等补阳药。由于种子表面光滑发亮，古人就认为某些种子类药物具有明目的功效，如青葙子、车前子等。种子为避免自己被动物吃掉而具有的酸涩之味，被挑选出来，就成为固涩之药，如五味子、覆盆子等，分别具有敛汗、止泻、缩尿、止咳、固精等作用 [ 9 ]。 再譬如车前草，由于车前草对环境的适应能力非常强，尽管山野、路旁，田间、水边都有分布，但最适环境是温暖而湿润的土壤，夏季旺盛生长于阳生环境，自然应具有“抗炎热”的作用，即中医学上“清热”的功效，故《药性论》谓其能“去心胸烦热”；《本草求真》说其能“清肝肺风热”。因此，通过对生长环境的分析，得出车前具清热、利湿的功效。《名医别录》记载车前草能“除小虫”，潮湿的环境，是微生物容易繁殖的地方，因此，车前草必具备抗感染的能力；人若用之，可称为“解毒”之。可见，车前不仅具明目功能，还有解毒的功效 [ 9 ]。 总之，通过对药材生物学特征的把握，就很容易把药材的性味､升降浮沉、归经等等理论掌握清楚。从而有效的避免了药用植物学只是单纯讲解药用植物，而割裂了与药材质量、功效、临床等中医药基础知识。 2.6. 融合中医励志典故于教学各环节 现在很多学生对专业基础课程的学习缺乏动力，加之不了解课程特点，急于求成。由于药用植物数量多，内容庞杂，学习难度大，初学者刚涉入时常常未得要领，事倍功半则在所难免。而教师的正确引导与鼓励无异于帮助学生树立信心，点亮一盏希望的明灯。在教学过程中有意识的选择一些具有影响的名医成才事例穿插介绍，告诉学生只有循序渐进，勤奋刻苦方能成就事业。如李时珍24岁开始学医，白天看病，晚上熟读古典医学著作，“读书十年，不出户庭”，终成一代宗师，体现了中国古人对大医精诚的人格追求。清代著名的温病学家叶天士信守“三人行必有我师”的古训，不管什么人，只要比自己有本事的，他都希望拜之为师，虚心求教，“师门深广”等 [ 10 ] [ 11 ]，这些励志成才、催人奋进的例子都应自然的融合到药用植物学教学过程中。中医古典著作数不胜数，中医名家、流派更是群星灿烂、璀璨夺目，在教学过程中经常选择这样的励志典故更能起到展示文化自信、展示中医药巨大魅力的效果。
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user: 3. 结语 作为中国优秀传统文化的组成部分，中医药文化是中医发展的动力，也是国家发展的动力，中医药文化是中医药学的根基和灵魂，是中医药事业持续发展的内在动力，是中医药学术创新进步的不竭源泉，必须发扬下去。让中医药文化融合到药用植物学教学，使学生在学习专业的同时，也被中医药文化潜移默化地影响、进而接受、喜爱，从而树立中医药文化自觉、自信，成为传承和发扬中医药文化的主力军。只有这样，中医药的明天才会有希望。中医药才能真正走向世界、成为造福全人类的文化瑰宝。
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user: 摘 要 本研究报道了1例原发性中枢神经系统淋巴瘤(Primary central nervous system lymphoma， PCNSL)患者，总结患者的临床及MRI表现，旨在增加对其的认识。 关键词 :中枢神经系统，淋巴瘤，1例 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 原发性中枢神经系统淋巴瘤(Primary central nervous system lymphoma， PCNSL)指局限于中枢神经系统(脑、脊髓、眼)的淋巴瘤，以往认为本病罕见，近30年发病率呈上升趋势。本研究报道分析1例原发性中枢神经系统淋巴瘤患者的临床及MRI表现，旨在增加对其的认识。
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user: 2. 临床资料 患者，男，57岁。患者20余天前无明显诱因出现头晕、反应迟钝症状，出现人物事物命名匹配错误，并有耳鸣、头痛等不适，程度中等，经休息后可自行好转，无视物旋转、模糊，无一过性黑曚，无恶心、呕吐等不适。于外院就诊行头颅MRI检查提示左侧基底节区占位，为求进一步诊治来我院就诊，门诊以“左基底节区占位”收入院。既往有10余年乙肝病史，未规律治疗；8年前曾行扁桃体切除术，长期食用生鱼生肉，长期饮酒史；家族史无特殊。入院查体未见异常。 入院后行3.0T MRI平扫及钆喷酸葡胺增强检查示：左侧基底节区见一异常信号肿物影，大小约4.1 cm × 3.5 cm × 3.3 cm，信号不均匀，T1WI呈低、等及稍高信号，T2WI呈等高信号，FLAIR呈等高信号，增强扫描示明显不均匀强化，病灶周围见重度水肿区，同侧侧脑室明显受压改变，中线结构向右移位。见图1(a)~(f)。 图1. (a) 轴位T1WI示左侧基底节区肿物呈低、等及稍高信号；(b)~(c) 轴位T2WI、FLAIR示肿物呈等高信号，病变周围见重度水肿；(d)~(f) 增强扫描示肿物明显不均匀强化 为明确诊断行手术治疗，手术见肿瘤位于左侧基底节区，约4 cm × 4 cm × 4 cm大小，鱼肉样，质地不均，部分质地韧，肿瘤内有少量囊性坏变，肿瘤血运丰富，周围脑组织水肿明显，肿瘤与周围脑组织边界欠清楚，肿物压迫左侧侧脑室壁。病理诊断：弥漫性大B细胞淋巴瘤(ABC免疫亚型)，见图2，免疫组化示：CD20 (+)，CD3 (−)，CD10 (−)，bcl-6 (+)，MUM-1 (+)，bcl-2 (+，约80%)，C-myc (+，约20%)，CD5 (−)，CyclinD1 (−)，CD23 (−)，ki-67 (示肿瘤细胞增殖指数约为90%)。确诊为弥漫性大B细胞淋巴瘤后行二周期化疗治疗，随后未回我院进一步治疗。 图2. 病理学检查(HE，×200)中等–大肿瘤细胞弥漫性生长，细胞圆形、椭圆形，胞质较丰富，嗜碱性，核仁明显，核分裂像易见
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user: 3. 讨论 原发性中枢神经系统淋巴瘤(Primary central nervous system lymphoma， PCNSL)指局限于中枢神经系统(脑、脊髓、眼)的淋巴瘤，而无其他系统受累，绝大多数组织学类型为弥漫大B细胞淋巴瘤 [ 1 ]。 参照文献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ：原发性中枢神经系统淋巴瘤可单发或多发，常发生于中线深部脑组织，多位于基底节区、丘脑、胼胝体、侧脑室旁白质区；病灶为类圆形、不规则团块状或点状，边界尚清楚，钙化少见，出血、囊变极其少见，瘤周水肿较轻，一般为轻至中度；大多数PCNSL CT平扫表现为稍高密度，增强呈轻中度强化，延迟后强化更明显，部分病灶内部可见血管影；MRI上呈等或稍长T1，等、稍长或长T2，Gd-DTPA增强后多呈明显均匀结节状或点状强化，部分病灶出现“尖突征”、“缺口征”时具有特征性诊断意义，DWI呈高信号，ADC图呈低信号，PWI为低灌注，1H-MRS常表现为胆碱(Cho)峰升高，肌酸(Cr)降低，氮–乙酰天门冬氨酸(NAA)缺失，并出现高耸的脂质(Lip)峰。本病例与典型表现不同的是病变MRI信号不均匀、出现坏死及瘤周重度水肿。 原发性中枢神经系统淋巴瘤罕见，容易误诊，需与脑星形细胞瘤、转移瘤、脑膜瘤等病种鉴别。原发性中枢神经系统淋巴瘤恶性程度高，预后差，目前治疗PCNSL临床首选的治疗方案为以大剂量甲氨蝶呤为基础的化疗并在完全缓解后采用造血干细胞移植 [ 5 ]。
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user: 摘 要 本文基于工程教育专业认证背景下的力学课程教学改革进行探究，从转变教学观念、培养学生解决工程问题的能力、注重学生工程伦理观的塑造三个方面开展教学内容、教学模式、教学方法等方面的改革和调整，以学生为主体地开展教学活动，激发学生学习兴趣和热情，鼓励学生积极主动思考和学习，引导学生树立为公众长久利益而创新的道德意识，从而达到提高教学质量、提升学生综合素质培养的教学目标，并为社会培养高质量的工程技术人才。 关键词 :工程教育专业认证，基础力学课程，教学改革 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 课程改革的背景 随着高等教育的改革和发展，教育部推进了高等教育质量工程，开展了基于学生学习结果的工程教育专业认证，并于2016年我国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式成员，这标志着我国工程教育正在走向世界。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。通过认证的专业达到了国际实质等效的认证标准的要求，协议成员之间的工程学位认证实现互认，这为工程师的交流、互认提供了条件，也为中国科技人才、中国工程建设、中国制造走向世界提供了新的契机 [ 1 ]。 工程教育评估与认证，是讨论高等工程教育的、以培养各类工程技术人才为目的的评价。工程教育专业认证的核心是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力 [ 2 ]。 工程教育不是纯粹的理科门类的教育，工程教育评估也不是学科研究的评价。与以往的偏重学科建设与学术评价不尽相同，强调的是教育的评价。这需要引起高等院校工程教育工作者的反思。 作为学科基础课的力学课程，包括《材料力学》、《理论力学》、《工程力学》，是工程类学科中承上启下的重要课程之一，需要学生具备高等数学、大学物理等前期课程基础，同时也为学生后续专业课程的学习奠定坚实根基。因此，力学课程在专业认证中扮演着重要的角色。适逢我校机械工程专业在准备进行工程教育专业认证，基础力学课程也迫切需要进行相应的教学改革研究，旨在为我校提高学生教学质量、提升学生创新能力和为社会培养高质量工程技术人才的工程教育道路上，且反思且行动。
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user: 3. 总结 工程教育专业认证对基础力学课程的教学提出了新的要求，促使课程与时俱进地进行符合标准和满足要求的教学改革。基础力学课程的改革，以转变教学观念、培养学生解决工程问题的能力、注重学生价值观的塑造为指导方向和改革目标，在教学内容、教学方法、教学模式三个方面进行探索和尝试。 转变教学观念，以学生为主，以学生学习结果为导向，调整教学内容和教学设计，丰富网络辅教资源，并将工程教学案例引入课堂，为学生构建生动具体且全方位立体化的学习环境；并采用翻转课堂、分组讨论、网络讨论群等方式，鼓励学生勇于发现问题、探索问题，并主动积极解决问题；同时增添对于力学发展史、科学家故事、科技前沿信息等内容的学习，激发学生学习兴趣和热情，并通过对于历史与当今学习潜移默化地影响学生树立正确的价值观和职业道德观，培养学生爱国爱社会爱人民的热情和报效国家服务社会的志向和信念，进而培养社会所需要的具有深厚理论知识、解决工程问题能力和工程伦理道德的工程技术人才。
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user: 摘 要 基于现代科学和工程技术的结合与快速发展，工程问题的复杂性、系统性、连通性特征愈加凸显，本文聚焦于面向复杂工程问题解决能力培养的电子信息课程群建设，以嵌入式系统课程群建设为例探讨专业课程群建设中复杂工程问题解决能力培养和专业知识深度融合的方案与策略，以达到满足“新工科”建设下对电子信息领域人才的新要求与问题解决能力。 关键词 :新工科，嵌入式系统课程群，复杂工程问题 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 随着全球新一轮科技革命、产业变革、新经济发展等问题的不断深化，虽然各自学科基础上具有高度分化的特征，但是面临实际工程问题的“整体”时，“整体”内部的复杂性、系统性、连通性特征却愈加凸显，多个不同学科知识在理论、方法、技术、手段等方面的交叉渗透促使工程问题的复杂性程度呈现高度综合化发展的趋势 [ 1 ]。在此背景下，教育部于2017年初提出了“新工科”计划，旨在培养有跨学科能力和创新能力的新型科技人才以适应未来10~15年新技术、新业态、新产业发展中各工程领域“复杂工程问题”的挑战与需求。
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user: 2. 复杂工程问题解决能力培养的相关研究及改革 目前复杂工程问题的界定主要依据工程教育认证的华盛顿协议，其核心特征除了多学科交叉融合下工程原理的整合与综合运用，其附属特征主要包括：1) 问题的综合性涉及多方面的技术、工程等跨领域要素，包含多个相互关联的子问题，并在某些方面具有一定冲突性；2) 常用方法不能解决复杂问题，需创造性构建符合复杂工程问题的抽象模型；3) 复杂工程问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业标准和规范中 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。 在高等工程教育领域，国内外高校及学者高度重视如何培养学生具有复杂工程问题解决能力的研究。国外提升复杂工程问题解决能力相关研究主要包括：一、从课程整合角度对创新素质培养过程的研究，如麻省理工学院对比国外大学近20年工程教学改革的出发点、重心、教学方式和发展方向等内容 [ 5 ]，于2016年10月形成“新工程教育转型计划”，设置与传统专业学习并存的串联教学方式(threads)以培养工程学习能力、系统思维方式等，德克萨斯理工大学则通过课内实践获得间接知识和课外实践获得直接经验的方式以实现学生在专业知识和实践能力的一致性 [ 6 ] ；二、创设支持学生学习的新途径及空间 [ 7 ]，如南昆士兰大学通过充分考虑学生个体的认知风格、学习方式等的差异，选择最适合学生个体发展的学习方式，引导和激发学生的主动探究与自学能力，采取信息化教学、智慧学习等方式；三、对面向复杂工程问题解决能力培养的非技术因素研究。伍斯特理工学院认为学生创新或创造活动相关的素质和能力与团队合作意识、现代工程意识、批判性思维、数字化能力等密切相关，从而培养具有实践能力、创新能力的合格科技人以真正适应社会发展 [ 8 ]。 我国在结合复杂工程问题解决能力结构特征的新工科建设及相关实证也进行了大量的探索，其中汕头大学提出新工科建设的技术路径、组织实施方法概念框架和实施路径，中山大学以学科专业的布局和建设为例，提出利用多学科办学和区位优势发展新工科教育的路径，重庆大学通过有机结合通识教育与专业教育 [ 9 ] ；另外，对于复杂工程问题解决能力培养过程中的理念、内涵、体制等方面存在障碍的研究，任务学科之间的断裂导致学生学习碎片化是形成知识能力体系断裂的主要原因，对学生解决复杂工程问题能力的培养需通过整个“培养体系”实现具体思想及方法，培养学生以系统观的视角去适应和解决具有复杂、综合、情景化等特征的工程问题 [ 10 ]。 由上研究可知，复杂工程问题解决过程中的知识形式转化能力涉及对不同领域知识的多重交叉，复杂工程问题解决能力的培养在教学环节上涉及多个内容层面的综合，在学生角度涉及学生对处理问题联系角度与领域的多次转换、联系与解构能力。因此，在高等教育中这种能力的培养适合映射在课程群，而不是单纯局限于某一门具体的课程。
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user: 3. 电子信息嵌入式系统课程内容体系与培养目标 我国多数高校的电子信息工程专业在教学内容上基本涵盖电子技术、信息处理技术、计算机技术等多个领域的知识。在培养目标上，既需要学生掌握复杂的信号和信息处理的理论基础，同时也需要学生较强的工程实践能力。 电子信息工程专业的课程大致涵盖了电路和电子线路、信号和信息处理、通信原理和技术、微型机原理以及应用等几大模块知识，每个模块一般包含多个课程知识体系，例如微机原理以及应用，其知识领域下涵盖了高级语言程序设计、微型机原理及应用、嵌入式系统、DSP处理器等多门课程的知识内容。对于电子信息工程专业的学生而言，上述知识内容的储备为学生解决电子信息领域的具体问题提供了必备的电子工具，而后续的电子测量信息和信号处理、通信和网络等课程中提供了计算的硬件基础。以上课程具有课程的实践性为主的特点，课程内容本身并不像电路、信号与系统等课程具有较强的数理逻辑，以微型机原理这门课程为例，主要讲授微型计算机的基本原理和接口技术，并以汇编语言和C语言的具体应用为核心侧重点。所以，在面向复杂工程问题的背景下，单一课程中无法实现对复杂工程问题的界定，相应的传统教学内容、教学形式以及考核方式也无法适应学生相应能力的考核，如果单纯注重强调知识的掌握而忽略实践，此类课程的学习无法有效辅助学生在复杂工程问题的解决上提供帮助。
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user: 4. 基于电子信息课程群建设的复杂工程问题解决能力培养研究 基于以上分析可知，由于复杂工程问题具有高度综合的知识与技术密集等特征，学生具备建立专业节点或信息源的关联是解决复杂工程问题和获取知识的重要途径，因此复杂工程问题解决能力的培养需要课程中学生对复杂工程问题的交叉与综合程度形成解决复杂工程问题的对应“关联”，理解复杂问题中“关联”的逐步形成原因与综合渐进过程。 本文以某省属高校的嵌入式系统课为例，构建适应学生对复杂工程问题解决能力提升规律的电子信息课程群，将培养学生分析和解决“复杂工程问题”能力融合到课程体系的教学内容、任务及学习成效评价方式中以提升学生对复杂工程问题的发现识别、工程原理分析和方案设计解决能力，尤其学生分析和解决复杂工程问题的动态适应能力及创新能力。如图1所示，其主要步骤及内容如下： 图1. 嵌入式系统课程群 4.1. 构建课程群知识点网络与复杂工程问题的联系强度与适应程度 培养创新人才的实践教学方案应依据学生对知识内容难度和实践适应性的原则，所以整合和优化各学科专业的课程内容体系是满足与增强多学科交叉效果的重要途径。如前所述，嵌入式系统课程群中的微机原理、嵌入式系统设计、FPGA和硬件描述语言等是电子信息专业知识体系中的重要专业基础课程和专业课程，其特点主要体现在其工程的实践特性，引导学生将理论知识向工程实践转化，因此此类课程内容的优化就显得尤为必要。首先，需对一些陈旧的知识内容进行弱化，以微机原理和接口技术为例，课程中主要是以8051单片机为主线，讲授汇编指令、汇编程序设计、接口电路等知识。8051单片机作为一款经典的微处理器内核，具备满足电子信息专业学生本科教学需求，因此凸显课程特点，强化具体教学内容与复杂工程构建联系的前提条件及途径，形成以基本原理、计算思维、实际应用三方面内容统一的主线，实现基础知识与专业拓展的结合、专业理论与研究需求的结合；另外，在课程内容中所包含的程序设计及其程序设计的顺序、分支和循环的程序架构带入解决具体问题的过程中，将分散的知识点融合为知识网络，贯穿于解决复杂问题思维能力的培养，进而为后续的实际应用打下扎实的知识基础。 4.2. 构建课堂组织形式与复杂工程问题之间任务设计的多样化 复杂工程问题所具备的特征难以在一门课程中很好的体现出来，课堂教学如果拘泥于单一课程的知识讲授就无法体现出复杂工程问题的特点，尤其是在一些基础类课程中。嵌入式系统课程是在学生掌握微机原理的基础后，一门以32位处理器为核心，讲授嵌入式硬件设计、嵌入式软件设计和嵌入式操作系统应用的综合性课程。该课程通常设在大三或者大四学年，学生已完成多门课程的知识学习，因此该课程具备将已学过课程的知识点综合到以嵌入式系统应用为核心的综合性设计中，避免单独以知识讲授为目标的课堂教学的枯燥乏味，不知何用的教学境地。因此，根据学生对课程内容难度接受适应性的发展规律，设置体现复杂工程问题的任务目标，依次在不同的阶段进行不同的任务设计与相应的实践活动，通过院系合作、校内实训平台、产学研合作企业等途径构建多学科交叉融合的工程实践平台，助力学生切实提高对工程实践复杂性的认知，形成教学主线和实践主线结合于复杂工程问题的任务设计，并强化理论内容与实践的交叉复合联系以激发学生的学习兴趣与主动探求精神。 4.3. 重视和鼓励学生参加以学科交叉为特色的学科竞赛活动 针对电子信息工程专业的学科类竞赛，广泛认可的电子设计竞赛是学生如何解决复杂工程问题的优秀样例，同时也是对学生跨界整合能力和综合素养能力的考察，如大学生电子设计竞赛等。以学科交叉为特色，鼓励学生积极参与如“机器人 + 人工智能/数学”、“计算机 + 大数据”等等平台，在解决复杂工程问题解决能力的培养过程中提供了一个良好的课外促进机制。因此重视此类竞赛，提供学科竞赛的场地、设备以及相应的奖励措施，有利于课内的复杂工程问题向课堂外有效延展，形成对复杂工程问题“知识体系–任务分解–基础实习–实验–创新竞赛–综合实践”的多元课程群交互体。 4.4. 形成面向“复杂工程问题”的多元考核方式 对学生的考核由以传统的知识掌握水平转向对学生综合能力的考察，重视学生在解决复杂工程问题过程中的发现、分析、综合和执行能力考核。根据“复杂工程问题”特征，定位学生对复杂工程问题的接受性与适应性，通过关联课程的整合和相应培养目标指标点的分解，设计支撑低、中、高层次“复杂工程问题”的方案设计、研究性学习与课程设计环节，构建“知识深度–技能水平–创新思维”的系统化考核方式，最终形成课程群的成效、评价与激励的循环联动机制。
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user: 5. 结论 基于复杂工程问题的研究视角的电子信息课程群研究，对电子信息创新人才培养具有重要意义。首先，从知识层面的整合转向促成学生的深度学习，丰富了新工科课程改革的理论研究和实证依据；另外，通过构建复杂工程问题与电子信息课程群的依存关系，摆脱了传统的单向、线性、控制的学习模式，进化为多元、互动、开放的持续发展模式，为电子信息专业学生对复杂工程问题的适应和解决能力的相关研究提供了新的思路和改进途径，具有重要的参考和示范作用。
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user: 摘 要 基于水射流的水产类原料清洗去杂设备具有快速高效作业特点，但清洗效果与设备运行参数密切相关。针对水产类原料清洗去杂设备水射流作业机理不清、运行参数优化缺乏依据导致难以实现高质低损清洗去杂加工问题，本文研发了一种水产类原料水射流清洗加工力学性能检测实验装置，装置包括机械主体、供水系统、射流系统、输送系统、检测系统以及防护装置6部分组成，可根据实验需求在较大范围内调整水射流清洗过程中的射流压力、靶距、入射角以及原料输送方向和速度等参数，通过受射流打击的被测物料表面多点应变值测量，获得水产类原料清洗去杂过程的力学特性分布和变化规律，测量有效性通过实验进行了验证。该实验装置可为水产类原料清洗机理分析、水射流清洗设备结构设计和参数优化提供实验基础和数据支持。 关键词 :水产类原料，水射流，清洗机理，力学特性 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国是世界上重要的水产品生产、消费大国，近年来，我国在渔业方面取得了令世界瞩目的成就和发展，水产品加工业是水产业发展的支柱产业，也是我国重要的食品出口行业之一 [ 1 ] 。水产类原料(鱼类、贝类、海参、虾类)清洗去杂是水产品原料预处理的必需环节，其加工水平直接影响成品的表观品质和食用安全 [ 2 ] 。目前水产类原料清洗去杂的方式主要有摩擦、刷洗、水射流、微波以及化学去除等 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。其中，水射流方式具有快速高效、效果稳定、参数可控等特点在水产类原料预处理加工领域应用越来越广泛 [ 6 ] 。 水射流清洗去杂设备的工作原理通常是，在原料线性输送过程中以带压水为介质对原料面进行定向作业，依靠水射流的冲击力或垂直(水平)向剪切力以达到去除原料表面附着物、表层组织(粘膜、表皮、鳞片等)等的清洗去杂工艺要求 [ 7 ] 。在此过程中，即要求达到原料表面加工质量要求，且不能损伤原料本身，因此对水射流作业的参数控制提出了较高的要求。其难度主要为：1) 水产类原料物性差别较大，即使同一批原料，其个体具有差异性，同一射流方案针对不同原料个体的作业效果不同；2) 水射流作业参数包括射流压力、射流靶距、入射角度以及物料输送速度等，面向作业效果的射流方案寻优困难。目前无论是水射流清洗去杂设备的制造方还是使用者都是通过反复调试试验或者人工经验确定射流方案。这导致设备设计周期长、成本高以及使用效果不理想等工程问题难以解决 [ 8 ] 。 针对上述水产类原料清洗去杂设备水射流作业机理不清、运行参数优化缺乏依据导致难以实现高质低损清洗去杂的加工问题，本文设计一种水产类原料水射流清洗去杂实验装置，并提出通用的水射流力学特性检测分析方法。基于该装置可开展水产类原料加工过程射流方案对作业效果影响分析和射流参数对原料力学特性的研究，为新型水产类原料水射流清洗去杂设备研发以及现有设备作业方案优化提供了实验基础。
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user: 2. 水射流实验装置总体方案设计 2.1. 总体方案设计 水射流清洗实验装置的整体总布局如图1所示。实验装置包括测试平台、供水系统和PC端组成。由供水系统提供压力水，在测试平台开展水射流相关实验，实验数据(射流压力、输送速度等)经实时采集到PC端进行处理。测试平台(如图2)由机械主体、射流调整装置、物料输送装置和防护装置4部分组成。 图1. 水射流实验装置总体方案 图2. 测试平台设计方案 2.2. 工作原理 水射流清洗根据不同的清洗对象和要求，需建立合理的射流方案，其原理为:水箱内的水由水泵加压形成压力水，经管路到达喷嘴后，应由不同的喷嘴可形成不同形制在射流区域，当物料经过该射流区域时，物料受到冲击力和剪切力，对其表面产生冲击、动压力、磨削作用，使物料表面冲蚀、渗透、剪切、破碎，最终从清洗面上剥离下来 [ 9 ] ，从而达到去除物料表面垢层、附着物、粘膜、表皮和鳞片等，其原理图如图3所示；当喷嘴的高度、角度、位置，以及物料的传输速度等参数改变时，射流对污垢产生的剪切力的大小和清洗时间将发生变化，从而可以很大程度影响水射流对物料的作业效果 [ 10 ] 。因此该实验装置的主要功能为，对上述射流参数的调整和对物料受力状态的检测，从而为射流方案与作业效果的关联性研究提供实验基础。具体实验过程为：1) 将被清洗的物料用夹具固定在物料板上，通过电机带动丝杠旋转，实现物料的水平均速传输；2) 采用特殊设计的喷嘴夹持装置将实验喷嘴固定在龙门架上，喷嘴类型、高度、角度均可调；3) 物料表面可加装力学测试元器件(如应变片)，测试数据实时采集到PC端，经分析软件进行处理。 图3. 水射流清洗原理图
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user: 3. 水射流实验装置机械结构设计 3.1. 水射流喷射系统设计 供水系统如图4所示。选用Y2-132M-4型的三相异步电动机，额定功率为7.5 kw，额定转速1440 r/min；电动机与柱塞泵通过皮带相连，选用LS-750三缸单作用柱塞泵，额定转速范围500~800 r/min，工作压力为0~7 MPa可调；在泵头处装有测量范围0~20 Mpa的压力传感器，并通过数据线与PC端屏蔽接线盒相连，并通过数据采集板传输给电脑用来提供实时的可视化数据；泵的入水口通过软管接有过滤器，过滤器装在水箱底部，用来为系统供水；喷嘴由通用接口与管路连接，根据喷嘴类型及型号不同，实验时将产生不同形式的射流区域 [ 11 ] 。 图4. 喷射系统设计方案 3.2. 射流调整装置设计 射流调整装置如图5所示。由三组喷嘴特定夹持装置和龙门架组成，可以同时安装多个喷嘴，喷嘴固定的角度和高度均可调。其中，高度调整范围为300~500 mm，角度调整范围为，绕z方向360˚可调，绕y方向0~90˚可调，即可实现对被清洗物料的空间多角度的喷射。 图5. 射流调整装置设计方案 3.3. 物料输送装置设计 物料输送装置如图6所示。该装置采用丝杠传动，物料板上设有通孔，通过螺栓连接固定在丝杠副上方，丝杠两侧各配有一根光杆，每根光杆穿有两个滑块，同样通过螺栓与物料板相连，起到支撑物料板的作用；丝杠与步进电机通过联轴器相连，丝杠的导程选为10 mm，有效行程为1700 mm，选用的步进电机型号为DM542，负载最大转速为600 r/min，即可以通过PC端为PLC控制系统编程，并根据需要在0~10 cm/s的范围内任意改变物料板的输送速度，来满足不同水产类原料的清洗要求 [ 12 ] 。 图6. 物料输送装置设计方案
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user: 4. 水射流实验装置检测系统设计 4.1. 检测系统方案设计 检测系统主要由压力传感器、屏蔽式接线盒、数据采集板、DH5981应变采集仪和PC端几部分组成，可以对射流压力、射流力学打击参数进行实时监测；在泵头处装有测量范围0~20 Mpa的压力传感器，并通过数据线与PC端屏蔽接线盒相连，之后经过数据采集板将电信号传输给PC端用来提供实时的可视化数据，当柱塞泵工作产生一定压力的水射流时，利用MATLAB软件中的simulink模块读出水射流的工作压力，压力采集界面如图7所示；DH5981应变采集仪用来采集水射流打击到物料表面时所产生的应变值，通过在DHDAS动态信号采集分析系统中得到的数据可以对该水射流清洗装置多项参数进行指导性地调整，应变采集界面如图8所示。 图7. 压力采集界面 图8. 应变采集界面 4.2. 水射流实验设计 4.2.1. 实验原理及目的 水产类原料水射流实验的对象可为鱼类、贝类、海参、虾类等。实验可分为两个类：1) 作业效果评定实验；2) 喷射力学特性检测实验。 以鱼类去鳞力学特性检测实验为例，实验原理为描述为：在鱼模型表面粘贴应变片，将鱼模型固定在输送装置上，根据实验方案调整射流参数，开展射流实验，实时获取射流打击过程的鱼身特定部位所产生的应变值，经数据分析获得鱼模型的力学特性分布和变化规律，从而为后续实验提供具有一定意义的指导依据 [ 13 ] 。 4.2.2. 实验设备 本实验所采用的实验设备如图9所示。 图9. 水射流实验装置实物图 4.2.3. 实验主要步骤及数据 (1) 将电阻式应变片沿假鱼鱼身径向方向两两间隔10 mm的距离，用应变片胶水并排贴在假鱼鱼体上，定义从鱼腹到鱼背的应变片名称分别为编号1~8，实物图如图10所示； 图10. 应变片粘贴实物图 (2) 由于实验环境较为潮湿，容易对应变片电路造成短路，为保证实验精度，故需要对其进行防水处理；采用热熔胶将裸露的铜线包裹起来并粘贴在鱼体上，并将应变片及排线用保鲜膜缠在鱼体上。做好以上准备工作后，将假鱼模型通过特定夹具固定在物料板上方，最后通过实验台上的输送系统将假鱼模型送至喷嘴下方； (3) 选取不同的参数(压力、靶距、角度)分别在水射流清洗实验装置上对假鱼模型进行水射流打击实验，打击位置在距应变片前方2 cm处的鱼身上，实验参数组合分组编号如表1所示；另外，本次实验采用的喷嘴均为40˚扇形喷嘴； Table 1 Experimental groupin 分组编号 参数 第一组 压力：4 MPa；入射角：90˚；靶距：30 cm 第二组 压力：4 MPa；入射角：90˚；靶距：25 cm 第三组 压力：4 MPa；入射角：75˚；靶距：30 cm 第四组 压力：5 MPa；入射角：90˚；靶距：30 cm 表1. 实验分组 (4) 从应变测试系统中读取射流打击鱼体时所产生的应变数值，动态信号测试系统的桥路方式采用三线制1/4桥连接，桥压为2 V，应变量程为±1000 µε，采样频率为1000 Hz，采用应变变化相对稳定阶段的平均值作为实验测得的应变值 [ 14 ] ，所测得数据如表2所示。 Table 2 Fake fish model measures strain value (µε 编号 分组 第一组 第二组 第三组 第四组 1 16.405 19.143 12.159 22.513 2 17.392 23.836 15.954 26.238 3 21.795 28.580 19.035 28.536 4 25.687 32.087 20.491 32.019 5 26.525 32.194 21.052 31.688 6 23.996 26.673 18.937 29.855 7 19.650 22.662 16.304 26.747 8 15.991 19.618 12.478 20.059 表2. 假鱼模型测量应变值(µε) 4.2.4. 实验结果分析 由于应变测试系统测得的应变为微应变(µε)，微应变也是用来表示形变的变化程度，只不过是用来描述极其微小的形变，微应变用µε表示，1 µε = (ΔL/L) × 10 6 ，即它与应变的关系是e − 6，最后得到实验测得的应变测试值制成的曲线关系图如图11所示。 从图11可以看出，当只调整靶距参数时，靶距较小时所产生的应变要明显大于靶距较大时的应变；当只调整入射角参数时，垂直物料喷射时产生的应变值要略高于75˚入射角时所产生的应变值；当只调整压力参数时，压力较大时产生的应变值要明显大于压力较小时产生的应变值；实验测得的不同参数条件下的鱼身中间部分应变值都要略高于鱼背和鱼腹部位的应变值，这种现象可能是由于扇形喷嘴的射流特性引起，因为射流中心部分速度较大，携带的能量要大于周围射流，打击到鱼体后产生的应变要比两侧应变大一些 [ 15 ] 。 图11. 应变测量值关系曲线图 为了验证测量有效性，本文还利用了目前国际上比较流行的商用CFD软件包Fluent对第一组实验条件下水射流对鱼体的打击情况进行仿真 [ 16 ] 。运用三维建模软件对假鱼模型进行1:1建模，利用fluent软件对喷嘴外流场进行仿真，实验条件保持一致(入射压力4 MPa，靶距30 cm，90˚入射)，随后定义假鱼模型的材料属性，采用流固耦合方式仿真出射流打击到鱼身后产生的应变参数，仿真得出的等效应变云图如图12所示，最后在云图中按应变片粘贴位置读取该点的应变值，将仿真分析得到的应变值与实验测得的应变值进行对比，对比曲线如图13所示；从图13可以看出，实验测得的鱼身应变程度与仿真得出的应变趋势基本一致，测试值与仿真值之间的误差较小，最大误差均不超过20%，验证了实验测量的有效性。 图12. 仿真应变云图 图13. 仿真–实验应变对比图
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user: 5. 结论 我国是水产品生产和消费大国，水产品加工业在农业中占据重要地位，而水产类原料的清洗技术则是加工过程中的重要环节，其加工技术的优劣直接影响后续加工的速度和品质。本研究所设计的基于水射流的水产类原料清洗去杂实验装置可以大范围的调整影响水射流清洗效果的清洗参数，包括喷嘴类型及参数、射流压力、靶距、入射角以及输送速度等。可发展水射流作业效果评定实验和喷射力学特性检测实验，为水产类原料加工过程射流方案对作业效果影响分析和射流参数对原料力学特性研究提供实验基础。通过鱼类水射流去鳞实验验证了射流力学特性检测实验的准确性和规律性。该水射流实验装置的设计及搭建，为针对不同类型的水产类原料清洗机理分析、水射流清洗设备结构设计和参数优化提供实验基础和数据支持。
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user: 摘 要 随着社会的进步，对环境要求逐步提高，工业企业面临环境因素的淘汰和转型。因此，对人才尤其是高等工科院校的青年学生的环保意识也有了更高的要求。在这样的新形势下，提倡环境保护是科学与技术发展的先决条件，工科院校人才培养需要系统地提高大学生的环境保护意识，建立大学生可持续发展的意识。本文从工科学生接受环保教育的必要性和重要性，以及环保课程对学校发展的重要作用，分析了在工科院校开展环保与可持续发展论课程的必要性。 关键词 :环境保护，可持续发展，课程建设，工科高校 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 由于经济的高速发展，给我国带来了诸多的环境问题和社会问题。目前，面临着“环境与发展”这一当今世界普遍关注的重大问题，全世界都正在探索发展经济的同时保护人类赖以生存和发展的生态环境的举措。生态环境是关系党的使命宗旨的重大政治问题，也是关系民生的重大社会问题。国家政策法规对环境与发展格外关注。同时，联合国教科文等国际组织也呼吁和倡导关于环保和促进可持续发展的思想教育。并提出“将可持续发展的内在价值观融入到学习中，鼓励人们改变现有习惯的行为，实现一个更加持续和公正的社会的目标” [ 1 ]。以此为目的，2005~2014年被命名为“可持续发展教育十年”，通过教育培育可持续性的未来所需的价值观、行为准则和生活方式 [ 2 ]。环保教育是从思想源头解决环境危机的重要途径，它关系着国家的可持续发展、民族的健康和道德素质 [ 3 ]。因此，将环保的理念教育列为高等学校必修课或选修课是非常必要的。目前，将可持续发展教育融入课程并落实到学校教育教学实践中已成为基础教育改革的重要议题 [ 4 ]。 在教育的各个阶段中，高等工科院校培养的是针对工程技术和企业管理的人才，所以在工科院校的教育内容中加入绿色生态环保的内容，具有重要的现实意义。工业生产是造成环境问题的主要因素，比如污染较为严重的水污染中，同时又是解决环境问题的重要手段。高等工科院校的学生有更高的比例在毕业后会进入工业企业，在高校接受环保和可持续发展的理念，有利于提高学生的生态道德素质，引导学生利用科技开发提高生产力，实现人与自然的和谐发展 [ 5 ]。因此，在高等工科院校关于环境保护和可持续发展教育尤为重要，其重要性和必要性体现在以下几个方面：
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user: 2. 环保教育是科学发展观的时代要求 生态优先、绿色发展新时代的要求，也是人民群众对清新空气、干净饮水、优美环境、健康生活更强烈的需要。工业上严重污染的生产方式，要转方式调结构，主动转变发展方式，并且大力淘汰污染落后产能。高等工科院校加强对未来从事工业生产和管理的青年学生的环保教育，使大学生关注生态文明，关注党和国家加强生态文明建设的重要举措，培养良好的环保素质，能够发挥高等工科院校在生态文明建设中的基础教育作用 [ 6 ]。
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user: 3. 环保知识是工科大学生的关注点 作为未来的工程师，工科大学的学生关注环保并且愿意投身于环保的比例是非常高的。易齐涛等对大学生的环保意思进行的调查结果显示工科院校大学生普遍关注环境问题，但相关环保知识、环保政策及相关战略的认知不足 [ 7 ]。因此，开设环保课程能够满足学生对相关知识的教育需求。
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user: 4. 提高环保素质是高等工科院校建设双一流大学的内在要求 《第比利斯宣言》强调环境教育应注重实践活动对道德养成的促进作用，在教育过程中应结合周边社区的环境问题开展环境保护的活动。它强调理论教育要与实践教育相结合。国内外很多知名的一流大学，如美国哈佛大学、美国麻省理工学院、清华大学等都在进行相关的环保生态教育，特别是英美高校“绿色大学”的建设已经取得了显著的成效，形成了系统的完善的模式，在环境实践方面走在了世界的前列，为世界各国环境保护教育树立了成功的示范。近年来，各高校进入了加快世界一流大学建设的大军中，任务艰巨，开设环保教育的相关课程，能够促进学校健康发展，也是工科高等学校自身健康和可持续发展的内在要求 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。
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user: 5. 环保意识的培养需要系统的课程教学 环境保护与可持续发展是以地球环境为背景，以自然环境为基础，以可持续发展理论为主线，对环境污染、生态破坏、可持续发展理论和科学发展观等方面都做了阐述 [ 9 ]。提出了人类要想彻底的、真正与环境和谐，就必须抛弃原有的发展方式，而选择清洁的生产方式、科学的发展方式，才是对地球真正负责任的态度。因此要想使学生了解人与自然的伦理关系，以及生态危机现实严重性及人在人与自然关系中所承担的责任，需要系统的课程教学，这也是环保与可持续发展论课程的主要教学目的。通过对环保和可持续发展这门课程的系统学习，能使学生获得环境污染治理和环境法律的基本知识，同时能引导学生在人与环境的关系上树立正确的观点和态度。