DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 系统功能实现 5.1. 系统语言及其功能 系统采用Visual C#作为可视化编程语言，结合ArcEngine 9.3开发。在Visual C#环境下与Access数据库连接，用SQL语句访问表中数据，实现对水环境容量信息管理。同时利用ArcEngine组件提供的各种属性、方法和工具，能进行空间数据展示、数据查询和数据计算，以实现对水环境容量计算信息的管理。 5.2. 用户界面 1) 用户即水环境容量动态展示系统的使用者，作为人机交互的界面环境，需考虑人们操作习惯和接受能力，使应用程序在视觉感受、概念语义上易理解，易于操作。系统颜色搭配合理，并由菜单栏区、工具条区、地图主显示区、鹰眼显示区、状态栏区等五部分组成。 2) 主界面具有如下三个特点：① 基于面向用户，使用汉字菜单及提示，操作简单方便；② 采用基于Windows风格的用户界面，使用窗口、菜单，图标、对话符号操作来完成系统应用；③ 各类菜单、窗口、工具、按钮等保持一致，便于用户使用。 5.3. 系统主要功能 本系统包括数据显示、数据查询、水环境容量计算、帮助、退出五大模块。 5.3.1. 数据显示 数据显示模块由工具条、图层控制区、图层显示区、鹰眼显示区、状态栏及最大与最小化、关闭等组成，用于显示水源区监测点、河流及丹江口水库的基本信息，还有鹰眼功能，可实时显示屏幕放大区域在总区域范围内的位置，并在屏幕下方状态栏可动态实时显示坐标信息以及鼠标所在处点的X、Y坐标。 5.3.2. 数据查询 此模块主要用到数据库连接，提供了按时段数据、断面和条件等三种查询方式。 1) 按时段数据查询 丰年、平年、枯年水量不同，故各断面上污染物检测指标值不同，本系统提供了按丰、平、枯三种时段数据分别查询的方式，结果将以地图和表格两种形式展示。 系统还提供了对结果表格的打印输出功能。单击“打印输出”即以Excel表格形式输出，表格还可动态更新打印日期。单击“保存”即可将结果保存在合适位置。 2) 按断面查询 本系统按断面查询提供了两种实现方式，即在ComboBox中选择断面名称查询和直接通过鼠标在地图显示区点选查询。 此项查询功能也提供表格打印输出功能，操作步骤同按时段数据查询。 3) 按条件查询 此查询是对高锰酸盐、氨氮、生化需氧量和溶解氧四种污染物浓度选择查询，分别在数据项、关系下拉列表框中选择之后，在目标文本框中输入数值，单击“查询”即可，此功能也配合按时段数据查询。 5.3.3. 水环境容量计算 该模块为系统核心模块，计算时运用了前述水质模型中的河流中污染物混合衰减模型。由污染物浓度稳定(式3-2)、污染物不能降解(式3-3)和忽略纵向离均系数(式3-4)三种简化计算公式可知，计算时需输入多个参数，因此系统分别设置了时段、计算因子、断面、计算类型供选择。计算时还需在河流流速、纵向离均系数、衰减系数等各文本框中输入相应参数，在主界面中菜单栏里单击“水环境容量计算”，即弹出水环境容量计算界面。 该模块的断面设置中提供了2种方式，即在起始断面下拉列表框里选择和直接在地图显示区单击选择。由于一个起始断面只对应唯一的一个终止断面，因此系统未提供终止断面点的选择，而是在选择起始断面同时即生成终止断面。故在断面设置后，起始断面在地图上以“START”图标来显示，终止断面以“END”图标来显示。 在计算数据设置中，按三种简化模型产生三种不同算法。 在忽略纵向离散系数计算类型中，不需输入纵向离均系数，故纵向离均系数文本框中显示“不需要此参数”，在污染物不能降解计算类型中，不需输入衰减系数，故衰减系数文本框中显示“不需要此参数”。 以起始断面西峡水文站为例，采用污染物的浓度是稳定的计算类型，单击“计算”键，出现结果界面，之后点击“保存结果”，弹出“是”或“否”将结果进行保存的提示框，之后根据需要进行结果保存。 另外，本模块还提供地图制图功能，可为地图添加边框、比例尺、指北针以及保存为*.mxd文档。 5.3.4. 帮助与退出 帮助模块为系统提供帮助文件，用户通过查看帮助文件即可了解系统所有功能模块及各模块的操作与说明；该模块应用AE和WinCHM软件来实现用系统功能。退出模块用于系统退出。若用户在一分钟之内不执行任何操作，系统即关闭。
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user: 6. 结语 1) 本文以南水北调中线工程水源区为研究对象，从河流中污染物混合衰减模型、数据库建立等方面着手，分析研究了水环境容量计算方法、空间和属性数据的关联及系统平台建立；同时利用水源区水系图，结合网上搜集信息，运用C# 2008开发了水源地水环境容量动态展示系统(含数据显示、数据查询、水环境容量计算、帮助和退出等模块)，实现了水环境容量计算和动态展示。 2) 为及时掌握区域水环境污染物排放削减与增加对水环境质量影响之间的动态变化，必须加强对排污总量的控制、分配和管理。作者认为，在水环境保护领域广泛引入、推广地理信息系统同时，应充分利用地理信息系统强大图形编辑、空间数据处理功能，建立综合查询平台，为决策和管理提供模拟现实的空间环境。 3) 本文对水环境容量计算与GIS结合技术进行了初步探讨，但因受多种条件限制，尚未对一些问题更深层次探讨，在今后工作中将继续完善和深入研究。
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user: 摘 要 概率论是研究客观世界随机现象数量规律的数学分支学科，它在思维方式和研究方法上有其特殊性，呈现出独有的数学美感。本文从数学思维的基本形式出发，结合概率论的教学内容与特点，从抽象美、和谐统一美、简约美、直觉形象美和类比美等五个方面探寻概率教学中的数学思维之美。 关键词 :概率论，教学，数学思维美 Copyright © 2018 by authors 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 美，是客体作用于主体，使主体产生一种精神上愉悦的体验。英国数学家G·H·哈代说过：“数学美可能很难定义，但它的确是一种真实的美”。我们在学习数学、应用数学的思维过程中，深刻地体会数学带给我们的这种难以定义却真实存在的美。大多数数学家认为数学美至少蕴含三个特性，即和谐性、简单性与奇异性 [ 1 ] 。 数学思维是人脑和数学对象交互作用并按照一般的思维规律认识数学本质和规律的理性活动。具体来说，数学思维就是以数和形及其结构关系为思维对象，以数学语言和符号为思维的载体，并以认识发现数学规律为目的的一种思维 [ 2 ] 。数学思维既从属于一般的人类思维，具有一般思维的特征；同时，由于数学及其研究方法的特点，数学思维又具有不同于一般思维的自身特点，表现在思维活动是按客观存在的数学规律进行的，具有数学的特点与操作方式。特别是作为思维载体，数学语言的简约性和数学形式的符号化、抽象化、结构化倾向，决定了数学思维具有不同于其他思维的独特之美。 概率论是研究和揭示客观世界随机现象数量规律性的数学分支学科。它是根据大量同类随机现象的统计规律，对随机现象出现某一结果的可能性作出一种客观的科学判断，对这种出现的可能性大小做出数量上的描述；比较这些可能性的大小、研究它们之间的联系，从而形成一整套数学理论和方法。概率论有别于其他数学学科，首先思维方式需要从确定性思维转变到随机性思维，其次观察、试验、调查是概率论这门学科研究方法的基石。正因为概率论在思维方式和研究方法上有它的特殊性，所以在教学活动中，它呈现出独有的数学美感和魅力。按照思维活动的性质特征划分，数学思维的基本形式有：抽象思维、逻辑思维、形象思维、猜想思维、直觉思维和灵感思维等 [ 3 ] 。本文从数学思维的基本形式出发，结合概率论的教学内容与特点，从以下五个方面探寻概率教学中的数学思维之美。
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user: 3. 意义 数学思维美不只是一种形式美，它更多的体现在学习数学、应用数学的思维过程中所表现出来的一种理性之美。法国著名数学家庞卡莱曾经说过：“数学的优美感，不过就是问题的解答适合我们心灵需要而产生的一种满足。”在概率的学习、应用等思维过程中，我们时刻在追求着这种满足与愉悦，品尝数学思维之美，犹如欣赏伟大的数学艺术精品一样。 教师在概率教学中要善于去发现美、挖掘美和传递美，充分发挥数学思维美的独特魅力。利用数学思维美去打动学生，不仅能够激发学习的最佳动机、改变概率学习的枯燥局面，而且也可以使概率理论获得更丰富的内涵和更广泛的应用。
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user: 摘 要 随着科学技术的发展，VR、AR、MR等技术日益完善，作为虚拟现实成像领域最前沿的技术，该技术将会广泛应用于小流域山洪灾害场景模拟中。本文通过MR系统把山洪灾害防治的现实环境构成虚拟场景，利用专业引擎去与GPU互换数据，动态渲染模拟光源，实现在MR中模拟演示山洪灾害暴发过程，并结合当地山洪灾害防御体系建设情况，模拟演示灾害发生过程中当地监测、预警、转移安置、抢险救灾等应急响应工作。该技术将充分发挥信息化技术对基层防汛业务管理水平的提升，提高自身防灾减灾意识和灾害避险能力，从而减少因山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失。 关键词 :山洪灾害防治，MR技术，交互 Copyright © 2018 by authors and Wuhan University. 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 在物联网、云计算、大数据、人工智能等技术快速发展的时代背景下，虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等技术渐显成熟，VR是纯虚拟数字画面，通过渲染技术，结合人机交互的方式，给体验者沉浸式的画面；AR虚拟数字画面加上裸眼现实 [ 1 ] ，利用光学和3D建模技术，并通过交互的方式，实现物体模型生动形象的展示；MR是数字化现实加上虚拟数字画面，结合了VR与AR的优势，既能通过光学和3D建模模拟真实的物体，又能给与体验者沉浸式的体验，这种虚实结合和交互式的方式得到了更多人的青睐，三者的区别如表1所示。国内外众多学者对MR技术应用开展了大量的研究和探索，主要集中在游戏、旅游、教育、医疗等领域 [ 2 ] ，如教育方面，采用MR技术开展立体式教学，不仅让学者更直观的感受所教内容，还可提高学者的学习兴趣。但是，MR技术在小流域山洪灾害防治领域中的应用研究和实践几乎为空白，本文将MR技术引入山洪灾害防治中，以丰富形象的方式展示山洪灾害典型场景，为防汛指挥者提供指导意见，提升山洪灾害防治的现代化水平。 Table 1 Distinction of VR， AR， M 类别 实现虚拟场景的技术 沉浸 交互 渲染 光学+3D重构 VR √ × √ √ AR × √ × √ MR √ √ √ √ 表1. VR、AR、MR三者区分表
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user: 2. MR技术简介 2.1. MR技术 混合现实(Mix reality，简称MR)，指的是合并现实和虚拟世界而产生新的可视化环境，在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。该技术最早由多伦多大学教授Steve Mann提出，在上世纪八十年代，为了增强自身视觉效果，让眼睛在任何情境下都能够“看到”周围环境，Steve Mann设计出可穿戴智能硬件，这被看作是最早对MR技术的探索。 由于VR技术是MR技术的发展基础，因此MR系统在硬件设施设备的构成上与其具有很大的相似性，MR技术重在利用虚拟物体在现实世界中的完美融合及展现，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，增强体验的真实感 [ 3 ] 。MR技术实现的步骤如图1所示，首先通过获取真实世界场景信息，通过3D建模、场景定位分析等技术，生成虚拟场景，最终达到虚拟与现实的结合显示。 图1. MR技术实现步骤 2.2. MR技术的应用 目前MR技术主要应用于娱乐、医疗、教育、导航、购物、旅游等领域。娱乐方面，已广泛用于游戏、电影等行业，客户戴上MR眼镜即可沉浸其中，有着身临其境的现场感受 [ 4 ] ；医疗方面，MR可帮助治疗一些恐惧症如恐高症，主要通过模拟某种环境已让患者适应，还可虚拟拜访医生 [ 5 ] ；教育方面，主要是采用MR技术的教育体验课程和立体式教学课程 [ 6 ] 。购物、旅游方面可以为用户提供更全面、真实、周到的体验，例如，旅游者看到哪里，MR设备就会呈现出对应的历史、原貌等信息 [ 7 ] 。以后该技术的应用可延伸到以下大领域：视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事 [ 8 ] 。
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user: 3. MR技术在小流域山洪灾害防治中的应用 结合山洪灾害防治体系“以防为主、防抗救相结合”的工作方针，以修水县为例，以山洪灾害频发的小流域为对象，选取修水县杭口水流域(新湾乡南茶水库段至上杭乡双鄄村)，开展MR应用研究。 3.1. 总体框架设计 通过MR系统把防灾减灾的现实环境构成虚拟场景，利用专业引擎去与GPU互换数据，并通过METAL、OpenGL ES2、OpenGL ES3等接口去动态渲染模拟光源，并将模型表面贴图虚拟真实化 [ 9 ] 。系统总体框架图如图2所示。 图2. 系统总体框架图 1) GPU动态光影底层技术 通过虚拟化平台的直通技术可以将显卡直接给虚拟机使用，与物理机接入显卡效果基本一致，只要安装了对应显卡的显示驱动，显卡就可以为这个虚拟机提供高性能的图形能力。GPU虚拟化/共享能够将一个物理存在的显卡分享给多个虚拟机使用，每个虚拟机将获得更好性能图形处理能力。并且将虚拟机与次时代引擎相结合，将RGB值与Alpha值进行调整，形成动态光影(自然光)。 2) 渲染管道映射 应用程序阶段：CPU与内存相互数据交互，例如计算好的数据(顶点坐标，法向量，纹理坐标，纹理贴图)就会通过数据总线传递给图形硬件。 3) 几何节点 主要负责顶点坐标变换，光照，裁剪，投影以及映射，在该阶段的末端得到经过转换和投影之后的顶点坐标，RBG值，以及纹理坐标。几何阶段主要工作就是“变换三维顶点坐标”和“光照计算”。 4) 光栅阶段 模型经过模型的顶点转换，并且投射到二维平面，并且把屏幕中的每个像素点进行光栅化，并且指定每个像素点在屏幕当中所占用的位置，最终在屏幕中显示成图片或者三维图片。 5) 光影处理层 主要通过该层级将硬件光栅化提供的光源数据转换成引擎内部色彩数据，并且校准坐标系为引擎左手坐标系。 6) 显示层结构 控制层通过发送事件及信号，将引擎的逐帧处理函数得到实施运行与处理，并且将三维模型层中的模型进行本地序列化，将模型数据存放到硬盘中，起到优化作用。视图层中的所有内容都是每帧通过渲染器进行每秒90次渲染形成UI及光影，还有粒子效果。 3.2. 小流域信息 所选小流域的流域面积为135.07 km 2 ，山洪灾害频发，流域内共有23个山洪灾害重点防治区，部分村庄防洪年限不足5年一遇，流域上游有小(1)型水库南茶水库。结合该小流域实际，利用MR技术、场景融合等新技术手段，在Hololens应用平台中营造出信息融合的、交互式的三维动态视景的模拟环境，实现在MR中模拟演示山洪灾害暴发过程，并结合当地山洪灾害防御体系建设情况，模拟演示灾害发生过程中当地监测、预警、转移安置、抢险救灾等应急响应工作。让不同受众对象身临其境，防汛工作人员能进一步明确自身工作职责，以提高其责任意识和业务能力；普通群众能够深刻感受到山洪等自然灾害的突发性和巨大破坏性，提高自身防灾减灾意识和灾害避险能力，从而减少因山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失。 3.3. 山洪暴发场景设定 预先对小流域及村庄进行建模，生成适配配置的优化后的模型，并根据山洪灾害调查评价成果，关联各山洪灾害重点防治区内的人口信息。利用影视特效移植到引擎进行制作，当用户带上MR会观察到暴雨场景，可输入降雨值或对接附近自动监测站点，模拟河道涨水直至山洪暴发的过程。当降水量的数据达到特定雨量时，MR中显示的河流水位越来越高，山洪暴发，沿河集镇、自然村落等被洪水淹没，农田、道路桥梁、居民住宅等基础设施被冲毁，人民生命财产受到威胁，给当地带来了较为严重的灾害。在此过程中，MR模拟当地山洪灾害防御体系过程，分监测、预警、转移安置、灾害发生 [ 10 ] 等几个步骤： 监测：充分利用上游的自动雨量站、自动水位站数据，使MR系统关联到该监测站，当自动雨量站监测到某段时间降雨量达到该地区临界预警值，自动水位站监测到的河道水位在逐步上涨至预警水位值，MR模拟山洪暴发之前的天气气象情况、雨情和水情。模拟雨情时应结合降雨大小，让体验者体验到小雨、中雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等的亲身体验；模拟水情时，应结合堤防或水库的涨水现场，让体验者体会涨水的过程及现场的险峻形势。 预警：当监测站点的水位或者雨量值达到对应的预警指标时，当地防汛责任人在接到上级防汛抗旱指挥部发出的短信和电话预警通知，启动山洪灾害防御预案，各级防汛人员迅速上岗开展工作，水库管理员和堤防巡查员对水库、堤防等重点防洪工程进行巡查，此时河道水位快速上涨，简易水位报警站和简易雨量报警器发出准备转移通知，村级防汛责任人采用手持喊话器或者无线预警广播提醒危险区群众做好山洪灾害防范措施。 转移安置：当水位达到准备转移水位时，防汛责任人使用手遥报警器、手持喊话器、无线预警广播、铜锣等预警设备通知危险区居民准备转移；随着水位上涨，简易水位报警站等设备发出立即转移预警，各片区防汛责任人迅速组织危险区居民转移，期间，一些居民收拾钱物，防汛责任人员强行将其转移；一些居民朝转移路线相反的方向转移，在防汛责任人员的纠正下按正确路线向安置点转移；MR模拟应急转移过程中出现的问题，突出当地防汛人员的职责。 山洪暴发：随着水位继续上涨，山洪灾害暴发。由于人员及时得到转移，没有造成人员伤亡情况，但是一些居民房屋、道路、桥梁、堤防等基础设施被山洪冲毁，MR对山洪的破坏力和造成的灾情进行模拟；洪水退后，当地政府组织居民开展抢险救灾、思想安抚等工作。 3.4. 交互方式 长期以来，人们使用身体的运动与现实世界进行交互，在此过程中逐渐形成了交互信息方式——手势交互 [ 11 ] 。随着科技的发展，手势交互开始替代键盘、鼠标等传统交互方式，广泛应用于交互情景中，包括点击、操作虚拟物体以及与大屏幕的互动等，这种交互方式与MR技术十分契合。 山洪灾害防治MR系统以村庄、水域、水利工程为基础中心划分为三个区域，并且三个区域都可以点击，点击其中的某个区域将会出现对应的三维场景界面，界面有返回按钮、语音播放按钮、灾害三维动图播放按钮、防范自救知识按钮；该界面实现语音介绍洪水冲击沿河村落建筑物被破坏倒塌后的灾害介绍和注意事项。交互操作的总体设计如图3所示，MR演示效果如图4所示。 图3. 交互方式流程图 图4. 交互操作示意图 通过手势点击三维模型，通过不同类型的模型，会显示不同区域的特效或灾难详细信息，包括雨量和水位变化，水位流势、流向、影响水位变化等其他因素。
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user: 4. 展望 目前MR的制作成本还较高，应用较局限，但引入新技术是整个科技发展中未来发展的趋势，不会仅仅停滞在理论阶段，随着科学技术的发展，MR技术涉及面会更广泛，应用门槛更低，制作成本也会下降。MR技术在山洪灾害防治中的应用现处于探索阶段，开展“山洪灾害防治 + MR技术”在小流域山洪灾害防治中的应用建设，将会进一步发挥信息化技术对山洪灾害业务管理水平的提升，提高防洪减灾效益。
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user: 摘 要 阐述了来华留学研究生面临课程学习困难，论文写作压力大等专业学习问题。认为学术语言能力是其重要的影响因素。指出欲突破学术语言能力困境，帮助来华留学研究生更好地应对学业挑战，适应专业学习，提高留学生教育质量，需要高校建立服务于来华留学研究生的语言考试等级体系，开设学术语言类课程及转变教师教学方式。 关键词 :来华留学研究生，专业学习，学术语言能力 Copyright © 2018 by authors 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 自2010年我国教育部发布《留学中国计划》以来，越来越多外国学生选择到中国留学。据教育部统计，2017年共有48.92万名外国留学生在我国高校学习，其中约有7.58万名硕士和博士研究生，比2016年增加了18.62% [ 1 ] 。对来华留学研究生而言，要想取得学位必须应对两个难题的挑战，一是顺利完成课程学习任务并取得学分；二是顺利开题，过渡到毕业论文写作阶段并通过答辩。学术语言能力是决定留学研究生能否成功应对这些学业挑战的重要因素。如果他们的学术语言能力不过关，在学习课程和撰写毕业论文时必将面临巨大压力。 在欧美，许多研究已经证明学术语言能力对留学生专业学习具有重要的影响 [ 2 ] ，但在中国这方面相关的研究相对较少。于富增曾提到语言问题一直是我国留学生教育发展的首要问题，在很多来华留学生中存在着语言考试成绩高，但学习专业时语言困难的现象 [ 3 ] 。当下国际化发展迅速，我国高校对留学研究生的要求越来越高。如何突破学术语言能力的困境，帮助来华留学研究生更好地应对专业学习挑战，提高留学生教育质量，已成为亟待解决的问题。
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user: 2. 学术语言：专业学习的重要工具 目前，来华留学研究生按授课语言主要可分为汉语授课生和英语授课生两大类，其中用汉语授课的留学研究生一部分本科阶段在我国高校就读，通过考试进入研究生阶段学习，具有较好的汉语水平；还有一部分则直接从派遣国来，经过1~2年的汉语培训，通过HSK考试后进入研究生阶段学习。所谓HSK是为了测试母语非汉语者的汉语水平而设立的国家级标准化考试，它是由北京语言文化大学汉语水平考试中心研制的，经中国国家教育委员会认可的对母语非汉语的学习者的汉语能力认定考试。当下HSK考试在世界范围内已成为汉语教育的一个目标，它可以作为在中国高校留学或就业的汉语能力的基准证明 [ 4 ] 。对于汉语授课的留学研究生来说，通过HSK四级，能够用汉语就较广泛领域的话题进行谈论，比较流利地与汉语为母语者进行交流已成为许多高校对他们进入研究生阶段学习的最低语言要求，这也是保障他们顺利开展专业学习的前提。除了汉语授课生，英语授课生也是来华留学研究生的重要组成部分。我国许多高校设有全英文研究生教育项目，如清华大学就有十几个硕士专业招收英文教学的留学生 [ 5 ] 。他们一般从派遣国来，不经汉语培训，直接用英语授课和培养，但他们都需要通过托福或雅思等语言考试才能进入研究生阶段的学习。这种授课和培养方式由于缩短了在华学习时间而深受欢迎，吸引了越来越多的留学研究生来华就读，英语授课生数量不断增加。 近年来，我们发现不少来华留学研究生虽然通过了语言考试，但专业学习仍然面临很大困难，无论是汉语授课还是英文授课的来华留学研究生皆是如此。越来越多的人存在这样的疑问：来华留学研究生通过语言考试就代表着语言能力过关了吗？他们达到什么样的语言能力水平才能适应专业学习的需要？ 任何一种语言都具有三种属性：音、形、意，在不同的语境下有多种含义与用法 [ 6 ] 。学术语言有其自身的特殊性，具有特定的词汇语法特征、结构形式、专业术语以及写作规范，与我们日常交流所使用的语言有着质的区别。Cummins认为语言能力分为两种：基本人际交往能力和认知学术语言能力 [ 7 ] 。前者是指一般社会交际情景下的语言使用能力，如聚会、打电话等日常社交场合与面对面的语言交流能力；后者则是涉及复杂的抽象的学科内容的学术语言能力 [ 8 ] ；袁平华等人将“学术语言能力”界定为“发生在课堂中的那种高度抽象、缺乏语境支持的言语交际能力，这种能力涉及有关学科内容的听、说、读、写技能，还包含学生用这种语言进行学习的能力，亦即使学生在没有个人亲身经历的情况下进行假设、想象、推理和解决问题的能力 [ 9 ] 。”可见，学术语言能力既涉及语言学范畴，也涉及认知范畴；不仅要求掌握与学科领域相关的词汇，还包含对学科知识进行比较、分类、综合、评价和推理的能力。我国许多高校规定汉语授课生HSK水平达到四级及以上、英语授课生托福成绩90分及以上或雅思成绩6.5分及以上的就可以进入研究生阶段学习。这满足了很多留学生在我国攻读博硕士学位的愿望，但由于上述几种语言考试的内容主要考察日常语言能力，与留学研究生专业学习内容缺乏紧密联系，所以很多留学研究生虽然通过了语言考试，但在学习专业课程、撰写开题报告和毕业论文时仍旧困难重重。对于来华留学研究生来说，仅仅具备日常语言能力不足以应对课程学习和学术研究，学术语言能力才是他们适应专业学习、应对学业挑战的关键。
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user: 3. 学术语言能力不足，大量来华留学研究生专业学习面临巨大挑战 3.1. 课堂语言交流受挫，专业课程学习困难 来华留学生进入研究生阶段之后首先开始的是专业课程的学习。课堂作为教师和学生基于共有目标、资源以及参与模式而创立的一个社团 [ 10 ] ，它不只是一个物理空间和教师专业实践的场域，也是课程教学、评价、学习等活动相互融合的综合体，更是留学研究生进行专业课程学习活动的主要场所。在课堂中，教师与学生以不同的身份和角色，通过语言交流构建对课程学习内容以及学习过程本身的理解，以此掌握坚实的基础理论和系统的专业知识。但我们发现，在课堂学习这一过程中，不少能够很好应对日常生活交流的留学研究生却不能顺利地进行课堂交流。他们由于专业词汇量小，语法不好，对专业课老师的课堂用语听得不是十分明白，以至于课堂交流受阻，课下也难以独立完成作业，造成了很大的心理压力。笔者通过对韩国、泰国、蒙古国来华留学研究生的多次访谈了解到，由于学术语言能力薄弱的原因，很多留学研究生上课听力反应迟钝，阅读速度慢，专业内容用语言表达不清楚，在课堂上几乎不发言，跟老师、同学的互动交流更是非常少；他们感觉学习内容多，难度大，进度快，一年的专业课程学习结束后，自己几乎没有听懂多少。可见，学术语言能力薄弱加重了他们对“留学生”身份的认同，从而不自觉地在自己与本地学生和老师之间划出界限，使他们在课堂学习中成为了一个孤立的群体，严重阻碍了留学研究生的课堂交流，大大影响了他们对知识的接收和认知。由于课堂交流障碍长时间无法克服，很多留学研究生跟不上学习进度，考试时也不能准确回答问题，使得他们学习信心下降，对专业学习产生明显的抵触情绪，畏难情绪也越来越强，专业课程学习变得更加困难。 3.2. 开题报告和毕业论文写作压力大，研究进展艰难 研究生阶段除了学习基本理论，建立合理的知识结构，更重要的是开展科学研究。来华留学研究生经过课程学习之后就要进入自主研究阶段，进行开题报告以及毕业论文的撰写。开题报告是论文写作的基础，论文是贮存和传播科研成果的重要载体和手段，是来华留学生专业学习适应的关键环节，两者的重要性不言而喻。开题报告和毕业论文写作文体讲究思路清晰，论据充分，论证严密；用词规范、严谨、准确，以保证概念的准确无误 [ 11 ] ；具有正式性、学术性、客观性和逻辑性等特点，这些特点都会通过其写作的遣词造句、文法表达等语言手段，从词汇、句法和语篇等各个层面体现出来。这对学术语言能力不足的留学研究生来说是非常巨大的挑战。 许多高校根据来华留学研究生使用的授课语言对论文写作制定了相应的要求，如浙江大学规定接受汉语授课的来华留学研究生学位论文必须用中文撰写，接受英语授课的来华留学研究生，学位论文可用英语撰写，但必须用中文撰写论文摘要；天津大学要求凡接受汉语授课的来华留学研究生和港澳台地区研究生，论文工作的有关环节都要用中文完成；凡接受英语授课的来华留学研究生，论文工作各环节一般用英文完成，但也可在逐步掌握汉语的基础上鼓励用中文完成 [ 12 ] 。 但是，我们不难发现，大量来华留学研究生专业词汇缺乏、语句辞不达意以及语篇逻辑思维混乱，在撰写开题报告和毕业论文写作时几乎不能准确表达自己的观点，老师在阅读其开题报告和毕业论文的时候也不能完整接收到学生所要表述的意思，即使他们有很好的想法，也很难逻辑清晰地在写作中表达出来，研究进展艰难。
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user: 4. 突破学术语言能力困境，助力来华留学研究生应对专业学习挑战 4.1. 建立研究生语言考试等级体系，提高考试的针对性 当下语言等级考试已成为留学中国的通行证，并被越来越多的高校作为来华留学生进入研究生阶段学习的必备条件。如前所述，无论是考核英语能力的托福或雅思，还是考核汉语能力的HSK，都相对倾向于日常语言能力考察，不能从根本上满足研究生阶段的留学生学习专业课程和撰写毕业论文的语言需要。我国许多研究者认为语言等级考试这一大方向是对的，语言是留学研究生学习交流的重要工具和载体，但研究生阶段的专业学习与本科阶段存在很大的差异，对学术语言能力有更高的要求，如果仍然采用以上的语言等级考试检验留学研究生的语言能力水平，缺少针对性。 美国作为世界上第一大留学生接收国，对留学研究生教育给予了充分的关注，特别是建立了针对于研究生阶段的入学资格考试，即GRE考试。目前，我国去往美国各大学攻读学位的研究生，除了要进行EST主办的托福考试，还要进行GRE考试。在GRE考试中对于语言能力的测验不再是对留学研究生日常交流语言的考查，而是主要集中于考察他们所具有的语言知识，词汇水平以及逻辑思维和阅读理解能力，强调对高级认知能力的考察，特别是研究生学习所需要的能力，这为留学研究生进入专业学习奠定了良好的基础，有效地提高了美国留学研究生培养质量。留学研究生的语言能力问题一直是我国关注的焦点，美国的成功经验对我国留学生教育发展有重要的启示意义。随着来华留学研究生数量的日渐增多，我国急需要建立一套服务于研究生阶段专业学习的语言考试等级体系，加强对学术语言能力的考察，以此来帮助来华留学研究生更好地适应研究生阶段的学习，取得更大的学习收获。 4.2. 开设专业学术语言类课程，辅助专业课学习 无论是词汇方面，还是在语法语义方面，来华留学研究生通过语言考试后所掌握的语言能力都不足以应对研究生阶段的专业学习。布迪厄曾提到学术语言是用来破译学术和知识的 [ 13 ] 。通过学术语言，学生才能更好地适应专业学习，获得知识。研究生阶段的学习，不仅需要学习专业课程，还要通过阅读大量文献独立开展研究，最终以毕业论文的形式展现学习成果，而毕业论文写作必须要符合本专业的学术规范 [ 14 ] ，这对于留学研究生来说并非易事，而且他们绝大多数都是跨专业学习，不同领域有不同的专业学术语言，而不同的专业学术语言又有各自的特点，在表达逻辑、书写规范等方面均有不同。学术语言本身又带着高密度的信息，如果没有专业学术语言类课程，留学研究生的专业学习势必会存在巨大的困难。 目前越来越多的留学研究生选择来中国，不仅仅只为学习汉语本身，他们更希望获得中国高等教育的学位以便取得更好的个人发展，因此针对留学生开设专业学术语言类课程很有必要的。如果每个专业都开设专业学术语言类课程难度较大，高校也可以尝试按照学科大类设置此类课程，这样留学研究生不仅可以进行专业学术语言的学习，也可以通过教师的指导了解学术语言表述的规范性和准确性，提高他们的学术语言能力，为毕业论文写作奠定基础。 4.3. 转变教学方式，加强课堂的互动性 教师、学生和课程内容是课堂教学中最重要的三个要素，其中，课程内容是师生共同指向的对象，被动地处于静止状态，等待教师、学生去认知和研究。而教师和学生是有主体能动性的人，其主体性发挥如何，决定对课程内容掌握的广度、深度和熟练程度 [ 15 ] 。对于来华留学研究生来说，他们除了作为学生的身份外，还有一个外国人的身份，互动式的教学方式和课堂能够让留学研究生更容易克服因语言不同的外国人身份交流的畏惧感，增强他们与老师和同学的互动，从而改善他们在课堂上的状态，这对于来华留学研究生由日常交流语言到学术语言的转化，进而突破学术语言能力的困境，适应专业学习有很大的帮助。但在我国很多高校教师的教学方式重灌输而轻理解，重传授而轻参与，这极大影响了来华留学研究生的学习积极性，对他们学术语言能力的培养造成了很大的阻碍。事实上，绝大多数来华留学研究生很期待在课堂上能够引起老师的关注，希望有更多机会可以跟老师和同学互动。教学过程是师生情感交流、彼此感染的过程，因此教师应该从“一言堂”、“满堂灌”中解放出来，转变教学方式，加强课堂互动性。
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user: 5. 结束语 留学生教育不仅是一项重要的教育问题，也与政治、经济、社会发展密切相关。发展我国留学生教育，既是弘扬中华民族文化精粹、促进国际了解、实现国家对外战略、提高我国教育和研究水平的重要手段，亦是推动我国公共外交关系发展的重要力量 [ 16 ] 。当下，我国已经成为亚洲地区最大的留学目的地国，来华留学研究生在留学生中的数量不断增加，其教育质量也越来越受到人们的关注。要使我国留学研究生的教育模式和教育质量达到发达国家的水平，我国高校对学术语言能力问题给留学研究生造成的学业挑战必须进行深入的研究和有效的援助，制定更好地专业学习机制，帮助他们突破学术语言能力困境，打造更具国际竞争力的留学生教育。
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user: 摘 要 人工湿地在处理高氮低碳污水时往往存在碳源不足的困境，可采用外加碳源的方法提高人工湿地脱氮效率。本文总结了人工湿地外加碳源的种类及效果，比较了各种碳源性能优缺点、改良方法以及投加方式等。目前用于人工湿地外加碳源的材料主要有：低分子碳水化合物，天然有机底物，可生物降解的高分子聚合物等。选择高效碳源及合适的投加量、投加方式是提升人工湿地脱氮效率的可行手段。 关键词 :人工湿地，外加碳源，反硝化 Copyright © 2018 by authors 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 人工湿地作为典型的生态处理技术，已被广泛应用于污染水体的水质净化与恢复、面源污染控制、雨水处理与利用以及污水处理等领域 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ，人工湿地的脱氮机制主要包括植物吸收、基质吸附、微生物作用等，其中微生物的硝化反硝化是湿地中的主要脱氮机制 [ 4 ] ，其脱氮量可占人工湿地脱氮量的54%~94% [ 5 ] 。反硝化是反硝化细菌在缺氧、厌氧条件下，将硝态氮还原为亚硝态氮、氧化一氮、一氧化二氮最终变为氮气的过程，此过程需要碳源作为电子供体 [ 6 ] 。人工湿地在深度处理污水厂二级出水时，由于污水有机物本底值低或大部分在前期被去除，导致人工湿地进水有机碳含量很低，并多为难降解有机碳，限制了人工湿地脱氮效果 [ 7 ] [ 8 ] ，碳源不足成为了人工湿地脱氮效果的主要限制性因素。为了解决这个问题，现阶段采用的措施主要是通过投加外源性碳源来增强人工湿地的脱氮效率。然而在各类研究中采用碳源种类多样，碳源投加量与投加方式不一而足。本文旨在对近年来人工湿地外加碳源方面的研究进行综合比较分析，包括外加碳源种类、添加方式以及与其他技术的结合应用，并对照各实验的脱氮效率、其它污染物去除效果以及运行成本，以期为今后的研究及工程应用的碳源补充策略提供参考。
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user: 2. 外加碳源种类 碳源种类可以很大程度上决定碳源利用效果以及反硝化效果。目前，用作人工湿地外加碳源的选择主要有：低分子碳水化合物、天然有机底物以及可生物降解的高分子聚合物。 2.1. 低分子有机碳源 低分子有机碳源如葡萄糖 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 、果糖 [ 12 ] 、乙醇、甲醇 [ 13 ] ，因其碳含量高，易被分解利用的特点，在作为人工湿地外加碳源时可以有效提高反硝化效果。王丽丽等 [ 14 ] 对比了反硝化细菌在20℃时的有关动力学常数，得出反硝化过程与所利用碳源的性质有关的结论，而无论是对微生物的最大比生长速度、微生物的内源衰减系数，还是对于微生物的理论产率而言，甲醇都是其中最理想的碳源。Chen等人 [ 13 ] 用甲醇做外加碳源使进水COD/N为4，经过3个周期的培养后，反硝化细菌有了明显的累积并趋于稳定，此时硝酸盐去除速率为2.31 g∙L −1 ∙d −1 ，而对照组为0.21 g∙L −1 ∙d −1 。在Lin等人 [ 12 ] 的研究中，利用果糖调节地下水COD/N并对其进行处理后发现，当COD/N为6.2时，种植不同植物的人工湿地脱氮效率都分别趋近100%。但与此同时，出水COD浓度一直维持在大于25 mg∙L −1 的水平，且进水中大部分果糖被好氧细菌利用。由此可见，低分子有机碳源虽然可以有效提高湿地脱氮性能，但也存在着出水COD含量高，碳源无法被反硝化细菌高效利用的情况，这无疑提高了运行成本与应用门槛。 2.2. 天然有机物 植物材料富含纤维素、半纤维素、木质素等，具有很高的COD/N，且其存在广泛，取材方便、廉价。近年来，湿地植物材料又因其可就地利用的特点，在人工湿地外加碳源的研究中受到广泛关注。由于不同植物所含纤维素、木质素等成分差异大，因而造成微生物分解利用速率不一，人工湿地脱氮提升效果不一。以往研究中采用的湿地植物有芦苇 [ 15 ] [ 16 ] 、香蒲 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 、美人蕉 [ 18 ] 、伊乐藻 [ 16 ] 、灯芯草 [ 17 ] 、凤眼莲 [ 13 ] 等。武海涛 [ 20 ] 对反硝化植物碳源的选择研究中，发现在简单处理组，硝态氮去除率为再力花秸秆(96.92%) > 香蒲枯叶(90.60%) > 芦苇枯叶(84.16%) > 香根草(81.08%) > 芦苇秸秆(80.60%)。Bastviken [ 16 ] 等人对比研究了外加香蒲、芦苇以及伊乐藻碳源对表面流人工湿地脱氮效果的影响。结果表明，尽管伊乐藻组COD/N提高程度不及香蒲与芦苇，却有着最优的反硝化细菌丰度和脱氮效果。这可能表明相较于挺水植物，沉水植物所含的碳源种类更趋向于被反硝化细菌所利用；另一种可能的解释为沉水植物材料表面更易形成富含反硝化细菌的生物膜。 然而在Chen等 [ 13 ] 对甲醇、乙醇、黑藻和凤眼莲的对比实验中发现，凤眼莲组的脱氮效果较对照组有所降低，可能与其分解释放过多N有关。而黑藻组的脱氮效率虽有提升，提升效果并不显著；与之相比，甲醇、乙醇碳源的投加却使湿地脱氮速率提升了十倍。另外，将植物碳源投加入人工湿地系统中时，出水中总含有一定量游离的 NO 2 − 与 NH 4 + ，其含量与植物碳源投加量成正比 [ 21 ] [ 22 ] 。由此，植物碳源可以有限得提升反硝化效果，但因其碳源难以被反硝化菌分解利用，单纯得投加此种碳源无法满足脱氮需求。 2.3. 可生物降解的多分子聚合物 可生物降解的多分子聚合物如PHB (聚β-羟基丁酸)、PHBV (聚β-羟基丁酸戊酸酯)、PLA (聚乳酸) [ 23 ] 、PCL [ 24 ] [ 25 ] ，淀粉–聚己内酯交联产物 [ 26 ] 也被作为人工湿地外加碳源。Shen [ 25 ] 将淀粉与聚己内酯混合物添加到垂直流人工湿地基质中，发现基质中可利用碳源多为多糖与还原性糖。当硝氮负荷70 g∙m −3 ∙d −1 ，反硝化速率为69 g∙m −3 ∙d −1 ，而当硝氮过量，负荷127 g∙m −3 ∙d −1 ，反硝化速率92 g∙m −3 ∙d −1 ，表明此时氮负荷超过剩，超出其最高去除能力范围。其结果远远优于碱处理后的香蒲作为外加碳源时最高反硝化速率29 g∙m −3 ∙d −1 [ 15 ] 与桉树木屑做外加碳源时的总氮去除速率9~20 g∙m −3 ∙d −1 [ 19 ] 。与木质纤维构成的植物材料相比，淀粉具有较高的可生物降解性，因此，对湿地脱氮效果有更明显的改善。 然而在使用合成材料PHB，PCL等外加碳源时 [ 10 ] ，结果发现虽反硝化效果良好，但合成碳源的水解需一定时间，因此存在8~16天反应滞后期，且也面临碳源成本过高的困扰。另外，合成材料的形态结构、表面性质、颗粒粒径对反硝化速率影响大，其生物可降解性和反硝化性能随分子量增加而降低 [ 27 ] 。因此现阶段聚合物类的碳源因其市场价格较高、碳源释放缓慢等因素而未被广发应用。
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user: 3. 提高碳源质量的方法 外加碳源后，人工湿地反硝化能力的提升可归因于碳源提供了反硝化作用的电子供体，以及碳源氧化分解强化了人工湿地缺氧状态 [ 28 ] 。Ingersoll与Baker [ 7 ] 提出反硝化速率与碳源提供量呈线性关系，并设想最佳C/N为5。然而在Bremner和Shaw [ 29 ] 的研究发现，反硝化最理想C/N与碳源的可利用性有关，因此选择不同种类外加碳源，其进水最适C/N应有所不同。Hume等人 [ 17 ] 提出相比于C/N，C app /N是反硝化速更优异的指示因子(C app 为酸溶性碳源)。因此，提升碳源质量、提高酸溶性碳源含量，并依据C app /N寻找最适投加比例，可以经济有效地利用外加碳源以得到理想脱氮效果。 植物材料中纤维素、半纤维素、木质素含量显著影响着外加碳源的分解速率。为改善植物碳源的利用效果，不同的实验研究中采用了粉碎、高压蒸煮、发酵 [ 30 ] 、厌氧浸泡 [ 31 ] 、碱处理 [ 15 ] 、酸处理 [ 18 ] [ 32 ] 等预处理方式。Zhang等人 [ 33 ] 使用香蒲发酵液为碳源处理污水厂二级出水，调节C/N为1~3时，脱氮速率与C/N成线性关系(R 2 = 0.977)。Ding等 [ 18 ] 使用2% H 2 SO 4 和5% H 2 SO 4 对香蒲、美人蕉、秸秆进行水解，当反应时间为60 min时，通过5% H 2 SO 4 处理的秸秆COD释放最多，并且发现C/N为2~4时，硝化与反硝化可同时发生；当C/N > 6，反硝化速率大幅提升，硝态氮迅速减少；而C/N = 9时，硝态氮被完全去除，而硝化反应受到明显抑制。而另一项研究 [ 34 ] 显示，湿地中C/N < 6时，氨氮去除途径为氨氧化作用；而C/N > 6时会出现厌氧氨氧化作用，作为氮去除的另一种途径。Yin等人 [ 30 ] 采用将香蒲在35℃发酵，发酵液C/N达到158，调节进水C/N至1~4，对应反硝化速率是分别提升4.0~15.5倍，出水COD含量并无显著提高。刘畅等 [ 35 ] 同样以香蒲发酵液为碳源，发现进水C/N至1~4时，反硝化细菌总数随碳源增加而增加。Wen等人 [ 15 ] 使用2% NaOH溶液浸泡香蒲碎叶，发现预处理可以降低香蒲碳源的木质素含量，提升纤维素、半纤维素含量以及碳源的利用效率，预处理后的香蒲作为外加碳源时，初始阶段反硝化强度大幅提升。反硝化速率随时间呈现阶段性变化，碱处理组与对照组的反硝化速率分别由最初阶段的14 g∙m −3 ∙d −1 和29 g∙m −3 ∙d −1 下降到2 g∙m −3 ∙d −1 和3 g∙m −3 ∙d −1 。在杨思路 [ 36 ] 关于人工湿地启动器反硝化碳源的补充研究中，湿地运行前33 d内，经碱洗预处理香蒲枯叶反硝化速率常数约为只经简单物理预处理香蒲枯叶反硝化速率常数的3.18倍；反应器运行中后期，经碱洗预处理香蒲枯叶反硝化速率常数约为只经简单物理预处理香蒲枯叶反硝化速率常数的2.66倍。Ballantine等人 [ 37 ] 比较了稻草、表层土壤，450℃热解后的木屑作为基质的处理效果，结果表明土壤表层组尽管C/N最低，但反硝化效果明显优于另外两组。在此实验中过高的C/N降低了有机氮的矿化作用并抑制硝化作用，从而造成反硝化中的氮匮乏。 C app /N可以作为脱氮性能提升的指示因子，当C app /N高于6时，湿地可以表现出良好的脱氮性能，但C app /N并非越高越好。天然有机底物碳源可生物利用的碳源含量低且往往释放缓慢，适当的预处理可以改变纤维素类碳源结构、孔隙率以及比表面积，提高其生物可利用性。然而这往往也会造成前期碳源充足甚至过剩而后期碳源不足的问题，并同时也伴随着额外的运行开支和人力投加。
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user: 4. 碳源投加方式 由于湿地中各部分环境条件不同，碳源的投加方式会影响到碳源的有效利用以及出水水质。赵秋菊、陈昱奇 [ 38 ] 发现，采用碱处理玉米秸秆为碳源补充材料，潮汐流湿地氨氮、亚硝态氮、总氮去除主要发生在中上层，底层主要发生硝氮的去除；而COD去除主要发生在中部砾石层。肖蕾等 [ 39 ] 的研究亦表明，向垂直流人工湿地添加固体碳源，添加位置为下层时硝化反应最为完全，总氮去除率最高，与此同时，总磷去除效果也明显优于其他各组；投加位置为表层时，会造成碳源大量流失以及出水COD增加。Chen等 [ 13 ] 研究发现，表面流人工湿地中水–基质界面有很强的脱氮潜能，湿地中硝氮浓度变化遵循一级动力学方程式，而碳源与基质纵向混合，可以显著提高反应速率。在Fleming等人 [ 40 ] 比较了固体碳源–基质混合组与固体碳源层覆盖于基质之上组的脱氮效果，硝氮浓度同样遵循一级反应，然而固体碳源覆盖于基质上一组的反应速率明显高于混合组。这可能是因为固体碳源层改变了湿地水平、竖直方向上的水力条件，并有效增加了孔隙率与比表面积，为微生物生存提供了有利场所。 基质或土壤的不同会很大程度上影响分解者的数量、组成、活性，从而影响到分解速率 [ 41 ] ，因此，亦可将有机碳源作为人工湿地基质对其进行改良。以往研究中所采用的材料包括木屑 [ 19 ] 、甘蔗渣 [ 42 ] 椰壳渣 [ 43 ] 等等。选择米糠作为折流湿地基质 [ 44 ] ，发现HRT为2，3，5天时，相较于传统基质氨氮去除率55%，70%，96%，改良后的湿地去除率提升到74%，84%，99%，且氮氧化物残余率趋近零。Ballantine等 [ 37 ] 对比了稻草、表层土壤，450℃热解后的木屑作为基质的处理效果，土壤碳源提高了13%~63%，其中使用表层土壤的改良组相较于对照组其反硝化强度提高了161%，并使土壤中氮循环成倍加速。 为达到理想的脱氮效果，根据湿地条件，选择适当的投加方式、投加位置也是必要的。潜流湿地中碳源投加在中下层时可以达到较理想的反硝化效果，以自然有机底物作为基质也可以提升脱氮效率。而在表面流湿地中，在水–基质界面混合碳源与基质，以及设置固体碳源层，对加强反硝化也有着不同的功效。
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user: 5. 展望 目前，为了解决人工湿地脱氮能力不足的问题，现阶段采用的措施主要是通过投加外源性碳源来增强湿地的脱氮效率，而如何经济有效地添加碳源则成为解决这一问题的技术瓶颈。关于碳源种类和投加方式的选择虽展开了一定的研究，但目前用于实践中的碳源却都存在着各自不同的缺陷。低分子碳水化合物、高分子聚合物的价格阻碍了其实际应用的普及；而大型植物碳源则由于其碳源释放缓慢而无法达到理想脱氮效果。每种碳源由于可利用碳源含量不同、理化性质不同而表现出最佳投放量差别大的特点，C app /N可作为碳源投加量的控制指标。增加可利用碳源的比例，可以减少投加量，提升脱氮速率。然而前处理步骤的增加也意味着运行成本、人力投入的增加。且目前对植物碳源碱处理等方法也存在着前期碳源释放快后期不足的问题。根据上述问题，人工湿地外加碳源的研究工作应从以下方面展开： 1、开发可利用碳源含量高、廉价易得、生态环保的优质碳源； 2、研究提升碳源酸溶性有机物含量，同时可使碳源匀速、可控释放的前处理方法； 3、实际工况研究中，应依照不同碳源的特性，以C app /N和实际去除效果为指标，采用相应的碳源添加量；并根据湿地类型采取高效的添加方式。
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user: 摘 要 当求解对流占优扩散问题时，采用传统的二次拉格朗日插值的特征差分法，会出现数值振荡，且不满足质量守恒。结合算子分裂，本质非震荡和MMOCAA质量校正，提出了求解对流扩散方程的非震荡的守恒特征差分法。首先采用局部一维(LOD)法把一个二维偏微分方程分裂成x方向和y方向的两个一维的偏微分方程组；其次在每个方向上利用二阶本质非振荡和MMOCAA格式进行数值计算。数值实验验证格式满足非震荡和质量守恒，能够有效地解决大型对流占优扩散问题。 关键词 :对流扩散方程，算子分裂，特征差分法，本质非振荡插值，MMOCAA格式 Copyright © 2018 by authors 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 对流扩散方程 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 是一种常见的用来描述海洋、大气等环境和化学中传热、质量输运的等运动现象。众所周知，对流占优导致对流扩散方程呈双曲特性，采用标准有限差分法会导致数值震荡和数值弥散。为有效抑制数值震荡和数值弥散现象，国内外学者提出了求解对流扩散方程的迎风 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 和特征格式。Douglas [ 2 ] 利用二次Lagrange线性插值和差分法，提出了二阶修正特征线法(MMOC)法，并给出了收敛性分析。为改进二次Lagrange插值带来的数值震荡，陆金甫 [ 7 ] 、由同顺 [ 8 ] 和张鲁明 [ 9 ] 等人分别对特征差分法进行了修正和改进。由于MMOC特征差分不守恒，Douglas [ 10 ] 提出了修正对流的质量守恒的MMOCAA差分格式，芮红兴 [ 11 ] 提出了质量守恒的特征有限元格式，梁栋 [ 12 ] 提出了守恒的高精度质量守恒的特征差分法。 考虑到实际研究问题的规模大，计算时间长和计算存储量大的问题，算子分裂和区域分解算法 [ 13 ] [ 14 ] 被广泛应用到求解抛物型问题中。算子分裂把一个高维问题分解成多个一维问题，进而可以把一个十分复杂且包含多个变量的方程转化为包含一个或者较少的自变量的多个方程组。柳忠伟 [ 15 ] 结合LOD算子分裂、特征差分法和二阶本质非振荡法求解对流方程，但此算法不满足质量守恒。 结合算子分裂，二阶本质非震荡和质量校正法，本文提出了求解对流扩散方程的守恒特征法。在每个时间步，算法分三步，第一步，利用LOD算子分裂将方程分解成沿x方向和y方向的两个一维的偏微分方程组。第二步，在每个方向上，结合二阶本质非振荡和特征差分法，构造特征差分法。第三步，引入保守的MMOCAA格式，提出本质非振荡守恒特征差分格式。最后，通过数值实验验证格式质量守恒。
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user: 2. 模型 2.1. 对流扩散方程 对于伴有物质输运、气溶胶运动和分子扩散的物理过程以及粘性流体的流动等流体运动现象，都可用如下的数学模型表述。 { ∂ c ∂ t + ∇ ( u c − D ∇ c ) = f ，           ( x ， y ) ∈ Ω ，     t ∈ [ 0 ， T ] ， c ( x ， y ， t ) = 0 ，                                     ( x ， y ) ∈ ∂ Ω ，     t ∈ [ 0 ， T ] ， c 0 ( x ， y ) = c 0 ，                                     ( x ， y ) ∈ Ω . (2.1) 其中有限区域 c = c ( x ， y ， t ) 是流体的浓度， ∂ Ω 为区域的边界，其中D， u 分别表示扩散系数和速度场，不失一般性，假设它们均是常数，即 u = ( u 1 ， u 2 ) ， D = ( D 1 ， D 2 ) 。 2.2. LOD算子分裂 局部一维格式 利用LOD算子分裂，将对流扩散方程分别沿x方向和y方向进行分解，得到如下的方程组： { ∂ c ∂ t + ∂ ∂ x ( u 1 c − D 1 ∂ c ∂ x ) = f ∂ c ∂ t + ∂ ∂ y ( u 2 c − D 2 ∂ c ∂ y ) = 0 (2.2) 分裂后的两个一维偏微分方程，若利用时间一阶格式和空间二阶修正迎风格式离散，截断误差可以达到 O ( h 2 + Δ t ) ，且每个方向的方程可用追赶法求解。考虑到二阶修正迎风格式尽管可避免数值震荡，但在一定程度上带来了数值弥散，尤其在高对流占优扩散问题时，弥散现象变得更加明显。接下来，将结合特征差分和二阶本质非震荡法，解决对流扩散问题。
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user: 4. 数值实验 方程(1)中的速度场系数 u 1 = u 2 = 0.5 ，扩散系数 d 1 = d 2 = 0.02 ，有限区域 Ω = [ 0 ， 5 ] × [ 0 ， 5 ] ，时间剖分 Δ t = 1 100 和空间剖分 h = 1 10 。假定有初始时刻浓度只在 ( 5 3 ， 5 3 ) ， ( 5 3 ， 10 3 ) ， ( 10 3 ， 5 3 ) 和 ( 10 3 ， 10 3 ) 位置为1，其他位置浓度值为0。假定右端项 f = 0 。 图1~图6展示了浓度在不同时刻的表面图和等值线图，由于对流项的存在，浓度会随着时间，沿着对角线方向行进，同时，由于扩散项的存在，浓度会不断的减小，这与物理现象相吻合。因此，我们的格式可很好地描述对流扩散问题，而且我们空间步长比较大时( h = 0.1 )，没有出现数值震荡问题。 验证格式的质量误差，令时间剖分 Δ t = 0.01 和空间步长分别取 h = 0.1 ， 0.05 ， 0.02 ， 0.01 。并与文献 [ 15 ] 进行比较。 图1. T = 0.0 s时刻浓度表面图和等值线图 图2. T = 0.1 s时刻浓度表面图和等值线图 图3. T = 0.2 s时刻浓度表面图和等值线图 图4. T = 0.5 s时刻浓度表面图和等值线图 图5. T = 0.8 s时刻浓度表面图和等值线图 图6. T = 1.0 s时刻浓度表面图和等值线图 Table 1 Mass errors at the different tim h t 0.1 0.05 0.02 0.01 t = 0.1 文献 [ 15 ] 0.0183 0.0046 7.1782E−04 1.8503E−04 本文 2.9116E−14 1.5318E−15 1.9516E−17 1.8865E−17 t = 0.2 文献 [ 15 ] 0.024 0.0046 7.1997E−04 1.8516E−04 本文 5.9057E−14 1.6098E−15 7.1557E−17 3.8272E−17 t = 0.5 文献 [ 15 ] 0.0204 0.0047 7.2160E−04 1.8523E−04 本文 1.5028E−11 1.8180E−15 2.5370E−17 2.9545E−17 t = 1 文献 [ 15 ] 0.0206 0.0047 7.2228E−04 1.8523E−04 本文 2.1037E−07 1.4909E−09 2.8009E−11 5.2204E−12 表1. 不同时刻的质量误差 由表1中数据，可知在加入质量校正前，格式质量之差数值比较大，当加入质量校正后，格式质量之差可以达到 10 − 11 ，可以认为是质量守恒的。
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user: 摘 要 目的：调查与分析高职护生临床教学实习现状以及对策，为高职护理教育提供参考。方法：选取我校在本市15所实习医院34个科室的带教老师为调查对象，在2015级护生实习结束前向调查对象发放我校自制的《实习生质量调查问卷》。结果：护生在临床实习中确实存在一些问题，可能的原因为缺乏学习主动性导致专业理论知识较薄弱；无操作考核的基础护理技术项目，护生重视程度低；未有实训机会的专科护理操作导致护生熟练度较低。结论：学校应加强护生的在校教育，培养护生的分析问题和解决问题能力，增加综合护理实训课，全面与临床相结合教师需要定时进入临床进修，学习护理前沿技术。 关键词 :高职护生，临床教学实习，现状，对策 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/