DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 电网客户服务满意度 [ 1 ] 指电网用户对用电服务被满足的程度，是电网用户对用电服务情感的展现，是电网用户享受用电服务时的一种心理状态，也是一种最真实、最直接的内心表达。 电网公司是中国龙头的电力企业，早在1999年，电网公司就提出优质服务的发展理念，在搞企业发展的同时注重服务质量的提升，以优质的服务为企业的发展保驾护航。电网公司设立庞大的95598电力客户服务中心，该渠道中积累了大量与客户服务相关的信息，包括故障报修、业务咨询、投诉、客户催办、服务申请等多个类型的客户服务工单信息以及工单回访信息 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。这些工单是全方位分析客户服务水平的重要数据来源，对95598工单中的记录进行挖掘，把这部分信息充分利用，发现潜在问题，及时了解客户意图和态度，更好地指导工作，具有很高的价值。可以为提升客户服务质量，完善客户体验，提高客户服务满意度提供客观的数据支持。
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user: 2. 结构方程模型理论 结构方程模型 [ 5 ] [ 6 ] 是一种建立、估计和检验因果关系模型的方法。模型中既包含有可观测的显变量，也可能包含无法直接观测的潜变量。可替代多重回归、通径分析、因子分析、协方差分析等方法，使单项指标对总体的作用和单项指标间的相互关系的分析更加清晰。下面对结构方程模型的基本原理阐述如图1。 图1. LISREL因果模型路径图 图1表示的是一个同时包括九个 变量和六个 γ 变量的测量模型及四个外源潜在变量 ξ 和三个内源潜在变量 η 间因果关系结构方程的LISREL因果模型图。在这个假设性的模型中，九个外源变量共同构建了四个外源潜在变量，六个内源变量共同构建了三个内源潜在变量。而用于表示各种变量之间因果模型图的系数，包括了每一个 变量的测量误差 δ ，每一个y的测量误差 ε ，显变量与潜在变量之间的相关系数 λ ，外源潜在变量和内源潜在变量之间的因果关系系数 γ ，内源潜在变量之间因果关系系数 β ，内源潜在变量间的误差 ζ ，外源潜在变量之间的相关系数 ϕ ，以及内源潜在变量之间的误差 ζ 之间的相关系数 φ 等。 图1模型中，X变量与外源潜在变量 ζ 间的数学方程式为： { X 1 = λ 11 ξ 1 + δ 1 X 2 = λ 21 ξ 1 + δ 2 X 3 = λ 31 ξ 1 + δ 3 X 4 = λ 42 ξ 2 + δ 4 X 5 = λ 53 ξ 3 + δ 5 X 6 = λ 63 ξ 3 + δ 6 X 7 = λ 74 ξ 4 + δ 7 X 8 = λ 84 ξ 4 + δ 8 X 9 = λ 94 ξ 4 + δ 9 (1) 关于Y变量与内外源潜在变量在变量 η 间的数学方程式为： { Y 1 = λ 11 η 1 + ε 1 Y 2 = λ 21 η 1 + ε 2 Y 3 = λ 32 η 2 + ε 3 Y 4 = λ 42 η 2 + ε 4 Y 5 = λ 53 η 3 + ε 5 Y 6 = λ 63 η 3 + ε 6 (2) 同时三个内源潜在变量与四个外源潜在变量间因果关系的数学方程式为： { η 1 = γ 11 ξ 1 + γ 12 ξ 2 + γ 13 ξ 3 + γ 14 ξ 4 + ζ η 2 = γ 21 ξ 1 + γ 22 ξ 2 + γ 23 ξ 3 + γ 24 ξ 4 + β 21 η 1 + ζ 2 η 3 = β 31 η 1 + β 32 η 2 + ζ 3 (3)
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user: 3. 模型构建 基于用户满意度调查问卷访问数据(本文以居民用户为例进行后续模型测算)，探索出客户满意度偏低的原因，本模型将以“总体满意度”作为一级指标，“停电处理”、“电压质量”、“供电安全”、“服务渠道”、“业务办理”、“抄表收费服务”作为二级指标，“停电次数”、“总体评价”等作为三级指标，结合路径分析，构建结构方程模型，模型示意图如图2。
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user: 4. 模型求解 对模型初步运算，得到满意度评价二级指标权重如图3。 模型权重求解结果如表1和表2。 图2. 结构方程模型示意图 图3. 模型权重示意图 Table 1 Summary of indicator weights at all level 一级指标 指向 二级指标 标准化权重 件回归权重 SE C.R. P 总体满意度 <--- 服务渠道 0.106 0.089 0.028 3.161 0.002 <--- 业务办理 0.018 0.021 0.039 0.546 0.585 <--- 抄表收费服务 0.301 0.189 0.021 8.883 *** <--- 供电安全 0.449 0.306 0.025 12.432 *** <--- 电压质量 0.121 0.131 0.028 4.688 *** <--- 停电处理 0.825 0.524 0.026 19.774 *** 表1. 各级指标权重汇总表 Table 2 Data fit summary tabl Model P CMIN/DF CFI RMSEA AIC Default model 0 24.043 0.809 0.104 5046.846 表2. 数据拟合汇总表 图4. 模型权重示意图 用路径分析算法，对满意度分析模型运算求解，得到三级指标重路径如图4。 模型拟合度测算结果如表3。 Table 3 Summary of indicator weights at all level Model P CMIN/DF CFI RMSEA AIC Default model 0 1.927 0.994 0.021 537.813 表3. 数据拟合汇总表 CMIN/DF < 2，CF I> 0.9，且与1相当接近，RMSEA < 0.05说明模型非常好。
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user: 5. 模型分析 基于模型求解结果，并进一步测算得二、三级指标均值如表4。 从表4可知，用户对业务办理、供电安全、停电处理的满意度最低，其中停电次数、用电安全宣传 Table 4 Second and third-level indicators mean calculation results summary tabl 二级指标 三级指标 三级指标得分 二级指标得分 方差 停电处理 停电次数 68.78 82.04 334.91 停电总评 83.15 及时停电通告 86.36 停电恢复 85.11 电压质量 电压不足 92.24 92.47 248.24 电压波动 92.62 供电安全 供电总评 83.38 80.49 317.35 用电安全宣传 79.28 用电安全指导和检查 78.13 服务渠道 服务总评 82.22 82.69 126.51 营业厅 81.15 95598热线 85.09 电子渠道 83.50 业务办理 业务总评 82.10 81.46 90.30 信息公开透明性 80.77 业务办理效率 80.05 业务办理效果 83.02 抄表收费服务 抄表总评 83.79 85.42 242.50 抄表及时计费准确性 84.98 缴费通知及时性 85.35 缴费便利性 87.67 表4. 二、三级指标均值计算结果汇总表 性、用电安全指导和检查的评分最低，业务办理效率及信息公开透明性也有待加强，对电压质量的满意度最高。 图5. 二级指标分布图 由图5可知，停电处理的差异性最大，业务办理指标的差异性最小。 图6. 三级指标分布图 分析图6可知。 停电次数的满意度得分最低，且标准差最大，说明居民对停电次数指标总体较不满意，且反馈波动较大。 用电业务办理指标中的业务办理效果的标准差最小，且得分在该二级指标中最高，说明居民用户普遍对业务办理效果满意度较高，对应地，业务办理效率得分最低，结合权重分布，业务办理效率在该二级指标中权重最大，说明总体而言，业务办理效率有待提高。 服务渠道指标用户的反馈为比较满意，营业厅所占比重最大，但是得分最低，说明营业厅的满意度有待提高，95598热线的反馈效果较好，本问题的有效回收率为53%左右。 电压质量和抄表收费服务的满意度得分最高，用户反馈最好，电压质量指标中，从未发生和偶尔发生电压不足情况的占据样本总数的92.6%，这两个选项的得分为100和80分，而经常发生电压不足情况占比约为3.9%，此数据说明电压不足情况应该被引起重视，但并未表现在满意度得分上。
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user: 6. 结论 本文基于问卷数据，利用数据间的相关性等数学关系，建立模型，探讨指标间的相关性，进而分析问题。主要采用的是结构方程模型，常见的线性回归等模型很难清楚地解释变量之间的相互作用关系及间接效应，而结构方程模型就很好地解决了这一问题。 本模型思路清晰，逻辑明确，从数据出发，建立权重体系，得出指标满意度得分，找出影响电网用户满意度的原因所在，此外，还可以结合用户地域性自然属性及用电类别社会属性，深度分析其对用户满意度是否有显著性影响，甚至细化到各供电所，发现影响满意度的指标为停电次数，且找出问题最严重的区域，发现其具备区域性特征。
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user: 摘 要 红壤是我国重要的土壤类型之一，对我国农业发展和人民生活水平的提高有极其重要的意义。红壤呈现酸、黏、板、瘦等特征，且红壤区域水土流失问题和重金属污染问题也日趋严重。生物质炭作为近几年的研究热点，被认为是有效的土壤改良剂及土壤修复剂。综述了近十年生物质炭在红壤上的研究进展，并探讨了生物质炭对于红壤改良和重金属污染治理的作用。生物质炭在红壤上的应用具有巨大的潜力和积极的作用，但在大规模应用之前需要做长期的研究，并警惕其潜在的生态风险。 关键词 :生物质炭，红壤，改良，重金属，污染治理 Copyright © 2019 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 红壤是我重要的土壤类型之一，主要分布在长江以南的广东、海南、广西、云南、贵州、福建、浙江、江西、湖南、台湾10省(区)，以及安徽、湖北、江苏、重庆、四川、西藏和上海等7省(区、市)的部分区域 [ 1 ]。在红壤地区，由于土壤贫瘠和丰沛的水热资源，红壤表现出酸、黏、板、瘦的特点，不利于作物生长。随着国家“土十条”等系列文件的出台，土壤污染防治工作引起了极大的关注 [ 2 ]。而我国重金属污染区主要分布在湖南、江西和浙江等地，与中国3大酸雨之一的华东地区重叠。因此，对红壤的有效治理与恢复成为国内外研究的热点。 生物质炭(biochar)是富含碳的生物质通过热裂解的方式，在缺氧或者无氧条件下制成的一种富含孔隙结构、含碳量高的炭化物质 [ 3 ]。由于碳组分发生了高度芳香化而具有很强的化学和热稳定性，生物质炭可广泛存在于全球陆地环境以及水环境中。生物质炭碳含量高，在土壤中的保留时间长，且能有效提高土壤肥力，另外，其具有多孔性、较大的表面积和电荷密度，能够吸附水分和营养元素，在重金属修复方面有着十分广阔的应用前景 [ 4 ] [ 5 ]。本文结合国内外近几年关于生物质炭在红壤中的最新研究进展，总结生物质炭在红壤改良与重金属污染治理上的应用。
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user: 2. 红壤的基本特性 红壤产生于热带和亚热带雨林、季雨林或常绿阔叶林植被下，是发生脱硅富铝过程和生物富集作用而发育成的红色呈酸性且盐基高度不饱和的铁铝土 [ 1 ]。红壤受其成土母质，自然环境，人为活动等的影响，主要呈现以下特点：1) 土壤酸化。红壤形成的关键成土过程即脱硅富铝化是一个较缓慢的酸化过程，且酸雨的发生加速了红壤酸化进程。文献统计的结果，红壤的pH值最低可达2.0 [ 6 ] ；2) 红壤肥力下降。红壤是我国重要的耕地资源，由于过度开发和不合理的开发利用，土壤养分贫瘠，肥力水平愈发低下。1995年土壤普查资料显示，红壤区域农田中68%为中低产田，耕地普遍缺少有机质和氮素，其次为磷、钾、硼、钼、锌、镁等元素 [ 7 ] ；3) 水土流失严重。红壤地区由于地形起伏大，坡度陡，同时伴随雨量多，强度大的强降雨，且降雨集中，极易发生水土流失。红壤结构水稳定性差，抵抗暴雨侵蚀的能力差，无有效措施保护下，每年雨季红壤的侵蚀量可达24.9 t/ha [ 8 ] ；4) 重金属污染严重。近年来，南方地区大量开采金属矿导致酸性废水和废渣排放，使重金属污染的红壤面积叠加，对生态环境和人体健康产生极大危害 [ 9 ]。“镉大米”、“重金属蔬菜”等事件的曝光使红壤的重金属问题得到广泛关注。
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user: 3. 生物质炭的基本特征 生物质炭(Biochar， BC)是由各种动植物残体，城市污泥以及生物垃圾等，在缺氧的条件下高温热解所产生的。经过裂解作用后，生物质炭的组成元素主要为碳、氢、氧、氮等，主要以高分子、高密度碳水化合物的形态存在 [ 4 ]。生物质炭一般呈碱性，pH一般都在8以上，主要由单环和多环的芳香族化合物组成，具有很高的化学和生物学稳定性，不易被微生物分解。生物质炭表面含大量的有机官能团如羟基、羧基(-COO-、-COOH、-O-、-OH等)，其具有较高的阳离子交换量。不同生物质形成的生物质炭通常是粉状颗粒，且是一种多孔体，通气性和透水性较好，容重小，表面积大，大约介于200~400 m 2 /g之间 [ 10 ]。受制备原材料的组成和裂解条件的影响，生物质炭的元素组成、孔隙结构、比表面积和灰分含量等特点也会有一定的差异性。 生物质炭的这些特性对改良红壤酸性，保持土壤养分、控制水土流失，改善土壤结构，降低土壤中重金属的毒性等均有其积极作用。
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user: 5. 结论和展望 生物质炭的开发及其在红壤中的相关研究已取得一定的进展，但其中仍还有许多科学问题有待于系统深入的研究。现有的研究主要都是基于短期的实验总结，缺乏长期的田间监测数据。此外，生物质炭制备过程可能产生有毒物质，污泥制生物质炭存在重金属富集的现象，这些污染物质的释放周期、释放规律以及对作物或人体的毒害影响亟待进一步的研究。对此作者提出了一些在以后的工作和研究方面的建议：1) 增加红壤长期定位试验，建立生物质炭施用的长期评估机制；2) 结合各地实际情况，争取用当地主要的农业或工业废弃物来生产生物质炭，实现变废为保；3) 重视二次污染的问题，适时的跟踪和评估生物质炭应用的潜在风险。
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user: 摘 要 文献[ 1 ]提出了一种求解无约束优化问题的扰动BFGS方法，并在Wolfe搜索下证明了其全局收敛性。本文证明了该扰动BFGS方法在较弱的Armijo线性搜索下求解非凸问题也具有全局收敛性。数值结果表明在Armijo搜索下该方法也具有较好的数值效果。 关键词 :BGFS方法，Armijo线性搜索，全局收敛性 Copyright © 2019 by author 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 本文主要研究无约束优化问题： min f ( x ) ，     x ∈ R n ， (1.1) 其中 f : R n → R 是一个连续可微的函数。BFGS方法是求解无约束优化问题的一种非常有效的拟牛顿方法 [ 2 ] ，该方法具有如下迭代格式： x k + 1 = x k + α k d k ，     k ≥ 1 ， (1.2) 其中步长 α k 可通过某种线性搜索得到，搜索方向 d k 是以下线性方程的解， B k d k + ∇ f ( x k ) = 0 ， (1.3) 这里 ∇ f ( x ) 是f在x处的梯度， B k 是拟牛顿矩阵，由下面BFGS公式进行校正： B k + 1 = B k − B k s k s k T B k s k T B k s k + y k y k T y k T s k ， (1.4) 其中 s k = x k + 1 − x k ， y k = ∇ f ( x k + 1 ) − ∇ f ( x k ) 。BFGS校正公式的一个重要性质当 y k T s k > 0 ，且 B k 对称正定时， B k + 1 也对称正定 [ 3 ] 。 Powell在文献 [ 4 ] 中证明了求解凸优化问题的BFGS方法只有全局收敛性。但对非凸优化问题，Dai [ 5 ] 和Mascarenhas [ 6 ] 给出例子说明采用Wolfe型非精确线性搜索和精确线性搜索的BFGS方法不一定具有全局收敛性。在文献 [ 1 ] 中，Liu提出了一种扰动的BFGS方法，简称PBFGS，在该算法中，搜索方向 d k 由以下线性方程组确定。 ( B k + μ k Q ) d k + ∇ f ( x k ) = 0 ， (1.5) 这里的Q是一个给定的对称正定阵， μ k 是扰动因子，满足 μ k > 0 ，Liu [ 1 ] 证明了该扰动方法在Wolfe搜索下求解非凸问题具有全局收敛性。对Armijo搜索，该文未讨论其收敛性，原因是在Armijo搜索下 y k T s k 不一定大于0。 本节，我们给出具体的Armijo搜索下扰动的BFGS方法，我们采用Li在文献 [ 7 ] 中给出的BFGS公式校正迭代矩阵 B k 。 B k + 1 = { B k − B k s k s k T B k s k T B k s k + y k y k T y k T s k ， 　               如 果   y k T s k > 0 B k ， 　 　 　 　 　 　 　 　 　                         其 他 (1.6) 其中 s k 与 y k 的取值与(1.4)式一致。值得指出的是，(1.6)式中只要 B 0 对称正定，则得到的迭代矩阵序列 { B k } 总是对称正定的。在第二节中，我们给出具体算法并分析其全局收敛性。在第三节中，我们进行数值实验，验证在Armijo搜索下该扰动方法的计算效果。
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user: 3. 数值试验及结果分析 为了验证本文提出的算法对实际问题的可行性，我们进行了数值实验及结果分析。数值实验是通过MATLAB7.0编程，程序在3.2 GHZ处理器，2 GB内存的电脑上实现。本文的所有测试问题以及问题的初始点均选自参考文献 [ 10 ] 。这些问题也被文献 [ 1 ] 采用来测试扰动的BFGS方法。为了体现算法的有效性，本文将计算结果与文献 [ 1 ] 提出的扰动的BFGS方法(PBFGS)和原始的BFGS方法的计算结果作比较。同时规定 ‖ ∇ f ( x k ) ‖ ≤ 10 − 6 为算法的终止条件，并规定算法中的常数和参数的取值为： σ 1 = 0.001 ， σ 2 = 0.9 ， η = 0.5 ， τ = 0.7 ， ε 1 = 1.0 ， M B = 10 10 ， B = I 。测试问题如下： 问题1： min f ( x ) = 100 ( x 1 2 − x 2 ) 2 + ( x 1 − 1 ) 2 。 问题2： min f ( x ) = ( 10 4 x 1 x 2 − 1 ) 2 + ( e − x 1 + e − x 2 − 1.0001 ) 2 。 问题3： min f ( x ) = 100 ( x 1 2 − x 2 ) 2 + ( x 1 − 1 ) 2 。 问题4： min f ( x ) = 100 ( x 3 − 10 θ ( x 1 ， x 2 ) ) 2 + 100 ( ( x 1 2 + x 2 2 ) 1 / 2 − 1 ) 2 + x 3 2 ，其中 θ ( x 1 ， x 2 ) = { 1 2π arctan ( x 2 x 1 ) ，                     x 1 > 0 1 2π arctan ( x 2 x 1 ) + 0.5 ，       x 1 < 0 。 问题5： min f ( x ) = ( x 1 + 10 x 2 ) 2 + 5 ( x 3 − x 4 ) 2 + ( x 2 − 2 x 3 ) 4 + 10 ( x 1 − x 4 ) 4 。 问题6： min f ( x ) = 100 ( x 2 − x 1 2 ) 2 + ( 1 − x 1 ) 2 + 90 ( x 4 − x 3 2 ) 2 + ( 1 − x 3 ) 2 + 10 ( x 2 + x 4 − 2 ) 2 + 10 ( x 2 − x 4 ) 2 。 Table 1 Experimental results of algorith BFGS PBFGS PBFGS (Armijo) pro ite gn ite gn ite gn 1 25 26 28 29 23 24 2 441 448 14 15 187 188 3 21 41 13 14 14 15 4 28 31 29 30 23 24 5 32 33 33 40 45 46 6 92 96 69 72 17 18 表1. 算法的数值实验结果 表1中表头的各个变量的具体意义如下：pro表示被测问题序号，ite表示迭代次数，gn表示目标函数梯度的计算次数，BFGS表示使用Wolfe搜索下的BFGS方法，PBFGS表示使用Wolfe搜索下的扰动的BFGS方法，PBFGS (Armijo)表示本文提出的Armijo搜索下的扰动的BFGS方法。 从表1的各项数据可以看出，本论文提出的算法能有效地解决各类问题并且能保持BFGS的仿射不变性。虽然在求解其中几个问题时，Armijo搜索下扰动的BFGS方法的迭代次数相对于PBFGS方法多几步，是因为PBFGS方法采用的是Wolfe搜索，对于步长的搜索优于Armijo搜索。与BFGS方法的迭代次数相比，本文研究的算法数值效果会优于Wolfe搜索下的BFGS方法。总的来说，我们的Armijo搜索下扰动的BGFS方法效果较好。
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user: 摘 要 本文以十八醇、环氧氯丙烷、二乙醇胺和双氧水等为原料，通过三步反应合成N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基氧化胺，探索反应温度、投料比、反应时间、催化剂等因素对产物收率的影响，确定最佳反应条件。3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷生成的最佳工艺条件：催化剂选用氢氧化钠，反应物摩尔比1:1.1，滴加环氧氯丙烷的温度是65℃，滴加时间1.5 h，反应温度95℃，反应时间5 h；N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基叔胺生成的最佳工艺条件：反应温度85℃，反应物摩尔比为1:1.2，反应时间4 h；N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基叔胺与双氧水反应的最佳工艺条件：60℃滴加双氧水1.5 h，80℃反应2 h，反应物摩尔比为1:1.1。在最佳工艺条件下终产物收率达到93.4%；对产物进行红外光谱表征，测定其临界胶束浓度为7.9 mmol/L时，水溶液的表面张力为23.2 mN/m，产物具有较好的表面活性。 关键词 :十八醇，环氧氯丙烷，合成，N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N二羟乙基氧化胺 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 氧化胺是一种有极性的非离子表面活性剂，其特征表现为：在水溶液中，由于溶液的pH值的不同，它显示出非离子性，也可以显示强离子性质。在中性或碱性件下，即pH ≥7 时，氧化胺在水溶液中以不电离的水化物存在，显示非离子性。在酸性溶液中，它显示弱的阳离子性，当溶液的pH < 3时，氧化胺的阳离子性尤为明显。因此，它可以在不同的条件下与阳离子、阴离子、非离子、两性离子等表面活性剂很好配伍，并显示协同效应。由于它性能温和，在通常使用浓度下无毒性，有优良的起泡性和增稠作用 [ 1 ] [ 2 ] 。本文以廉价的脂肪醇为主要原料，氢氧化钠为原料兼催化剂，合成的N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基氧化胺表面活性剂，具有易推广应用等优点。此种结构的氧化胺表面活性剂目前国内尚未见工业化应用 [ 3 ] [ 4 ] ，课题组目前正在进行防腐方面的研究工作，主要用于天然气采出井二氧化碳腐蚀抑制方面的应用研究；从目前已有的研究数据表明，该类氧化胺表面活性剂在酸性条件下除了具有阳离子特性吸附行为之外，在所保护的金属表面形成一层致密氧化胺与金属氧化化物的复合膜，膜的结构和组成有待进一步深入研究 [ 5 ] [ 6 ] 。
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user: 2. 实验部分 2.1. 实验药品与仪器 2.1.1. 药品 脂肪醇，环氧氯丙烷，二乙醇胺，亚硫酸钠，双氧水，氢氧化钠，无水乙醇等均为分析纯化学试剂，天津大茂化学试剂厂。 2.1.2. 仪器 QBZY系列全自动表面张力仪，上海方瑞仪器有限公司；FTIR-650傅里叶变换红外光谱仪，天津港东科技股份有限公司；DF-101S集热式恒温磁力搅拌器，巩义市科华仪器设备销售有限公司。 2.2. 合成原理 2.2.1. 3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷合成工艺 向三口烧瓶中加入十八醇0.1 mol，加热搅拌，升温至65℃，加入一定量的固体NaOH，滴加环氧氯丙烷0.1 mol，1.5 h滴完，然后升温至95℃，反应5 h，减压蒸馏，除去环氧氯丙烷及反应副产物，计算反应转化率为96.7%。 2.2.2. N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基叔胺合成工艺 按3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷与二乙醇胺的摩尔比为1:1.2，将二乙醇胺用无水乙醇稀释至30%~50%，加入三口烧瓶产物中，一次性加完。然后加入体系质量分数为30%的NaOH固体，65℃下反应4 h，升温至85℃，继续反应4 h。反应结束后，减压蒸馏、过滤除去体系中的二乙醇胺、水、乙醇等未反应物，计算转化率为94.2%。 2.2.3. N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基氧化胺合成工艺 将反应体系加热到80℃，按N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基叔胺与双氧水的摩尔比1:1.1的比例，以蒸馏水和异丙醇作为溶剂，加双氧水溶液，反应4 h，减压蒸馏除去溶剂和水，得到粗产品，用异丙醇抽提，除去产品中残留的无机盐；计算产率为93.6%。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 十八醇与环氧氯丙烷反应的影响因素 3.1.1. 最佳反应温度 图1考查了反应时间5 h，不同反应温度下3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷的产率。从图可知，随温度升高，产率先增加而后逐渐减少。反应温度低于95℃时，提高反应温度对产率有利，当反应温度为95℃时，产率达到最高；反应温度高于95℃时，环氧氯丙烷挥发使反应物浓度降低，导致产率下降 [ 7 ] 。因此，确定最佳反应温度为95℃。 图1. 反应温度对3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷产率的影响 3.1.2. 反应时间的影响 从图2可知，环氧氯丙烷滴加完成后，升温至95℃，产率随反应时间的增加而增加，反应时间5 h，产率96.7%，反应基本完成，延长反应时间，对转化率影响不大 [ 7 ] ，因此确定最佳反应时间为5 h。 图2. 反应时间对3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷产率的影响 3.2. 叔胺生成的影响因素 3.2.1. 最佳反应温度 表1中考查了反应时间为4 h，不同反应温度下N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二乙基叔胺的转化量随温度变化的情况。从实验结果可知，温度是影响本步反应最重要的因素，反应温度达到85℃以后，继续升温对转化率影响不大，但是对产品色泽有较大影响，使副产物增加。因此，将最佳反应温度定为85℃，通过延长反应时间来提高产率。 Table 1 Effect of reaction temperature on yield of tertiary amin 温度/℃ 70 75 80 85 90 95 产率/% 78.5 83.3 88.2 94.2 94.3 94.5 表1. 反应温度对叔胺产率的影响 3.2.2. 最佳投料比 从表2可知，3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷与二乙胺的最佳摩尔比为1:1.2，产率达到94.2%，由于二乙醇胺、水、乙醇可以蒸馏除去，在工业上可以循环使用，所以二乙醇胺可以过量，但不宜过量太多，后处理增加困难 [ 8 ] 。 Table 2 Effect of reactant molar ratio on yield of tertiary amin n (3 十八烷氧基 -2- 羟基 -1- 氯丙烷 ) :n ( 二乙醇胺 ) 1.0:1.0 1.0:1.1 1.0:1.2 1.0:1.3 反应时间/h 6 h 6 h 6 h 6 h 产率/% 88.6 91.8 94.2 92.1 表2. 反应物摩尔比对叔胺产率的影响 3.2.3. 反应时间的影响 从图3可知，反应温度85℃下，冷凝回流4 h，反应基本完成，再延长时间对转化率的影响不大。 图3. 反应时间对N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基叔胺产率的影响 3.3. 叔胺与双氧水反应的影响因素 3.3.1. 最佳投料比 从表3可知，双氧水应过量一些，使叔胺反应完全，可提高产品转化率；但不能过量太多，太多的双氧水会对体系产生氧化作用，反映结束后需将过量的双氧水用亚硫酸钠中和掉；确定双氧水与叔胺的最佳摩尔比为1.1:1。 Table 3 Effect of reactant molar ratio on yield of amine oxid n ( 双氧水 ) :n ( 十八烷氧基叔胺 ) 1.0:0.9 1.0:1.0 1.0:1.1 1.0:1.2 滴加温度/T 60℃ 60℃ 60℃ 60℃ 反应温度/T 80℃ 80℃ 80℃ 80℃ 反应时间/h 4 h 4 h 4 h 4 h 产率/% 90.4 92.2 93.4 93.5 表3. 反应物摩尔比对氧化胺产率的影响 3.3.2. 反应时间的影响 从图4可知，反应温度80℃，反应4 h后，延长反应时间，对转化率的影响不大，确定叔胺与双氧水反应的最佳反应时间为4 h。 图4. 反应时间对氧化胺产率的影响 3.4. 合成产物红外光谱分析 采用FTIR-650傅里叶变换红外光谱仪对最终产物进行红外光谱表征，测定结果如图5所示。 从图5可知，红外光谱特征吸收频率：3326 cm −1 为O—H的伸缩振动；2955 cm −1 ，2845 cm −1 为C—H的伸缩振动；1464 cm −1 ，720 cm −1 为—CH 2 —的弯曲振动；1242 cm −1 ，1125 cm −1 为C—O的弯曲振动峰；1217 cm −1 为C—O—C的伸缩振动；1064 cm −1 为—C—N的伸缩振动；1734 cm −1 为C=O伸缩振动；1373 cm −1 为—CH 3 的弯曲振动；表明生成了N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基氧化胺。 图5. N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基氧化胺红外谱图 3.5. 合成产物表面张力测定 用蒸馏水配制不同浓度表面活性剂溶液，采用悬滴法测定了25℃时十八烷氧基氧化胺表面张力随浓度的变化情况。如图6所示。 图6. N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基氧化胺表面张力 从图6中可以看出，合成的N-(3-十八烷氧基-2-羟基)丙基-N，N-二羟乙基氧化胺产品不同浓度时表面张力的大小，其变化趋势是减小后趋于平缓。十八烷氧基氧化胺表面活性剂浓度7.9 mmol/L时达到临界胶束浓度，表面张力为23.2 mN/m。
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user: 4. 结论 1) 在优化工艺条件下产物收率达到85.3%；对产物进行红外光谱表征，测定其临界胶束浓度为8.0 mmol/L时，水溶液的表面张力为23.4 mN/m，产物具有较好的表面活性。 2) 十八醇和环氧氯丙烷反应合成3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷时，催化剂选用苄基三乙基氯化铵，体系最佳pH值为9，最佳投料比为1:1.1，滴加环氧氯丙烷的最佳温度是65℃，最佳滴加时间是1.5 h，滴加完成后，二者最佳反应温度为95℃。 3) 3-十八烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷与二乙醇胺反应时，最佳反应温度是85℃，最佳投料比为1:1.2，选用浓度为50%的二乙醇胺无水乙醇溶液，用无水乙醇做溶剂，最佳反应时间为20 h。 4) N-(3-十八烷氧基-2-羟基丙基)-N，N-二羟乙基叔胺与双氧水进行反应，最佳反应温度80℃，最佳反应时间4 h，最佳投料比为1:1.1。
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user: 摘 要 探究基于网络和课堂的混合式大学英语教学模式是当下大学英语教学改革发展的方向，而教师角色逐渐成为实现教育改革成功的关键。本文研究混合式学习中大学英语教师角色的解构和重建。针对信息技术与教育教学深度融合的新环境下，对混合式学习中教师角色进行分析、探索和定位，并提出努力构建大学英语教师角色转变的原则和实施途径，以促进学生更为有效地自主学习，力图使教师真正成为学生学习的促进者、指导者和设计者，使教师成为提高教学质量、培养学生综合素质、全面发展的“导演型教师”，为大学英语教学领域的教师角色研究提供参考。 关键词 :混合式学习，大学英语教师角色，解构与重建 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 《教育信息化“十三五”规划》及新的《大学英语教学指南》(以下简称《指南》)明确指出：大学英语应大力推进最新信息技术与课程教学的融合，继续发挥现代教育技术，特别是信息技术在外语教学中的重要作用。《指南》要求大学英语教师与时俱进，不断提高使用信息技术的意识和能力，在课堂教学设计与实施过程中融入并合理使用信息技术元素。 混合式学习(Blended Learning，以下简称B-learning)是教育观念的进步和现代教育技术发展的必然结果，是基于信息技术与教育教学深度融合发展的需要。随着信息化不断发展，知识获取方式和传授方式、教和学关系都发生了革命性变化，人才培养关键在教师 [ 1 ] 。在“以人为本”和“全人教育”的新教育理念下，教师角色逐渐成为实现教育改革成功的关键。探究基于网络和课堂的混合式大学英语教学模式是当下大学英语教学改革发展的方向 [ 2 ] 。然而国内B-learning下教师的多元化角色研究较少，对外语课堂中教师的多元化角色研究更是少之又少 [ 3 ] 。鉴于此，本文围绕B-learning中教师角色的解构和重建展开研究，以期探索提升大学英语课程教学质量，促进学生英语学习效能最大化。
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user: 2. 混合式学习 2.1. B-learning 大学英语混合式学习以学生为中心，依托网络信息技术使外语学习者不受时空限制进行个性化学习和自主式学习。学生在网络互动和师生互动的新条件下，促使教师和学生的角色定位发生转变，形成传统教学和信息化教学优势互补，从而获得更佳的教学效果。简言之，学生在教师的引领下，知识传递通过信息技术实现，知识内化通过师生互动完成，是线上和线下教学的有机融合。 2.2. B-learning模式 清华大学杨芳等(2017)结合线上线下(O2O)相结合的方式，成功进行了大学英语混合式教学模式探索(见图1)，因当前对大学英语混合式教学的实践探索还不多，故在此借鉴。 图1. 大学英语混合式教学模式 从图1的教学实施过程中，可以看出混合式教学模式将线上在线学习(on-line learning)和线下课堂学习(classroom learning)有机结合，充分发挥了二者的优势。而在线学习符合英语语言文化知识输入和输出的关系，符合第二语言习得规律。杨芳等的教学实践表明：混合式教学有效地促进了课堂教学效果的提高和教学目标的达成，实现了个性化学习。但它的兴起对教师角色的定位有了新的、巨大的挑战，在面临的诸多问题中最现实的挑战在于教师 [ 4 ] 。 2.3. B-Learning中教师角色 B-learning通过现代教育网络媒体技术结合慕课，微课，计算机辅助教学，APP网络平台教学和虚拟教学共同体等现代教育模式要求新时期教师角色的多元化。如：组织者、促进者、鼓励者、设计者、帮助者、咨询者、交流者和实践创新者等。如果用比喻的方式来描述，那么“向导”就是新形势下的教师角色。向导给旅行的人指路，有时也一同前行，但他们绝不会代替也代替不了旅行者的跋山涉水。向导会指明目的地，但他们无法代替旅行者第一次看到景点时的激动感受。向导提供建议，指出陷阱，并尽其所能去保护旅行者，但他们没有能力防止事故发生。
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user: 3. 教师角色解构与重建 尽管让学生积极主动地参与并融入课堂活动中来并非是件易事，但教师仍应坚持以学生为中心的教学模式，为此，我们来讨论教师角色的解构与重建。 3.1. 教师角色解构 B-learning可理解为是各种学习方式的混合，但学习过程大致可分为三个阶段：概念探索、意义建构和展示应用(见图2)。 图2. B-learning在线学习过程 图2中清晰展示：在概念探索阶段，学生课前可通过观看课程教师提供的教学视频、相关学习网站、查找资料和参与在线讨论等方式探索课程相关的概念意义；意义构建阶段，学生可通过课前完成测试、课中完成作业答疑、师生共同协作探究和互动交流来完成意义的建构；展示应用阶段，学生在课堂上可通过课堂汇报、英语演讲，角色表演和个性化项目等交流、展示、分享和应用学习成果。因此，在信息化时代，知识传递已经很容易解决了，学生有诸多途径找到知识，他们不需要老师灌输知识。教师在课堂上侧重指导学生互助学习，促进学生自己内化与吸收教学内容 [ 5 ] 。学生在课前观看教师提供的相关视频时，可以根据自己的时间和学习需求来安排和调整学习进度，可以根据自己的理解和掌握程度随时停下来思考、甚至当即在线询问课程老师或与同学讨论解决难题。学生学习上的自我管理意识大大加强，真正变成了学习上的主体，教师就从“主演”变成了“导演” [ 6 ] 。 3.2. 教师角色重建 按照《中国学生发展核心素养》培养全面发展(all-round development)的人为核心的要求，结合《教育信息化“十三五”规划》及新的《大学英语教学指南》，在“以人为本”和“全人教育”的新教育理念下，大学英语教师如何在信息化时代帮助学生高效学习进而实现全人发展，需要对教师角色进行重建。 3.2.1. 教师角色重建原则 大学英语教学的终极目标之一是培养大学生自主学习的意识和能力，信息化时代B-learning教师角色的重建可按以下几个原则来实施。 1) 教师“放手”，让学生做 培养学生“学习是自身发展和提高的需要”意识，教师尽可能少地替学生完成各种各样的学习任务。词汇查找、课文背景、作者简介、举例提问等内容由学生自主完成，教师不应承包所有的业务。举例、提问、回答、总结、讨论、解决难题也可放手“让学生来做”，让学生自主学习成为惯例。 2) 教师少讲，学生多发现 大部分教师秉承“传道授业解惑”的理念，心甘情愿地想把自己知道的一切都告诉学生，这是恶性循环。教师把一切告诉学生，学习成了老师的责任，而学生只是个旁听者，要让学习成为他们自己的一种责任，让学生在发现和探索中学习，增强自主学习意识。 3) 教师做更多的设计工作 教师设计的活动和任务是让学习发生的工具和途径。围绕“将学生原有的知识和技能提高到一个新水平、激发学生参与到课堂教学活动中”的原则，设计学生在他们的能力水平之内的真实的、合理的、最有效的练习，促进知识的掌握，技能的获得和意识的提升，让学生有获得感，成就感、幸福感。 4) 教师创造更多合作学习的机会 教师不要低估了学生相互学习、共同学习的能力。美国教育家Edgar Dale著名的学习金字塔(the Pyramid Learning)告知我们：主动学习是最高效的学习方式，体现了合作学习的必要性和价值。目前，在协作教学和合作教学中使用的小组活动获得了广泛的流行和运用。 5) 教师做更多的反馈工作 信息化大学英语课堂中，利用信息技术、革新测试评价体系、达到线上和线下测试相结合、纸笔考试和机考相结合。多样化的评价活动是为了把学习的可能性最大化。教师还需去主动发现和熟练使用那些能将反馈结果积极地传递给学生的机制，促进师生互动教学、推进课堂教学与在线学习的融合。 上述五条原则相结合使用，将有助于教师成为B-learning学习的促进者、指导者和设计者，符合信息时代外语教育教学改革现状和未来教育发展趋势。 3.2.2. 教师角色重建的实施途径 基于上述原则，笔者认为大学英语B-learning学习中教师角色的重建可从以下五个方面来实施。 1) 转换角色观念，主演变导演 以教授为主要方法的主角认知改变为以指导为主要方法的配角认知，即从主演到导演。长期以来，我们都觉得站在学生面前的角色天生就比站在学生旁边更重要。教师观念的根深蒂固是难以转换的原因之一。另一方面更深层次的原因是学生对老师的长期依赖。 2) 建设翻转课堂，打造混合式教学模式 加强外语数字化资源建设，结合在线课程建设和移动学习资源同步研发新形态一体化教材；构建线上线下主动学习、自主学习、个性化学习、参与式学习和协作学习的混合式学习模式，增强学生的获得感。这其实是一个教学研讨不断改进和创新教学课程设计的过程。 3) 线上线下有机融合、团队协作不可或缺 信息技术和大学英语教学课程深度融合的B-learning需要以教来支撑学，线上学生的(在线学习、在线交互、在线协作)融合技术的知识获取需要由教师的(线上线下混合式教学设计、线上教和学组员准备、线上监控、线上互动及线上推送学习微资源和学生作品)融合技术的知识传递作支柱。同样，线下学生的课堂应用和实践活动(人人参与、小组协作、成果展示、观点交流)需要教师的(应用移动学习课堂教学管理APP的即时记录、即时呈现、及时反馈、即时交互)线下教学来支持，因此，线上线下的有机融合和团队协作不可或缺。 4) 提升综合技能，尤其是信息技术技能 在信息化时代，外语内容知识、外语教学法知识和教育技术知识的深度融合，教师需要融合技术的外语能力、融合技术的教学能力和外语教学能力三者深度融合的融合技术的外语教学(TPACK)能力。对部分外语教师而言，信息技术技能相对薄弱，需要加强运用相关软件，采用恰当的方式知识传播，帮助学生理解相关知识和内容，并学会运用信息技术和学生互动讨论，增加课程的直观性、趣味性和灵活性，以提高教学效果。 5) 树立终身学习理念、以科研促进教学 教师除了掌握所在专业和研究范畴内的知识、掌握所教科目知识内容的总体框架及各要点内容外，还需不断学习先进信息技术方法以及最新的教学改革观念，树立终身学习理念并从教学实践中开展科研课题的研究，在教学中研究，在研究中发展，教研相长，使教师行为更具有反思性和理据性，促进学生全面发展，做学者型优秀教师。 此外，教师还需与学生平等对话、深入对话，培养学生的交流能力，关注学生的个体行为，理解学生诉求与情感需要，尊重学生个性化需求，帮助学生自主学习，为学生全人发展和终身学习服务。
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user: 4. 结语 混合式教学通过“线上 + 线下”相结合的方式，融合了传统教学与网络教学的优势，能有效激发学生学习的主动性和积极性，已成为互联网环境下当今教学改革的方向 [ 7 ] ，而当前我国大学英语混合式教学实践中还存在教师角色难转变、教学资源单一、学生学习自主性不强、课堂教学与在线学习缺乏有机结合等问题。周平 [ 8 ] 认为，教师要学会一些学习活动的组织策略，掌握必要的现代信息技术，能在学生知识建构的过程中发挥“脚手架”作用，方便学生获取资源、处理信息、运用知识，实现知识的深度内化，提高学习效率。因此，对混合式学习中大学英语教师角色进行分析、探索和定位，并提出努力构建大学英语教师角色转变的原则和实施途径，既顺应信息化时代教育发展的趋势，也能为学生的学习创造便利，还有助于促进学生更为有效地自主学习，对提高大学英语教学质量、培养学生综合素质和全面发展有积极意义。
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user: 摘 要 针对无人机飞行控制实践教学需求，以智能应用为牵引，提出贯穿本科–研究生阶段的无人机控制系统实践方案，并在国防科大无人机方向展开教学实践。本科生阶段以掌握基础知识为主，基于半实物仿真环境设计传统PID型航线跟踪控制律；研究生阶段以发散创新为主，在PID型航线跟踪控制律基础上，开放设计智能型无人机导航控制律。本科–研究生阶段的实践逐步深入，确实提高学生的实践能力。 关键词 :实践教学，无人机系统，智能控制 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 无人机是目前无人系统领域发展最快、水平最高、实际应用最多的一类空中无人系统 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。上世纪九十年代以来，无人机的研究在世界范围内受到了空前重视并迅速发展。相比于有人机，无人机具有响应速度快、使用成本低、部署灵活等独特优势，在国土资源勘测、抗震救灾、环境保护、航空救援、电力巡线、气象探测、农林作业、安全执法、野生动物管理、货物递送或者交付、和边境控制等领域有着广泛的应用。保守估计，2012年~2014年国际无人机市场超过100亿美元 [ 5 ] [ 6 ] ，并且在2016-2013年将继续保持13.5%以上的年增长率。在无人机快速发展的浪潮中，我国经过十余年积累，初步形成了品种齐全、功能多样的系列型号无人机，取得了显著的社会、经济和军事效益。军事领域，2013年11月，“利剑”隐身无人机首飞成功，标志着我国高端无人机技术取得了重大进展；“彩虹”、“翼龙”为军用型号无人机出口到其他国家，并投入实战。民用领域，以“大疆创新”、“亿航”和“零度”为代表的中国无人机公司在世界范围内占据着技术和销售领先的位置；“百度”、“腾讯”和“小米”等互联网巨头企业也积极投资并参与该领域。故而无人机的教学有必要跟进，使得培养的学生能够抓住无人机发展的机遇。 面对机遇和挑战，应该怎样培养人才，采取什么措施推进人才培养模式改革，提高人才培养质量？对此，国防科大前校长杨学军认为需要 [ 7 ] “以创新人才培养改革为牵引，以实践动手能力培养为重要突破口，全面提高人才培养质量和水平”。无人机系统作为传统机器人的延伸，融合控制、机械、物理、电子、传感器、计算机等领域，蕴含着极其丰富的教育资源。故而，无人机系统的教学不仅需要扎实的理论讲授，也需要高度重视创新实践教育。实践教育不仅仅体现在理工科教学中传统的实验或实践环节，它更需要渗透到无人机系统教学的全过程和各环节。为此，我们打通无人机工程方向本科生(大四)专业课“无人机飞行控制”和研究生(研一)选修课“计算智能与控制”，将无人机系统实践教学贯穿于本科–研究生教育培养的序贯过程，构建以智能应用为牵引的无人机系统实践教学体系，培养并提高学生的实践能力。 参考文章 [ 8 ] 指出我校“机器人控制”课程存在的不足之一为缺乏适用于实践教学的运动仿真模拟设备。针对该问题，为解决无人机系统实践教学的瓶颈问题，我们专门开发了无人机飞行控制半实物仿真系统。无人机系统的实践均基于半实物仿真系统。具体而言，本科生课程主要教授无人机飞行控制的基础理论，实践内容为学生掌握该半实物仿真环境，并设计传统的PID型的导航控制律。研究生课程主要讲述神经网络及控制、遗传算法及控制，和模糊系统与控制等三种计算智能方法，实践内容为在PID型导航控制律基础上，引导学生任选一种计算智能方法设计智能型无人机导航控制律。本科生阶段的课程实践以掌握基础知识为主，研究生阶段的课程实践以发散创新为主。两者一以贯之，确实提高学生在无人机系统领域的实践创新能力。几年的实践教学(2014本~2015硕，2015本~2016硕，2016本~2017硕，2017本~2018硕)表明，学生对无人机飞行和智能控制的实践创新能力得到了很好的加强。
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user: 2. 无人机飞行控制半实物仿真系统设计 无人机飞行控制半实物仿真系统主要由三部分组成：自驾仪(Autopilot)，地面站(Ground Station)和X-plane飞行模拟器。它们三者之间的关系如图1所示。 图1. 实物仿真结构图 X-plane飞行模拟器是由Laminar Research开发的一款功能全面、强大的模拟飞行软件，是目前世界上最先进的飞行模拟器之一，也是FAA (美国联邦航空管理局)唯一认可的用于飞行员培养的模拟器。它提供了多种亚声速飞机、超声速飞机、军用机、民用机、固定翼飞机、直升机甚至航天飞机等的真实动力学模型和三维仿真。加载地图包括北纬74度到南纬60度的所有地形地貌，超过33，000个机场环境，甚至还包含火星地貌。可以真实地模拟晴天、大雨、阵风和暴雪等天气，可以模拟风力、风速和风向，甚至温度的突变。同时该软件还具有较好的扩展性，能够支持开发人员进行二次开发。 自驾仪和地面站借助实验室科研条件自主开发。其中自驾仪基于ARM Cortex-M4开发，主要用来管理无人机的飞行控制算法；地面站主要用来显示无人机状态和传达指控人员命令。 半实物仿真中采用PT60小型固定翼飞机，参数如图2： 图2. 仿真系统中固定翼无人机及参数
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user: 3. 无人机飞行控制半实物仿真实践教学 3.1. 无人机航线跟踪控制实验设计 实践教学中设计了基于构建的无人机飞行控制半实物仿真系统的航线跟踪实验，它是自驾仪ARM中的独立函数模块，以C语言实现。航线跟踪为无人机导航控制的关键控制算法之一，是指无人机跟踪预先设定的航线飞行。如图3所示，直线W i W i + 1 为无人机预先设定的航线，p为无人机当前位置。航向跟踪需要为无人机设计控制律，使得位置p落在航线W i W i + 1 上，且飞向W i + 1 点。 图3. 无人机航线跟踪示意 通过将自驾仪中的飞控代码剥离，我们构建了单独的航线跟踪模块。学生在实践过程中，只需要设计合适的航线跟踪控制律，替换现有的航线跟踪模块，即可完成具有高仿真度的无人机的航线跟踪控制。 为贯通本科和硕士课程，分别设计了本科阶段的规定内容实践和硕士阶段的创新性实践。其中，本科“无人机飞行控制基础”课程的实践内容主要为基于半实物仿真环境设计传统的PID型的导航控制律，并手动控制参数，使得无人机能够跟随航线飞行。研究生课程“计算智能与控制”实践内容为在PID型导航控制律基础上，任选一种计算智能(神经网络、模糊控制和遗传算法)控制方法设计智能型无人机导航控制律。 3.2. 本科生PID型控制律设计及参数调整实践 在熟悉半实物仿真环境的基础上，指导学生在自驾仪中设计传统的PID型航线跟踪控制律，实现无人机沿着指定航线飞行；而后要求学生根据经验不断调整控制参数，并比较不同参数条件下的无人机跟踪性能。 传统航线跟踪控制律以PLOS算法(纯追逐和基于视线的路径跟随算法)为例设计。它是纯粹追逐导引律和基于视线的导引的结合。如图3，跟踪律形式为： (1) 其中，θ是航线和水平线的夹角，θ u 是无人机和W i 连线和水平线之间的角度。 式(1)的跟踪律实际上只是角度和侧偏距两种比例控制的结合。本科生实践课程中主要指导学生在自驾仪中实现式(1)的控制律，并进一步扩展到PID或者自抗扰控制的形式，实现无人机的航线跟踪控制。在此基础上，指导学生调整控制参数k 1 和k 2 的大小，并比较不同参数条件下的无人机跟踪性能。图4给出了k 1 和k 2 取不同值时的某条航线跟踪效果。故而，为取得好的航线跟踪性能，必须经过较多次的仿真飞行试验，得到合适的k 1 和k 2 。 图4. k 1 和k 2 不同取值时某条航线跟踪效果 3.3. 研究生智能型无人机导航控制实践 传统的控制律设计在调整优化控制参数时主要依据经验，先试凑再实验验证，实验周期长，性能难以最优。故而，在研究生实践课程中，引导学生任选一种计算智能(神经网络、模糊控制和遗传算法)控制方法，来优化或者自主调整算法(1)的参数k 1 和k 2 的值。 为方便智能型导航控制对大量数据采集的需要，我们基于Matlab的simulink模块构建了无人机飞行模拟仿真环境。该环境采用的飞控算法和半实物仿真自驾仪中的飞控算法完全一致。智能型控制算法可以先在matlab环境中得到验证，而后移植到半实物仿真环境。 实际实践中，学生主要采用方法包括：基于BP神经网络的控制参数训练，基于遗传算法的参数优化，和基于模糊PID控制的参数优化等，取得了比较好的智能控制效果。图5给出了基于BP神经网络的控制参数训练实践流程图。 图5. 基于BP神经网络的控制参数训练流程 图6给出了参数k 1 和k 2 随着训练样本数增加的变化趋势，图7为训练得到的最优参数值取值时，无人机跟踪某条航线的效果。 图6. 样本数和参数k的关系图 图7. 最优参数(k 1 ， k 2 ) = (1.393， 1.770)的某航线跟踪图
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user: 4. 结论 本文介绍了国防科大无人机工程方向尝试构建的以智能应用为牵引的无人机系统实践，将无人机飞行控制试验贯穿于本科–研究生教育全阶段。本科生阶段以掌握基础知识为主，基于半实物仿真环境设计传统PID型航线跟踪控制律；研究生阶段以发散创新为主，在PID型航线跟踪控制律基础上，开放设计智能型无人机导航控制律。本科–研究生阶段的实践逐步深入，有效地提高了学生的创新实践能力。
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user: 摘 要 随着BIM时代的到来，三维建模的设计与绘图对传统的制图方式产生了较大的影响。土木工程制图课程是土建专业新生的必修课，由于没有相关课程的学习和实践，学生对二维图纸转化为三维建筑构件理解不够。而传统的制图课程是运用二维与三维转化的思维去教学，对于学生的空间想象力要求较高。BIM技术的出现，可以很好地解决这一问题。本文分析了土木工程制图的教学现状，基于BIM建模探讨建筑工程制图教学体系的构建，突破单一的平面化教学思维，在BIM软件中仿真建模，还原图纸的意图，加深学生理解，增强空间思维能力。提高教学效率，为土木工程BIM的人才培养做好铺垫。 关键词 :建筑信息模型(BIM)，工程制图，教学 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/