DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 5. 讨论 利用现有地理空间数据和技术，按照技术规范，生产制作耕地后备资源调查工作底图，从本质意义上来说就是一个一般数据处理过程。但是，一方面，由于国土资源部“对于历史形成的未纳入耕地保护范围的园地、残次林地等适宜开发的农用地，经县级人民政府组织可行性评估论证、省级国土资源主管部门组织复核认定后可统筹纳入土地整治范围，新增耕地用于占补平衡”的工作要求，这项工作就不仅仅是技术生产，而是政策与技术的有机结合。另一方面，本作业区农经权调查面积远远大于土地利用现状数据库里的耕地如表1，为耕地后备资源调查增加了一个全新的思路。 Table 1 ** City category backup resource list of I and II clas 序号 行政区 后备资源(亩) 合计 I类 II类 1 宁*县 103，417.24 80，527.65 183，944.89 2 墨*县 137，524.2 76，886.75 214，410.95 3 景*县 79，267.51 193，297.76 272，565.27 4 景*县 67，890.53 179，904.93 247，795.46 5 镇*县 44，141.44 130，417.68 174，559.12 6 江*县 155，833.6 458，879.75 614，713.35 7 孟*县 137，903.14 187，677.97 325，581.11 8 澜*县 300，439.44 374，018.18 674，457.62 9 西*县 76，225.86 60，267.86 136，493.72 10 思*区 112，544.61 475，714.55 588，259.16 总面积 1，215，187.57 2，217，593.08 3，432，780.65 表1. **市一类和二类可以作为后备资源一览表 鉴于此，我们对农经权地块内的耕地后备资源做了以下技术处理： 1) 将农经权调查地块进行融合，融合后的农经权面与土地利用现状地类图斑面进行相交，获取农经权面在土地利用现状数据库中的地类，称为农权土地利用现状全源数据； 2) 农权土地利用现状全源数据与基本农田、生态红线、坡度大于25度、可调整园地、公益林、土地利用总体规划为建设用地相减后，再剔除耕地和交通用地，称为农经权内可作为后备资源； 3) 将农经权调查地块图层与农经权内可作为后备资源图层相交，获取农经权调查的土地利用类型，对后备资源地块按农经权TDLYLX (土地利用类型)进行提取，其中农经权调查时TDLYLX (土地利用类型)提取类型有：水田、旱地、011、012、013进行模糊查询，称为现实后备资源。 4) 对提取出的后备资源经农经权确定的现实利用状况对照影像确定是否符合可开发要求，确定农经权地块里可以直接作为后备资源的地块。图例中注记为土地利用现状数据库地类，农以权调查确定的土地利用类型。如茶园，旱，前者为土地利用现状数据库地类，后者为农经权确定的土地利用类型。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 农村人居环境质量优劣与农村居民的生活、生产和生态环境密切相关。改善农村人居环境是我国乡村振兴战略的重要组成部分。本研究从农村居民视角出发，从自然生态环境、居住环境、基础设施、公共服务设施和社会人文环境5个方面，选取26个具体指标构建农村人居环境满意度评价指标体系。在进村访谈和入户问卷调查的基础上，采用模糊综合评价方法对日照市巨峰镇23个村农村人居环境村民满意度进行评价。在此基础上通过因素重要性推导模型，并借助四象限图对比分析找出农村人居环境亟待改善的关键因子。研究表明：农村人居环境满意度整体水平较高，并存在内部差异；且村民对农村人居环境的重要度和满意度评价存在不一致，饮水水质、空气质量、建筑密度、供暖设施、教育设施和医疗设施7个方面表现为高重要性–低满意度，在今后的农村人居环境整治中应该予以充分重视。 关键词 :农村人居环境，满意度，模糊综合评价，满意度指数模型，对策启示 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/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 纵观改革开放40年的发展历程，我国在经济发展水平、社会文化进步、政策制度完善等方面都取得了前所未有的进步，人们对美好生活需求也不断提高，但不平衡不充分的问题依然存在，尤其广大农村地区。相比城市地区，农村建设相对滞后，农村人居环境亟待改善。 在2005年至2019年连续十几年间，我国从新农村建设，到美丽乡村建设，再到乡村振兴战略我国政府一直都在积极推进农村人居环境整治工作，农村人居环境改善取得了显著成效。山东省出台了《山东省改善农村人居环境规划(2015~2020)》等相关文件，以促进农村人居环境的建设。 吴良镛在我国较早从建筑学的角度开展人居环境问题研究，他指出人居环境科学是一门多学科交叉融合的学科 [ 1 ] 。近年来，随着新农村建设战略的实施，我国学者从社会学 [ 2 ] [ 3 ] 、经济学 [ 4 ] 和地理学 [ 5 ] [ 6 ] 等领域对人居环境问题开展了大量研究，但学者们比较关注城市人居环境研究 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ，其研究相对成熟、系统性强，关于农村人居环境的学术研究不足 [ 10 ] 。各学科学者，尤其是地理学者以不同空间尺度的乡村人居环境评价和整治研究为主 [ 11 ] [ 12 ] ，而以农村居民为主体视角的研究比较鲜见 [ 13 ] [ 14 ] 。本研究在借鉴已有研究成果的基础上，从农村人居环境主体——乡村居民视角，基于村庄访谈和入户调查数据资料，运用多层次模糊综合评价方法和因素重要性推导模型对山东省日照市巨峰镇23个村庄人居环境进行综合评价，研究农村居民对农村人居环境的满意程度，分析当地农村人居环境亟待改善的因素，以期为政府更好的改善农村人居环境提供参考和建议。
system: [SYSTEM]

user: 2. 研究区与数据获取 2.1. 研究区域概况 巨峰镇地处山东省东南部的日照市岚山区中部，总面积165平方公里，辖90个行政村，2.3万户，共7.8万人。该镇东部为平原，北西南三面环山，地势西高东低，整体向东部倾斜，巨峰河横贯本域内，水资源较丰富。巨峰镇是日照市最具特色的“生态农业旅游基地”和绿茶主产地。全镇拥有茶园面积达8万亩，是国家级特色小镇。341省道和青赵路与222省道在此相交，兖石铁路横贯镇北，(图1)。 图1. 研究区案例村庄地理位置示意图 2.2. 数据获取 本文研究数据主要来自于调查问卷和半结构性访谈。在正式调研之前，对巨峰镇的巨峰二村、大卜落村和后崖下村等6个村做了预调研，并结合当地实际情况对问卷的内容做了改进和完善，在此基础上于2018年7月对巨峰镇23个村庄调研，获得一手调查数据。在对村庄负责人访谈的基础上，每个村庄随机选取10余名18岁及以上村民进行问卷式调查，共调查村民250户。收回有效问卷243份，有效率达97.2%。调查问卷中包含了村民性别、年龄、职业、文化程度、居住人口、年总收入等信息，排除由于短期停留对人居环境感知不到位的人口，保证问卷数据的可信度，被调查村民基本情况如表1所示。 Table 1 Basic information of the sample of Jufeng Tow 变量 类别 百分比(%) 变量 类别 百分比(%) 性别 男 52.3 居住人口 3人以下 34.6 女 47.7 3人 31.7 年龄 30岁以下 11.2 4~5人 27.1 30~39岁 12.3 5人以上 6.6 40~49岁 21.4 居住时间 20年以下 14.4 50~59岁 30.0 20~29年 16.4 60岁以上 25.1 30~39年 24.3 40~49年 13.2 职业 务农 67.5 50年以上 31.7 外出务工 17.3 年总收入 2万元以下 31.3 个体户 7.0 2~5万元 37.8 其他 8.2 5~10万元 27.6 10万元以上 3.3 文化程度 初中以下 57.6 年总支出 1万元以下 28.8 初中 30.5 1~3万元 44.4 高中 7.0 3~5万元 19.3 大专以上 4.9 5~7万元 7.4 表1. 巨峰镇问卷样本基本情况 资料来源：巨峰镇村民人居环境满意度问卷调查结果。
system: [SYSTEM]

user: 3. 方法选择与模型构建 3.1. 方法选择 满意度测评常用的方法包括指标测量法、结构方程模型法、因子分析法、灰色关联分析法和模糊综合评价法等。指标测量法虽较简单，但权重的把握缺乏准确性使研究结果可靠性较差。结构方程模型法实用性强，应用广泛，但高成本低效率，技术难度较大。因子分析法是将多个指标简化为几个不相关的综合性变量，但评价过程单一。灰色关联分析法的结果信度和效度较高，但计算过程复杂，对调查者的素质要求较高。模糊综合评价法适用于将其指标分级，应用模糊关系合成的原理进行模糊化处理得到计算结果。在一定程度上，此方法可弥补其他方法评价过程过于单一或复杂、主观或客观的不足，并能较好解决定性转化为定量指标的问题。 综合各评价方法的优缺点，并结合农村人居环境的特点，本文选取模糊综合评价法来评价农村人居环境整治满意度，主要基于：此方法的模糊线性原理可解释满意度评价标准不一的模糊性；指标分级正对满意度等级划分；利用模糊关系合成原理和最大隶属度原则，综合考虑被评价事物的相关因素，根据指标权重，计算各指标数据与对应权重之积，通过加权平均法确定最终得分。农村居民对其居住的人居环境满意度的认知和评价难以进行定量化，比较适合模糊判断和分级。 3.2. 指标体系构建 农村人居环境是一个与农村居民的生活密切相关的多层次复杂的空间系统，涵盖了自然系统、人类系统、社会系统、居住系统和支撑系统五部分 [ 15 ] 。衡量农村人居环境整治的细化程度、准确的反映农村人居环境发展的现状，需构建一个科学的、合理的评价指标体系。在借鉴相关研究成果的基础上 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] ，结合研究区特征，遵从区域性、全面性、层次性和以人文本原则，本研究构建了涵盖自然生态环境、居住环境、基础设施、公共服务设施和社会人文环境5个系统层，由26个具体指标组成的评价指标体系(表2)。 Table 2 Rural human settlements environmental satisfaction evaluation index system and weigh 目标层 系统层 权重 指标层 权重 农村人居环境整治满意度(Ａ) 自然生态环境(B1) 0.13 土壤污染防治(C1) 0.05 饮水水质(C2) 0.42 河流污染处理状况(C3) 0.04 污水排放状况(C4) 0.02 村庄绿化(C5) 0.07 空气质量(C6) 0.29 环境卫生处理状况(C7) 0.12 居住环境(B2) 0.36 人均住宅面积(C8) 0.52 建筑密度(C9) 0.30 建筑质量(C10) 0.12 房屋空间格局(C11) 0.06 基础设施(B3) 0.41 供水、供电系统(C12) 0.43 供暖设施(C13) 0.09 通讯设施(C14) 0.25 交通设施(C15) 0.14 公共照明设施(C16) 0.06 厕所改造(C17) 0.03 公共服务设施(B4) 0.06 商业服务设施(C18) 0.11 教育设施(C19) 0.28 医疗卫生设施(C20) 0.52 文化娱乐设施(C21) 0.03 政府服务(C22) 0.05 社会人文环境(B5) 0.04 社会福利和保障状况(C23) 0.11 治安安全状况(C24) 0.60 灾害宣传及管理状况(C25) 0.23 邻里和睦关系(C26) 0.06 表2. 农村人居环境满意度评价指标体系权重表 本文采用层次分析法确定指标权重 [ 13 ] [ 19 ] 。由来自乡村规划、乡村地理和乡村生态环境等不同专业背景的20位专家，采用1~9比例标度法对指标分层次进行重要性打分，构建判断矩阵，求解权重，并通过了一致性检验。在处理数据时采用几何平均数整合20位专家的称对比价值，然后采用特征根法先得到二级指标判断矩阵，最终运用相同的计算方法和判断矩阵得到各指标的权重(表2)。 3.3. 计算过程 模糊综合评价方法是根据评价标准和实测值来构建等级模糊子集，将反映农村人居环境整治满意度的模糊指标量化处理，确定其各自相应评价等级的隶属度，再通过模糊变换进行归一化，得到模糊综合评价结果的定量分值。该评价法的具体步骤如下： 1) 建立评价子集和等级标准集 农村人居环境满意度的各影响因子可构成一个因素集。它是各级满意度影响因素构成的评价因素集合，一般用U表示，多层级因素的因素集如下矩阵： U = ( u 1 j u 2 j ⋮ u n j ) = ( u 11 u 12 ⋯ u 1 m u 21 u 22 ⋯ u 2 m ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ u n 1 u n 2 ⋯ u n m ) (3-1) 其中，表示第ij个影响因素，n为一级指标因素的个数，m为各一级指标因素的子因素个数。 为了方便区分，本研究根据李克特量表对每个指标的评级等级设置为5级，分别为非常不满意，不满意，一般，满意，非常满意。则 V = (V 1 ， V 2 ， V 3 ， V 4 ， V 5 ) = (非常不满意，不满意，一般，满意，非常满意) 2) 构建模糊关系矩阵 根据调查问卷整理出村民满意度评分数据统计结果，计算出单个指标U ij 隶属于评价集V的选择某项的村民人数与问卷调查总人数之比。即： R i = ( r 11 r 12 ⋯ r 1 n r 21 r 22 ⋯ r 2 n ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ r m 1 r m 2 ⋯ r m n ) (3-2) 其中，m表示评价指标数，n为等级标准的个数，而 r m n 为被访问村民对第m个指标做出的n中评价的人数占总调研人数的百分比。 3) 建立一级模糊评价 一级模糊评价的建立需采用模糊合成算子来运算，合成过程如下： W ∘ R = ( w 1 ， w 2 ， ⋯ ， w m ) ∘ ( r 11 r 12 ⋯ r 1 n r 21 r 22 ⋯ r 2 n ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ r m 1 r m 2 ⋯ r m n ) = ( b 1 ， b 2 ， ⋯ ， b n ) = B (3-3) 其中，“ ∘ ”为模糊合成算子，常用的模糊算子关系有 ( ∧ ， ∨ ) ( · ， ∨ ) ( ∨ ， ⊕ ) ( · ， ⊕ ) 四种类型。本文采用最常用的参数加权平均型模糊算子，因其兼顾到了满意度评价指标体系中各指标的权重，能够完整的体现出被评价对象农村人居环境满意度的整体特征，使得测评结果更准确 [ 20 ] 。 4) 将一级模糊评价的结果作为二级模糊评价的关系矩阵。利用一级模糊评价的方法，进而得到农村人居环境满意度的二级模糊综合评价结果。 5) 村民满意度的综合评价得分 模糊综合评价方法的评价得分中，本文将采用参数加权平均法(取t = 1)来计算综合评价结果。其公式： C = ∑ j = 1 n b j t v k ∑ j = 1 n b j t (3-4) 其中，t为待定系数 [ 21 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论与建议 5.1. 研究结论 1) 农村人居环境满意度较高 准确把握农村人居环境的薄弱之处是农村人居环境整治“对症下药”的重要前提。本研究以日照市巨峰镇23个样本村探究不同村庄的村民满意度综合评价异质性，结果表明：总体满意度较好，且不同村庄差距不大，近半数村庄超过该镇满意度评价的平均水平；从子系统因子可知，居住设施、基础设施和社会人文环境亦如此，而自然生态环境和公共服务设施则相反；从各样本村来看，仅新华村和厉家庄村的基础设施建设较差，厉家庄村等6个村庄的自然生态环境治理较差，老龙窝等8个村庄的公共服务设施建设较差；从具体因子来看，土壤污染防治等5个因子较低，其余21个因子满意度值均较高。总体来说，总体满意程度相对较高，巨峰镇人居环境整治效果明显较好，总体上与农村居民的生活期望相符。 2) 亟待改善的重点依然存在 由四象限各指标重要性与满意度的分类图可知，农村居民对其重要性程度与满意程度不一致，亟待改善的方面主要体现在饮水水质、空气质量、建筑密度、供暖设施、教育设施和医疗服务设施，这7项指标重要程度较高而满意度分值较低，为下一步改善的的重点。其次，土壤污染防治、河流污染治理状况、污水集中排放状况、村庄绿化、商业服务设施、文化娱乐设施和政府服务是在资金和时间允许的前提下，进一步改善的人居环境问题。 5.2. 对策启示 1) 完善生态文明建设，精准改善生态环境 生态文明建设是实现乡村振兴的基础，而农村人居环境整治的红线是农村生态环境，要以人与生态和谐发展为导向，保持农村的山美、水美和生态美，维持人居环境的可持续发展。巨峰镇应结合不同村庄生态环境建设现状，尤其是厉家庄等生态环境较薄弱的村庄，应正视村庄土壤和水污染的短板和瓶颈，制定针对性措施。首先，从源头上杜绝污染的发生，提高农村秸秆回收利用率，大力推广高效有机肥料的使用范围，培育具有自净能力的植物来净化河流污染，加大污水管道的铺设，并加设污水净化设备来提高水资源利用率；其次，生态环境建设需结合当地农村居民的生产方式和生活习惯，科学合理规划，突出当地特色文化；再次，应制定严格的奖罚机制，加大环保宣传力度，让人们从思想上认识到环境污染的严重性，协调好人与自然和谐发展的空间格局。 2) 加大基础设施投入，提升服务质量 乡村振兴背景下为推进美丽乡村建设，实现农村居民生活舒适宜居，我国就农村公共基础设施均等化制定了相关文件。巨峰镇应依据国家相关政策，并结合不同村庄设施建设短板，尤其是老龙窝等服务设施建设较落后的村庄，制定因地制宜的切实措施。首先，加大政府对设施建设的资金投入力度，在满足农村居民生活基本需求的基础上，加强教育、医疗、文化娱乐等方面的硬设施建设，提升公共服务质量；其次，建立公共服务的建设和管理双向平行的长效体制，在加大资金投入的同时，引导农村居民参与到公共服务设施的管理当中，维护设施的正常运行。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 随着计算机行业的迅猛发展，教学培养与行业需求之间出现了脱节现象。本文剖析了这种现象背后的计算机教学问题，提出了针对计算机教学的科研思维培养，并从教学资源体系的重构、课堂教学的改革、实践教学的突破等方面进行了探讨。 关键词 :计算机教学，科研思维，人才培养，教材体系重构 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/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 计算机已经走进了大学生的日常生活，并且在潜移默化地改变大学生的思维方式、行为规范、道德意识、乃至世界观。高校计算机专业的本科学生是计算机学科未来发展的主力军，如果能针对计算机行业正在发生的变革，改变专业人才的培养思路，培养能够适应未来挑战的科研型人才，将对我国计算机产业的发展，甚至国防科技力量的增强起到积极作用。
system: [SYSTEM]

user: 2. 计算机教学中存在的问题 计算机行业的飞速发展带了计算机技术的快速更新和迭代，然而计算机专业的教育还停留在以前的方法和技术，学生所学的知识难以满足计算机行业的需求，教学没有紧跟行业的发展。虽然很多教师一直在从事计算机方面的科学研究，走在计算机行业的前沿，但是在教师中一种常见的现象是科研是科研，教学是教学，二者互不相关。平时将自己沉浸在前沿课题的攻关研究之中，上课就拿起书本一遍遍地讲授那些已经讲了很多年的过时方法和技术。教师应该引导学生学习知识，而不是把现成的知识灌输给学生，过去经常提倡启发式教学，教师提出问题让学生回答，但是这些问题是由教师提出的，而不是学生自己提出的，只有让学生自己提出问题、分析问题和解决问题，这样才能真正让学生的思维得到发展。十九世纪初，教育家威廉·冯·洪堡就在德国高等教育改革中，明确地提出了“教学与科研的统一”，指出大学应当身兼两职，传播科学与发展科学，也就是教学与科研 [ 1 ] 。计算机的教学更突出发现问题、分析问题和解决问题的过程培养，而科研是对未知的探索，科研的一般过程是发现问题、选定课题，然后使用你所能想到的方法向理想的结果推进，最终得到你想要的结果。计算机的发展是科学研究的结果，计算机行业是一个更新迭代很快、对科研创新要求很高的行业，学生仅仅掌握一些方法和技术还是不够的，还需要培养科研思维，科研思维是指在探索研究过程中拥有一种科学的思维方式，是主动发现问题、解决问题的一种意识形态 [ 2 ] 。通过科研思维的培养，使学生拥有独自发现问题、解决问题、总结规律的能力，这样学生才能适应不断迭代更新的行业发展、才能站在行业的前沿，推动行业的健康发展。 计算机的课堂教学一般都是以知识点为导向，忽略了知识背后的思想和思维方式。课堂授课的重要资料是教材，现在教材的选择，经常是任课教师针对单门课程选择，缺少课程间的联系和专业间的差异等方面的考虑，难成体系。教材是知识的载体，知识是前人思想和智慧的凝结，如果计算机教学仅仅传授知识，而忽略知识背后的思想，这种教育下的学生很难具有竞争力和创新力。此外，很多计算机教学仍旧是机械化的“填鸭式”教学 [ 3 ] ，一本教材、一支粉笔，自言自语就是一节课，这让我们想起了鲁迅先生在《百草园与三味书屋》中描述的旧社会教师，一个大声朗读古诗文的老学究，而计算机课程是一类偏向实用和创新的课程 [ 4 ] ，还用以前以知识点为导向的教学方法，难以很好传授计算机快速更新迭代的新方法和新技术，授人以鱼不如授人以渔，培养学生的科研思维，是计算机教学的重要任务。
system: [SYSTEM]

user: 3. 科研思维的培养 传统的教学注重的是知识点的传授，而忽略了一样重要的东西：思维方式，发现问题、分析问题和解决问题的思维方式。对于计算机专业的学生而言，思维方式中非常重要的是科研思维。目前科研思维的培养基本上都是针对研究生或博士生的，然而科研思维不是研究生博士生所特有的，为了适应计算机行业的迅猛发展，计算机专业的本科生也应该培养科研思维。 3.1. 教学资源体系的重构 纵观学生使用的教材，我们反思，这些教材有专业特色吗？学生学的科目五花八门，很多计算机的不同专业之间，学的课程几乎一样，使用的教材也相同。比如经常存在一个教师给多个专业讲同一门课，上课用的教材也是授课教师自己选，为了授课的便捷，教师仅从这门课的角度出发，选择一本合适的教材，不同专业使用的教材是一样的，课堂上讲授的内容也是完全一样的。教师选自己课程的教材时，往往没有考虑专业之间的差异，没有考虑所选教材与其他课程的内在联系，教师缺乏良好的教材素养 [ 5 ] ，使学生使用的教材难成体系。选好教材是教授好一门课的前提，在新工科建设的背景下，学校应该针对每个专业成立教学体系小组，深入研究课程之间的内在联系和教材的特点，为计算机的不同专业重构具有专业特色、突出科研思维的教材体系。此外，目前的教学资源体系主要是针对知识点的，没有很好地突出科研思维，难以体现计算机专业的专业特色和专业统一性。如果借助现有的教材无法构建合适的教材体系，教育界和产业界可以共同打造一套突出科研思维的教材，二者融合创新，从知识点为王转向突出思维方式，为培养适应计算机当前发展的科研型人才提供有力支撑。 纸质的教材是非常传统的教学资源，但是这种教学资源具有出版周期长、知识更新慢等特点，仅仅以纸质版的教材为依托，很难使计算机的前沿技术走进课堂。互联网中丰富的电子资源为个性化学习提供了条件，教师和教材也不再是知识的唯一载体，我们需要充分利用多媒体和移动互联设备，直观全方位地展示专业知识和行业发展的新技术，使课程更加活跃，摆脱知识的僵硬冰冷感，使学生们学的知识更具灵魂，更加贴近实际应用，更利于培养解决实际问题的能力。纸质化教材具有知识展示的系统性，电子资源具有知识展示的便捷性和多样性，教学资源的重构需要考虑二者的互补性，电子资源能够为传统的纸质教材和前沿技术架起一座桥梁。利用电子资源对教材进行延展，利用电子资源增强课堂的吸引力和趣味性，利用电子资源抢占学生们碎片化学习的高地，利用电子资源引导学生的科研思维，是教学资源重构的另一个重要任务。 3.2. 课堂教学的改革 课堂是传授知识的场所，知识不是最终形态，它本身就是一种载体，承载了前人的智慧，也就是知识是思想的载体 [ 6 ] ，教师的教学是深挖教学资源背后的思想并展示给学生。现在课堂通常是填鸭式的，教学的重点也着落在知识点的讲解上，然而计算机专业的知识更新迭代非常快，大一时是新技术，大四毕业了技术可能已经淘汰了，如果还按照数学、外语等专业的知识点式教学，学生很难适应这个迅猛发现的计算机行业。计算机专业有着一些特有的专业属性，计算机专业的学生本身也应该站在行业发展的前沿，享受行业发展带来的便捷。鉴于计算机专业的特点，在课堂上采用移动设备和多媒体设备让课堂更加生动形象，更加有吸引力。除此之外，计算机课程一般是科研工作者的研究成果集合，蕴含了科学发展的基本规律。因此，计算机课程的教育应遵循教材系统的人才培养思路，让学生通过知识的学习，了解科研人员的研究思路，诱导学生的创新能力。 在课堂教学中，教师应该积极创设问题情境，鼓励学生敢于表达自己的观点，敢于大胆质疑，敢于提出与老师、同学不同的见解，并不断地释疑、追根究底，久而久之，学生就会逐渐养成爱动脑筋、寻根问底的思维习惯。课程中蕴含着技术或设备的发展脉络，恰恰是科学研究由浅入深、由表及里的科研思维过程。在课堂上要以教材为依托，注重科研思维的系统化培养，培养发现问题、分析问题、解决问题、分析结论、以及总结规律的一个完整科研思维过程。计算机中有一些难以理解或理论性较强的知识，教师可以将这些难点进行实例化，使用我们生活中浅显易懂的例子去解释相应的理论，并在思考的转折处适当提问，进而能够帮助学生在理解知识的基础上，促进知识的迁移，学习如何将研究深入浅出地描述清楚。以具体实例为依托，形象地讲解知识中蕴含的思想，让学生在理解知识的同时，学会科学研究的一般方法。课堂就是学生的实践场、试错场，教师在课堂上不断针对计算机行业发展中的实际问题，鼓励学生大胆猜想、大胆批判、大胆提出解决方案，然后仔细推敲、小心求证，从而不断培养学生解决新问题时的思维突破性和严密性。俗话说“条条大路通罗马”，解决方案不是唯一的，在课堂上鼓励学生从不同的角度解决问题，并科学地分析各种解决方案的关联和优劣，进而形成解决问题的体系、总结出一般性规律的科研思维过程。 3.3. 实践教学的突破 计算机专业是一种对实际操作能力要求很高的专业，如果学生的科研思维仅仅停留在“想”的层面，一切都是虚的，就像建筑缺乏了地基，所以科研思维的培养需要进一步贯穿到实践教学之中。计算机专业的实践教学很多都是在学校机房里模拟几个教材上的实验，以熟悉软件的使用和硬件的运作，然而这种“实验”教学容易陷入“象牙塔”困境 [ 7 ] 。为了更好地践行科研思维，计算机的实践教育需要着落在实际生活中真实存在的问题上，与其练习几个散乱的模拟实验，不如实实在在地解决一两个生活中的实际问题，利用所学的计算机知识为身边的人提供便利，或解决一些小企业当前面临的问题。在实践教学中，利用学生对未知事物的好奇心，充分激发学生的求知欲和成就感，积极引导学生发挥自己的想象力。结合实践教学的特点，建立学生与老师、学生与学生之间的一种和谐的研讨氛围，鼓励学生尝试从多角度寻求答案，加强分析问题和解决问题的灵活性。突破实践教学的“固有模式” [ 8 ] ，以科研思维能力为核心，这种培养模式可以借助教师的创新项目或基金项目，为学生精选一些能用所学知识解决的实际问题，让学生以团队的形式，对实际问题进行模块化和标准化，以实际的项目开发为驱动，进而形成“自然认知–科研思维–探索创新”的实践教学模型。
system: [SYSTEM]

user: 4. 小结 计算机行业是一个技术更新迭代非常快的实用型行业，对从业者解决实际问题的能力有较高的要求，然而高校中计算机专业的培养主要是以知识点导向，专业教育与行业需求出现了脱节现象。本文从计算机专业教育的角度，在教学资源体系的重构、课堂教学的改革、实践教学的突破等方面探讨了科研思维的培养，科研思维是在探索研究过程中拥有一种科学的思维方式，是主动发现问题、解决问题的一种意识形态，对计算机专业的学生适应行业环境和推动行业发展起到重要作用。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 工业技术的发展和变革永远在路上，随着一波又一波的技术革命以及新兴技术的快速发展，现有的工科教育体制需要紧密跟随社会经济发展需求。此外，为了能紧随时代的步伐大力发展工业，实现培养出满足当今工业发展以及社会需要的工程创新型人才的目标，人才的综合创新能力、解决实际工程问题能力的培养应被所有高校重视。本文从培养新时代大学生工程创新能力的方向提出了几点看法。 关键词 :新工科，工程创新，工程素质，机械专业 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/
system: [SYSTEM]

user: 1.“新工科”背景下工程创新领域人才培养发展的现状 中国在高等工程教育领域，是人才培养的大国 [ 1 ] ，但在某些领域，尤其是工程创新人才培养领域还不能算是人才培养的强国。原因就是培养具有自主创造和创新能力人才的教育制度已经跟不上当今社会经济发展的速度。以机械专业为例，中国是机械制造大国，同样也是机械制造门类最全的国家，但中国却不是“机械智造”强国，这是目前我国机械制造领域发展的现状，其主要原因就在于创新能力教育和工程实践能力教育已经落后于社会经济发展需求。 当今时代，经济发展已经到了后全球化，经济的发展需要新的活力来引导。发达国家都把改革和发展高等工程教育作为第一要务。当下，我国在高等工程教育这块正面临挑战，全国高校应在教育部和国家的领导下，重视这一问题，汲取别国处理这些问题的经验，上下求索，实现赶超。
system: [SYSTEM]

user: 2. 教育观念的转变 在现代社会，高校培养的人才的创新能力已经变得尤为重要，培养高素质有创新能力人才的重任在高校，为了在培养高等人才领域取得进步进而服务于社会和国家，国内高校应树立新时代下的人才培养理念，确定新目标，运用新思想，制定新的培养计划和培养方式，把提高人才的工程创新能力摆在首位 [ 2 ] ；国内高校应以“培养适应将来社会需要的高素质的创新型复合人才”为出发点；教育观念的转变是其根本，创新是一个专业发展之魂，新的教育观念还应加强人才“工程创新”和“工程素质”意识的培养。
system: [SYSTEM]

user: 3. 培养方式改革的几点措施 3.1. 改革课程、教学体系、加强教师队伍建设 尽管诸多学校的课程体系一直在改革，但还是存在不少问题。对学生的工程创新能力的培养应该被摆在首位，应该在教学领域增加工程创新理论能力模块、工程创新实践能力模块。当前，大多高校采用传统的、都偏重理论教学的培养模式，而缺少实践经验的培养，故应改革优化课程体系，重新排列课程内容、发展多样化的教学方式。可以选择工业中比较经典的具有代表性的设备，以工程素质和能力培养为主线，将课程设计、生产实习、金工实习、毕业设计融为一体，必要时应增加课时，改变侧重比。通过企业导师的指导，面对实际的工程问题，有针对性的训练专业能力。学生还可参与企业产品的工艺生产，使工程创新能力得到训练。 学生的工程创新能力要搞上去，教师是关键所在。教师必须有丰富的理论知识和扎实的实践能力。学校应对刚入职的青年教师的能力进行校级评估，不合格的年轻教师应该进行再教育，出台相关政策鼓励他们到企业中挂职锻炼，充当暑假工程师，这不仅对于教师自身的发展有很大优势，而且可以帮助学生提高工程实践能力。 学生工程创新能力的培养是一个由易到难、由初级到高级的循序渐进的过程。培养具有工程创新能力的高素质、复合型技术人才是高等工程教育新时代下的新目标。教师在培养人才这一战略壮举中扮演者重要角色，承担着重要任务，教师是人才培养的催化剂，学生培养的质量不仅和学生自身的努力有关，还和教师的引导与教育有关，所以，每一位教师在自己的岗位上都应该不断探索，努力改进。只有将培养学生工程创新能力的思想深入到每一位教师的每一个教学环节中，才能更好的落实高等工程教育的根本目标。 3.2. 改进传统的校企合作模式 学校是培养人才的摇篮，企业才是人才大展身手的舞台。既然学校培养的人才最终还是要输入到企业中去施展拳脚，倒不如让学生在学校学习理论知识的同时，提前进入企业，学习企业文化，学习企业的现代管理制度，了解企业的新装备，参与新装备的研发，跟随企业导师参与具体的工程实际项目，将理论与实际相结合。学生在和企业导师交流的过程中，既可以开拓学生的眼界，又可以一定程度上为导师授课提出教改的“灵感”，抛砖引玉，发挥教育的最大化作用，同时学校和企业加强对学生的工程创新教育的引导，鼓励学生多思考，为学生创造实践的条件，因为创新来源于实践。 学校和企业合作是推动工程实践创新教育发展的先决条件，上世纪八十年代工程实践教育兴起之时，校企合作就已经崭露头角 [ 3 ]。当时的学校通过校办工厂、企业单位协助办实习基地等形式探索校企合作发展之路，收到了非常好的效果。但是，随着经济发展的加快，国内基础建设取得了巨大的成就，但同时也遇到了巨大的挑战，传统的工程实践教育已经无法培养出社会需要的工程创新型人才，此时，培养创新型工程人才成为这个时代的战略重点，我们需要推动和改革新的校企合作模式。 校企合作只是采用的手段，工程创新教育最终关注的还是人才培养的成效和人才质量。学校的责任在于培养出人才，企业的责任则在于协助学校，提供教育培养的环境，选拔出优秀的能帮助企业发展的人才。社会也需要双方的合作。 但是，根据统计，目前层面的校企合作还有局限性，还需要深化。以下列举了存在的问题以及解决的方法。 学生参与时间短：大多学校机械专业学生只有每年夏季暑假不到一个月的工程实践经历，其余时间都是在学校里边做理论性的学习，所以工程实践经验缺少是存在的一个问题，培养工程创新型人才，首先应该加强学生的工程实践培养，有了足够的工程经验，进而再谈工程创新，这才是一个合理的规划。这种合作还需加强，继续深入发展，学校应该不断对课程体系进行优化，帮助学生走进企业，同时企业也应该积极配合，尽力协助为学生提供学习机会，营造学习氛围。 学生工程实践实习机会少：大多学校机械专业学生经过本科四年的学习，理论专业课程能学二十多门，但是课程上所学的大部分机构、零件、部件以及工程装备都没有见过实物，对大部分装备的理解仅仅局限于书本和理论知识；学生从入学到本科毕业只能有两次左右去企业工程实践的机会。鉴此，学校应该适当增加学生去企业参与工程实践的实践机会，必要时可以为每班学生配一名企业导师，并让学生参与企业导师的一些工程实际项目，从实际中去学习去探索，为培养学生的创新能力做好铺垫。 3.3. 强化工程素质的培养 学生经过了高考的洗礼以后，面临着选择专业问题，他们可能因为“想学一门技术”的原因选择了工科，他们可能因为对工科的好奇而选择了工科，无论是因为何种原因“拥抱”了工科，高校都必须承担起培养学生“工程素质”的义务，这也是“新工科”的必须要求。但是在传统教育背景下，高校缺乏动手能力培养的针对性，很少有学生能够顺利完成一门动手能力较强的实验课程，大多数同学的实践知识几乎为零。 以我校机械专业每一届就读大三的学生来说，经过了大一、大二两年的专业基础课程的学习和训练，他们应当对机械专业形成较为完整的知识网络，但事实上，很多同学不但不具备这种能力，严格意义上讲还差的很多。 好多同学机构运动简图读不懂，所画的机构运动简图缺少机架符号、运动副画的不完整，机械制图虚线、实线、点划线使用混乱等。这就是学生缺少对机构的认识造成的——学生之前并没有见过实物。因此，从他们入学的那一刻起，在讲课的时候，加以道具演示，帮助基础差的学生构建对本课程完整的认知。从我国教育法就可以看出：我们发展教育的目的就是建设社会主义新中国，为生产和劳动提供所需人才，培养人才的创新精神是重点。本科教育的标准是：使培养的人才学会本专业的基本知识和基础理论，掌握必备技能。 工程质量是实践能力的体现，基本职业技能和初步专业实践工作能力亦如此 [ 4 ]。在职业专业教育中，工程素质对于工程创新型人才的重要性不言而喻，可以说，工程素质是工程建设者的灵魂，工程建设者只有拥有极强的工程素质，才可以成为该领域的佼佼者。 工程素质的培养内容还包括工程绿色化，培养的人才在工程建设中应注重绿色化，把环境保护作为工程建设的基本条件 [ 5 ]。培养学生创新能力的过程中就应该给学生灌输“保护绿水青山”的思想，学生在工作后必然会考虑到方方面面，将保护环境放在首位，因此在学生时代就给他们树立这种以工程绿色化为荣的思想十分重要。
system: [SYSTEM]

user: 4. 总结 当下中国经济的发展进入了新的状态，此时，急需要全国高校积极响应国家号召，改革教育体系，抛弃旧思维，运用新思想，探索新方法，建立“新工科”建设下学生工程创新能力培养体系，为国家和社会培养新时代下具有创新精神和创新能力的工程创新型人才，为中国的发展注入新活力。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 工程教育专业认证标准明确要求人才培养目标要使学生具备解决复杂工程问题的能力。为此，应在相关专业基础课及专业课等教学环节中不断引入带有工程复杂问题特征的案例。《流体力学》课程在相关本科专业的人才培养过程中占有极其重要的地位，从中挖掘带有复杂工程问题特征的案例进行分析和求解，对于培养学生分析和解决问题的能力，获取和掌握解决复杂工程问题所需知识和工具具有重要作用。本文在分析《流体力学》课程体系的基础上，以管路水击现象为例，说明了问题的分析、建模和求解过程，为深化《流体力学》课程教学内容，积累求解复杂工程问题案例提供了参考。 关键词 :流体力学，课程建设，数值计算方法，MATLAB 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/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 2016年，我国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织，截至2017年底，全国共有198所高校的846个工科专业通过工程教育专业认证。目前，我国工程教育专业认证已覆盖21个专业类，计划2020年实现所有专业大类全覆盖 [ 1 ] 。《工程教育认证标准》包括通用标准和补充标准，支撑毕业要求的课程体系由各学校根据自身办学定位、人才培养目标和办学特色自主设置，但针对专业大类的补充标准对数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程、工程实践与毕业设计(论文)和人文社会科学类通识教育课程涉及的知识领域做了具体的规定 [ 2 ] [ 3 ] 。《工程教育认证标准》制定的毕业要求有12项，其中很多项要求学生通过专业培养和训练能够针对复杂工程问题进行分析、研究、提出解决方案、运用数学、自然科学、工程基础和专业知识、使用现代工具解决复杂工程问题。《工程教育认证标准》还对“复杂工程问题”的特征进行了说明 [ 2 ] [ 4 ] 。虽然复杂工程问题具有综合性、多目标性等特征，但复杂的问题可进行分解，运用相关学科的知识进行解决和综合 [ 5 ] 。 复杂工程问题在课程设计、综合实验、毕业设计(论文)中能够较好地体现。而在相关工程基础类课程、专业基础类课程中挖掘带有复杂工程问题特征的案例进行分析和求解，对于培养学生分析、解决复杂工程问题的能力，获取和掌握解决复杂工程问题所需知识和工具具有重要作用。《流体力学》课程是能源动力类专业的主干、核心专业基础类课程，也是其他许多工学类专业重要的工程基础类或专业基础类课程，该门课程与工程实际问题密切相关，是学习相关专业课程和专业发展不可缺少的技术基础理论 [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] 。本文在分析《流体力学》课程体系的基础上，以管路水击现象为例，说明问题的分析、建模和求解过程，为深化《流体力学》课程教学内容，积累求解复杂工程问题案例提供参考。
system: [SYSTEM]

user: 2.《流体力学》课程体系分析 2017年根据《工程教育认证标准》我校修订了能源与动力工程专业人才培养计划，能源与动力工程专业《流体力学》课程安排在第4学期，共计64学时，其中课堂讲授60学时，实验4学时。对照毕业要求，《流体力学》课程支撑毕业要求的第1项和第4项，具体指标点为：通过本课程的学习使学生具备解决能源与动力工程中复杂工程问题所需的宽厚、扎实的动力工程及工程热物理学科基础知识；能够利用基础科学和专业技术对内燃机、热力发电厂动力装置涉及的复杂工程问题进行探索和研究。 根据人才培养计划，对《流体力学》的教学大纲课程进行了修订。目前采用孔珑主编的工程流体力学(第四版) [ 8 ] 作为授课教材。虽然面向能源动力类专业的教材章节安排上有所不同，但基本内容基本一致 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 。以孔珑主编的《工程流体力学(第四版)》为例，基本内容包括：流体及其物理性质，流体静力学，流体运动学，积分形式的流体动力学分析，相似原理和量纲分析，管内流动和水力计算，理想流体的有旋和无旋流动，黏性流体微分形式的流体动力学分析，气体的一维流动，气体的二维流动。流体力学教学内容中关于流动现象的描述有些可通过日常生活观察或通过实验能较为直观地观测到，如层流、紊流、涡旋；而有些对流动的描述是基于基本变量得出的导出量，如等流函数线、等势线，或有些对流动的描述涉及的虽然是描述流动的直接变量，但不易直接观察，如压力波的传播，这些概念或现象较为抽象。对于描述流动较为抽象的概念若能用数学的方法加以量化，定量表示，则有助于加深对流体力学基本知识的理解、掌握和运用 [ 11 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 3. 简单管路水击的数值解 3.1. 管路水击的数学描述 对于有压输水管道，当管道中的阀门突然关闭，或输水泵突然停止工作时会引起管道内压强和水的流速发生周期性的变化，造成管道振动并伴有噪声，危害管道安全或泵的正常运转。定水头输水管道可用图1表示。假设管内流动为一维流动，考虑管壁为弹性，流体有黏性时管内压力波从阀门到管道入口经历五次往返后，紧贴阀门处流体压强随时间的变化如图2所示。 图1. 入口静压水头为定值的简单管道 图2. 管道阀门前流体压强随时间变化示意图 在一维流动的假设下，若要定量分析管道某处压强、速度随时间的变化则需采用适当的数值方法。这里采用特征线法分析图1所示管道在阀门关闭时间为ΔT，黏性流体在管道内某处压强和速度随时间的变化规律。设管道直径为d，从管道入口到处管道长度为L从管道中距入口x处取一长为δx的微元段，左右截面速度、压强、静压水头如图3所示。以该微元管段为研究对象，应用牛顿第二定律和质量守恒原理可得微元管段内流体的动量方程和连续性方程。 图3. 微元管段 动量方程和连续性方程分别见式(1)和式(2) [ 12 ] 。 ∂ V ∂ t + V ∂ V ∂ x + g ∂ H ∂ x + f 2 D V | V | = 0 (1) ∂ H ∂ t + V ∂ H ∂ x + a 2 g ∂ V ∂ x = 0 (2) 以上两式中，g为重力加速度，a为压强波的传播速度， a = K / ρ 1 + K d / ( E s ) ，K为水的体积弹性模量，ρ为水的密度，E为管壁材料的弹性模量，s为管壁厚度。 式(1)和式(2)为一维、瞬态、非线性方程，定解条件包括热物性条件、初始条件和边界条件。这里假定水的体积弹性模量、密度、管壁材料的弹性模量为常数。 初始条件由式(3)表示： { V ( t ， x ) = V 0 ， H ( t ， x ) = H 0 ，   x ∈ [ 0 ， L ] ，   t = 0 (3) 边界条件由式(4)表示： { V ( t ， x ) = 0 ，   x = L H ( t ， x ) = H 0 ，   x = 0 (4) 3.2. 特征线法及数值计算格式 特征线法是求解双曲型偏微分方程的一种近似计算方法，沿特征线方向可将偏微分方程转化为常微分方程，使原问题得到简化，也便于学生理解和掌握。由于对流项 V ∂ V ∂ x 相对于 ∂ V ∂ t 和水头沿x的变化 V ∂ H ∂ x 相对于 ∂ H ∂ t 均较小，从式(1)和式(2)中分别略去 V ∂ V ∂ x 和 V ∂ H ∂ x ，可使方程得到进一步简化。简化后的方程表示为： (5) ∂ H ∂ t + a 2 g ∂ V ∂ x = 0 (6) 用常数因子 λ 乘式(6)，再与式(5)相加，得： ( ∂ V ∂ t + λ a 2 g ∂ V ∂ x ) + λ ( ∂ H ∂ t + g λ ∂ H ∂ x ) + f 2 D V | V | = 0 (7) 取 λ a 2 g = g λ = d x d t 或 λ = ± g a ，则式(7)可进一步表式为： d V d t ± g a d H d t + f 2 D V | V | = 0 (8) 或： d V d t + g a d H d t + f 2 D V | V | = 0 (9) d V d t − g a d H d t + f 2 D V | V | = 0 (10) d x d t = ± a 对应两条特征线，即： t = x a + C 1 和 t = − x a + C 2 ，该两条特征线分别与式(9)和式(10)对应。在x-t平面上，同一时刻从两不同点M 1 和M 2 出发的两条特征线相较于P点，如图4所示。 图4. 从两点出发的特征线 在图4中，M 1 M = MM 2 = Δx，MP = Δt。分别对式(9)和式(10)沿特征线积分，得： V P = V M 1 + g a H M 1 − f Δ t 2 D V M 1 | V M 1 | − g a H P (11) (12) 令 A 1 = V M 1 + g a H M 1 − f Δ t 2 D V M 1 | V M 1 | ， A 2 = V M 2 − g a H M 2 − f Δ t 2 D V M 2 | V M 2 | ， A 3 = g a ，由式(11)和式(12)可得： V P = A 1 + A 2 2 (13) H P = A 1 − A 2 2 A 3 (14) 对管道及求解时间进行划分，利用式(13)和式(14)便可计算出每一时层右行、左行特征线交点P处水的流速和水头。 3.3. 简单管路水击数值计算实例 取管道直径D = 250 mm，管道长度L = 500 m，水池静力水头H 0 = 50 m，管内流体与壁面摩擦阻力系数f = 0.1，压强波传播速度a = 1000 m/s。将管道长度分割NX = 100份，Δx = 500/100 = 5 m，时间间隔Δt = Δx/a = 0.005 s，计算时间T = 30 s，关阀时间ΔT = 1.2 s。对于给定的管长和压强波传播速度，压强波从阀门前至管道入口传播一个管长经历的时间为0.5 s，由于ΔT > 2L/a = 1 s，故计算的工况属于间接水击。 应用MATLAB语言编程，对内部节点，式(13)、式(14)对应的程序语句为： for I=2:NODES-1 A3=9.8/a; A1=V(I-1)+A3*H(I-1)-1000*F*DELT/(2.0*D)*V(I-1)*abs(V(I-1)); A2=V(I+1)-A3*H(I+1)-1000*F*DELT/(2.0*D)*V(I+1)*abs(V(I+1)); VNEW(I)=(A1+A2)/2.0; HNEW(I)=(A1-A2)/(2.0*A3); end 管道入口边界条件对应的程序语句为： HNEW(1)=H0; VNEW(1)=V(2)+A3*(HNEW(1)-H(2))-1000*F*DELT/(2.0*D)*V(2)*abs(V(2)); 阀门前边界条件对应的程序语句为： if T>TCLOSE VNEW(NODES)=0.0; else VNEW(NODES)=V0*(1.-T/TCLOSE); end HNEW(NODES)=H(NX)+(V(NX)-VNEW(NX)-1000*F*DELT/(2.0*D)*V(NX)*… abs(V(NX))/A3;% NODES= NX+1 运行程序得管道x = L/2处水流速和阀门前压头随时间变化曲线如图5和图6所示。 图5. x = L/2处水流速随时间的变化 图6. 阀门前水头随时间的变化 由于流体黏性的影响，水流速和压头随时间的增加而衰减，最大压头出现在第一个波峰处，H max = 121.56 m，对应的时间为t = 1.005 s。改变关阀时间，阻力系数等参数可获得其他工况下管内水流速、压力水头随时间的变化曲线，可加深对水击现象的认识和理解。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结束语 根据我校《流体力学》课程教学大纲，水击现象的内容虽不属于课程的重点内容，但属于难点问题。所选用教材 [ 8 ] 对管道壁面材料为弹性，不考虑水的黏性，阀门突然关闭时的水击现象进行了定性介绍，导出了水压强增量、压强波传播速度的计算公式，定性介绍了直接水击和间接水击的概念。通过对水击现象的数值分析可定量分析不同工况下管道发生水击时水的流速和压强的变化，借助于数值计算结果能更生动、直观地了解水击过程。基于特征线法的简单管路水击分析计算程序短小，涉及的数学知识和编程方法学生能够理解和掌握。在工程基础类课程中不断引入数学、计算机编程等知识和方法不仅为理解和掌握后续《计算流体动力学》课程涉及的相关计算流体动力学软件的应用打下一定基础，也有助于循序渐进地培养和提高学生解决工程复杂问题的能力。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 褪黑素是一种色氨酸衍生物，广泛存在于植物体内。植物中褪黑素不仅能够调节开花、光合作用、凋亡、根的形态建成、种子萌发等生长发育过程，还参与调控植物对各种生物与生物胁迫应答过程。本文重点综述了褪黑素调控植物各种生物与非生物胁迫应答的生理和分子机制及其信号转导途径的研究进展。同时，对褪黑素调控植物胁迫应答研究中存在的主要问题及今后研究的重点进行讨论和展望，以期为进一步揭示褪黑素信号在植物生物与非生物胁迫应答中的调控机制提供参考。 关键词 :褪黑素，生物与非生物胁迫，胁迫应答，信号转导机制 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/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 自1995年褪黑素(N–乙酰–5–甲氧基色胺)在植物中首次被发现以来，一直受到国内外植物科研工作者的广泛关注。学者们研究表明，褪黑素几乎广泛存在于所有的高等植物中，其含量从0.1 pg∙g-1 FW至230 μg∙g-1 DW均有报道 [ 1 ] [ 2 ]。植物中褪黑素合成途径包括四步(见图1)。褪黑素由色氨酸经过色氨酸脱羧酶(TDH)、色氨酸羟化酶(TPH)、色胺5–羟化酶(T5H)、血清素5–乙酰转移酶(SNAT)、N–酰血清素–O–甲基转移酶(ASMT)和咖啡酸O–甲基转移酶(COMT)催化生成 [ 3 ]。褪黑素不仅能够调节植物的开花、光合作用、凋亡、生长节律、根的形态建成、种子萌发等生长发育过程，还参与调控植物的各种生物与非生物胁迫应答 [ 4 ] [ 5 ]。本文综述了近几年褪黑素调控植物各种生物与非生物胁迫应答的生理及分子机制，并对褪黑素信号转导途径进行归纳总结，以期为进一步解析褪黑素信号在植物生物与非生物胁迫应答中的调控机制提供参考。 图1. 植物中褪黑素合成途径 [ 41 ]
system: [SYSTEM]

user: 2. 褪黑素在植物生物与非生物胁迫应答中具有重要作用 2.1. 褪黑素作为一种抗氧化剂提高植物的生物与非生物胁迫抗性 许多研究发现，在响应各种生物与非生物胁迫过程中，植物体内的内源褪黑素含量发生改变，其功能是内源褪黑素作为一种次级信使参与调控植物的多种胁迫应答 [ 4 ]。在低温胁迫下内源褪黑素含量增加，抑制其合成基因SNAT的表达，其突变体植株表现为冷敏感表型 [ 6 ]。与之相似，Lee和Back [ 7 ] 也指出，过表达水稻褪黑素合成基因OsSNAT1提高了水稻的镉胁迫抗性。这些研究均表明，褪黑素作为一种信号分子在植物的胁迫应答中发挥关键作用。植物遭遇环境胁迫后，其体内产生大量的活性氧(ROS)/活性氮(RNS)，从而导致植细胞内发生氧化损伤 [ 8 ]。褪黑素作为一种抗氧化剂能够有效地清除各种生物与非生物胁迫诱导地大量积累的ROS/RNS [ 9 ]。许多研究表明，在重金属、高温、NaHCO 3 和高盐等胁迫条件下，外源褪黑素显著降低了植物体内ROS含量和丙二醛的积累 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。而且，外源褪黑素处理可以提高AsA-GSH循环、SOD、POD、CAT、APX等多种抗氧化酶活性及相关基因的表达，降低由于环境胁迫产生的过量的ROS和细胞膜损伤，从而增强植物的胁迫抗性 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]。这说明外源褪黑素能够抑制多种胁迫条件下植物体内ROS的过量积累，提高抗氧化防御体系活性，降低膜质过氧化水平，保护脂膜的完整性，从而提高植物的胁迫抗性。 2.2. 褪黑素能够提高植物的光合效率 褪黑素除了作为抗氧化剂外，还能够缓解各种环境胁迫对植物光合作用的抑制作用。在盐胁迫下，外施褪黑素能够有效地提高番茄的光合效率，其机制是褪黑素通过平衡PSII的供体侧、受体侧和反应中心的电子传递来缓解盐胁迫对番茄PSII造成的伤害，从而提高番茄的耐盐性 [ 19 ]。Ding等 [ 20 ] 研究发现，低温导致最大光化学效率(Fv/Fm)下降，而外源施用褪黑素可以有效地提高Fv/Fm和非光化学猝灭(NPQ)，从而缓解低温对西红柿幼苗PSII造成的损伤。相似地研究报道指出，褪黑素能够增加光合碳还原的电子流[Je(PCR)]和光呼吸电子流[Je(PCO)]，降低O 2 依赖的可交替电子流(Ja)，表明褪黑素能够通过调控光合电子流平衡来提高植物的抗性 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]。非生物胁迫降低叶绿素含量，而外源褪黑素处理能够显著提高植物的叶绿素含量 [ 18 ] [ 25 ] [ 26 ]。对低温胁迫下小麦叶绿素缺乏突变体ANK32B的研究发现，叶面积喷施1 mM褪黑素能够有效地提高ANK32B的光合效率，但是与野生型相比，Pn和Fv/Fm增加量较少 [ 27 ]。Li等 [ 16 ] 研究发现，外源褪黑素能够有效提高低温胁迫下干旱预处理的大麦Rubisco活性，然而大麦的ABA缺乏突变体Az34中则表现为不显著差异变化，这说明褪黑素可能通过ABA依赖的方式调控植物的光合响应。Ahammed等 [ 28 ] 研究显示，沉默褪黑素合成基因COMT1加剧了高温胁迫对番茄幼苗光合碳同化效率的抑制，这一研究证实了褪黑素作为一种保护物质能够提高胁迫条件植物的光合碳同化效率。 2.3. 褪黑素重新调整初生和次生代谢平衡来调控植物的胁迫应答 在胁迫条件下，外源褪黑素处理能够提高植物的多种渗透保护物质积累，如可溶性糖、脯氨酸、多胺等 [ 4 ] [ 14 ] [ 26 ] [ 29 ] ，这些渗透保护物质一方面可以维持或降低植物细胞内的渗透势，防止水分外渗造成的细胞膜损伤；另一方面作为抗氧化剂能够清除环境胁迫产生的过量的ROS，从而减轻环境胁迫对植物造成的氧化损伤 [ 30 ]。转录组研究发现，外源褪黑素处理狗牙根诱导2361个上调基因和1572个下调基因，进一步分析表明氮代谢、碳水化合物代谢和渗透保护物质代谢相关的基因显著富集。另外，代谢组研究显示外源褪黑素提高植物的抗性还可以通过诱导更高的氨基酸、有机酸、可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、麦芽糖)和脯氨酸积累 [ 14 ]。不饱和脂肪酸的积累有利于维持细胞膜的流动性从而增强植物的抗性 [ 31 ]。Gao等 [ 32 ] 研究表明，0.1 mM外源褪黑素增加桃子中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比率和酚类物质的积累，从而缓解了低温伤害作用。褪黑素还能够调节植物次生代谢合成来调控植物的衰老。Liang等 [ 33 ] 研究发现，外源褪黑素通过增加类黄酮类物质积累提高猕猴桃叶片的衰老。这些研究表明褪黑素作为一种调节剂能够调节植物的初生和次生代谢平衡，从而调控植物的抗性。