DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 改善与建议 1) 设置合理限速值 京港澳高速平原区客货车运行速度差26~33 km/h，客货车平均速度差在22.38~31.49 km/h。因此，有必要对最低速度和最高速度进行限制，以保证整体车流的速度尽可能一致，进而降低车速离散程度。现有研究表明，科学合理的车速限制措施可有效降低车速离散程度，保证车流运行稳定性 [ 10 ]。平均速度越高，速度离散程度越大，且不同车辆间的速度差异是速度离散发生的根本原因。因此加强车速管理是降低速度离散程度的有效措施。对双向四车道高速公路采用分车型限速方式，对双向六车道或八车道高速公路采用分车道、分车型限速方式。分车型限速值设置原则为最高限速值与最低限速值的差距尽量小，不同车型设置不同的限速值。 2) 降低车速标准差 据前文数据分析，上下行方向小客车车速标准差为8~16 km/h，大货车车速标准差为5~10 km/h，且同一路段上小客车与大货车之间的车速标准差最高可达6 km/h。高速公路车辆运行的车速标准差问题与交通事故率有着紧密联系，速度标准差越大，车辆超车行为倾向越大，越容易发生事故 [ 11 ]，因此，在高速公路的设计规范中，可以对车辆的平均行驶速度、速度梯度、速度方差以及速度差等多种因素予以考虑，加强车辆运行安全性对路线线性、车道、安全设施设计的约束性，也可以开发并应用车车通讯设备，利用高科技手段使车辆运行速度标准差数字化、可视化，甚至可以通过强制措施降低速度标准差。 3) 车道控制 基于运行状况调研可知，运营车辆以大车为主，但不同车道均存在大、小车型混合行驶现象，且大车的超速率达到26.5%，大车长时间占据超车道会干扰小车的正常行驶，大车与小车的速度标准差可达16.13 km/h，表明小车跟随大车行驶时车流运行最不稳定，多会借助行车道超车，引起行车道和超车道功能的混乱。因此，需要对车道进行控制降低行车危险性。车道控制可以通过在中央分隔带一侧设置数据采集系统，来收集超车道运行车辆数据，并利用算法判断出超车道上有无大车在超车道上行驶、有无发生变道趋势的小车存在，最终结合中央分隔带上布设的广播系统进行预警诱导。 4) 完善基础设施 在京港澳高速公路新乡至郑州段沿途防护栏中，其中75.25%为波形梁护栏，24.75%为混凝土护栏，设有中分带开口42处，占全路段2.26%，多数中分带开口的活动护栏防撞能力或导向能力欠佳，部分出入口三角端防护能力不足，对于这种现象应该尽量排除出入口处和中分带开口处的各种横向干扰和纵向干扰，在提供线路诱导的基础上，完善或增加出入口三角端防护设施，如更换或增设防撞垫以提高防护能力。
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user: 5. 结论 本文以河南省平原地区典型高速公路为例，采用综合研究与重点研究相结合、理论研究与实践调研相结合、定性分析与定量分析相结合的研究方法，在对河南省安罗高速安罗段和京港澳高速新乡至郑州段的高速公路运行现状和事故特性深入进行调查分析基础上，得出以下主要结论： 1) 通过交通量分析，发现法定节假日所在月份车流量较高；安罗高速周口刘园站各月份的车流量在安罗高速路段中均处于首位；京港澳高速车流量明显高于安罗高速，且京港澳高速大型车车流量比例较高。 2) 通过运行速度特性分析发现小客车的运行速度明显高于大货车，且小客车的车速标准差相对较大；高速公路车辆超速较严重，车速离散性大，小客车与大货车间车速差较大。 3) 通过事故原因分析可知其他操作不当、未与前车保持安全距离、变道时影响正常行驶的车辆是引发事故的主要原因；通过事故空间特性分析可知事故高发路段主要分布于收费站互通路段、桥梁等特殊路段。 4) 在深入分析交通运行现状和事故特性分析基础上，从限速、车速标准差、车道控制和基础设施几个方面提出了针对性建议，以提高服务水平和运行质量，减少潜在的交通事故，降低事故危害性及严重程度，从而提高高速公路运营管理水平，充分发挥高速公路的效益。
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user: 摘要 研究植物体内元素的空间分布信息，不仅对于研究植物内部物质元素运移及积累机制有着重要作用，而且对土壤植物修复技术的发展具有重要意义。激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)技术对于探索植物基样品及植物内部微量元素具有高准确度、高精确度，并对植物基样品中元素分馏效应以及基体效应机理研究具有重要的作用，能够实现从组织水平揭示植物中元素富集和迁移规律。本文主要阐述LA-ICP-MS分析植物组织内元素的原位定量分析方法，以期为植物联合修复重金属及污染土壤提供理论依据。
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user: 1. 引言 植物–土壤间元素循环迁移不仅是地球生态环境中元素地球化学循环的一部分，也与植物营养学方面的研究有密切的关系，通过解析植物体内元素的空间分布信息，不仅对于研究植物内部物质元素运移及积累机制有着重要作用，而且对于推动利用植物修复不良特征土壤技术的进步及发展发挥着积极的作用。目前，机械分离式以及染色剂染色法作为检测植物组织中的元素含量以及空间分布的主要技术，其中机械分离式只能对分离出来的组织进行含量差异的粗略估计，染色剂染色法只能实现半定量的估测目标元素的含量 [ 1 ] [ 2 ]。由于受限于分析技术的局限性，元素在植物体内的运输及空间分布尚不清楚 [ 3 ] [ 4 ]。本文通过实践操作及资料查询，总结了在植物组织内利用激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)进行其元素的原位定量分析的技术和方法，以期为植物联合修复缺陷型及不良特征土壤提供理论依据及技术支撑。
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user: 2. LA-ICP-MS应用概述 LA-ICP-MS主要是由激光剥蚀进样系统(LA)、电感耦合等离子体(ICP)与质谱仪(MS)三个主要部分联用组成，其中激光剥蚀系统通过脉冲激光束轰击固体样品表面，对样品进行剥蚀，进而完成取样，而后ICP将产生的气溶胶直接引入到等离子火炬中进行激发、电离，经质量分析器MS检测离子和分离收集后，首先仪器识别元素，然后进行元素的测定 [ 5 ]。LA-ICP-MS检测技术能够应用于许多领域，对于土壤、农业、环境、地质、材料、生物、产品检测等方面具有重要的应用和推动发展作用，该技术能够分析被检测样品的主量、微量、痕量、超痕量元素的空间分布特征以及特性。相比较于该领域目前已有的检测和分析方法，LA-ICP-MS检测技术具有高效、快速、原位、实时的特点，并且可同时进行多元素检测。 由于LA-ICP-MS技术不受样品制备的影响，并且能够检测元素周期表中的大量元素，因此其能够检测的元素涵盖范围大。此外，应用该技术进行检测时样品量较少、能够实现最小空间分辨率达2~5 μm，即高分辨率、高灵敏度，并且检出限也较低。LA-ICP-MS检测分析技术结合一些成像软件能够使得所检测的样品元素实现精准的空间定位分析，这样就形成了固体样品元素的原位微区含量、同位素比值检测以及直接元素成像的前沿技术。然而LA-ICP-MS仍面临着巨大的挑战，即定量分析校准，主要问题存在于应用该技术进行植物样品的原位微区分析和检测的情况下，由于基体效应、分馏效应的影响，再加上与之相对应的植物样品基质的标准物质缺少的问题，因此仅能体现出元素含量的高低差异，很难完成样品微区元素含量的准确测量 [ 6 ]。 关于LA-ICP-MS定量分析、分馏效应、基体效应的研究，多集中于岩石矿物样品以及冶金行业中的高纯金属，对于植物基体、生物基体的研究却相当有限，这主要是由于缺失与其相对应的植物基、生物基标准样品的原因导致 [ 7 ]。与植物基样品比较，动物组织样品亦可采用组织匀浆后加入标准溶液混匀作为标准物质的方法，所制的标准薄片具有较好的均匀性，结合同位素稀释技术后可以满足研究动物组织切片元素定量分析要求，但对于植物基样品，如何得到具有优良的均匀性、稳定性，且具有较小基体效应的标准样品仍然是需要克服的一道难题。
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user: 3. 分馏效应 分馏效应是指所检测的样品通过剥蚀蒸发及传输后不同元素之间发生特性差异，导致进项样品测试时组成结果与样品真实组成产生了一定的差异，这称为元素的非计量剥蚀。分馏效应首先是通过激光剥蚀、剥蚀颗粒转移和ICP等三重诱导而造成，其中，通过激光剥蚀方式进行诱导的元素分馏效应一般与脉冲频率、波长、激光能量、剥蚀时间等主要的一些激光系统参数密切相关。当所检测的样品颗粒物进入ICP系统后，其等离子体会形成的气化、原子化及离子化(三化)的作用，但是由于所检测样品剥蚀颗粒的理化性质和载气流速等限制因子的影响，造成不能完全激发所检测样品颗粒物的“三化”过程，从而影响了ICP诱导的元素分馏效应 [ 8 ] [ 9 ]。元素分馏效应是一个动态的变化过程，因此，分析产生分馏效应的因素、研究阻止分馏效应的形成是实现LA-ICP-MS技术定量分析主要关注的问题 [ 10 ]。 通过在线扫描模式下，研究不同激光仪器参数、质谱参数对植物基样品以及根系标准样品中重金属元素的分馏效应。通过考察相对分馏因子(Relative fractionation index， RFI)考察分馏效应，其计算方式如下： R F I = ( I i ， a − I i ， b l a n k ) ( I i ， b − I i ， b l a n k ) / ( I i s ， a − I i ， b l a n k ) ( I i s ， b − I i s ， b l a n k ) 式中：i表示未进行检测的元素；is表示内标元素；blank表示第i个元素的气体空白；b表示前半段检测时激光剥蚀的时间，a为后半段检测时激光剥蚀的时间；I为样品中待测元素x的信号平均值。
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user: 4. 基体效应 基体效应，主要是由于所检测样品基体的理化特性不同，造成样品表面基体通过激光束作用时形成的反应差异，从而造成了每组脉冲信号强度发生变化，属于非线性干扰。基体效应的发生主要与激光能量，样品的剥蚀位置和直径，基体的元素组成、浓度、相对原子质量以及元素的第一电离能等因素有关 [ 11 ] [ 12 ]。 基体效应的体现一般采用样品中元素灵敏度因子与相对灵敏度因子之间的差异表示，因此没有直接被量化进行研究。灵敏度因子被视为实际分析中基体效应的重要表征，又称为相对元素响应，其是进行了内标的标准化，因此可作为基，可用于校正因剥蚀行为、离子形成、传输、不同元素的探测及质量分馏效应而带来的差异。相对灵敏度因子k计算公式如下： k = S i s S i = I i s I i × c i c i s 式中：i为待测元素，c为浓度，is为内标元素，I为净信号强度。 内标校准法规定未知样品与标准样品两者间的各个元素需保持相对灵敏度的因子一致(k sam = k std )，即未知样品和标准样品两者之间的基体效应没有不同。从而可以采用标准样品的元素RSF，相应的得出相似基体中未知样品的元素含量，并结合定量校准结果验证其可靠性及实用性。
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user: 5. 结论 LA-ICP-MS分析技术随着科技的进步发展迅速，在大农业的基础及应用研究方面也具有重要和广泛的应用，其作为一种先进的、前沿的技术应用于元素识别和定量分析，能够实现元素检测的原位、实时、快速、精确、微量的分析特点。然而当该技术应用于植物样品的原位微区分析时，受基体效应、分馏效应的影响，很难完成样品微区元素含量的准确测量。因此，下一步需要开展LA-ICP-MS对植物组织内原位定量分析方法的研究与应用，以期发展LA-ICP-MS技术在农业和土壤领域的进一步精准应用。
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user: 摘要 经由探讨生物皮层在调节温度的机制，本研究目的在建构一个具有互动性的建筑皮层雏形，此雏形可以自主性且动态性地调适环境温度的变化，提供建筑教育跨域实践新的可能方向。研究方法包括了解生物的皮层构造，以及调适温度的动作，并予以归类并转化。最后，架构在之前建立的“仿生游戏场”平台，以淡江建筑系设计工作室的七位大四学生为实验对象，并结合实体运算和数字制造，进行不同生物在调节温度之皮层运动与其构造变化的观察、谱记、模拟、运算、聚集等设计操作。该研究提供新的建筑设计学习返乡，其内容包括：由上而下的设计思考、跨领域的设计学习，以及运算化的设计整合，这些内容将提供未来调试性建筑智慧化的参考。
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user: 1. 引言 建筑如何适应(fit)复杂多变的环境是设计的重要议题。Alexander (1964)强调调适(adaptation)在设计中的重要性 [ 1 ]，一种强调由下往上的动态性适应环境，可以让以往建筑的被动性转为主动性，建筑可以动态性地反映人和环境的需求，实时地调整及修正。当现今科技在找不到答案的时候，在大自然里可以窥视一二，这种方式早从1487达文西开始研究飞行机械的灵感来自于鸟类时，就可以看出端倪，而“仿生学”这个字由J. E. Steele (1960) [ 2 ] 首先提出，主要的想法为向生物学习，Mazzoleni (2013) [ 3 ] 在Architecture Follows Nature书中，将仿生学在生物皮层(skin)应用于建筑外壳的学习，包括：调节温度、沟通、水平衡和防卫，面对日趋严重的全球暖化现象，调节温度成为当今建筑设计教育的重要议题。再者，Aldersey-Williams (2004) [ 4 ] 将模仿生物的建筑归类成四个主要机制：象征意象仿生、静态仿真的功能仿生、动态仿真的功能仿生与非主观性仿生。本研究着重在非主观性仿生，强调运用数字机制(如运算、参数等)仿真生物运动的逻辑与规则，并结合建筑空间与形式的衍生，予以调整与修正环境温度的变化，进而建构可调适的建筑皮层。 在建筑领域，建筑皮层提供使用者一个庇护的场所，同时界定使用者在空间的内外关系，建筑的皮层脱离的结构的包袱，开始强调轻盈与大量的开口，除了提供大量采光与通风外，还创造了室内与外部环境的相互延伸关系 [ 5 ]。在当今的数字时代，数字媒体与科技提供的大量信息、媒材与数字空间的流通，交织原有空间经验与感知，创造了一种新的空间形式或地志关系——媒体空间或称信息空间，此信息空间的流动性将与实体空间结合，重新定义原有建筑皮层所界定的内外关系、场所意义与空间时间关系，如互动(interactive)、回馈(responsive)、智慧(intelligent)等 [ 6 ]。建筑理论家Giedion (1941) [ 7 ] 认为“设计需要反映技术”，而启发于Chris Anderson (2012) [ 8 ] 的Makers: The New Industrial Revolution一书，“Makers”(自造者运动)为当今的重要趋势，不仅是制造数字化风潮，更会影响下一波设计在新产业浪潮的到来，将创造桌上型工具(如3D打印机)、开放源码硬件、自造者企业、云端制造工厂等新时代新机会。 面对这些日新月异的技术，建筑设计教育应训练学生具备跨域的整合能力去面对新的挑战，开创新的议题，找寻新的设计创意。而目前仿生建筑教学在设计工作室的发展，如德国University of Stuttgart的Bio-Mat系所着重于运算设计整合仿生材料、结构与数字构筑(如机器手臂等)之研究，并设计不同仿生的亭子(pavilion) (网址https://www.itke.uni-stuttgart.de/institute/biomat/)；西班牙巴塞罗那IAAC建筑学院强调生物型态和行为之研究，并经由实验测量发展实际设计成品(网址https://iaac.net)；英国伦敦UCL建筑学院之Bio-ID课程，偏重生物体本身产生的构筑性之研究(例如黏菌、绿藻、蜂巢)，并结合运算进行设计实验(网址https://linktr.ee/bio_id)；美国哥伦比亚大学GSAPP景观建筑系，其仿生设计则强调利用原有生态物种的特性和机制，作为创造韧性城市与地景的基础(网址https://www.arch.columbia.edu/faculty/175-kate-orff)；启发于Benyus (1997)的仿生设计(Biomimicry)想法 [ 9 ]，Chiu (2019) [ 10 ] 在台湾东海大学建筑所的仿生设计操作，则用不同于参照学习的生物物种进行模拟(analogy)并予以组合的仿生设计，以响应全球暖化所带来的危机。 有别于上述的仿生设计，我们强调学习生物皮层机制的“运动性”和“自主性”如何“互动性”地调适外部环境而达到生存的目的，有鉴于此，本研究的目的在于探索建筑设计工作室的跨领域学习，主要藉由探索生物皮层的运动构造与机制，了解不同生物如何自主性地调节温度，包括它们的生活习性，皮层类型，皮层功能等，并将这些皮层的调适机制整合互动科技而实践，进而发展一个具有互动性的建筑皮层雏形(称Bio-Skin)，因应全球暖化的议题，此雏形可以自主性且动态性地调适外部环境的变化，除提供用户舒适的生活质量外，也创造建筑、都市或地景设计新的可能性(图1)。 图1. Bio-Skin动态建筑皮层雏形架构(本研究整理)
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user: 2. 向生物学习：皮层的调温与运动 生物皮层构造可以从巨观和微观而了解。在巨观上，生物的外皮构造会因为生活的地理环境以及隶属于何种生物种类而有所差异，因此利用剖面以及平面分布于地球的位置做归类。平面分布上，沙漠的动物为了因应炎热的气候因此有其机制，极地的动物则有生活于寒冷气候的方式，虽然是不同的生物，但却都有着相同的目的。剖面分布上，由于在生物演化的顺序上，是由水生生物进化成陆生生物，因此可以观察出纬度较低靠近水的动物，基本上皮层的构造较为简单，非哺乳类的动物，皮层构造上也较为简单。在微观上，虽然都是利用毛发来保温，但北极熊跟雪豹在毛发上就有很大的差异，毛发在每个生物上虽然有相同的功能，但却有极不同的细微机构上的差异(图2)。 在研究多种生物后，大致将其分成为皮层外、皮层本身以及皮层内去做进一步的归类。对于皮层外的毛发而言，不同生物有不同的毛发，举北极熊为例，其毛发主要分为两层，有透明的长毛跟白色的短毛，而最外层中空透明的毛发主要是利用全反射的原理，让更多的光线及热能进入皮肤表层，再利用短毛来捕捉这些热能，而雪豹则是只有一层的毛发，此层毛发则是有绝缘的作用，汗水不经由皮肤排出。而皮层本身也是有极为不同的差异，为了增加更多的热量散失，沙漠的耳廓狐有巨大的耳朵，但北极狐则是有极小的耳朵，为了减少其身体的接触面积，减少热量的散失。最后，对于皮层内部的脂肪跟肌肉而言，寒带地区的海豹有厚厚的鲸脂，以利生存于极地，而鯨鱼的肌肉甚至可以调控血液循环系统调控热量散失，在海底游上游下以调节热量。 图2. 皮层构造的巨观和微观(本研究整理) 不同的生物由于所处环境不同，或是生物特性的不一样，演化出各自拥有的温度调适系统，因此在其皮层的运动与其构造也有所差异。从上述生物的温度调控机制开始，我们比较了在地球上不同地区的生物和他们的外型变化，在两个极端的环境中找到同一类物种，通常会发现在牠们身上发现演化相反的特化器官，就能得知生物什么地方容易受到环境影响；相反的，比较不同种类的生物，马上可以判断得出来，对于这些环境来说，什么样的生物性质能够适应。经由对多种生物皮层的研究后，本研究架构在皮层外、皮层本身以及皮层内的归类，更进一步从生物皮层上提取变化元素，并归纳出以下几种形式的运动，包括张开、垂下、包覆、凸起、凹陷、分泌、收缩和扩张8种动作(图3)，在设计方法上，从生物对环境的对应方式开始观察归类(图4)，这些运动形式将提供学生发展皮层雏形与环境互动的基础。 图3. 生物皮层的运动形式(本研究整理) · 改变自身形状以调节温度：如耳廓狐的耳朵巨大又布满血管帮助散热，大嘴鸟的鸟喙巨大布满血管帮助散热，深海的生物巨大化的现象的成因是大体积的生物能量散失的比率相对下降。 · 改变自身姿势以调节温度：沙漠蜥蜴垂直或平行于阳光改变受光面积，沙漠奎蛇弓身以点状接触沙地避免被持续加温。 · 改变体内系统组织以调节温度：海豹和北极熊的脂肪层用以保温，企鹅的逆对流交换系统减少流到体表的热量，鲸鱼的肌肉调控血液循环系统调控热量散失。 · 改变体外毛皮以适应温度气候：北极熊透明的管状毛增加太阳光吸收，企鹅有防水的羽毛和保温的绒毛，雪豹密集的厚毛。 图4. 生物皮层调温的运动机制(本研究整理)
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user: 3. 动态性建筑：皮层的调适与互动 Alexander (1964) [ 1 ] 的调适为由下往上的动态性适应，为强调一种与环境的互动关系。此概念构成了建筑的意涵与形式，其相信这些构件与其关系可以被建构在一定的机制与法则之上。在分类及设立层级中，不同单元元素藉由一种由下往上的方式，在一个已建立的逻辑与规则里自动的组合与衍生，藉由形式上的“由小变大”、“由少变多”或“由集中变分散”等特性去动态地调适环境，将提供本研究发展互动皮层的参考基础。 在信息科技的发展趋势，互动可以透过实体运算，来建立实体系统后并拥有可以感应与反应的模拟世界，意思就是通过软硬件对现实世界进行感应和互动的系统，是一套充满创造性的系统框架，目的是帮助人们和数字世界带来直接性的交互连接，实体运算并不是一种新型技术，而是来自众多技术的集成体系 [ 11 ] (图5)。并透过使用情境，实体运算可以帮助用户，利用计算机运算感应，控制调节实体对象与环境。 图5. 实体运算系统机制 [ 11 ] 让建筑产生互动的回馈反应，需要藉由遍布运算，从由下往上思考的概念希望嵌入到环境或日常工具中去的计算能够使人更自然的和计算器交互。透过Fox和Kemp (2009) [ 12 ] 年所写的Interactive Architecture书中介绍，现今社会和科技发展迅速，信息流动已经不断在改变我们的世界，透过互动架构和微处理机的应用，建立动态的空间和对象能够执行一系列的实务和人性化的功能。这些复杂的公式是透过崁入式计算(智能)和物理运动(动力学)的创意融合成新的可能性，提供了建筑皮层和环境调适互动的运算机制，包括：输入、输出与执行。 例如：2007年，奥地利设计师Giselbrecht设计了一栋通风陈列室Show Room (图6左)，在这栋白色建筑物整个南面，使用了大量的白色铝窗单元，组构成一个可受计算机程序与机械滚轮控制的动态墙面，目的是要控制从外部环境进入的光量。2012年，Aedas Architects在阿布扎比设计的Al Bahar Towers，其互动皮层的形式启发于伊斯兰教格栅遮阳的图像，经由单元的原型建构与单元组合，而发展出具有动态性调适温度与遮阳的智能化皮层(图6右)。在这两个建筑皮层案例，都是根据感测装置所感测到的外部环境条件(温度和光线)而做出单元与整体的形变(由小变大、由少变多)，而外部环境条件是根据光线与温度的需求，让此皮层系统可以被运算化与感测控制而让皮层有不同的表现。 图6. Show Room (左图)；Al Bahar Towers (右图)
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user: 4. 设计工具：运算，运动与制造 在进行Bio-Skin的设计实验中，如何自主性的互动(interaction)，以及如何有效的运动(kinetic)是重要的议题，架构在之前赖怡成等人(2015)建构的设计环境(称之为仿生游戏场) [ 13 ]，设计实验的工具包括实体运算设备(主要以开放性的Arduino IDE为运算平台、兼容的Arduino微型处理器等)进行自主互动，并配合乐高机器人(LEGO Mindstorms)的模块与可动零件构件，摹拟从仿生观察到的动作机制以及关节传动方式，最后透过数字制造的客制化构建(以3D打印为主)，检视从模型回到真实的建筑发展可行性(图7)。 1) 实体运算工具 实体运算机制可分为Input & Output，以及两者之间传递机制。实体运算主要经感测装置由人体的接触与按压，从传感器将讯息传送至微处理器，并将讯息转换成计算机可读的数字讯息，由串行端口(Serial)传至计算机计算处理，再将处理后信息回传给微处理器。最后微处理器控制具有电子回路的实验对象给予人们回馈和反应。微处理器是用来接收与传输Digital & Analog的讯号，并且可以转换Digital & Analog 讯号换成计算机能读取的讯号，本次游戏会使用微型处理器、自动器、传感器。 2) 乐高机器人模块 LEGO Mindstorms EV3是乐高公司Mindstorms系列的第三代机器人。这一机器人套件是由麻省理工学院，美国麻省理工学院(MIT)与LEGO合作开发。采用各类传感器和电动马达，或测量温度和物品距离传感器作为一种科学实验。这套积木结合了各种物理、机械原理与计算机程序设计，使组装出的机器自动完成目标工作。 3) 3D打印机 3D打印机让设计者更容易的经由制造将设计付诸实践，改变了传统以模拟为主的设计过程。此过程可以帮设计实时生产、量化，发现错误并实时修正，强化了“Learning by Doing”的实作，同时，设计者可以藉由这些数字制造工具，快速生产设计模型或客制化设计构件，并透过真实的实作进行观察检验，提供设计者更丰富的设计创意与构筑发展。 图7. 实体运算设备/乐高机器人模块/3D打印机
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user: 5. 设计实验：Bio-Skin的操作与实践 Bio-Skin的设计实验是以淡江大学建筑系大四机动建筑工作室(Robotic Architecture Studio)的七位学生为实验对象，并以一个学期的时间进行探索与实践。此工作室强调跨领域的建筑设计学习，探索信息化与可调适的动态性建筑，整合仿生、运动、电子、机械与互动科技等之跨领域知识，并藉由实体运算(physical computation)与数字制造(digital fabrication)的实作而实践，主要架构在赖怡成等人(2015)仿生游戏场的教学平台 [ 13 ]，包括五个游戏步骤(玩观察、玩谱记、玩乐高、玩数学、玩制造)，从仿生观察到的动作机制以及关节传动方式，探索建筑设计在未来发展的可行性和价值。从上述生物皮层进行调适温度动作的了解与归纳，Bio-Skin皮层发展机构雏形之设计操作有以下5个步骤，其详细说明如下： 第一，动作的观察：经由选择不同的生物和其皮层在调温机制的了解，观察整个生物体的外观、构造、关节、骨骼如何影响皮层等，再从这生物是受到什么样外在力的刺激开始，透过层层的神经传递，启动“动”的调温机制，而这外在的刺激有可能就是选择数字或模拟input的机制。 第二，动作的谱记：将生物因应调温机制而产生的运动变化，一步一步的纪录与动作分解，并将运动的皮层构建与连结处(如关节)画成谱记图(notation)记录下来，从巨观到微观的角度去观察记录，做为转化为机械构造prototype的前一步。 第三，动作的模拟：从谱记中找寻机械构造的可能性，因为乐高具有容易构筑且容易修改的特性，因此用乐高快速简便的模拟出各种运动机制，以作为仿生皮层机构原型(prototype)的建构基础，除了节省掉许多制作的时间外，也能激发更多的想法。 第四，动作的运算：藉由精准的判别动作运动的方向、角度、速度，让程序逻辑变成一种机制(规则与条件)，再将机制转换成计算机可以判读的计算机语言程序(Arduino IDE的程序语言)，利用数字或模拟式传感器，将Input信息传入至微型处理器计算，透过计算机语言所判断的值由数字或模拟 Output产生回馈。 第五，动作的群聚：将prototype大量复制与组合，因为群聚的效应，可以使效能发挥到最大，prototype在群聚里面的主从关系，因为整个对象中的结构会重新分配、传动机制也会因为整体的构造或重量，改变动作的先后顺序，而且透过不同运动的排列组合，让群聚更聪明的发挥合作功效。 经由上述的生物皮层动作的研究，学生将关节传动的机制，藉由3D打印机、雷射切割器等工具，快速生产模型，做及时的动作模拟及观察，并且客制化所需的零件，衍生群聚的动态机构，利用这些工具重新为发展出的prototype以正确的尺寸比例呈现，让机构及模型调整到最佳，改善乐高固定式模矩的限制。架构在上述的操作步骤，七位学生(以ABCDEFG代表)各选择一种生物(鲸鱼、变色龙、沙漠角蜥、青蛙、栉水母、水渑、沙漠甲虫)，藉由对各自生物在调温(或保水)的皮层构造和运动形式(张开、垂下、包覆、凸起、凹陷、分泌、收缩和扩张)进行研究，并发展七种不同Bio-Skin的自主性之建筑皮层雏形(图8)，以及应用在七种不同的空间设计，包括建筑、都市或地景等。透过图八的比较可以知道，在发展机构，依然是由这几样动作元素去做重组拼凑，去架构新的prototype，仿生的过程即为不断去尝试不同的拼凑方式，并不断去抽取新的元素，每当获得一项新的元素，即解明了更多新的可能性，让仿生及机械的构造及研究更为多样。 图8. 七位学生发展的Bio-Skin雏形和运动形式关系图(本研究整理) 最后，每位学生发展出不同自主性调节温度的皮层雏形与建筑群聚，并应用在面临全球暖化议题下之不同的地景环境之中。例如：A同学从变色龙的晶体旋转变色发展出的机构，透过翻转及掀动调控阳光大小(图9)，并应用在澳洲大堡礁的海洋生态地景(图10左)；B同学从沙漠角蜥的鳞片张开吸水及特殊的导流毛细构造，发展出透过开合变化上下牵动皮层凹凸的导流及遮阳地景系统，用来调节格陵兰冰山的海洋温度(图10右)；C同学从沙漠角蜥的鳞片张开吸水及特殊的导流毛细构造，发展出透过开合变化上下牵动皮层凹凸的导流及遮阳地景系统；Ｄ同学研究青蛙两栖的生活肺和皮肤呼吸机能的切换及微观皮层的开阖，而做出的皮层开合的包覆性皮层；E同学的栉水母栉板翻动改变平衡状态，也发展出了透过转动改变倾角的平衡浮动机制；F同学研究水渑的刚毛服贴水面状态，研究出以线牵动机制开阖状态与包覆的微型建筑；G同学从沙漠甲虫改变倾角集水与表皮的亲疏水排列，发展出透过伞状开合倾角改变以集水导水的系统。 图9. 变色龙皮层晶体旋转所转化的皮层调温机构 图10. 澳洲大堡礁的海底生态地景(左图)；格陵兰冰山的海洋调温地景(右图)
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user: 6. 发现与讨论 本研究属于质性研究(qualitative research)，经由上述的设计实验，我们发现七位学生所发展的Bio-Skin建筑皮层机构雏形之建构，有四个重要的动态皮层质性议题值得讨论，并可以作为未来研究的参考，包括：几何关系、組合方式、个体群体，以及突变改造。 1) 几何关系 构成互动皮层和机构发展的方式，有从FOLDING (折迭)转换为片状组合或是转为骨架结构，也有从开始就是杆建结构的三维组合，也有以片状或块体的不规则几何体或是曲面去做旋转变化，利用以上几种形式，透过挤压、错位、拉扯，去改变开口及角度的变化，最常见的形状为平行四边形及三角形，因为三角形具有边长固定便不会变形的特性而且可以切割任何几何形状为组成的基本单元在结构上也时常用到，而平行四边形有改变角度也能维持平行状态的特性，六角形也因为是六个正三角形的组合而出现。皮层机构的变化和秩序即是利用这些几何形状的特性在二维及三维空间中组合产生。 2) 组合方式 在案例之中，我们归纳出几种不同的单元组合方式。如果一个独立的单元，将之重复组合的时候，可能因为形状的需求、或是变动的需求，做出不同的组合方式。最常见的单元组合方式为方型与三角形。由于这两种形状在变化的过程中，较容易去控制设计单元与单元间的组构，以及运动过程中的连动关系，因此较常被使用，例如六个三角形的花朵状窗户。而线性的排列，因为单元与单元间的组构关系较限制，在组合上的可能性也减低，因此通常为普通长方形的百叶窗、遮阳板。单元之间的组合，也可以设计出较为特殊的组合关系。由于单元组合只是最基本的型态，但若进一步思考单元组构后，变动的轨迹，便可以由最简单的三角形、矩形，发展出曲状的线性排列，或者散布在网状的小开口，也可能是连续变动的机关单元，因此单元的组合方式可以从仿生系统中运动的状态一并思考。 3) 个体群体 机械结构的单元化让群集有更多的变化，并能做单一或群体的调控，让互动应用上可能更接近参数化的趋势，毕竟透过计算机数计分析，能够更精准的提供不同空间下的物环需求，而这些设定的数值则需要透过不停的试误(try and error)去找寻最佳解。正如相近的细胞能组合出不同的生物组织，发展出不同的功能，一个好的单元机构在不同地方或许也能找到好的应用方式及组合。另外，从个体自主到群体组合的整体形变，其如何分布式且动态性地互动于环境，我们认为单元之间的沟通是重要关键，以代理人为基础(agent-based)的分布式人工智能提供可能的方法 [ 14 ]。 4) 突变改造 目前每一种生物大概都只能谈论到单一的维持温度及水分的方式，但现今于都市的气候条件越来越复杂及多变，因此只研究单一的生物并应用于皮层上已无法应对。我们觉得可以继续研究基因改造的部分，找出最符合且可以适应各气候条件的组合。例如例子中的鲸鱼与北极熊，还能继续讨论海星蠕动、或是变色龙、青蛙、水母等等，将同学的例子做进一步深入的整合，往基因改造的方面执行，就不需要从基础仿生的机构开始发展，而是从已有的例子进行讨论，更有助于计划在皮层机构与应用方面的深度。
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user: 7. 结论与建议 本研究透过向生物学习调节温度的机制，探索皮层调温的构造与运动形式，设计过程整合不同领域，启发学生发展具调适性且互动性的智慧化皮层雏形Bio-Skin。这些机构原型在实体与虚拟之间来来回回地发展，提供学生设计操作的重要基础，尤其在形变与移动的特质，包括皮层的结构、节点与传动机制的构造性，以及互动机制所包含之感应与形变的信息(data)与链接(link)，需能被运算化地建构而实践。再者，结合仿生、互动科技和建筑调适议题，并将抽象化的空间设计与程序逻辑建立关系，有助于建筑设计学习的新方向，而数字制造的普及打开了不同尺度的实作制造，让设计实践更加真实，也让学生与身体的关系越加亲密，这些都有助于建筑设计教育的跨域实践。 再者，本研究发现的这些整合仿生设计的调温模式、运动形式、构成组件，以及组构设计等，将可提供未来动态皮层的设计准则与建构模式，同时，在全球暖化造成地球热环境的影响下，这些Bio-Skin雏形有利开发未来不同设计形态的节能皮层，建立智慧生活与空间设计整合的基础。未来研究方向除了整合代理人基础的人工智能外，也可以往基因改造与重组方向探索，藉由撷取不同生物皮层的优点而融合，例如：可能皮层是青蛙，但结构性要附着在建筑物上可能要用鲸鱼来做；另外，行动不便者或言语难以表达者，可以透过变动的建筑皮层去响应他们的情绪与生活机能等。
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user: 摘要 百年大计，教育为本，建设教育强国是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要战略。思政课建设需要条件与基础，中党中央对教育工作高度重视为思政课建设提供根本保证，“四个自信”的不断增强为思政课建设提供有力支撑，规律性认识和成功经验的积累为思政课建设提供重要基础。深刻把握这些思政课建设的条件和基础，对于改善思政课的建设效果，培养担当民族复兴大任的时代新人，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，建设教育强国，实现中华民族的伟大复兴具有重大意义。
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user: 1. 党的高度重视是思政课建设的根本保证 习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上指出：“教育强则国家强。实现中华民族伟大复兴，教育的地位和作用不可忽视。” [ 1 ] 教育实力是一个国家综合国力的重要决定因素。党的十八大以来，以习近平为核心的党中央高度重视教育事业，大力推进中国特色社会主义课程体系的建设，这为思政课的建设提供了根本保证。 1.1. 党的高度重视是形成思政工作格局的根本保证 中共中央宣传部、教育部在2005年发布的《关于进一步加强和改进高等学校思想政治理论课的意见》和2008年颁布的《关于进一步加强高等学校思想政治理论课教师队伍建设的意见》中都指出，思政课在“一些学校不同程度地存在认识不足、重视不够、管理不到位的情况”。各方的不重视是导致思政课建设效果不尽人意的重要因素。要想提高思政课的实效性，各方必须引起足够的重视，尤其是党对于教育工作的重视为思政课建设提供根本保证。这就要求建设在党委统一领导、党政齐抓共管下有关部门各负其责、全社会协同配合的工作格局。 党政军民学，东西南北中，党是领导一切的，在思政课建设工作格局中党委统一领导处于优先地位。各级党委要将思政课建设工作纳入党委工作的总体布局，作为一项重要政治任务提上重要议程。党委要做好“关键少数”，起好带头作用。党委书记带头走进课堂，提升自身理论水平的同时做到从严治理、科学管理；带头推进思政课建设，切实有效实施工作规划、工作部署、政策措施等；带头联系思政课教师，只有多交流才能关注他们的诉求听取他们的意见。在党委的统一领导下，实现党政齐抓共管，充分发挥学校党政工团的职能作用。主要途径归纳起来有三个方面：一是把握新时期教育方针的方向，二是建设一支“可信、可敬、可靠，乐为、敢为、有为的思政课教师队伍”，三是检查课程实效和监督各部门工作。同时，有关部门各负其责，教育部门、组织部门、宣传部门要将思政课的教学实效纳入高校评估的重要指标，纳入学校党的建设和教育教学评估系统。全社会协同配合，将家庭教育、学校教育、社会教育相结合。这不仅仅是三者简单地相加，而是要形成教育链，做到协调配合、互补短板，形成思想政治教育的最大合力，实现全员全程全方位育人。 1.2. 党的高度重视是配齐建强思政课教师队伍的根本保证 习近平总书记在座谈会上指出，“办好思想政治理论课关键在教师……要配齐建强思政课专职教师队伍，建设专职为主、专兼结合、数量充足、素质优良的思政课教师队伍。” [ 2 ] 思政课建设的核心在教师，有什么样的思政教师队伍就有什么样的思政课。教师队伍要以专职教师为主，聘请专家兼课，做到数量充足、素质优良。习近平总书记对于建强教师队伍提出了六点建议，可归结为三方面内容：一是胸怀要广，心存政治信仰和家国情怀。政治信仰要求思政课教师必须着鲜明的政治底色，坚定马克思主义信仰，坚定共产主义信仰，坚定中国特色社会主义信念，只有这样才能用信仰的力量感召学生，以科学的理论赢得学生；家国情怀要求思政课教师内心要深深植根对国家的认可和深厚的感情，只有这样，教师才能通过言传身教唤起学生的爱国情、强国志、报国行。二是专业素养要高。思政课教师思维要新，要擅长研究宣传辩证唯物主义和历史唯物主义，既要给学生传授知识，还要教育引导学生学会正确的思维方法；思政课教师视野要广，要拥有宽广的历史视野、知识视野和国际视野，通过生动活泼和深入浅出的教学活动将知识讲清楚、讲透彻、讲灵活。三是要有师德。思政课教师自律要严，要做到“慎独”，树立积极向上的生活态度，用正能量感染学生，用行为感召学生；思政课教师人格要正，要有高尚的品德和人格，以身示范，用爱意温暖学生，用高尚的德行真正赢得学生。党对于思政课建设的重视，为教师队伍建设提供保证，尤其是党员教师应该为教师队伍起到带头作用。 1.3. 党的高度重视是发挥思政课协同效应的根本保证 习近平总书记指出，“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。” [ 3 ] 思政课建设是一项系统工程，思政“小课堂”的建设必须形成协同效应，各门课同向同行，各部门相互配合，与“第二课堂”、“第三课堂”交汇互通。党的领导为实现思政课的协同发展提供可能。 思政课与其他课程协同。一方面各类课程配合好思政课，实现各类课程思政化。重点要实现教材思政化，在教材编写过程中融入典型事例或人物案例，教学过程中教师要以马克思主义理论为指导，坚持历史唯物主义和辩证唯物主义，对学生的思考方式形成潜在影响。另一方面通过思政课的教育，提升道德修养以促进专业课的学习。只有实现了“立德”的目标，“树人”的工作才有意义，才能培养出担当民族复兴大任的时代新人，培养出德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。 “第一课堂”与“第二课堂”、“第三课堂”协同。第一课堂是灌输知识、形成思维的主渠道；第二课堂是培养学生实践能力、创新精神的重要活动；第三课堂是学生创造知识、发表言论的重要途径。要实现三个课堂协同，必须做到以下四点：一要建立三个课堂联动的教育培养机制，从学校层面加大鼓励三个课堂结合的力度；二要以第一课堂为主，重视第二、三课堂，重视学生创新思维和综合素质的培养；三要规范管理，将第二、三课堂纳入考核体系；四要运用新媒体技术进行教学，同时要注意教会学生辨别纷繁复杂的网络思想。
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user: 2. “四个自信”是思政课建设的有力支撑 习近平总书记在座谈会上指出中国特色社会主义实践和理论经过不断的发展，取得了很大的成就，为办好思政课提供了有力支撑。“四个自信”源于中国特色社会主义的不断实践，源于对中国特色社会主义的坚定信念，是对我国国情的准确把握，是对社会主义发展的经验总结，是对人民主体地位的凸显。因此，本文重点论述“四个自信”何以支撑思政课的建设。 2.1. “四个自信”是坚定思政课主体理想信念的坚实基础 思政课的主体是思政课的教育者和受教育者。“四个自信”通过提供理论指导和实践依据进一步坚定思政课主体理想信念。 “四个自信”为坚定思政课主体理想信念提供理论指导。“四个自信”在根本上是对马克思主义理论的自信，直接来看是对中国特色社会主义理论体系的自信。马克思主义是社会主义核心价值体系的灵魂，是当代中国人信仰的核心，马克思主义为坚定思政课主体理想信念提供理论基础。马克思主义所追求的共产主义理想是最崇高、最科学的社会理想，对于共产主义的理想信念是无产阶级的最高理想信念；第二层次的理想信念是对于中国特色社会主义的理想信念，即坚信“中国特色社会主义道路是实现社会主义现代化、创造人民美好生活的必由之路，中国特色社会主义理论体系是指导党和人民实现中华民族伟大复兴的正确理论，中国特色社会主义制度是当代中国发展进步的根本制度保障，中国特色社会主义文化是激励全党全国各族人民奋勇前进的强大精神力量” [ 4 ]。 四个自信为坚定思政课主体理想信念提供实践依据。四个自信建立在40年改革开放的实践基础之上，是对中国特色社会主义实践经验的总结。共产党不断进行着对于马克思主义的实践，以毛泽东为中心的共产党人带领中国人民建立了新民主主义革命道路，实现了“在落后国家建立社会主义”；以邓小平为核心的共产党人带领中国人民建立中国特色社会主义建设道路，实现了“在落后国家建设社会主义国家”；以习近平为核心的共产党人带领中国人民进入新时代，回答了“在新时代发展社会主义”的问题。经过不断的改革、发展，中国特色社会主义取得了举世瞩目的成就，充分证明了中国特色社会主义道路和理论体系的科学性，充分证明了中国特色社会主义制度的优越性，也从实践上证明了马克思主义理论的科学性，为思政课主体坚定理想信念提供实践依据。 2.2. “四个自信”是高校思政课程的教学素材 思政课教什么？思政课就是要用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人，引导学生增强“四个自信”。2018年，教育部对于《毛泽东思想与中国特色社会主义思想》等教材做出修改，新版教材将习近平新时代中国特色社会主义思想作为重点内容进行编排，“四个自信”作为习近平思想的重要内容也就是高校思政课的重要内容。思政课要解释清楚“四个自信”所涉及的基本问题。讲清楚“四个自信”的基本问题，让学生熟知“四个自信”的内容，讲清楚“四个自信”的精神实质，讲透彻“四个自信”的科学依据，讲生动“四个自信”的精神支柱作用。党的十九大正式将习近平新时代中国特色社会主义思想确立为我党的指导思想，标志着新时代新思想新理论的确立。“四个自信”是以习近平同志为首的党中央根据党情、国情和世情提出来的重大战略思想，是习近平新时代中国特色社会主义思想不可或缺的重要内容。要讲好新时代中国特色社会主义思想，就要讲好“四个自信”。 2.3. “四个自信”是强化思政课建设的内在动力 “四个自信”与思政课具有内在统一性。第一，内在性质的统一性，“四个自信”的精神实质就是坚定中国特色社会主义，思政课则承担着宣传党和国家意志的任务，党和国家的性质决定了思政课社会主义的性质，“四个自信”和思政课本质上都是为社会主义服务的；第二，阐释内容的统一性，思政课和“四个自信”都深刻阐释为什么我国要选择社会主义道路、为什么接受马克思主义理论并不断创新理论、社会主义制度有何优势、社会主义文化有何优势等重大问题；第三，人才培养目标的统一性，思政课以培养担当民族复兴大任的时代新人，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人为人才培养目标，而“四个自信”也旨在通过马克思主义理论教育和实践教育坚定大学生的共产主义理想信念、马克思主义理想信念和中国特色社会主义理想信念。 “四个自信”增强思政课建设的针对性和有效性。从建国到如今70年的时间里我国始终重视政治宣传工作，但在每个时期仍然存在很多的问题。比如，苏东剧变后国内对于社会主义道路的怀疑，改革开放初期中国特色社会主义姓“资”姓“社”的争论，国内自由主义、民粹主义等西方政治思潮对于马克思主义理论的冲击以及西方文化盛行导致对于中国传统文化的冷落等等，“四个自信”直面这些现实中存在的不自信问题，提出针对性的理论做支撑。而这些问题也是学生中普遍存在的疑惑和不明确的问题，通过讲授“四个自信”主动回应学生的问题诉求，以学生的认识为中心有的放矢展开教学，解决学生的疑惑，澄清学生的价值观，就是增强思政课建设的针对性和有效性。
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user: 3. 规律性认识和成功经验是思政课建设的重要基础 “在改革中加强，在创新中提高”是对办好思政课提出的总要求。马克思主义与时俱进的理论品质和守正创新的方法要求思政课建设要“因事而化”、“因时而进”、“因势而新”。建国以来，党和国家领导人就十分重视思想宣传工作与学校思想政治教育工作。思想政治理论课程在建国初期诞生，在不断解决各种矛盾与困难中发展，在推进思想政治教育工作的实践中不断完善。经过70年的发展完善，思政课建设形成了一些基本规律和经验，这些经验为思政课的守正创新提供重要基础。 3.1. 完善课程设置 在课程体系的建设上，根据不同教育阶段学生身心特点。思想实际和理解接受能力，准确规范德育目标和内容，科学设置德育课程，从小学到中学再到大学，思政课课程的开设呈纵向衔接、横向贯通、循序渐进、螺旋上升的趋势，为培养一代又一代的社会主义建设者和接班人而服务。小学开设以公民基本道德素质教育为基本内容的品德与生活、品德与社会类课程；中学开设以提高学生思想道德水平为基本内容的思想品德、思想政治类课程；大学思想政治理论课的内容包含《马克思主义基本原理概论》、《毛泽东思想与中国特色社会主义理论体系概论》、《中国近现代史纲要》和《思想道德修养与法律基础》四门德育课程。大中小学课程体系的建设必须坚持把人的全面发展作为根本培养目标，必须坚持历史唯物主义和辩证唯物主义作为科学的方法论，必须坚持以中国特色社会主义理论体系为指导，全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想。 3.2. 提高教师要求 习近平指出：“高校教师要坚持教育者先受教育，努力成为先进思想文化的传播者、党执政的坚定支持者，更好担起学生健康成长指导者和引路人的责任。” [ 5 ] 思政课教师队伍建设经过70年的发展和完善，也积累了充足的经验。第一，坚定马克思主义信仰，树立高尚的道德素养。“学为人师，行为世范”，有什么样的思政老师，就有什么样的思政课。坚定马克思主义信仰是作为一个思政课老师必备的政治素养，思政课老师就是要有明确的意识形态色彩，要理直气壮讲政治。同时；同时，思政课教师必须具有良好的师德品性，以高尚的品行感染学生，以人格的魅力感召学生。第二，提高职业素养，增强科研能力。思政课教师应具有文化素养、理论素养、教学素养，教师应该在不断的教学实践中丰富完善自身的素养。教师的工作职责就是教书育人，要想将自己的所知传授给学生，往往自身要对于理论有深刻的掌握。第三，改进教学方法，探索教学新路径。思政课教师仅仅拥有深厚的理论根基和科研能力是不够的，要想增强思政课的实效性，还必须不断改进教学方法和教学路径。关注学生的兴趣点，调动学生学习的主动性，形成教师与学生双向互动的教学模式。第四，发挥整体最优效应。除了对于教师个体的要求，还要组建优化的团队，使每个教师教有所专，教有所长，充分发挥每个教师的特长领域，以建立相互配合的最佳团队。 3.3. 优化教学方法 确立了教学内容和教师要求还是不够的，还要使用有效的教学方法。第一，深化马克思主义理论研究和学科建设是根本方法。不论教学方法如何改进，都是为教授马克思主义理论做服务的，因此，最好的教学方法就是教师深刻掌握马克思主义理论，加强马克思主义理论的深入研究。教师作为知识的传授者，要教出“半桶水”，教师自身必须拥有“一桶水”，事实证明，思政课教学效果的好坏往往取决于思政课教师对于马克思主义理论掌握和了解程度，只有在深入研究的基础上把握了马克思主义的精髓，让教学建立在科研的基础之上，思政课教学方法的问题也就会得到最大的解决。第二，提高思政课老师素质是关键方法。思政课建设的关键在于教师，中央各次关于思政课的会议和文件总是对思政课教师素质提升给予高度关注和重视，并将其作为思政课教学改革与发展的重要因素和条件。教师在思政课中占据主导地位，提高教师对于教学方法运用的素质和能力，便是有效的教学方法之一。第三，突出学生的主体地位，充分调动学生学习的积极性，这是思政课教学方法研究的出发点和归宿。第四，即时创新教学方法，实现教学方法现代化，从思想理念、课程设计、组织方式、技术手段、管理措施等方面进行创新，尤其要注重使用新媒体技术，搞好“第三课堂”。第五，积极开展实践教学，以提高思政课程的实效性。第六，创新学生考核考评方式，以考核方式作为课程导向，以考核方式吸引学生兴趣。
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user: 摘要 中值定理作为高等数学中导数应用的必要环节，也是大学生数学竞赛中常考题目，由于定理较多，相似度较高，学生对于这类题目经常束手无策。本文通过分析比较及竞赛中例题选讲，拨云见日，让学生对这些定理有了更深刻的认识。
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user: 1. 引言 高等数学中，中值定理作为应用性比较广的一部分内容，是学生学习中的重点，也是学习中的难点，亦是考研及大学生数学竞赛中常考的知识点，学生在处理过程中有很多困惑，在看到题目时，往往会知道使用中值定理，因为这些问题有个很明显的特征——含有某个中值 ξ (或 η )。关键在于是对哪个函数在哪个区间上使用哪个中值定理。 1) 介值定理问题可以化为零点定理问题，也可以直接说明，如“证明在 ( a ， b ) 内存在 ξ ，使得 f ( ξ ) = c ”，仅需要说明函数 f ( x ) 在 [ a ， b ] 内连续，以及c位于 f ( x ) 在区间 [ a ， b ] 的值域内。 2) 用微分中值定理说明的问题中，有两个主要特征：含有某个函数的导数(甚至是高阶导数)、含有中值(也可能有多个中值)。应用微分中值定理主要难点在于构造适当的函数。在微分中值定理证明问题时，需要注意下面几点： a) 当问题的结论中出现一个函数的一阶导数与一个中值时，肯定是对某个函数在某个区间内使用罗尔定理或者拉格朗日中值定理； b) 当出现多个函数的一阶导数与一个中值时，使用柯西中值定理，此时找到函数是最主要的； c) 当出现高阶导数时，通常归结为两种方法，对低一阶的导函数使用三大微分中值定理、或者使用泰勒定理说明； d) 当出现多个中值点时，应当使用多次中值定理，在更多情况下，由于要求中值点不一样，需要注意区间的选择，两次使用中值定理的区间应当不同； e) 使用微分中值定理的难点在于如何构造函数，如何选择区间。对此我的体会是应当从需要证明的结论入手，对结论进行分析。我们总感觉证明题无从下手，我认为证明题其实不难，因为证明题的结论其实是对你的提示，只要从证明结论入手，逐步分析，必然会找到证明方法。 3) 积分中值定理其实是微分中值定理的推广，对变上限函数使用微分中值定理或者泰勒定理就可以得到积分中值定理甚至类似于泰勒定理的形式。因此看到有积分形式，并且带有中值的证明题时，一定是对某个变上限积分在某点处展开为泰勒展开式或者直接使用积分中值定理。当证明结论中仅有积分与被积函数本身时，一般使用积分中值定理；当结论中有积分与被积函数的导数时，一般需要展开变上限积分为泰勒展开式。 零点定理与介值定理属于闭区间上连续函数的性质。三大中值定理与泰勒定理同属于微分中值定理，并且所包含的内容递进。积分中值定理属于积分范畴，但其实也是微分中值定理的推广。 下面我们讨论一下定理的内容及具体实例。
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user: 2. 定理内容 [ 1 ] 1) 介值定理(根的存在性定理) a) 介值定理：在闭区间上连续的函数必取得介于最大值M与最小值m之间的任何值。 b) 零点定理：设 f ( x ) 在 [ a ， b ] 连续，且 f ( a ) f ( b ) < 0 ，则至少存在一点 c ∈ ( a ， b ) ，使得 f ( c ) = 0 。 2) 罗尔定理：若函数 f ( x ) 满足：a) f ( x ) 在 [ a ， b ] 上连续b) f ( x ) 在 [ a ， b ] 内可导c) f ( a ) = f ( b ) ，则一定存在 ξ ∈ ( a ， b ) 使得 f ′ ( ξ ) = 0 。 3) 拉格朗日中值定理：若函数 f ( x ) 满足：a) f ( x ) 在 [ a ， b ] 上连续b) f ( x ) 在 ( a ， b ) 内可导，则一定存在 ξ ∈ ( a ， b ) ，使得 f ( b ) − f ( a ) = f ′ ( ξ ) ( b − a ) 。 4) 柯西中值定理：若函数 f ( x ) ， g ( x ) 满足：a) 在 [ a ， b ] 上连续b) 在 ( a ， b ) 内可导c) g ′ ( x ) ≠ 0 ，则 至少有一点 ξ ∈ ( a ， b ) 使得 f ( b ) − f ( a ) g ( b ) − g ( a ) = f ′ ( ξ ) g ′ ( ξ ) 。 5) 泰勒中值定理：如果函数 f ( x ) 在含有 x 0 的某个开区间 ( a ， b ) 内具有直到 n + 1 阶导数，则当x在 ( a ， b ) 内时， f ( x ) 可以表示为 x − x 0 的一个n次多项式与一个余项 R n ( x ) 之和，即 f ( x ) = f ( x 0 ) + f ′ ( x 0 ) ( x − x 0 ) + 1 2 ! f ″ ( x 0 ) ( x − x 0 ) 2 + ⋯ + 1 n ! f ( n ) ( x 0 ) ( x − x 0 ) n + R n ( x ) 其中 R n ( x ) = f ( n + 1 ) ( ξ ) ( n + 1 ) ! ( x − x 0 ) n + 1 ( ξ 介于 x 0 与 x 之间)。 6) 积分中值定理 若 f ( x ) 在 [ a ， b ] 上连续，则至少存在一点 c ∈ [ a ， b ] ，使得 ∫ a b f ( x ) d x = f ( c ) ( b − a ) 。