DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 湿法提取锗的工艺 湿法提锗：将含锗物料与水溶液(或其他液体相)接触，通过一系列物理化学反应后使其中的锗转入到液相，然后分离富集实现提锗的目的，流程如图1所示。常用的锗湿法回收工艺包括浸出–沉淀法、溶液萃取法、碱熔–中和法、离子交换法以及微生物浸出法等 [ 13 ]。 图1. 湿法提锗流程图 3.1. 浸出–沉淀法 浸出–沉淀法是目前工业上最为常用的回收锗的工艺，其工艺成熟，能够适应工业化，缺点是对环境污染较大。 李哲雄等 [ 14 ] 以氧化锌烟尘为原料、硫酸为浸出剂，在烟尘用量50 g、硫酸用量20 mL、反应温度80℃、反应时间2 h、液固比4:1的条件下，锗的浸出率达到89.75%。随后采用单宁酸进行沉锗，使锗的沉淀率达97.2%，单宁渣经干燥和灼烧获得品位为14.55%的锗精矿。 普世坤等 [ 15 ] 采用氟化铵和硫酸浸出法成功提取了粉煤灰中的锗。该实验是利用氟化铵与硫酸反应生成的氟化氢作为破坏粉煤灰中二氧化硅和氧化钙的试剂，硫酸作为破坏氧化镁的试剂，使被包裹的锗得以浸出，锗的回收率高达80.12%。该方法的最佳工艺条件为：氟化铵、氯酸钠、硫酸的用量分别为粉煤灰质量的1.5%、1.0%、20%，单宁酸用量为溶液中锗金属量的25倍，该工艺具有流程简单、回收成本低和锗回收率高等特点。王振杰等 [ 16 ] 采用了同样的方法从浸锌渣中提锗，在磨矿细度为−0.074 mm占78.68%、氟化铵用量50 mL (浓度5%)、硫酸用量120 mL (浓度30%)、液固比4:1、浸出温度85℃，浸出时间3 h的条件下，可获得90%以上的Ge浸出率。 采用常规浸出工艺锗的浸出率较低，或者反应时间较长，因此研究人员采用了多种方法 [17-20] 强化锗的浸出。 陈宇乾 [ 17 ] 发现采用超声波辅助盐酸浸出锗可以大幅提高锗浸出率，锗的浸出率接近90%，且与常规使用盐酸浸出锗工艺相比，浸出时间缩短了30%左右。 左小红 [ 18 ] 采用两段逆流氧压浸出工艺回收硫化锌精矿中的锗，通过控制浸出时的温度、酸度、氧分压，使铁大部分以Fe 2+ 的形式进入氧压浸出上清液，锗随同铁的走向大部分以锗离子的形式进入氧压上清液。此工艺一段浸出采用相对低的酸度、温度及压力，控制终酸10~15 g/L。二段氧压浸出采用相对高的酸度、温度及压力，二段浸出上清液返回一段氧浸。该方法可以使Ge浸出率达到95%，为回收锗提供比常规法更为有利的条件。阳伦庄等 [ 19 ] 采用该工艺处理锌冶炼稀散金属富集渣，Ge浸出率超过95%。 付维琴等 [ 20 ] 采用常压–加压联合浸出工艺从含锗氧化锌烟尘中浸出锗。经实验参数优化，发现常压浸出的最佳工艺条件为：烟尘100.00 g、硫酸用量为理论量、液固比3:1、浸出温度80℃、浸出时间2.0 h；加压浸出的最佳工艺条件为：常压浸出渣100.00 g、硫酸浓度300 g/L、液固比3:1、浸出温度80℃、浸出时间3.0 h、氧气压力800 KPa、搅拌速度500 r/min。经常压–加压联合浸出，锗的浸出率可达89.72%，实现了含锗氧化锌烟尘中锗的高效浸出。 张伟等 [ 21 ] 采用硫酸熟化法从锌粉置换渣中提锗，渣中金属氧化物与浓硫酸搅拌后在烘箱中熟化，接触反应后大部分转变为硫酸盐，熟化渣再用水或稀硫酸浸出过滤，完成浸出过程。实验结果表明硫酸熟化可以解决锌粉置换渣常规浸出时硅胶造成过滤困难的问题，使锗浸出率达到70%以上。 3.2. 溶剂萃取法 溶剂萃取法具有生产能力大、回收率高、分离效果好等特点，且可实现连续操作及自动化生产，已被广泛应用于回收锗的过程。 陈世明等 [ 22 ] 采用了7815 + 添加剂 + 煤油为萃取体系，NaOH为反萃剂从硫酸锌溶液中提取锗，此体系使锗的回收率大于94%，且工艺流程简短。 陈勇等 [ 23 ] 采用P204 + 煤油 + YW100的混合有机相以“一步协同萃取”的方式对锌浸出渣中的铟锗进行萃取，铟锗的萃取率分别为99.5%和为99.2%；随后采用1.0~2.0 mol/L的氟化铵作为反萃剂，当相比为4:1时锗的反萃率达99.55%以上。该流程的突破点是将含铟锗的混合溶液一步协同萃取再进行选择性反萃，将两次萃取减少为一次萃取，缩短了工艺流程。 3.3. 碱熔–中和法 碱熔–中和法主要是先用碱熔融矿物，然后加酸中和从而实现不同组分的产物分离。 林兴铭 [ 24 ] 在处理真空炉渣回收锗过程中考虑到直接碱熔需要耗费大量碱，因此在碱熔前先采用硫酸进行中性浸出一部分锌，然后加入纯碱进行碱熔，通过实验得到较佳的碱熔条件：纯碱:中浸渣 = 1:1，熔炼温度950℃~1050℃，熔炼时间1.5~2.5 h。经过碱熔后的碱渣经过加热球磨浸出，锗的浸出率达到90%。该工艺综合回收了真空炉渣中的有价金属，具有很大的发展前景。 3.4. 离子交换法 F. Arroyo Torralvo等 [ 25 ] 采用离子交换法研究了从粉煤灰渗滤液中回收锗，该工艺基于锗与邻苯二酚(CAT)在水溶液中络合的原理，将Ge-CAT的络合物吸附在强碱性阴离子树脂(IRA-900)上，最后用50%乙醇–盐酸溶液将锗从树脂表面洗脱。吸附实验过程中研究了CAT量和树脂用量对锗回收的影响，结果表明优化工艺参数如下：CAT/Ge摩尔比为9，树脂/Ge用量为3。该工艺中树脂可重复利用，且树脂再生后的锗提取率高达97.6%~98.3%，技术指标较好。 离子交换技术属于绿色环保的未来技术，在稀散金属尤其是锗资源利用方面有着一定的优越性，然而限于目前技术的成熟度，大规模应用存在困难 [ 26 ]。 3.5. 微生物浸出法 微生物浸出指利用自然界中某些微生物对于特定矿物的富集作用，达到回收目的的一种技术。微生物浸出法中，虽然采用硫酸等作为浸出剂，但是试剂消耗量比常规氯化浸出过程中酸的消耗量低的多，因此环境污染小，然而技术处于研究阶段，暂时未见工业应用的相关报道 [ 27 ]。 朱云等 [ 28 ] 采用微生物浸出法回收煤中锗，微生物浸取煤提锗的技术包括微生物分解煤中的有机锗络合物和从煤上解吸锗两个过程。首先把褐煤破碎，放入生物槽中进行微生物分解锗的有机络合物，在分解过程中煤的内表面增大，大部分锗吸附在煤上。随后采用回流的方法将锗从煤上解吸下来，解吸后的煤作为燃料使用。浸出煤的试剂用为氢氧化钠、氨水和硫酸，微生物为云南省临仓煤矿中采集到的微生物，包括水霉菌、球菌和放线菌等。实验结果表明，采用微生物法可使锗的回收率达到85%左右，相比传统的燃烧法，回收率提高了20%以上，且不破坏煤的燃烧性，使得煤资源能继续被利用。
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user: 4. 火法–湿法联合法 目前工业上主要采用的火法–湿法联合法提取锗的工艺如下：通过烟化炉或回转窑使锗进入氧化锌烟尘，烟尘经过湿法浸出和单宁沉锗获得单宁渣，将其煅烧后得到锗精矿，从原料到锗精矿的直收率在90%左右，但是存在耗煤量大，劳动强度大等缺点。 李吉莲等 [ 29 ] 首先将氧化矿经火法烟化富集得到高含锗氧化锌烟尘，然后从烟尘中浸出锗，再用单宁络合沉淀锗。通过研究查明了富锗氧化锌烟尘湿法综合回收锗的影响因素，从而提高锗的回收率。经过工艺优化，锗浸出率达79.64%，丹宁沉锗过程中锗的沉淀率达99.08%，锗精矿品位达20.70%，技术效果显著。 王洪江和罗恒 [ 30 ] 先将锗残渣经多膛炉焙烧，然后酸洗和单宁沉锗，随后烟化炉处理洗涤渣，最后用稀硫酸浸出从烟尘的锗，锗的挥发率及湿法直收率分别为90.23%和73.85%，实践证明该工艺是从锗残渣中回收锗的一条有效途径。 刘丽霞等 [ 31 ] 采用高温火法二次富集–盐酸浸出蒸馏对锗尘进行处理，通过实验证明了在SiO 2 -GeO 2 体系中添加CaO形成三元系后，GeO 2 与CaO能够形成CaGeO 3 复合氧化物，使得SiO 2 中GeO 2 的溶解量大大降低，盐酸浸出蒸馏Ge回收率也提高，并且在1140℃下添加与GeO 2 相同摩尔含量的CaO后，盐酸浸出蒸馏Ge回收率从11.25%提高到87.24%，回收效果显著。
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user: 5. 结论与展望 在提取锗的诸多方法中，目前比较成熟而且广泛应用的是火法–湿法联合法和溶剂萃取法，其它方法大多处于实验阶段或者半工业实验阶段。溶剂萃取法具有选择性好、回收率高、易于连续操作等优点，是未来锗回收的发展方向，但需要解决萃取剂损失和溶液乳化等问题。未来提锗工作一方面要对现有工艺进一步优化，另一方面要集中在绿色、高效、环境友好的新工艺探索与开发。
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user: 摘要 由于学术语言准备不足、听说读写能力不能满足专业学习需要，来华就读中文授课硕士学位项目的留学生会面临专业知识体系建构困难、学习效率低下，学习态度消极、学习行为退缩等等一系列问题。采取积极措施帮助他们克服这一难题是改善来华留学研究生就读体验的需要，也是提高我国留学研究生教育质量和国际学术声望的必然选择。
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user: 1. 问题的提出 自2010年我国教育部发布《留学中国计划》以来，越来越多的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 ]。根据授课语言的种类，可将来华留学研究生分为汉语授课生和英语授课生两大类。其中就读汉语授课项目的留学生一部分本科阶段学习汉语专业，一部分学习非汉语专业。后者大多在我国经过1年左右的预科学习，通过HSK (汉语水平考试)四级以上水平考试后进入研究生阶段，开始专业学习。 学术语言是“阐述、说明、研究那种专业性、系统性的学术知识而运用的语言 [ 2 ] ”，是留学生专业学习的重要工具。学习好专业知识的前提是熟练运用本专业的学术语言，实现有效的口头与书面沟通与交流。通过HSK四级考试只要求考生掌握1200个“常用”词语，而非“专业”词汇。即便通过HSK五级的留学生，其汉语能力也没有达到能跟中国学生一起上课和攻读中文硕士研究生学位的需要。多年以前于富增曾提到过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通过了一年或两年的汉语培训，但学习专业时语言困难的现象 [ 3 ]。这种情况至今仍然普遍存在。不少留学研究生虽然通过了HSK四级甚至五级水平考试，但专业学习仍然面临很大挑战。留学生专业学习适应困难，学位论文平均质量低于国内学生几成共识。更为糟糕的是，不少留学生自己都觉得拿到的学位“注了水”，不满意我国留学生教育质量。 十九大召开期间，中国教育部长陈宝生在描绘心目中2049年的中国教育时，畅想中国将成为世界上人们最向往的留学目的国 [ 4 ]。就研究生教育层面而言，要成为世界各国学子向往的对象，我们必须从现在开始就充分关注留学生专业学习过程中的“获得感”，提高其学位的“含金量”，关注我国留学研究生教育的国际声望。学术语言是横亘在留学生专业学习体验中的第一道难关，必须给予其足够的重视。 本研究聚焦于考察来华就读中文授课硕士学位项目的留学生在专业学习过程中由学术语言准备不足和能力欠佳带来的难题，主要探讨以下两个方面的问题：1) 来华留学研究生在专业学习适应过程中是否感受到了学术语言问题带来的冲击？2) 学术语言问题如何作用于留学研究生的专业学习过程？在此基础上，反思我国留学研究生招生、培养和管理问题，思考如何使来华留学研究生突破学术语言困境，顺利走过专业学习旅程。
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user: 2. 研究方法和研究设计 本论文主要采取叙事探究的方法，选择若干留学研究生作为故事主角，力图从当事人的视角叙述他们的学习体验，理解他们作为外国留学生就读中文授课硕士学位项目的处境、情感、态度和行为，期望能够由此勾画出对中国高校和师生来说相对陌生、但对于留学研究生来说却无时不在的这道由学术语言与专业学习相互交织而形成的“难题”的轮廓，加深大家对于留学研究生专业学习状况的认知，进而采取积极行动，逐步化解这道“难题”。 1. 故事的主角 将汉语作为听课、交流、阅读和写作工具的来华留学研究生是本文的研究对象。为了便于描述其读研之前的学术语言准备情况和入学之后的专业学习环境、学习目标，这些研究对象应具备以下几个特征：1) 汉语非其母语；2) 非中国国籍且读研之前未曾在中国长期定居；3) 在中国大学就读于中文授课的硕士学位项目；4) 学习目的是拿到中国大学的学术硕士学位。 这些留学生的学术语言准备情况与其本科专业是否为汉语、是否上过学校开设的预科课程、是否曾经短期来华学习汉语及其HSK成绩有关，他们的专业基础则与其是否属于跨专业读研密切相关(如下表1所示)。这些因素的不同排列组合说明了留学生相互之间学术语言准备情况和专业基础的差异。 Table 1 Factors relevant to the academic language preparation and professional basis of international graduate students in Chin 本科专业 是否上过预科 读研前是否曾短期来华 学习汉语 HSK成绩 是否跨专业读研 汉语/非汉语 是/否 是/否 四级/五级或以上 是/否 表1. 来华留学生的学术语言准备和专业基础相关因素 依据上述要求，采取方便性抽样和滚雪球抽样的方法，在研究者本人所在大学选择了4位留学生进行访谈和观察。 结合读研前的学术语言准备和专业基础情况，对他们进行简单画像如下： 主角一(fgs1)：女，来自韩国。在本国拿到了汉语专业学士学位，且本科期间曾作为交换生来中国学习过一年汉语。由于非常喜欢中国文化，选择跨专业来中国攻读工商管理专业硕士学位。通过了HSK五级水平考试。 主角二(fgs2)：女，来自泰国。本科学习教育技术学专业，来中国攻读高等教育学专业的硕士学位。虽然是泰国华人后裔，但在家里并不说汉语。本科期间曾在中国学习过半年的汉语，读研之前又上了一年的预科，通过了HSK四级水平考试。 主角三(fgs3)：女，出生于蒙古，幼年随父母短居美国。本科就读蒙古某大学，学习英语专业，读研前曾在日本交流学习一年。跨专业来中国攻读高等教育学专业的硕士学位，读研之前就读大学预科学习一年，通过了HSK四级水平考试。 主角四(fgs4)：男，来自蒙古。本科学习地质学专业，来华攻读高等教育学专业的硕士学位。读研之前就读大学预科学习一年，通过了HSK四级水平考试。 其中fgs1和fgs2同住一个宿舍，fgs2、fgs3、fgs4就读同一个硕士学位项目。虽然这些因素加上他们四人就读专业都属于文科专业不利于研究作出更具概括性的结论，但便于研究者与他们之间通过密切互动实现更深入的相互交流与理解，并不违背叙事探究方法的研究规范。 (二) 收集、整理和分析资料的方法 本文主要通过访谈和参与式观察搜集资料，在整个研究过程中力图做到材料一收集上来就立刻进行整理和分析。通过对原始资料进行编码、分类、归档，提炼出一些重要的本土概念，通过对资料贴标签并加以概念化在这些资料之间建立联系(见表2)，由此形成论文的叙事和解释框架。 Table 2 Methods for data collection and analysis: an exampl 开放式登录 提炼本土概念 贴标签(定义现象) 概念化 gfs1： 专业里面有哪些专业词汇，不明白，也没有人教，直接就学习专业课啦，但是实际上我们一头雾水。(J1) 我印象比较深刻中国有“被”字句和“把”字句，简直都晕啦。(J2) 那时听课只能听懂30%，(J3) 对自己感到失望，绝望、迷茫。(J4) “听不懂” J1: 搞不懂专业词汇含义 J2: 句法复杂，内容理解困难 J3: 听不懂 J4: 对自己感到失望 1. 专业知识建构：J1、J2、J3 2. 情感与态度：J4 3. 专业学习行为：J5、J6 整个课堂可以说如同一个局外人一样，跟老师和同学的交流非常少。(J5) 当小组成员发散思维，各种奇思妙想，讨论得热火朝天时，不知道该说些什么，无法融入。(J6) “像一个孤岛” J5: 课堂沉默，无互动 J6: 无法融入讨论 表2. 资料整理和分析方法举例
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user: 4. 研究结论与反思 语言是专业知识的载体。在研究中我们发现，无论留学研究生原来的汉语程度如何，在最初接触汉语授课的专业课堂的时候，由学术语言带来的冲击几乎是一样的，在整个学习过程中也一直受到学术语言能力不足的困扰。这说明留学生攻读汉语授课的硕士学位需要一定的学术语言准备，通过HSK四级或五级考试不代表他们具备了学习专业所需的语言能力。 对于来中国读研的留学生来说，具备汉语专业的四年本科学习经历或者研究生阶段与本科阶段就读同一个专业，都有助于他们顺利融入新的专业学习生活，但总的说来，因为有一定的专业知识基础，本科和研究生阶段专业跨度不大的留学生专业学习适应情况好于跨专业读研的留学生，包括拿到了汉语学士学位的留学生。这说明跨专业读研的留学生学术语言障碍克服起来难度更大，也说明相对于学习语言来说，学习专业知识的难度更大。正因为如此，在进入研究生阶段之前就做好学术语言准备或者具备一定的专业知识储备就显得尤为重要。我们需要提高留学研究生入学要求，一方面提高对申请者的专业要求，如参考国内学生考试办法，对其进行专业笔试或面试，另一方面提高对他们的学术语言要求，使面向这类留学生的语言考试更加具有学术性，更能满足研究生阶段听说读写的各项能力要求。 研究表明，学术语言问题不仅影响着留学生的专业学习效率和专业知识体系建构，也影响着他们的学习心理、情感、态度和学习行为。他们常常陷入孤独自闭、沮丧失望的状态，有的甚至不得不通过“退学”摆脱学习困境。而现在大学的心理咨询服务并不能满足这类学生的需求，住宿管理上中外学生的隔离也在空间上加大了两者之间交流的难度，一些导师忙于科研疏于对留学生的关心和指导，课堂讲授多、互动少……，这些都不利于留学生克服学术语言障碍，尽快融入学习共同体之中。 此外，我们还发现，尽管留学生的汉语水平和本科与研究生阶段的专业跨度与其专业学习适应难度和快慢直接相关，但他们能否尽快克服语言障碍并取得良好的学习成效事实上更取决于他们自己作为学习主体的学习态度和行为模式，即他们以什么样的心态面对学术语言的冲击，以及能否采取积极行动克服学术语言障碍和专业学习中的种种困难。 应该说，在整个学习过程中，最初的一年总是问题最多的一年，之后留学生们会慢慢适应，最终绝大多数人都能顺利毕业。但我们不能因此就忽视留学研究生学术语言准备不足和能力欠缺导致的专业学习中出现的种种问题。这些问题的存在不排除有留学生个人因素，但也暴露出我国留学研究生招生、培养与管理环节中的很多不足，尤其是对由学术语言问题造成的留学生专业学习困境远不够重视。无论是从提高留学生的就读体验，还是从提高我国留学研究生教育的质量和国际学术声望来说，对于留学研究生面临的这一“难题”，我们都应该给以足够的重视，针对问题制定出相应的解决方案。 最后需要指明的是，虽然上述结论来自于有限的个案，但留学生学术语言能力欠缺导致专业学习适应困难、学习压力巨大、学习效率偏低等等现象并非个案，而是具有相当大的普遍性。大学需要做出相应的改变，以满足留学生的合理需求。 期待我国的留学研究生教育在反思中不断前行。
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user: 摘要 发电设备运行实践教学存在电厂系统实体难于分解、实体实验平台建设成本高、实验的安全性保障难等问题，虚拟仿真实践系统依托虚拟现实、多媒体等技术，构建1000 MW超超临界火电机组1:1全范围虚拟仿真实践教学平台，实现了火电机组漫游、超超临界机组仿真运行、典型故障处理等关键实践教学内容，对提升学生的实践能力具有重要的现实意义。
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user: 1. 引言 电力行业作为国计民生的支柱行业，急需大量的具有扎实基础理论知识并具有丰富实践能力的工程师，为提高学生的实践能力，实践教学的形式与质量是重中之重。发电设备运行以可靠性和安全性为核心要求，为保证电力站安全、高效、经济运行以及人员的安全，现场实践对于学生来说“只能看不能动”，这给实践教学都带来了很大的困难。随着计算机技术的发展，依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，利用虚拟仿真技术拓展实验教学内容的广度和深度，延伸实验教学的时间和空间，提升实验教学的质量和水平，解决电力行业现场教学难的问题，在培养优质电力行业工程技术人才中发挥重要作用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。相比传统实验教学，虚拟实验教学不受时间、地点限制，可随时随地进行虚拟实验学习、信息交流和经验分享，教学过程中学生可以根据自身情况安排实验进程，调整实验参数，验证理论知识。同时虚拟实验教学不存在物质消耗，也不会因为操作失误或其他不可预见性变化导致实验失败，造成经济损失，甚至发生安全事故 [ 4 ]。
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user: 2. 发电设备运行虚拟仿真教学的必要性 我国电力产业发展居世界领先水平，2019年全国发电装机容量201，066万千瓦，比上年末增长5.8%。其中，火电装机容量119，055万千瓦，并网风电装机容量21，005万千瓦，增长14.0%；并网太阳能发电装机容量20468万千瓦，增长17.4% [ 5 ]。数据显示火电装机容量占总发电装机容量的59.2%，仍然占据电力生产的主导地位，但风电、太阳能发电等增长迅速，清洁能源消纳比重逐步提升，形成多种发电形式相互支撑，发电侧、供电侧和用电侧相互交叉、高度融合的电力发展现状，这种现状对工程人员解决复杂工程问题的能力提出了更高要求，高等教育需要培养理论知识和实践能力相结合的复合型人才。 由于发电设备运行存在高温高压特性，实践教学存在复杂的电厂系统实体难于分解、实体实验平台建设成本高、实验的安全性保障难等问题，电力类高等院校难以建立全真实生产性“校中厂”实训基地，大部分大容量机组的火电厂目前只能参观实习，学生只能进行场外工作或现场观摩，与实践教学计划的要求差异较大，无法满足学生从事电厂运行等相关工作的工程实践要求 [ 6 ] [ 7 ]。发电设备运行虚拟仿真实践平台可以根据专业实践项目内容、形式和目的，进行专业理论学习的验证实验、结合现场教学的仿真实习、多课程知识综合运用的创新设计等实践教学内容，通过虚拟仿真实践教学，可以破解目前实践教学的瓶颈问题，通过虚拟建模设计，可以使学生认识不同类型发电设备及发电过程；通过发电机组的虚拟运行，可以使学生掌握与发电过程相关的专业理论课程教学中的原理及特性，如发电设备工作原理及运用特性、机组节能减排的理论基础及工艺措施；通过虚拟设备的操作和调试，可以使学生掌握与发电过程相关专业所需基本技能，如发电机组的集控运行、发电机组控制逻辑分析、设计及组态等；从而帮助学生了解发电行业运行规程和设计规范，培养学生的工程设计意识和创新能力。
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user: 3. 发电设备运行虚拟仿真实践教学平台的构建 上海电力大学发电设备运行虚拟仿真实践教学平台依托校园网信息化系统，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，使学生可在虚拟仿真环境中开展发电设备运行虚拟仿真实践教学。 3.1. 虚拟仿真实践教学平台构架 虚拟仿真实验教学平台系统整体上采用B/S结构，用户界面通过Web浏览器访问。系统的三大构成框架分别是：用户端、管理端和实验端。它们为用户提供统一实验操作界面，并对用户和实验信息进行统一教学管理。在这一设计前提的指引下，用户端负责实验场景的模拟和显现，服务器端负责用户信息管理和实验数据转发，实验端负责虚拟实验数据仿真和结果返回，实施过程如图1所示。 图1. 虚拟仿真教学实施过程 3.2. 虚拟仿真实践教学平台的主要功能 上海电力大学发电设备运行虚拟仿真实践教学平台实现对1000 MW超超临界火电机组1:1全范围仿真，模拟各系统及设备的运行和调节特性；真实反映故障的现象及处理过程的动态响应。利用该仿真系统可对学校学生、教师和发电厂在职人员进行机组的启停、正常运行和典型故障处理等全方位教学实践，使学生了解其运行特性，并可结合机组实际工况，分析运行方式，制定反事故措施。 3.3. 虚拟仿真实践教学的实施 发电设备运行实验的每个阶段物理现象复杂、知识点多，理论抽象晦涩，各种影响因素错综复杂。理论教学与实验教学对学生知识的获取、能力的培养与拓展起着重要的作用。将理论讲解与故障虚拟仿真模拟实验相结合，可以更好地理解发电设备运行的现象和过程，强化教学效果。课堂讲解发电设备运行的理论知识；在虚拟场景中进行火电机组漫游模拟，熟悉发电设备的布置、结构和组成；学生利用发电设备运行虛拟仿真软件进行设备仿真运行，并在实验过程中通过修改发电设备运行参数、设置控制系统的安全保护整定值、停机控制系统的控制逻辑和跳闸各类泵阀等关键设备的运行状态，硏究分析这些状态变化对设备运行的影响并获得影响规律。通过发电设备运行模拟实验可以让学生更形象深入地掌握发电设备运行的状态，更形象生动的体验发电设备故障分析的全过程，提出有效的防范与处置方案，深入理解事故预防和缓解措施，深入了解发电设备故障分析。
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user: 4. 虚拟仿真教学的实践 针对发电设备运行的教学内容，利用火力发电厂虛拟仿真软件进行火电机组的运行仿真，硏究分析不同工作状态变化对发电设备运行进程的影响，学生根据由浅入深的教学要求，可以逐步实现火电机组漫游、1000 MW超超临界机组仿真运行、典型故障处理等功能。 4.1. 火电机组漫游 采用仿真模拟典型的火电机组，通过仿真技术模拟典型工作任务。学生在三维虚拟场景中规划火电机组漫游路径(图2)，多维度、全流程、全范围虚拟火电机组生产流程的各个环节和主要生产设备，熟悉电厂设备的布置、结构和组成，了解电厂的主要热力系统与相关理论知识。使学生对1000 mw超超临界机组工艺原理、设备组成、结构功能、生产过程形成更深的理解。虚拟仿真漫游系统克服了由于电厂的安保限制以及设备保温材料、外围建筑的保护等因素而导致的学生对工厂设备外形、结构、组成部件难以有完整的认识的问题。 图2. 火电厂三维虚拟场景。(a) 电力企业全景漫游；(b) 火电机组内部漫游 4.2. 1000 MW超超临界机组仿真 1000 MW超超临界机组仿真系统数学模型涵盖能获得火力发电厂变化的锅炉模型、汽轮机模型以及热工控制系统模型，各热力系统的数学模型均严格遵守工质不同相域的能量、质量和动量守恒定律，能够如实反映工质的热力学特性，图3为仿真系统DCS控制界面。学生通过仿真系统可以实现机组各种运行工况的仿真(即全工况模型)，包括各种启停操作、正常运行和故障运行工况的仿真，通过仿真控制室监视设备(包括：仪表、指示灯、DCS操作员站和就地操作站等)观测到的运行人员的操作结果(正确操作或误操作)与实际机组相一致。同时，仿真系统完全复现实际机组的逻辑关系，包括控制逻辑、辅机顺控逻辑、各种联锁保护逻辑等。火力发电厂的控制系统的整定值由学生根据具体的对象具体设计，以体现不同控制系统、不同安全整定值对事故进程的影响。 图3. 仿真系统DCS控制界面 4.3. 典型故障仿真模拟 火电机组运行故障分析和处理是传统实践教学难以实现的一个教学环节，利用与实际机组控制面板相同的1:1全范围仿真平台，依据现场实际运行数据动态模拟故障现象，可以实操演练故障处理程序，并进行故障原因分析。如属于火力发电厂极限事故之一的过热器爆管故障，包括4个连续的阶段，将理论讲解与故障虚拟仿真模拟实验相结合，可以更好地理解过热器爆管故障的现象和过程。 故障仿真实施过程中，选取准备插入的故障，设定故障参数和插入时间，然后可以运行程序进行故障模拟。通过选取火力发电厂系统的功率、压力、流量和温度等主要参数，可以观察并记录上述主要参数的变化过程，了解故障的发展进程，判断故障发生的位置，并在虚拟仿真平台的DCS画面中采取一定的操作步骤，进行合理的处理，在三维虚拟现实画面中，找到故障发生的设备及其相关联的设备和系统，确认故障发生的位置(如图4)，提出合理的反故障措施。 通过火力发电厂过热器爆管故障分析模拟实验可以让学生更形象深入地掌握发电设备运行的状态，更生动地体验火力发电厂过热器爆管故障分析的全过程，提出有效的防范与处置方案，理解事故预防和缓解措施，了解锅炉故障分析。 4.4. 考核和评价体系 虚拟仿真教学的学习效果根据学生完成虚拟仿真项目后提交的模拟实验报告进行考核和评价。评价体系由学习状态、实验技能和实验报告三部分组成。在实验技能考核部分，以项目任务方式，设计每个故障实验的任务，详细列出每一阶段、每一步骤完成的各项任务；结合本科教学的需要，考查学生是否做到清晰描述系统工作原理、完整、准确记录实验数据、准确描述故障现象、合理分析事故过程等，全面考核学生将专业知识应用于工程实际的能力和面向生产一线的动手操作能力。 图4. 设备故障三维虚拟现实画面 4.5. 实施效果 虚拟仿真实践平台有效地解决了能源动力类专业学生去现场实习时，学生不能实际操作、不能在故障现场学习等现实问题。 1) 应用虚拟现实技术，融合火电厂大场景，实现火电机组的虚拟漫游，使学生生动形象地了解火电厂的生产现场、工艺流程，通过工业级仿真虚拟平台的实操演练和分析，提高学生将专业知识应用于工程实际的能力和面向生产一线的动手操作能力，培养与企业需求相一致的应用型专业人才。 2) 以职业岗位的知识结构和能力要求为核心，围绕真实的电厂工作过程选取典型的机组故障案例。采用模块化思想设计实验方案，利用三维虚拟现实平台，将知识点附加于三维模型之上，通过沉浸式教学，直观了解与故障相关的设备和系统在生产现场的布局和在电站生产中的作用，利用与实际机组控制面板相同的1:1全范围仿真平台，依据现场实际运行数据动态模拟故障现象，实操演练故障处理程序，进行故障原因分析。根据每个典型故障的实验内容设计具体的实验步骤。 3) 学生按阶段布置各项任务，通过仿真平台的分组演练和讨论、实验报告的数据记录整理与故障分析等不同环节的要求，由易到难、循序渐进地完成一系列任务，培养学生将理论知识应用于工程实际解决问题的能力。
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user: 5. 结语 虚拟仿真实验教学不仅节约了实验教学成本，更是对传统教学理念、教学模式、教学方法和手段的深刻变革。通过构建发电设备运行虚拟仿真实践教学平台，解决了学生现场实践“只能看不能动”的困难。1000 MW超超临界火电机组1:1全范围虚拟仿真实践教学平台多维度、全流程、全范围虚拟火电机组生产流程的各个环节和主要生产设备，提高了学生的实践能力、信息化应用能力、创新能力和综合素质，提高了应用型电力人才的培养成效。
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user: 摘要 本文旨在研发某种高效率、高输出功率的温差发电技术；并对该技术在热电设备应用中的多种工作条件下的功率进行了系统的研究。首先讨论对温差发电模块及系统进行了建模、设计和建造；其次汇报一种最先进的热电模块测量仪器的研究成果，该仪器可对关键热电特性参数进行现场实时测量。此外，对多种热电特性进行了原位实时表征，这些包括效率、电流电压(即I-V)曲线、功率电压(P-V)曲线、外力响应曲线以及功率与温度(P-T)响应曲线。经过深入研究并建造了大功率热能收集装置；对热电工程设备做出了重要的创新，并很好应用于尾气热能的废热收集利用的研发项目。最后，研究结果显示，三级联设备的仿真计算效率为19%以上，双级联的实验测试效率为10.6%以上。这些结果与现有技术相比，其输出功率和热电效率都得到了很大的提高。
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user: 1. 引言 由于人类频繁的工业生产活动造成温室气体排放和气候反常等问题，近年来国际上通过签订《巴黎协定》 [ 1 ] 来寻求合作，以期解决这些问题。截至2019年4月，已有197个国家签署了该协定，其中绝大多数国家倡导开发可再生能源，降低碳排放，从而保护环境。《巴黎协定》实现的一个关键标志是可再生能源生产和技术应用的大规模商业化，并减少传统化石燃料的碳排放 [ 2 ]。可再生能源技术可以解决能源需求不断增长的当务之急。随着可再生能源技术得发展，分布式发电是其中一个具有挑战性的前沿技术，众多科学家对发展分布式发电有着浓厚的兴趣 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。温差发电(TEPG)由于拥有清洁可再生，无噪声，发电简单成为科学家们研究的热门 [ 6 ] [ 7 ]。人们熟知的光伏发电技术是收集光子能量并将其转化为电能，而温差发电技术由于物理中的塞贝克效应(Seebeck Effect) [ 8 ] 可直接将热能转化为电能。 根据塞贝克效应 [ 8 ]，热电[TE]效应是通过将温差转换为电压来产生电能，反之亦然。决定热电效率的因素包括温差和热电优值ZT，其中ZT是热电材料特性的最重要参数之一，具有高ZT值的热电系统则具有更高的输出功率。另外，在一些特殊的航天应用中，热电材料具有重量轻、体积小、无噪音、可靠性好等重要性质。此时，这些性质比生产成本和工作效率更为重要。 温差发电是一个很有前景的技术，当材料的ZT值超过4时，温差发电比传统的发电机或光伏电池更有优势。根据文献 [ 9 ]，ZT值的提高将促进许多技术应用，温差发电技术就是其中之一。当ZT = 4时，与太阳能薄膜发电相比，热电发电效率更高，可达30%。 热电模块由大量热电材料集成。热电材料通常由半导体制成，半导体能将热能直接转化为电能。每对热电偶每度温差可产生几百微伏的电压。所以，当环境存在温差时，热电设备会产生电压，外接负载即可产生电流。刘大为等 [ 10 ] 通过将大量的热电模块串并联产生输出功率为1 kW的热电设备。热电能量转换是一个非常有趣的领域，已经吸引了大量关于各种热能转换为电能等课题的研究 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。
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user: 2. 热电模块原理说明 现如今，温差发电技术还未广泛应用与实际生活，主要是因为热电转换效率不高，而影响热电材料效率最重要的一个因素是热电优值ZT值。对于单一的热电材料，其与热电转换有关的性能可以用材料的热电优值ZT来描述，如下式所示： Z T = s 2 T / ρ k (1) 式中：ZT是材料的热电优值，s是塞贝克系数，T是绝对温度， ρ 是电阻率，k是导热系数。 热电模块一般使用N型和P型半导体等不同类型热电材料组成热电偶，一对热电偶具有组合的ZT值。其综合热电优值Z NP T描述如下： Z T = ( s P − s N ) 2 T / [ ρ N k N − ρ P k P ] 2 (2) 式中： 和 S N 分别为P型和N型的塞贝克系数。 ρ P 和 ρ N 分别是P型和N型的电阻率。 k P 和 k N 分别为P型和N型的导热系数。T是绝对温度。 输出电压ΔV随温差ΔT的增加而增加，并基本呈线性变化。对于N型和P型材料的组合，ΔV的关系式如下所示： Δ V = S N P ∗ Δ T (3) 常数S NP 称为热电偶对的塞贝克系数，它等于S P − S N ，此常数与热电材料属性有关 [ 6 ] [ 7 ]。 根据公式(4a)和(4b)可知，热电效率η与ZT值有关。其转换效率η是输出功率P与系统的热输入Q h 之比。 η = P / Q h (4a) η = T h − T c T m ∗ [ ( 1 + Z T m ) 1 2 − 1 ( 1 + Z T m ) 1 2 + ( T c T h ) ] (4b) 式中：T h 、T c 、T m 分别为热电模块热侧温度、冷侧温度和冷热侧平均温度。ZT m 是它在平均温度下的热电优值。 由上述可见，提高ZT值是提高热电转换效率的关键因素，而ZT值受塞贝克系数(S)、导热系数和电阻率 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 等参数的影响。温差发电技术要在大规模发电领域取得商业上的成功，一个重要的因素是效率需达到一定的级别，例如， Z T ≥ 2.0 ，η可达到20%。热电模块商业化后，其应用意义重大，包括应用于分布式发电、为电子设备提供电能，以及对可能被浪费的热能进行回收利用。为了使热电模块应用于商业化具有可行性，作者为提高其效率，从而获得较大的输出功率，进行了很多研究 [ 10 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 20 ]。
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user: 3. 试验 3.1. 试验原理 图1简要地展示典型的温差发电原理及装置。典型的热电偶由两种不同的半导体材料组成。当热电材料两侧存在温差ΔT，如图1(a)所示，温差可使热电材料电荷迁移并产生电动势。 典型的热电模块(TEM)通常是用大量热电偶组成，如图1(b)所示。此外，图1(c)为温差发电模型示意图。在液化天然气(LNG)加热下，ΔT达到200℃以上时，总输出功率可达百瓦级。 图1. 温差发电设备的工作原理图：(a) PN型热电部件示意图；(b) 热电部件集成的热电模块示意图；(c) 输出功率可达100 W以上的温差发电实物图 温差发电系统可根据实际应用设计成多种多样。在设计温差发电系统时，研究人员应谨慎选择热管理方法，以防热电模块过热损坏。同时热电材料需形成冷却表面和加热表面之间的导热，从而促使载流子迁移，产生电动势。加热热源包括红外热源、液化天然气和炊事用火、加热器、太阳热能、地热能等。上面的选择为各种温差发电模型奠定了应用基础。 3.2. 热电模块原位测试仪 热电模块热电转换效率测试设备是测量热电模块特性的重要装置。金安君等发明了测量精度极高的单热电模块的热电特性测试仪器 [ 17 ] [ 21 ]，具体说明如下。热电模块原位测试仪(ICSTEM)的结构如图2所示。该仪器可以测量以下变量：在发电状态下，热电模块冷端的输出功率P、电流I、电压V、内阻R和热流Q C 。因此，研究人员得到了以下结果：1) 热电模块热电效率；2) I-V曲线；3) P-V曲线；4) 力响应因子。 图2. 原位热电测试仪器(ICSTEM)的结构图 热电模块的效率定义为输出功率与设备热侧输入热量的比值。该仪器通过机械结构设计基本上可以确保沿着垂直于模块的z轴方向引导热流。外力由扭矩扳手通过螺栓设定。弹簧和固定螺钉都可以在z方向上分离，以保证热板和冷板之间的精准平行度(误差不超过5微米)。每块板的面积为16 cm × 16 cm。通过冷却剂工质(水或液氮)控制，冷板温度设置在−80℃~25℃，而热侧温度通过加热装置可达到450℃以上。该台设备具有宽泛的温差测量范围。 综上所述，ICSTEM仪器经过精确设计制造，使热量沿z轴 [ 22 ] 流动，热电转换效率可以实时方便地现场测量。理论上，冷却能力Q C 计算方法如下： Q c = S P N I T c − 1 2 I 2 R − k ( T h − T c ) (5) 式中：S PN 是热电模块塞贝克系数，T h 是其热边的温度，T c 是冷边的温度，I是电流，R是电阻，k是热阻。由公式(5)可知当热电模块在冷侧和热侧温度相同时，可达到最大冷却能力。 ICSTEM具有很好的热管理系统。热电模块应平放，并与冷板附近热流传感器的两个边缘相对平行。隔热层是由金属薄层和玻璃纤维片的复合材料制成的多层交替隔热结构。它的多层交替的隔热效果比空气要好，隔热热导率小于0.01 W/M∙K。保温层从12层到20层不等，工作性能比石棉材料好很多，原因如下。一方面，金属箔具有很高的红外反射能力，根据计算，多层膜可以将红外辐射热泄漏的影响降低到可以忽略的程度。另一方面，纤维玻璃导热系数较低，中间有一定的空气，可以显著降低热量泄漏的影响。此时，由z方向热损失引起的误差估计在1%以下。 3.3. 余热回收温差发电系统设计 宁波大学及华能清洁能源研究院温差发电课题组进行了余热回收温差发电的设计、设备开发和测试。采用计算机有限元分析仿真算法及辅助设计出温差发电设备，其方法如图3所示。首先，设计了车辆的排气和冷却系统 [ 23 ]，以建立温差发电的边界条件。其次，利用传热模型和有限元分析，在Solidworks®模型中建立了 [ 24 ] 仿真算法，以实现系统优化。通过优化参数，研究人员利用商业热电模块构建了温差发电系统，并输出直流电流。该温差发电设备最初是在实验室使用柴油发电机产生的废气热流源进行测试，成功提供了能满足要求的电压和输出功率。温差发电设备先后安装在一辆小型皮卡载货汽车 [ 23 ] 上，应用于1000公里以上的道路运行测试。 图3. 高功率温差发电系统设计、开发和测试流程图 基于上述方法，研究人员设计并构建了汽车尾气温差发电设备(ATEH)的应用模型。汽车尾气温差发电设备采用“3 + 2”夹层结构，3个冷却水箱夹着2层烟气管道。图4(a)展示了一个集成单元的结构示意图。热电模块夹在冷却水箱和烟气管道中间，每层包含几十个热电模块，参照图4(b)，热电模块放置在3 × 9宫格中，即27个格子，每格布置一个模块。每个级联上都有指定的电路连接法，以满足所需的输出规格。如图4(c)所示，热量从左侧流入，冷却水箱位于其顶部、中间和底部的夹层。热量从左侧入口流入汽车尾气温差发电设备，从右侧流出。 图4. 汽车尾气温差发电设备图。(a) 双级联夹层结构图；(b) 单层热电模块排列图；(c) 热能收集模块图
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user: 5. 总结 研究团队基于现有的材料而设计的装置，在实验室中研制出就双级联装置而取得10%以上的热电效率；就三级联装置的建模，效率达19%。本文中调研了多种温差发电仪器或装置的设计和模型；应用实验及仿真计算的方法，创新设计了高功率输出的热电系统；研发获得了1 kW以上的输出功率。他们在实验室里成功搭建先进的原位测试仪器，系统地研究热电响应的转换效率、I-V曲线、P-V曲线、及输出功率与外力的响应曲线。研究者还提出了一整套热电装置的设计及架构特性。最后，他们的研究方法可成功地获得高效率、提升热电装置的输出功率。
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user: 摘要 基于新工科理念，结合水利工程行业发展趋势和需求，从培养目标及培养方向、课程体系、教学与考核方法改革、专业实训与创新训练、教师队伍建设、教学平台建设、校企联合培养平台建设等多个方面开展了人才培养体系的改革与实践，构建了一套基于新工科、以行业发展和需求为导向的水利工程复合型人才培养体系。改革实践结果表明，在新的人才培养体系下，学生的专业知识结构得到优化，创新能力得到提高，综合素质和能力得到锻炼，对工作的适应能力大幅增强，人才培养质量得到显著提升。
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user: 1. 引言 在2018年全国教育大会上，习近平总书记指出“高校要提升教育服务经济社会发展能力，调整优化高校区域布局、学科结构、专业设置，建立健全学科专业动态调整机制，推进产学研协同创新，积极投身实施创新驱动发展战略，坚持以教学为中心，突出创新意识和实践能力，着重培养创新型、复合型、应用型高素质人才” [ 1 ]。教育部部长陈宝生在2018年新时代全国高等学校本科教育工作会议上提出“高校要紧跟时代发展，服务地方需求，及时调整专业人才培养方案，构建综合性、问题导向的新型课程群体系，将学科研究新进展、实践发展新经验、社会需求新变化及时纳入，要改革传统的教与学形态，广泛开展新型教学模式” [ 2 ]。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展，教育部自2017年提出并大力推进了高校人才培养的“新工科”建设 [ 3 ]。 对于水利工程行业来说，随着近几十年的快速发展，传统上以电力开发为主的水电工程建设近年来有所放缓，前期已经得到快速发展的高坝大库大型水电站的建设已经进入“后坝工”时代。而另一方面，我国水资源时空分布不均引发的缺水干旱、洪涝灾害以及日趋严重的水环境污染、水生态问题受到越来越多的重视，在农田节水灌溉、水环境保护与水生态修复、污水处理、城市供水排水与防洪除涝、河道治理等新兴水利工程领域的建设逐年增加，并成为水利行业的业主、勘察设计与建设施工单位的最重要的转型升级方向。我国水资源时空分布不均，新兴水利工程建设方兴未艾，急需大量本学科专业高层次复合型人才。然而，目前本学科培养体系对于上述新兴水利领域的涉足不够深入，在培养目标及培养方向方面不能完全符合行业需求 [ 4 ]，在课程体系设置方面虽然在某些领域开设了部分选修课程，但教研强度和深度不足，与行业发展和需求间存在一定的鸿沟，专业实训与创新训练等方面与工程实际贴合不够紧密甚至存在脱钩 [ 5 ]。 另外，水利工程专业是综合性、实践性极强的工科专业，在人才培养过程中必须注重学生专业素质和综合能力的培养。因此，专业课程的教学要重视工程理念和设计建造方法的理解，需要结合大量工程实例，并融入行业前沿技术、软件工具的应用。在课程考核方面，传统的教考模式并不能完全满足人才培养的要求，“教”的过程多为传统的知识点灌输，实际工程案例少，前沿理念技术工具少，脱离工程实际；“学”的方面为被动式学习，主动参与少、自主思考和动手实践少；“考”的方面存在“重知识，轻能力；重记忆，轻应用；重结果，轻过程”的弊端，多样化、过程化考核少。由此，造成目前的教学模式难以培养出具有较强解决实际问题能力和实践创新能力、较高综合素质的复合型人才。 上述诸多方面的问题使得目前的培养体系与行业发展新趋势以及对专业人才的新需求之间的矛盾问题日益凸出，亟待改革创新，如此才能全面提高教学质量和人才培养水平，为本学科培养出适应行业发展新趋势和新需求、专业基础扎实、具有较强实践和创新能力的复合型人才。 近年来，昆明理工大学水利工程专业在对行业发展新趋势、新需求进行详尽调研的基础上，深入贯彻全国教育大会和新时代全国高等学校本科教学工作会议的精神和要求 [ 6 ] [ 7 ]，以新工科建设理念为框架，在总结和吸收国内外高等教育教学的先进理念及经验的基础上，开展了人才培养体系的改革与实践，构建了一套基于新工科、以行业发展和需求为导向的水利工程复合型人才培养体系，并取得了显著实效。改革的主要内容涉及人才培养体系的多个方面，主要包括培养目标及培养方向改革、课程体系改革、教学与考核方法改革、专业实训与创新训练、教师队伍与教学团队建设、教学软硬件平台建设、校企联合培养平台建设等。限于篇幅，本文对以下几项重点内容进行介绍。
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user: 2. 培养体系改革 2.1. 培养目标与培养方向改革 结合行业发展新趋势和新需求，对培养目标进行革新，在提高学生专业知识水平的基础上，重点加强学生实践和创新能力的锻炼，提高所培养人才的综合素质和综合能力。对于培养方向，摒弃已过时、落后、不符合新的行业形势和发展趋势的培养方向，向新兴水利工程方向转型，重点结合前景广阔的行业，拟定不同的培养方向和培养体系。 根据学生就业类别的差异化需求，拟定了政府和业主部门、勘察设计企业、施工建造企业和运行管理单位4个培养体系，提出学生毕业的基本要求及专业知识结构、综合能力等方面的差异化要求，并在专业课程学习上体现差异，一方面重视学科基础课程如基础性力学、建筑材料、行业概论、前沿技术等方面的广泛学习，另一方面有针对性地对相关课程进行增强、增厚，保证本学科具有“专业基础宽、定向技能深”的“十”字型人才培养特色，可满足水利工程大行业基础需求，也可更好地适应不同行业类别的差异化需求。 2.2. 课程体系改革 根据新的培养目标和培养方向，对课程体系进行改革，修改培养方案及课程教学大纲，去除部分落伍、不符合行业发展趋势的课程，弱化部分课程中的某些章节，开展与行业新方向、新理念、新技术、新工具相关的新课程。例如，因巨型、大型水电工程的逐渐减少，在《水工建筑物》、《水电站》、《水利工程施工》等核心课程中减少对300 m级高坝、超大型电站厂房和地下结构、大型导流工程等方面的介绍，增加对农田灌溉、渠道建筑物、水环境治理与保护、智慧水利等相关建筑物的设计施工技术的讲解。结合工程实际中的前沿技术，新开设了《水利工程BIM技术与应用》、《水工行业软件应用》、《工程案例分析》、《城市水务》等课程，提高学生对本学科前沿技术领域的认识。 根据学生的就业方向需求、自身兴趣，对系列课程进行模块化集成，制定了适应不同就业方向的“定向课程群”，通过定向课程学习，满足不同用人单位对专业知识结构、综合能力等方面的定向需求。例如，对施工单位有就业需求的学生，可选择水利工程施工、工程爆破、施工管理、施工组织设计等课程群，而对运行管理单位有兴趣的学生，可选择水利工程运行管理、工程安全监测与健康诊断等课程群。 2.3. 教学及考核方法改革 打破传统的“老师讲、学生听”的“填鸭式”教学模式以及“期末一考定论”考核方式，采用“线下 + 线上”的双重教学模式，充分利用智慧教学云平台、“雨课堂”、在线MOOC建设等新型技术手段，开展多样化的教学探索，采用线上小测验、线上交流讨论等方式进行辅助教学，加强学生的提前预习、课堂参与、课后复习，促进学生主动思考，提高对相关问题的理解和认识。并根据课程特点，选用多样化的教学环节开展授课，例如复习问答题上台演讲、前沿问题分组讨论与答辩、工程视频及动画演示、实际工程设计蓝图学习、失事工程原因探讨总结、模型制作与展示点评等，充分调动学生的主观能动性，使学生学习由被动接受变为主动参与，激发其学习兴趣和参与热情，有效提高学生学习效果，增强其专业素质和综合能力。 课程考核方面，改变传统的“期末一考定论”的闭卷考试方式，构建了以能力测评为核心、以过程考核为重点的开放式、多元化的考试新体系，注重对学生学习能力、对知识的理解程度、动手操作、实践和应用能力、口头表达及沟通交流能力等综合素质的考查。例如，对于《水工建筑物》核心专业课，在考核方面，除日常考勤、作业和期末考试外，还采用小测验、章节前沿问题分组讨论、实物模型制作与答辩、项目组工程设计等多种方式进行综合考核，各个环节在最终考核成绩(100分)中所占分值分别为：考勤和作业10分，小测验30分(10分 × 3次)，分组讨论10分，实物模型制作10分，工程设计10分，期末考试30分。 2.4. 专业实训及创新训练改革 采用课外工程调研、工程项目实景训练、实体模型制作、企业工程师授课、勘察设计单位或施工现场实训等手段，进行多元化专业实训，提高学生实践能力，缩短学生与实际工程的距离，提供充分展现能力和发挥创造性的空间。例如，在课程设计过程中，对学生进行随机分组，参考水利水电工程设计和施工单位的生产组织模式，在组内聘任项目经理、项目设计总工程师及副总工程师等职务，由组内项目经理和总工牵头组织协调及分配任务，并由组员共同完成设计项目，期间任课教师给与相应指导。通过这种设计院模式的工程设计考核训练，进一步拉近学生与实际工程的距离，提高学生对实际工程及日后工作岗位和职责的认识和理解程度，激发学习兴趣，提高主动参与和实践的热情。 在课外，注重加强学生创新意识和创新能力的培养，开展多样化的个人或团队创新项目训练及竞赛活动如创新创业训练、水利创新大赛、节能减排大赛等，提高学生的分析和解决问题的能力、创新能力以及组织协调能力、表达能力等，促进学生专业素养和综合能力的提升。 2.5. 其他 教师队伍与教学团队建设方面，充分发挥在职教师的主观能动性，了解行业新动向，把握行业发展脉搏，更新观念，不断深入学习行业新兴知识与技术，提高自身教学水平。根据侧重点不同，在现有教学团队的基础上，组建对应于不同行业类别和培养体系的教学团队群，进行“定向课程群”教学及实践指导，在注重学生专业知识面宽广的基础上，进一步加深学生的差异化专业技能训练。同时，教师在把握行业发展方向、深入理解行业发展中存在的关键技术问题的基础上，开展前沿性的学术问题研究，取得科研突破，为教研体系的完善和发展提供支撑。 教学软硬件平台建设方面，紧密跟踪学科发展前沿，结合本学科人才培养的需要，对已有实验设备、工具软件进行更新升级，购置新型、先进的专业实验设备和专业软件，并开展相应课程如《水工行业软件应用》、《水利工程BIM技术与应用》，建立可满足人才培养要求和专业素质训练的软硬件教学平台。 在校企联合“协同育人”培养平台建设方面，充分利用企业资源和技术力量，寻求企业支持，开展广泛的交流合作，建立“协同育人”的联合培养平台，并进行人才联合培养的全过程质量控制。邀请行业内具有较强技术实力的企业的资深工程师到校开展技术讲座，对行业新兴业务和发展方向进行新理念和新技术的交流，并派遣本学科学生到企业内部进行实际工程训练。
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user: 3. 改革实效简介 本学科经过近年来的培养体系改革与实践，在人才培养质量方面有了明显提高，取得的显著实效主要表现为如下几个方面： 1) 学生的专业知识结构得到优化。根据对每届应届毕业生问卷调查和座谈会、往届毕业生网上问卷调查等形式的调研分析结果表明，近3年来，毕业生对于在校期间所学专业知识的满意度逐年提升，特别是在结合工程实际、了解行业发展前沿、学习行业新软件等方面的满意度达到90%以上。学生普遍认为得到的“厚基础、宽口径、重实践、综合型”的专业教育为毕业后从事水利工程专业工作打下了坚实的基础，同时对于从事新兴水利甚至土木、交通、港口等行业工作充满信心。 2) 学生的创新能力得到提高。近3年，本学科学生申报及获批省部级以上创新训练项目数量级质量比以往大幅提高，在全国大学生水利创新设计大赛、结构设计大赛、互联网+等创新项目和大赛中斩获重要奖项。学生在申报专利、发表论文等方面也有大幅提升。这些成果均表明学生的创新思维被激发，创新应用能力得到了强化提升。 3) 学生的综合素质和能力得到锻炼，对工作的适应能力大幅增强。针对毕业生用人单位开展了调查问卷和走访调研，以了解和掌握用人单位对毕业生的评价，听取用人单位对学科发展的意见和建议。根据反馈情况，用人单位普遍认为本学科毕业生总体素质较高，综合能力强，能够快速适应工作岗位，多数毕业生在工作3~5年后即可起到骨干作用，得到用人单位的好评。
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user: 4. 结语 基于新工科理念，结合行业发展趋势和需求，开展了水利工程专业人才培养体系的改革与实践，对培养目标和培养方向进行革新并据此重建课程体系，根据行业不同就业类别的差异化需求，提出了适应不同就业方向的定向课程群，并对多元化的教学考核方式、专业实训和创新训练、校企合作等课题进行了改革探索，构建了一套基于新工科、以行业发展和需求为导向的水利工程复合型人才培养体系。实践结果表明，在新的人才培养体系下，学生的专业知识结构得到优化，创新能力得到提高，综合素质和能力得到锻炼，对工作的适应能力大幅增强，人才培养质量得到显著提升。
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user: 摘要 大学生活中的项目参与行为是大学生丰富自己、提高自身综合素质、获得全面发展的重要途经与方式。当今的信息时代也要求着大学生们拥有更高的综合素质，更全面的发展。然而，有众多的因素在大学生项目参与过程中影响着其能力的提升。因此，如何有效地在参与中提高综合素质，促进自己全面发展，已然成为了大学生们所关注的问题。基于此，本文旨在通过研究大学生项目参与时影响其综合素质提升的因素，在此基础上提出相应的建议，为大学生高效提升综合素质，促进全面发展提供切实可行的帮助。
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user: 1. 研究背景 现代社会进入到信息网络时代，这既是机遇也是挑战。在可以充分利用现代信息网络技术来培养大学生的同时，也要求大学生拥有更高的素养与综合素质，更全面的发展来适应现代社会。大学生作为国家未来生产力的主力军，肩负着历史重任，更应全面发展。当下各高校各类活动竞相开展，大学生可通过参与各类活动来提高自身素质，促进自己全面发展。 大学生项目参与行为是指大学生参与在校内或校外开展的社团协会类、竞赛类、志愿类、科研类等活动的行为。马艳艳(2019)认为影响大学生参与创新实践项目意愿的因素有：① 年级与专业等学生基本特征，② 学生学业成绩与学业负担，③ 学生对创新实践的兴趣程度和政策的认知，④ 学生参加科研项目的经历 [ 1 ]。郭卉等(2015)认为参与过科研活动的大学生会有以下收获：① 包括沟通能力、团队领导合作能力等在内的7种特定技能的提升，② 对研究生教育或职业道路有了选择和准备，③ 深化了对专业知识的理解和运用，④ 在自信心与成就感的心理方面和专业伙伴的社会性方面也有所收获，⑤ 对科研工作所需品质与态度有了体会与认识 [ 2 ]。田丽慧等(2019)认为提高大学生参与研创类项目积极性的措施有：① 国家层面下达更清晰明确的文件，② 高校设立专门的学生科研部门，安排专门老师指导，落实科研项目，③ 高校聘请成功创业人士、邀请优秀校友帮助大学生，使研创项目与社会接轨，④ 高校多开展线下合作项目，培养大学生交流与协作能力 [ 3 ]。魏淑东、陈卉(2016)认为激发大学生参与创新项目积极性的措施有：① 明确创新项目对学生与高校的重要意义，② 重视创新实施条件和创新文化氛围的建设，并设立相应的激励机制，③ 重视创新项目计划实施和管理 [ 4 ]。 纵观国内文献的研究大多在某一类具体的项目类型基础上所进行，其方向主要为项目参与意愿与积极性的研究，项目参与获得研究，以及提升大学生参与积极性和改善环境的措施与建议的研究。本文从提高大学生综合素质提高的影响因素方面进行研究，了解具体哪些因素在项目参与过程中对提高大学生综合素质有重要影响，以期持续性促进大学生全面发展。