DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 开设“三创”课程体系的必要性 3.1. 智能时代，对人才的培养提出全新的要求，尤其需要培养创新型人才 随着社会经济快速发展，互联网、大数据挖掘处理、云计算等技术不断发展，社会亟需“思想型”、“创新型”人才，同时时代发展的足迹对当前教育与人才培养的模式带来更大的挑战、提出更高的要求 [ 3 ]。对于独立学院而言，人才的培养则更务实。单一学科、批量生产的工业化教学和管理模式与智能时代人才培养模式的匹配度将逐步降低，更需要培养有一定创新思维的创新型人才。面对地方产业转型升级和产教融合，离不开的是创新型人才，独立学院培养的创新型人才则是有效的补充。学生创新能力培养应融合于专业能力培养，在传授专业知识的过程中“润物细无声”式融入创新思维方式，引导学生对专业问题进行创新性思考。在教学过程中，将三创课程体系引入，满足社会紧缺性人才的培养的同时，提高学生的创新能力。 3.2. 构建创新型应用性人才培养体系的是可持续发展的源动力 2014年，国务院常务委员会上提出：“打通从中职、专科、本科到研究生的上升通道，引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型”，独立学院需抓住机遇、找准定位，探索出新的办学模式，在转型发展的道路上稳步向前。独立学院的人才培养须以地方经济建设为导向，顺应地方经济发展的需要，通过转型，培养出不同于“研究型”和“综合型”大学而是真正能在生产、管理、服务一线站稳脚跟的创新型应用性人才 [ 4 ]。同时面对市场，加强校内和校外的实习实训基地建设，通过“三创”课程体系，培养学生的实际操作能力，构建创新型应用性人才培养体系，只有培养出符合地方经济发展需求的创新型应用性人才，才能使得独立学院人才培养落地生根。充分集中社会、政府和企业资源，为专业建设服务，是独立学院向应用型大学转型强有力的保证，也是独立学院进一步转设发展后可持续发展的源动力。 3.3. 人的全面发展可持续发展实际需要 坚持以人为本的发展，就是要以实现人的全面发展为目标，整个社会的全面发展离不开的是人，是创新型应用性人才。与此同时，高校创新创业教育日益凸出成为国家创新驱动发展战略的重要组成部分。 传统的教育理论中对于知识点的传授缺乏实际操作和创新，同时对于创新教育的投入也会捉襟见肘。高校作为人才培养的主阵地，创新型应用性人才的培养第一课堂的呈现尤为重要。构建独立学院创新型应用性人才可持续发展的培养和支持体系是实现独立学院转型和发展，满足社会和企业转型的必然要求。社会发展需要大量的高素质劳动者、专门人才和创新人才，这些创新型应用性人才的培养离不开的是将书本知识与社会实践相结合，而社会实践，恰恰来自于通过三创课程体系对日常教学的有效补充。
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user: 4. 三创课程体系构建的思路——以苏州大学文正学院为例 4.1. 学院初具“三创”教育发展条件，建立三创学院 教育是教化培育，核心在于人，教师队伍建设是高等教育乃至“三创”的着力点。学院“三创”教育理念“从0到1”，“三创”教育引入至“三创学院”成立历时5年，发展时间轴详细见表1。整体而言，目前学院师资队伍的建设已经呈现出一定的规模和成效，同时仍在持续推进建设并逐步壮大，一定程度上反映学院“三创”教育开展的至关要素已经具备并逐步完善。 Table 1 The development history of the three innovation education of Wenzheng College of Soochow Universit 时间轴 “三创”教育发展历程 2015年 学院领导访问台湾友好学校后提出将“三创”教育作为我院人才培养的又一发展特色 2016年 选派学生赴台湾远东科技大学参加“三创”培训 2017年 以“三创”中心为依托，竞赛为抓手开展工作 2018年 组织院级讨论会，确立“三创”教育发展理念并形成工作实施意见，学院成立“三创”工作领导小组 2019年 成立三创学院，开展工作推进沙龙，组织对外交流学习 ~至今 “三创”教育可持续发展 …… …… 表1. 苏州大学文正学院三创教育发展历程 4.2. 逐步构建“三创”教育课程体系，改善人才培养方式 学院着力于优化学院办学资源，推进第一、二课堂的深度融合。探索以职业生涯规划为主线的三创教育，贯彻创意创新创业理念，构建应用型本科人才培养模式。把三创意识培养、能力提升和创业精神培育作为学院推进创新创业工作和人才培养改革的出发点和落脚点。学院“三创”课程体系的构建以第一课堂专业课程为基石，以现有Moocs和现有创业课程为抓手，逐步增设“三创”教育公选课程，建设并逐步开设与专业相关的“三创”教育课程，构建“三创”教育特色课程体系。 目前学院联合苏州市人社局创业指导中心开设《SYB创办你的企业》，选聘校内优秀青年师资担任《创业慕课》教师。同时自2018年9月起，学院与大型学分课程运营服务平台智慧树、超星等平台合作，线上开设10门三创课程，线下开设6门课程，具体如下表2所示： Table 2 The “Three Creation” courses of Wenzheng College of Soochow University (2020-2 semester 线上课程 创新工程实践 创新设计前沿 思辨与创新 创践——大学生创新创业实务 互联网与营销创新 商业计划书制作与演示 创新创业大赛赛前特训 大学生创业基础(SC) 创新、发明与专利实务 创业管理——易学实用的创业真知(SC) 线下特色课程 SYB 创业实战与案例分析 互联网双创从零开始 用户体验与创新思维 创新创业的理论与实践 创业模拟实训 公选课 大一、大二、大三 三年级及以上 大二及以上 大一、大二、大三 大三及以上 表2. 苏州大学文正学院“三创”课程开设情况(2020-2学期) “三创”课程建设与专业建设融合发展不是一蹴而就的，这必将是一个长期探索并与社会发展实际相结合的过程。目前学院以三创学院为平台，第一课堂为基座，开设公选课程、与相关政府机构合作，开设创业类课程，始终培养大学生创新创意创业意识为目的，营造学院的“三创”氛围。
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user: 5. “三创”课程与专业课程融合的构建路径 5.1. 三创课程意识化 根据学院办学特点，结合学院人才培养目标和创意创新创业教育的重点和特点，及以地方经济建设为导向，顺应地方经济发展的需要，通过转型培养出不同于“研究型”和“综合型”大学而是真正能在生产、管理、服务一线站稳脚跟的创新型应用性人才，以职业生涯规划为主线，通过理论学习和社会实验，逐步探索“三创”课程体系。通过逐步完善三创课程体系建设，促进学生通识教育与专业教育有效融合，结合创意创新创业教育发展规划，深入推进高校教育教学改革，与地方企业联合开展教学，从而实现教学主体多元化、教学方式多样化。在社会外部助力和内部驱力共同推动下，促进产教深度融合，促使独立学院及时掌握社会对人才的新需求和未来发展的新标准，适时调整人才培养模式，提高人才培养质量 [ 5 ]。 5.2. 三创课程竞赛化 通过积极组织开展科研活动和科技竞赛，引导学生从专业视角出发，运用科学理论、经验知识和专业技能发挥想象力与创造力，激发学生的科研热情，培养学生的创造性思维。依据本专业必修课程开设计划以及人才培养方案，在专业课程与“三创”课程融合的过程中，依据每学年特定时期既定的相关专业竞赛，有针对性地开设与竞赛相匹配的“三创课程”，即依据系列竞赛进行前期、中期乃至后期的引导、拓展，一方面可以拓展专业知识深度，另一方面有助于学生更好地理解竞赛内涵及价值，提高人才培养的质量。 5.3. 三创课程项目化 设立专门的三创教育基金，建立融资和三创投资体系，并科学应用于三创相关课程开发、竞赛项目资助、师生奖励。对于学生，引入学分制。对参与三创课程体系的优秀学生可以得到加学分等奖励，对于指导的教师也可以得到物质上的奖励，一定程度上激发学生的参与热情和教师的指导热情，并在这个过程中形成良性的竞争机制。为了使教师的指导效果得到发挥，亦可针对教师群体制定三创课程的考核制度，引导教师从不同的角度对学生进行指导，帮助教师对自身的时间进行合理规划。对于教师在三创课程当中的指导效果，学校还可以将其作为教学成果奖励、职称评定的重要依据。
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user: 6. 总结 智能化创新化社会发展下，独立学院的成功转型离不开对创新型应用性人才的培养。“三创”课程体系如何更好地将专业课程与“三创”课程进行细致融合，扎实稳步推进需进一步探讨和实践。据可查资料显示，独立学院“双创”“三创”教育各有不同，整体而言依然面临培养体系不完善，资源匮乏和学生参与积极性不高等诸多问题。针对这些突出的问题，依据学院人才培养模式、社会环境等变化，切实地解决并逐步完善相关问题，以期逐步形成人才培养特色，提高人才培养质量，为地区经济成功转型为建设创新型国家提高强有力的人才保障。
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user: 摘要 《原子物理学》课程是基于实验的学科，运用Matlab对相关实验进行数值模拟仿真，展示实验现象和实验结果，帮助学生理解物理图像和概念，培养学生科技创新思维和创新能力，提高课堂教学质量，激发学生学习兴趣。
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user: 1. 引言 随着社会的发展、科技的更新，国家对培养创新型人才的重视程度不断提升，党的十九大报告提出“加快建设创新型国家”，人民日报发表“为新时代培养更多创新人才”社评。对高校教育工作者来说，有责任和义务为国家发现和培养创新型人才。如何在教学过程中培养大学生的创新思维是目前高校培养学生的一项重要任务。根据人才培养的需求，我们也积极开展创新型教学研究 [ 1 ] [ 2 ]，在教学过程中引入先进教学方法，在传统知识范畴中有效挖掘创新元素，拓展学生知识面，培养学生的创新思维、创新能力和创新意识。 原子物理学是物理专业学生一门重要的核心基础课程，其属于近代物理理论范畴，是经典物理理论向量子力学过渡的桥梁 [ 3 ] [ 4 ]。这门课程包含了19到20世纪众多科学家的智慧的结晶，体现了他们在研究过程中的创新思维，特别适合作为培养物理专业学生创新思想和创新能力的载体。原子物理学是一门以实验为基础的课程，然而受条件限制，原子物理学课程并没有开设相应的实验课程，学生在学习过程中对实验相关现象只能停留在理论认识上，对实验现象的理解很模糊。Matlab程序中包括功能强大的库函数，具有界面可视化、操作简单等优点，已被国内外高校广泛应用到不同学科的计算机辅助教学中。我们也尝试使用Matlab辅助原子物理学课程的教学，通过引导学生对具体物理问题进行分析，根据理论结果设计程序，使用Matlab可视化界面展现实验结果，并对结果进行分析和比较，加深对物理问题的理解。这一方面可以形象地展示实验现象，另一方面培养学生创新能力和利用已有知识体系解决实际问题能力。本文中，我们以电子双缝衍射实验为例，介绍使用Matlab程序辅助原子物理学教学的具体思路。
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user: 2. 电子双缝衍射概率模型的构建 2.1. 德布罗意假设概率模型 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 质量为m的电子经电场加速后具有速度v，其对应的德布罗意波长为： λ = h p = h m v (1) 当 v ≪ c (c为光速)时，电子波的波长为： λ = h 2 m e U (2) 式(2)中U为加速电压。按照波动理论，电子穿过双缝将产生衍射现象，如图1所示。 电子的双缝衍射对应的强度分布函数为： I ( x ) = I 0 sin 2 ( π a λ sin θ ) ( π a λ sin θ ) 2 cos 2 [ π ( a + b ) λ sin θ ] (3) 式(3)中a为缝宽，b为双缝间距， θ 为衍射角， I 0 为 x = 0 处的衍射强度。当 x ≪ D 时(D为缝与屏的间距)，有： sin θ ≈ tan θ = x D (4) 将式(4)代入式(3)中得到： I ( x ) = I 0 sin 2 ( π a λ D x ) ( π a λ D x ) 2 cos 2 [ π ( a + b ) λ D x ] (5) 由式(5)知，衍射强度最大值在 x = 0 处，且 I max = I 0 。则x处相对于 I 0 的相对衍射强度K为 K = I ( x ) I 0 = sin 2 ( π a λ D x ) ( π a λ D x ) 2 cos 2 [ π ( a + b ) λ D x ] (6) 显然 K ∈ [ 0 ， 1 ] 。 图1. 电子双缝衍射实验装置 2.2. 量子力学概率模型 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 基于量子力学，微观实物粒子的波函数为： Ψ ( x ， t ) = Ψ 0 e i ℏ ( p z − E t ) (7) 由费曼路径积分理论，t时电子到达观测屏上P点的衍射波函数可以写为： Ψ ( x ， t ) = 2 Ψ 0 sin ( k a 2 sin θ ) k a 2 sin θ cos [ k a + b 2 sin θ ] e i ℏ ( p z − E t ) (8) 式中， k = 2 π λ 。电子经过双缝在观测屏上P点出现的概率密度分布情况为： ω ( x ) = | Ψ ( x ， t ) | 2 = 4 | Ψ 0 | 2 sin 2 ( π a 2 sin θ ) ( π a 2 sin θ ) 2 cos 2 [ k ( a + b ) 2 sin θ ] (9) 令 ω 0 = | Ψ 0 | 2 ，则 ω ( x ) = ω 0 sin 2 ( π a λ sin θ ) ( π a λ sin θ ) 2 cos 2 [ π ( a + b ) λ sin θ ] (10) 设 D ≫ ( a + b ) ，则有 sin θ = x D (11) 将式(9)代入式(8)中，则 ω ( x ) = ω 0 sin 2 ( π a λ D x ) ( π a λ D x ) 2 cos 2 [ π ( a + b ) λ D x ] = ω 0 sin 2 ( A x ) ( A x ) 2 cos 2 ( B x ) (12) 其中， A = π a λ D ， B = π ( a + b ) λ D 。 将式(12)与式(6)比较，可以看出从德布罗意假设出发和从量子力学理论出发推导所得到的电子经过双缝在观测屏上P点出现的概率密度形式一致。
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user: 3. Matlab计算结果与分析 3.1. 电子双缝衍射实验程序设计 根据2.1和2.2中对电子通过双缝在观察屏上P点出现的概率密度函数，使用Matlab程序对电子双缝衍射实验现象进行模拟。 电子双缝衍射实验的程序主要包括参数的设置、数据和界面的初始化(h = 6.062559e−34; m = 9.10908e−31; q = 1.6021e−19)、实验装置简图的绘制、及电子通过双缝打在观察屏上坐标的获取、衍射理论相对几率分布图的绘制以及整个GUI界面的开始、刷新、重置、退出等按钮命令的建立。图2为电子双缝衍射实验Matlab仿真的程序流程图。 3.2. 不同电子数目的衍射图案对比 图3是当参数 a = 0.16   μ m ， b = 0.3   μ m ， D = 0.25   m ， U = 2000   V ，电子数目N分别为100、1000、5000、20，000时的电子衍射图像。通过模拟图像可以观察到当电子数目比较少(N = 100)时，电子打到屏幕上呈无规律性分布；而随着电子数目的逐渐增多(N = 1000、5000、20，000)，电子的衍射特征越来越明显，电子在屏幕上的分布呈现出与光的杨氏双缝干涉实验相类似的规律，体现出电子的波动性。 图2. 电子双缝衍射实验Matlab仿真程序流程图 图3. 电子数目N = 100、1000、5000、20，000时的衍射图样 3.3. 缝宽及双缝间距对衍射图案的影响 改变缝宽、双缝间距以及缝屏间距，观察衍射装置与衍射图样的变化。图4(a)和图4(b)是固定双缝间距为0.2 μm、缝屏间距为0.25 m，缝宽分别为0.2 μm和0.1 μm时的衍射图样；图4(c)和图4(d)是固定缝宽为0.2 μm、双缝间距为0.5 μm，缝屏间距分别为0.25 m和0.15 m时的衍射图样。从Matlab模拟图中可以看出：当其他条件固定不变时，电子衍射的双缝间距越大，衍射条纹越密；缝宽越大，衍射条纹越密；缝屏间距越大，衍射条纹越密。这一现象也与光的双缝干涉实验现象相吻合，体现了电子的波动特性。 图4. (a) 缝宽为0.2 μm、双缝间距为0.2 μm、D为0.25 m时的衍射图样；(b) 缝宽为0.1 μm、双缝间距为0.2 μm、D为0.25 m时的衍射图样；(c) 缝宽为0.1 μm、双缝间距为0.5 μm、D为0.25 m时的衍射图样；(d) 缝宽为0.2 μm、双缝间距为0.5 μm、D为0.15 m时的衍射图样 3.4. 衍射图像与几率分布函数图像的对比 图5是电子双缝衍射实验图像与对应的衍射几率分布图像。对比两图可以看出电子双缝衍射图中的电子分布密度越大，对应的衍射几率越大；电子分布密度越小，对应的衍射几率也越小。由电子密度分布及衍射几率分布由屏幕中央向两侧呈由大到小的分布趋势，这也非常直观地体现出了电子的波动特性。 图5. 电子双缝衍射实验图像相对应的衍射几率密度图像 通过3.1~3.4中模拟结果，可以看出电子落在空间中某处的密度大小代表着该处波的强度大小，电子双缝衍射实验体现了电子的粒子性，成功地证明了电子的波动性，这一实验结果恰巧佐证了波粒二象性的正确性。 3.5. 电子衍射图像与波函数 将电子衍射模拟图像与光学杨氏双缝干涉实验相比较，很容易理解物质波的波函数的物理意义。在杨氏双缝干涉实验中，在接收屏上明条纹对应的光波强度较大，光波振幅也比较大。反之，暗条纹对应的光波强度较小，光波振幅也比较小。用粒子的观点来理解光学杨氏双缝干涉实验产生的干涉条纹，明条纹对应的是光子出现概率较大的区域；反之，暗条纹对应的是光子出现概率较小的区域。将波动观点和粒子观点结合起来，即可以得出光子出现在观测屏上某处的概率与该处的光照强度(光波振幅大小的平方)成正比。将杨氏双缝实验中的结论推广到物质波中，就可以理解物质波波函数的物理意义：波函数模的平方对应于微观粒子在某处出现的概率密度。
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user: 4. 教学效果测评 我们使用Matlab软件对电子双缝衍射实验进行仿真模拟，并对实验现象和结果进行可视化处理，使得学生对实物粒子波动特性有了更清晰和更直观的认知，对实物粒子波粒二象性也有了更深刻的理解。另外，学生可以在教师的指导下，从模型构建到使用Matlab编程对电子双缝衍射实验进行仿真模拟，又可以培养学生学习主动性和解决问题的能力。在课后通过学生反馈，他们也普遍认为使用Matlab辅助教学，一方面可以加深对物理概念的理解，并提高他们的学习兴趣和积极性，另一方面还培养了他们在自主学习过程中发现问题、解决问题的能力以及创新能力。将Matlab辅助教学班(应用物理班2)期末成绩与上一届物理班(应用物理班1)进行比较也有了明显的提高，表1列出了了两个班级的期末考试统计信息。从表中可以看出，参加考试学生不及格人数有了大幅下降，平均分也有了显著的提高。从期末考试成绩也可以看出，使用Matlab软件辅助原子物理教学，不仅可以加深学生对物理概念的理解和对知识掌握的熟练度，还可以提高学生的学习兴趣，培养学生解决问题的能力及创新能力。 Table 1 Comparison of final grades of atomic physics course 应用物理班1 (课人数：34人，考试人数：34人) 总评 成绩 分析 成绩组成 成绩 等级 90分以上 (90~100) 80~89 (80~89) 70~79 (70~79) 60~69 (60~69) 60分以下 (<60) 最高分 最低分 平均分 标准差 σ 人数 1 2 10 13 8 95 34 62.56 12.08 比例 2.94% 5.88% 29.41% 38.24% 23.53% 应用物理班2 (选课人数：36人，考试人数：36人) 总评成绩 分析 成绩组成 成绩 等级 90分以上 (90~100) 80~89 (80~89) 70~79 (70~79) 60~69 (60~69) 60分以下 (<60) 最高分 最低分 平均分 标准差 σ 人数 5 10 13 5 3 99 52 76.18 9.86 比例 13.89% 27.78% 36.11% 13.89% 8.33% 表1. 原子物理学课程期末成绩比较
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user: 5. 结论 本文中，我们以电子双缝衍射实验为例，分别德布罗意物质波假设和量子力学波函数出发，得到电子衍射实验中电子在屏幕上出现的几率一致。并使用Matlab对电子衍射实验现象进行模拟和分析，可以直观地观察到电子衍射实验现象类似于光的杨氏双缝干涉实验现象，有助于学生理解实物粒子的波粒二象性和波函数的物理意义。我们将Matlab引入到原子物理学的教学中，利用计算机模拟真实实验，可以直观地展示实验现象，帮助学生理解深奥的物理图像和物理概念，并有效地提高了学生的学习兴趣，培养学生的创新思维和创新能力。
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user: 摘要 伴随着我国教育课程改革进程的不断推进，我国的教育现状发生了深刻的变革。新的教学理论和教学方法为我国的高等教育注入了新的生机与活力。在高等数学的课程改革过程中，更多教师将课程思政与数学教学有机结合，实现培养学生专业技能和思想觉悟的同步提高。
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user: 1. 引言 在我国高等教育的过程中，要将党的意识形态工作作为学校的重点工作。2016年习近平总书记在全国高校思想政治工作座谈会上指出：做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，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。
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user: 2. 高等数学实施课程思政的可行性 2.1. 高等数学教学内容涉猎丰富，实用性强 在各大高校的课程设置中，高等数学是一门工科、经管等专业学生必修的重要基础理论课，为培养我国社会主义现代化建设所需要的高质量专门人才奠定基础。在大学伊始就开设了相关课程，通过专业学习的学生普遍都能够认识到高等数学的重要性。因此，教师要根据实际，积极进行课程思政教育。 2.2. 高等数学具有很强的综合性，能够启发学生的哲学思维 高数是一门综合性的学科，在获得数学知识的同时通过教学环节，逐步培养学生抽象思维能力，逻辑推理能力，空间想象力和自学能力。在很多专业的学习过程中具有特殊的应用，在数学学习的过程中也蕴含着丰富的人生哲理。因此，在教学过程中，教师要借助数学思想，融入思政教育元素，向学生传播正能量，帮助学生形成正确的人生观、世界观和价值观。 2.3. 高等数学课程具有深厚的人文价值 第一，高等数学的发展历史源远流长，其中很多的数学概念及数学思想的起源具有丰富的文化底蕴，在学生学习的过程中，可以体会到数学史发展漫长而曲折的过程，以及数学家们为了寻求真理不抛弃不放弃的精神。通过学习古代数学家们对事物独特的解析视角及分析过程，可以有效地激发学生的创造性思维及分析问题的不同角度，引导学生在不同的角度看待问题。第二，在学习高等数学的过程中，学生可以理解到我国在数学发展史上取得的成就，以及我国古往今来众多数学家在推动数学发展历史上所作出的贡献。如：中国古代数学有“割圆术”、圆周率、《九章算术》、《算经十书》、“杨辉三角”、勾股定理、剁积术、珠算等文化瑰宝。这些数学成就不仅是我国的文化瑰宝，更是世界数学发展史上璀璨夺目的明珠，教师要带领学生们了解相关历史，激发学生的历史使命感和民族自豪感。第三，高等数学具有丰富的人文精神，古往今来，数学家的成绩都不是一蹴而就的，在数学家刻苦钻研的道路上，也免不了遇到失败和挫折，学生们在学习数学家的事迹的过程中，也要学会其身上百折不挠的勇气和信心。
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user: 3. 高等数学课程思政的实现路径 3.1. 加强教师队伍建设，起到思政模范先锋作用 在高等数学的教学过程中，教师要充分认识到自身在思政教育中的作用。高数教师要严格规范自身行为，以身作则，以自己的实际行动潜移默化地影响学生的思想。在教学过程中，高数教师要秉持科学严谨的治学思想，谦虚谨慎的学习态度，不断学习和丰富自身的思想，深入探索挖掘蕴含在高等数学课程中的显性及隐性的思想政治教育资源，将育人放在课程教学的首位，以自己的实际行动践行社会主义核心价值观，塑造良好的楷模形象，实现立德树人的根本任务。 3.2. 利用课程人文资源，注重价值引领，造就人格魅力 在高等数学教学的过程中，教师要合理利用数学人文资源，传递蕴含在数学课程中的人文资源。教师可以将数学发展史中的知识与思政教育进行有机结合，例如数学史上的三次数学危机的产生和解决、无理数的发现和极限理论建立的曲折发展过程，可以让学生体会危机与机遇并存，在逆境中不畏艰险，义无反顾的探索精神 [ 1 ]。除此之外，教师还可以将数学家们的事迹融入到课程教学中，科学的发展，凝聚着科学家的辛勤劳动。意大利数学家拉格朗日在数学、力学和天文学三个学科中的突出贡献以及科学精神；柯西对微积分学的贡献、对整个分析学的基础和极限论的贡献；费马大定理的内容、证明过程以及英国数学家安怀尔在证明过程中的探索精神。这些做出突出贡献的数学家，无不有着敢于质疑、不断创新的怀疑精神，在教学过程中，教师可以引领学生通过数学家的事迹自行总结数学家身上的优良品质，让学生树立远大目标，坚定理想信念，将人生中的拐点视为一个个人生亮点，鼓励学生发扬锲而不舍的精神，调动学生的学习热情 [ 2 ]。社会的发展离不开科学理论的推动，教师要将数学理论的发展与国家的发展、民族的富强结合起来，培养学生的爱国精神和民族精神，时刻准备为社会主义现代化建设贡献自己精湛的专业知识。最后，教师除了要培养学生对数学知识的理解之外，也要在数学教学中渗透审美教育，数学是一门艺术，是人类努力探索自然规律的勇敢尝试，在数学知识中，蕴含着简洁之美、对称之美、奇异之美。教师要培养学生有一双发现美的眼睛，发现蕴含在数学学习过程中的生活之美，让学生认识生活、热爱生活、热爱自然。 3.3. 深入挖掘学科内在哲学原理，引导学生树立辩证统一思想 在高等数学的教学过程中，其中许多的公理和理论都有着一定的哲学原理，充斥着矛盾即对立统一，量变与质变的辩证关系，透过现象看本质等哲学的辩证统一思想。例如学习重要极限公式，导数的概念等过程中，通过唯物辩证法的思想，揭示了一切事物从量变开始，质变是量变的终结，而量变是质变的必要准备，质变是量变的必然结果。因此，在高等数学的教学过程中，教师要通过数学学习培养学生们正确认识辩证唯物主义价值观，形成科学严谨的辩证思维，学会正确认识事物的本质、具体问题具体分析等方法论 [ 3 ] [ 4 ]。
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user: 4. 高等数学课程思政实施过程中应注意的问题 在将思政教育融入高等数学教学的过程中，学校及教师要牢记三点原则，第一，课程思政要树立高标杆，由相关部门总体协调，统筹推进，将思政课程与专业课程多方面融合。拓宽思政元素的覆盖面，激发学生兴趣，从而提高教学质量。第二，课程思政教育并不仅仅是高数教师个人的任务，学校应该将思政专业教师与高等数学教师联动，共同研究探讨课程思政教学的最佳方法，提高学生的教学效率。第三，在课程思政的教育过程中，教师要努力寻求思政教育与高等数学教学之间的契合点，寓价值观引导于知识传授和能力培养中，自然而然地将思政教育融入课堂教学的过程中，不能照本宣科、生搬硬套，让思政教育流于形式，教师要牢记立德树人的教育原则，将为祖国现代化建设培养人才作为最终的教学目标。
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user: 5. 结束语 综上所述，在高校教学的过程中，将课程思政融入高等数学的课程是十分有必要的，它不仅能切实落实高校教育的育人价值，也能促进教育课程改革的不断推进，共铸“全员育人、全程育人、全方位育人”的工作体系。作为新时代的教育工作者，高等数学教师要不断跟随我国在教育领域的新动向，提高自身专业能力，深入挖掘高等数学教学中的思政元素，将课程思政教育融入到课堂教学的过程中，从而促进学生正确人生观、世界观、价值观的形成。只有学校教师学生共同努力，才能更好地实现中华民族伟大复兴的中国梦。
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user: 摘要 本文依据新课程标准要求，以及“田园教育”创建“生态课堂”的理念和教学实践，对“生态课堂”背景下初中化学学习兴趣激发策略进行了策略实践研究。首先开展了保山市实验中学的初中化学学习兴趣现状调查分析；其次，通过贯彻“生态课堂”理念、结合实际生活、采取灵活教学方法、提升教师综合素养等四种实施策略来激发学生初中化学的学习兴趣。通过“生态课堂”背景下初中化学学习兴趣激发策略研究，有助于一线教师不断地去反思课堂教学的现状，改变教学中现有的传统旧观念，让学生愿学化学、乐学化学、会学化学，以提高初中化学课堂教学质量。
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user: 1. 引言 2017版的《义务教育化学新课程标准》明确指出：“使每一个学生以愉快的心情去学习生动有趣的化学，激励学生积极探究化学变化的奥秘，增强学生化学学习的兴趣和能力” [ 1 ] [ 2 ]。在“生态课堂”的理念中很重要的一个理念就是倡导以学生为主体，关注每个学生差异，做有生命、有温度的教育。多年的一线初中化学教学实践发现，近年来，就本校学生来说对化学学习的兴趣呈现出下降趋势，特别到了初中化学课程学习的中期和后期，学生的化学学习兴趣不浓就表现得更加突出，学生缺乏自主学习兴趣，多为被动式的接受，甚至出现厌学化学的现象，这直接影响实际的教学效果 [ 3 ] [ 4 ]。兴趣是最好的老师，充足的学习兴趣是激发学生自主学习的重要动力 [ 5 ] [ 6 ]。本文从生态课堂的角度出发实践探究生态课堂理念下初中生化学学习激发策略，以期不断提高初中化学课堂教学效果，促进学生的全面发展。
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user: 2. 以本校为例的初中生化学学习兴趣现状分析 基于“田园教育”的生态课堂教学理念，特别强调让学生健康成长，尊重学生，突出学生的个性，使学生在课堂活动中积极主动，为学生的全面发展奠定基础。在课堂教学中不断激发学生学习，使学生从“学会”到“会学”，所以兴趣至关重要。保山市实验中学地处乡下，学生的素质参差不齐，大部分学生不想学，怕学、对学习不感兴趣。在现有基础上如何提高学生的学习兴趣是教师首先需要思考的问题，充分发挥团体优势，结合教学实践经验，发挥创新精神，更新教育教学理念和课堂教学方式，从而提高学生的化学学习兴趣。 通过对保山市实验中学九年级学生为调查对象进行化学学习兴趣问卷抽样调查，并结合笔者的一线教学实践经验分析发现，大多数初中学生对于化学学习还是有兴趣的，在发放的150份问卷调查中“你对化学感兴趣吗？”这一题中选择“很感兴趣”的占了69%，“有点兴趣”的占22%，选择的占了9%。根据调查数据，选择“有点兴趣”和“不感兴趣”的这部分学生需激发和增强他们的化学学习兴趣和化学学习的信心。在对其他调查问题进行分析后发现，除课堂教学外多数学生表示还希望通过新闻媒介，讲座，化学课外活动，等方式来获取化学知识。调查也显示，绝大多数学生喜欢做化学实验，并认为化学实验教学对化学学习有帮助。被调查对象中的80%以上的学生认为，会因为喜欢化学老师而喜欢化学课，他们认为教师水平高，讲课生动，能灵活使用多种教学方法，上课认真，对教学有热情，尊重关心学生，学识渊博，能使学生积极参与教学活动中等等，是化学应该具备的专业素质。在最后的“简略谈谈你感兴趣的化学课是什么样的”多数提到希望学到的能解决生活实际问题的化学知识，希望在中考复习课也能有趣的进行等。这样的分析可以使教师发现问题，了解情况，以便找到有效的化学学习兴趣激发策略。
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user: 3. 激发学生的化学学习兴趣的策略 3.1. 贯彻“生态课堂”理念激发学习兴趣 “生态课堂”理念强调以学生为主体，关注每个学生差异，促进学生全面发展，做有生命、有温度的教育。因此，教学实践发现，小组合作学习是实施生态互动课堂教学模式的一种行之有效的途径。小组合作学习充分调动了学生参与课堂的积极性，它使师生间保持平等的交流与互动，既避免了教师的“一讲到底”，也避免了学生的“晕晕乎乎”，同时还杜绝了初中化学课堂“虚假繁荣”的现象，是符合生态课堂理念的一种科学的教学方法。在初中化学课堂中强化小组合作学习，教师要注意做到三点：1) 注意“同组异质，异组同质”的原则分组。分组是小组合作学习的第一步，它有利于学生之间更好地互动学习。2) 要注意教师的指导与启发作用。3) 注重评价反馈。评价反馈是师生、生生深化交流互动的基础。例如，在“质量守恒定律”一课教学时，教师就可以采用小组合作学习加实验探究教学法进行教学，指导学生理解与掌握质量守恒定律的相关基础知识。教师科学对学生进行分组后，按照实验探究教学的思想，首先创设情境，激起学生解决质量是否守恒的问题的兴趣，接着让学生以小组合作的方式让学生自主设计、实施实验来验证质量守恒定律，在小组合作完成4组验证实验的过程中，教师要鼓励小组间多交流，当学生互动交流遭遇困境时，教师应进行观察并对学生的探究情况及时给予指导与点拨，进而提高生生互动的效率。最后，教师在评价时要充分尊重学生的学习成果，对其进行科学、公正、客观的激励性评价，进而促进生态互动化学课堂的构建。 田园教育是一种开放的回归自然，回归生活的，注重学生自我体验的教育，而化学是一门以实验为基础的科学，因此，化学学习兴趣的激发要最大限度的发挥实验的作用，做到平时的课堂教学与各种演示实验、分组实验、探究实验相结合，引导学生在实验中自主学习相关知识。 3.2. 结合实际生活激发学习兴趣 学以致用是学习的重要目的，也是学生学习的动力之一，一线教师应该整合本学段的教学内容，精心设计教学活动，让学生体会到化学在生活中的重要性，生活处处有化学，从而激发学生的化学学习兴趣。比如，结合初中学段的教学内容，在对空气、水、碳以及碳氧化物，金属材料以及人体的营养元素等这些和生活息息相关的内容进行教学时，就应该紧密结合学生的生活实际进行教学，这样既可以让学生体验生活中的化学，又可以激发学生的化学学习兴趣。比如，结合我校地处农村的实际，从多年的化学教学实践中，我觉得影响学生学习兴趣的因素主要是三个方面：教学环境、学生自身因素、生活知识。在农村，父母文化程度都不太高，也不太关注孩子的学习，有的甚至常年在外打工，学习氛围较差。在初三阶段，学生的学习压力很大，生活比较单调，而且初三的学生学习两极分化尤为突出，有少部分学生每天好好学习，有的甚至彻底放弃学习，上课时看课外书，玩手机、打游戏。如果一开始就能激发起学生的学习兴趣，让那些没有自信，已经放弃学习的、不爱学习的学生慢慢地重新找回学习的兴趣，树立起信心，走进学习的轨道，提高学习成绩。在教学利用农村常见的植物来提取酸碱指示剂，同时测定一些学生感兴趣的物质的酸碱性，有效激发了学生的化学学习兴趣。在学习水的净化这一内容时，可以从学校附近水域取水样进行水的净化实验，让学生体会能用所学知识解决实际问题的成就感，同时可以组织学生自制简易的家庭净水器，并让学生自己对身边的水进行净化。燃烧与灭火这一单元教学，既要引导学生结合生活中的实际例子学习燃烧现象和灭火的原理、方法，还可以开展活动让学生学习一些消防安全实用知识，如学习正确使用灭火器等。 教师在思考如何积极带动课堂氛围，如何让学生的积极性调到最大化的同时，亦不能忽略学生课外这个学生非常活跃的时间段。可以合理利用学生课下活跃的特点，将化学学习探究带到课下，由教师引领学生开展丰富多彩的课外活动。比如学习《爱护水资源》这一课题时老师可以带领学生们到学校周围的河流或者水库等水源地进行调查，详细了解水体污染的基本情况，让学生们更加清楚地了解生活中各种类型的垃圾对水资源和环境各方面的污染，增强学生的社会责任感。化学本就是一门非常贴近生活的科学，把化学学习融入到生活中能够让学生时刻感受化学的作用和魅力，并加深对化学的认识和提升学生的化学科学素养。 3.3. 采取灵活教学方法激发学习兴趣 化学是在九年级才新开的一门学科，初三学生在没有任何基础情况下其实是很难直接受一些抽象的化学概念与化学原理的。所以，教师课堂上如果不注意教学方法策略一味的只利用化学术语来进行“满堂灌”式的教学，会让学生对所学知识一知半解，模模糊糊，此时，最容易消磨他们的兴趣，效果只会事倍功半。因此，教师应该针对不同的教学内容应该灵活应用多种教学方法和手段进行教学活动。 在本课题研究期间，进行实际教学实践研究过程中，重点选取了人教版《金刚石、石墨、C60》，《二氧化碳的性质》，《自制酸碱指示剂》以及学业水平考试复习课《化学符号周围数字的含义》，《化学推断题复习》进行实践研究时发现，不同的教学内容采取不同的教学方法，在激发学生化学学习兴趣上起着重要作用。比如:在《自制酸碱指示剂》一课中，课堂导入采用小魔术变色的纸花，激发学生的学习兴趣，让学生感知化学的有趣之处，同时课堂教学过程中采用小组合作学习法，实验探究法，问题引导教学法多种教学法结合，以学生为主体进行教学，课堂气氛活跃，学生参与度高，同时结合我校地处农村的实际，在教学利用农村常见的植物来提取酸碱指示剂，同时测定一些学生感兴趣的物质的酸碱性，有效激发了学生的化学学习兴趣。再例如，利用创设情景的教学方式，从意大利“死狗洞”这个故事来引入主题，在讲解故事的同时让学生分析二氧化碳所具有的性质及特点，整个课堂气氛十分活跃，学生也能够很快的理解新知识。据此教学实践的启发，笔者认为教师应该紧密结合初中学段化学教学特定内容采取灵活多样教学方法进行兴趣激发策略是有实际效果的。 3.4. 提升教师综合素养激发学习兴趣 本次调查问卷分析，有近80%的学生认为会因为喜欢化学老师而化学课，因此“亲其师，才能信其道”再次得到验证。根据初中生的身心发展特点和实际的教学实践经验发现，初中学生还缺乏自主学习、自主思考的能力，即初中生还有很强的依赖性。此时，教师就是学生思想和行动上的引领者，一位有魅力的教师可以让学生的喜欢，从而使学生用心学习化学。化学概念、理论是非常枯燥的，甚至有些化学知识是抽象的，当学生在化学学习过程中遇到了困难，就易产生挫败感，此时若不能及时解决学生的情绪问题，就容易引起厌学。而有较强教学能力和优秀人格魅力的教师能够积极有效地影响学生的化学学习兴趣和学习信心，这样学生就会更有信心的、主动的去克服这些困难，并愿意去努力突破这些难关。 首先，教师要努力学习更多的、更新的专业知识，要让学生感受到教师在化学领域知识是十分丰富的，这样才能让学生产生崇拜感，就会成为学生心中的学习榜样。其次，教师要责有强烈的责任感，懂得真正的去尊重学生，及时解决学生遇到的困难和问题，与学生进行有效的沟通，这样才能激发起学生对化学学习的兴趣。通过以上两点的不断强化，才能提升一名教师的专业素质和人格魅力，成为学生心中喜欢的一名化学老师。
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user: 4. 结语 兴趣是学生学习的第一驱动力，兴趣是主动学习的基础。本文针对“生态课堂”背景下初中化学学习兴趣激发策略进行了策略实践研究。完成了保山市实验中学的初中化学学习兴趣现状调查分析，基于学生学习兴趣现状，通过贯彻“生态课堂”理念、结合实际生活、采取灵活教学方法、提升教师综合素养等四种实施策略来激发学生初中化学的学习兴趣。通过初中化学学习兴趣激发策略的实施，所授课程学生学习主动性大幅提高，课堂氛围活跃，学生学习成绩提高显著。
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user: 摘要 工程教育专业认证背景下，以学生为中心、以产出为导向和持续改进三大基本理念推动着高校教学的持续改革。本文针对《金属工艺学》课程的专业定位和教学基础，以培养学生综合应用能力为核心目标，以贯通专业培养课程体系为基本原则，对教学实施内容进行改革。通过立足教学内容的不同定位，纳入项目教学，建立教学评价体系和能力考核机制。实现教学方案的持续改进和教学资料的闭环管理，持续探索工程应用与人才培养的良性循环机制，构建面向工程教育专业认证的《金属工艺学》课程体系。
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user: 1. 引言 随着我国高等教育体系的不断发展进步，工程教育标准也由相对单一的开环培养模式逐步过渡到标准化、国际化的闭环管理模式。2016年起，我国成为《华盛顿协议》的成员，教育部开启工程教育专业认证，对工程教育的质量和规范进行把控。专业认证的开展，对高校的培养模式提出了严格规范，促进高校在工程教育和工程师资格国际互认的基础上，实现工程教育资源的整合，为工业和教育领域进一步培养规范化、国际化工程技术人才 [ 1 ] [ 2 ]。 工程教育专业认证，要求高校具备合理的师资队伍比例、完备的专业课程培养体系、规范的教学组织过程和良好的办学条件，在人才培养过程中保持教学反馈和反思，对专业进行持续改进，形成专业办学特色，保障教学考核过程完整有效，人才能力培养健全完备。《金属工艺学》作为高等学校本科机械类专业的一门专业核心课程，衔接机械工程、机械设计、机械制造工艺学等多门专业核心课程，是基础课、实践教学和专业课之间的纽带，并通过本课程的学习，可使学生具备零件毛坯制造及机械加工工艺基础知识，更好地投入后期学习 [ 3 ] [ 4 ]。该课程工程涉及前沿应用实例较多，教材内容相对传统、基础，不足以支撑学生专业兴趣的培养，部分学生可能出现对专业前景认识不足，课程学习积极性不充分，也容易导致后续学习过程中知识基础薄弱，出现学习信心下降等问题，造成专业思维的形成障碍和解决复杂工程问题能力不足。 本研究基于工程教育专业认证背景，对《金属工艺学》课程的教学内容进行解构，讨论多种教学手段对该课程要求的达成作用，通过对课程内容和教学方式进行渐进式改进，形成适应工程教育培养需求的《金属工艺学》课程教学方案。
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user: 3. 结果与分析 本文针对《金属工艺学》的课程定位，结合专业特点对教学实施过程进行了调整，适应工程教育专业认证的培养要求。通过修订教学大纲、调整考核方式、建立反馈机制等方法，为课程的不断完善提高提供了支撑机制。经过教学验证，该方案对强化教学效果、改善学生知识基础起到了良好的支持作用。通过针对性、分阶段的巩固强化知识，促进学生找准自我定位、建立专业学习自信，提高专业认同感；同时有助于教师分析教学问题，不断提高自我评价和学生评价，对专业整体建设有很好的支撑作用。本课程改革模式可用于本专业和相关专业的同类课程推广实践。
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user: 摘要 本研究以修水县为设计场景和研究对象，将数字沙盘与全息交互技术相结合，建立了修水县山洪灾害防治数字沙盘，展示了丰富的基础信息和防汛专题信息，利用全息投影、场景融合等新技术，营造出信息融合的、交互式的三维视景模拟环境，实现了在MR中模拟演示灾难预警以及防御应急响应过程，让受众对象身临其境，防汛人员进一步了解到灾害防御工作内容和自身职责，普通群众体验到了山洪等自然灾害突发性和强大破坏力，有效提高了自身防灾减灾意识和灾害避险能力。
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user: 1. 引言 数字沙盘，又称数字沙盘仿真系统，是对物理沙盘的一种实用性改革，通过三维立体展示技术，模拟三维建筑、场景、效果，实现在数字场景中任意游走、驰骋、飞行 [ 1 ] [ 2 ]。数字沙盘是一个集艺术性、演示性、知识性为一体的高科技展览展示手段，观众可以从规定区域内获取信息和相关知识解读，并且可以通过点击触摸屏上的相应选项，实现互动 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。近年来，数字沙盘在军事、房地产、旅游等领域广泛应用，通过与高科技融合，提供更直观、精准的布局，但是在国内水利行业的运用相较稀缺。 全息交互是将现实情况与虚拟世界合并，从而产生全新可视境况，物理化对象和数字化对象在全新可视环境内实时共存与互动 [ 6 ] [ 7 ]。它是虚拟现实技术的深层次发展，该技术通过把现实场景环境融入到虚拟信息环境中，在虚拟世界、实际用户及现实世界中搭建一个便于相互反馈信息的传递回路，有效增强用户体验的真实感，作为新兴的硬件设备，在产品展览会或发布会、影视剧作、酒吧娱乐、场所互动投影、博物馆、博览会等领域都有所建树，在教育方面，全息投影技术结合课件，可以最大限度迎合不同年龄段学生教学的需求，开发学生的想象力，提升学生对知识各方面的理解 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。 数字沙盘是将声、光、电、图像、三维动画与计算机程序控制技术相结合，通过大量全息交互技术等高科技手法展示，利用数字投影来实现互动项目、三维动画、影视等现代视觉效果，充分展现科技的知识与乐趣，寓展于乐，有效地产生一种变化多端、若隐若现的动态视觉冲击效果，实现了与观众的“互动革命” [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。本研究通过数字沙盘与全息交互技术的结合，应用于山洪灾害防治领域，目前在国内基本上属于空白。
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user: 2. 项目概况 修水县山洪灾害防治全息交互数字沙盘系统由数字沙盘子系统和全息交互子系统组成。其中，数字沙盘选定修水全县作为场景范围，其国土面积4504 km 2 ，全息交互系统选取修水县下杭口水小流域(上杭乡双鄄村以上段)作为模拟区域，其流域面积范围135.07 km 2 ，根据江西省山洪灾害调查评价成果，该流域内共有23个重点防治区，上杭乡查林桥村郊阳张家作为示范村，也在此范围内，流域上游有座南茶水库，为小(1)型水库。
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user: 3. 修水县山洪灾害防治数字沙盘 3.1. 主要建设内容 修水县山洪灾害防治数字沙盘基于地理信息系统、遥感技术、虚拟现实等现代高新信息技术，利用不同比例尺的地形数据以及不同分辨率的遥感数据，建立修水县全县数字沙盘、县城区数字沙盘、小流域数字沙盘等 [ 14 ] [ 15 ]，包含河流水系、地形地貌、交通路网及水利工程等三维场景，并在三维场景的基础上，展现山洪灾害防治体系以及与其紧密相关的基础信息。同时将河流水系、历史洪水、山洪灾害防治等情况以图、文、表等多种方式结合全息交互技术动态形象地进行展示并配备文字讲解说明。结合全息投影技术，数字沙盘投影尺寸不小于1.5 m × 3.5 m，系统架构如图1所示。主要建设内容包括： 1) 全县区域展示。利用修水县山洪灾害调查评价项目国家下发的矢量数据和遥感数据，建设修水县全县范围数字沙盘场景，展示全县范围内三维地势图，从基础地理信息到防汛专题信息，逐步叠加展示。 2) 县城区域展示。缩放到县城区域，逐步叠加道路、房屋等，重点演示城市内涝灾情现象，县城采用少量模块化表现方式，重点建筑需放大处理，并配全县城区情况的文字和语音解释说明。 3) 典型小流域区域展示。通过手势切换到小流域图层，上杭乡双鄄村至新湾乡水库段，根据调查评价成果，对预警雨量指标进行分类，分别展示极高危险区、高危险区、危险区等转移情况。 图1. 数字沙盘系统架构图 3.2. 功能框架结构 修水县山洪灾害防治沙盘系统主要包括以下功能：系统控制、场景操作、典型场景等。其主要特点体现在可以动态加载并调整不同比例尺的数据，实现随时放大或缩小的切换；在三维环境中可以任意调整高度、角度进行浏览，实时显示地理坐标和高度信息；针对重点水利工程建筑，可以细致观看；可以根据需要标注如地名、路名、水利工程建筑名称、桥梁名称等文字信息。详细功能结构如图2所示。 图2. 数字沙盘系统功能结构图
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user: 4. 修水县山洪灾害防治全息交互 4.1. 主要建设内容 选取修水县下杭口水小流域(上杭乡双鄄村以上段)作为主要对象，流域面积135.07 km 2 ，主河道长度约26 km，根据山洪灾害调查评价成果，流域内共有23个重点防治区，其中包含了示范村上杭乡查林桥村郊阳张家。本研究以数字沙盘为基础，展示流域从河流发源地、支流再到上杭乡查林桥村郊阳张家流域演进的动态视频，叠加流域范围内的23个重点防治区，介绍重点防治区人口分布、历史洪水灾情、预警设施设备布置、危险区划分、预警指标大小、转移路线及安置点等情况。系统架构如图3所示。另外，制作山洪灾害、溃坝、溃堤等模拟场景，各场景制作内容如下： 图3. 全息交互系统总体框架图 场景一：山洪暴发模拟。上杭乡查林桥村郊阳张家总户数为42户，其中危险区范围内26户，2017年6月23日的大洪水，部分居民住宅最大淹没水深高达2 m，本次拟选取上杭乡查林桥村郊阳张家为对象，模拟山洪暴发场景。如图4，利用影视特效移植到引擎进行制作，当用户带上全息头盔会观察到暴雨场景，可输入降雨值模拟河道涨水山洪暴发的过程，当降水量的数据达到一定阈值后，MR中显示的河流水位越来越高，山洪暴发，沿河集镇、自然村落等被洪水淹没，农田、道路桥梁、居民住宅等基础设施被冲毁，人民生命财产受到威胁，给当地带来了较为严重的灾害。 图4. 山洪暴发场景模拟图 图5. 水库溃坝场景模拟图 场景二：南茶水库3D溃坝模拟。南茶水库是小(1)型水库，地处新湾乡，为心墙土坝，坝址控制流域面积为54.1 km 2 ，坝高27.5 m，坝长178.4 m，设计洪水标准为50年一遇，设计洪水位24.5 m，总库容930万m 3 。下游流域内危险区人口众多，下游4 km即新湾乡，本次选取南茶水库为对象，模拟南茶水库3D溃坝场景。如图5，当用户带上全息头盔会观察到暴雨场景，通过不同视觉查看降水量等相关水文数据，可输入不同降雨值，模拟水库水位快速上涨后直至大坝溃坝发生的过程。当降雨量的数据达到一定阈值后，MR中显示的水库水位越来越高，大坝从漫顶至溃坝，洪峰咆哮而下，下游农田、道路桥梁等基础设施瞬间被冲毁，下游上杭乡集镇等居民住宅等建筑物大面积倒塌，车辆、牲畜等被冲走，河流两岸居民区被困于洪水之中。 场景三：3D溃堤模拟。模拟当地上杭乡集镇一处堤防溃堤后，当地应对堤防溃堤后的应急响应过程。图6，当用户带上全息头盔会观察到暴雨场景，通过不同视觉查看实时降雨量，用户也可输入降雨值模拟洪水涨水暴发过程，当降雨量的数据达到一定阈值后，MR显示河流水位越来越高，水流越来越急，导致一处堤防溃堤，受该处堤防保护范围包括居民区和农田等迅速被淹没，部分人员来不及转移，被浸泡在洪水中，人民生命和财产安全受到严重威胁。 图6. 溃堤场景模拟图 4.2. 功能框架结构 该三维地形平面图划分为三个区域，分别以村庄、水域、水利工程为基础中心划分为三个区域，并且三个区域都可以点击，点击其中的某个区域将会出现对应的三维场景界面，界面有返回按钮、语音播放按钮、灾害三维动图播放按钮、防范自救知识按钮；该界面实现语音介绍洪水冲击沿河村落建筑物被破坏倒塌后的灾害介绍和注意事项。 技术内容制作是关键内容，涉及的程序和技术较多，具体列举如下： 1) 音视频制作 音频制作：专业配音，根据视频内容选择不一样类型的配音。 2) 三维建模制作 ZB模型雕刻：将雕刻模型面细化，最终生成适配配置的优化后的模型。 3) 平面设计制作 UI设计：操作界面人性化设计，增加用户与模型、视频、音频的互动性。 次时代贴图绘制：采用SubstancePainter或QuixelSuite套件绘制次时代贴图。 图标设计：提供标准套件图标设计，并提供源文件(矢量文件) 粒子物理特效：通过专业次时代引擎插件制作粒子运动学特效以及物理刚体分解特效。 4) 程序设计 其中包含程序架构MVCS、矩阵数据转换、本地数据上传保存至搭建好的服务器，并且优化至项目运行帧速率达到60 FPS以上 5) 交互操作 如图7所示交互操作： 功能1：UI层以按钮形式设计，点击播放或执行。 功能2：模型层：内置多个村庄及相应区域模型，可通过触控进行交互。 功能3：场景/图层：通过手势可进行左右旋转。 功能4：模型：通过手势可进行左右旋转。 功能5：视角：通过手势点击三维模型，通过不同类型的模型，会显示不同区域的特效或灾难详细信息，包括雨量和水位变化，水位流势、流向、影响水位变化等其他因素。 图7. 交互操作图
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user: 5. 效益分析 山洪灾害防治修水示范县建设项目是江西省山洪灾害防治工作中重要的内容，需要进一步完善其非工程措施体系。本研究项目在重点示范区域构建了工程措施与非工程措施相结合的防治体系，落实了建设内容，显著提高了示范区域的防灾减灾能力，大大减少了人员伤亡和财产损失，为构建修水县和谐社会、促进社会经济环境协调发展提供了安全保障，主要体现在社会效益和经济效益两方面。 ① 社会效益：大大地减轻了山洪灾害对人民生命和财产安全的威胁，有效地减免或减轻山洪灾害对社会经济造成的不利影响，为社会经济快速发展提供了良好的环境基础，采取了一定的防治措施，积极保护了主要交通运输线的运行安全，调动社会发展生产、建设美好和谐家园的积极性和主动性。 ② 经济效益：本项目研究对山洪灾害进行了提前防御、及早转移。在重点示范区域构建了山洪灾害防治工程措施与非工程措施相结合的防治体系，区域的防灾减灾能力得到显著增强，抢险措施得当，避免了大量财产损失，有效减低山洪灾害造成的国民经济损失。
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user: 6. 结语 江西省山洪灾害防治修水示范县全息交互以数字沙盘为基础，利用地理信息系统、遥感、网络数据库等高新技术，以图、文、表等多种方式动态形象地展示流域从河流发源地、支流再到小流域的演进视频局部场景，实现了流域范围内重点防治区人口分布、历史洪水灾情、预警设施设备布置、危险区划分、预警指标、转移路线及安置点等情况的显示、查询，目前三维沙盘与全系交互制作成本还较高，应用较局限，但引入新技术是整个科技发展中未来发展的趋势，不会仅仅停滞在理论阶段，随着科学技术的发展，涉及面会更广泛，应用门槛更低，制作成本也会下降。全息交互在山洪灾害防治中的应用现处于初步阶段，开展“山洪灾害防治 + 全息交互”在小流域山洪灾害防治中的应用建设，将会进一步发挥信息化技术对山洪灾害业务管理水平的提升，提高防洪减灾效益。
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user: 摘要 本文制备了球磨秸秆生物炭，并进行了红外光谱和孔隙结构表征，研究了球磨生物炭对重金属Pb 2+ 的吸附动力学、吸附等温线，考察了pH值、离子浓度、种类等因素对生物炭吸附Pb 2+ 的影响。结果表明，球磨生物炭有着丰富的表面官能团，有利于吸附重金属，对铅的最大吸附量达93.0 mg/g。准二级动力学模型和Langmuir方程能较好地拟合球磨生物炭吸附重金属Pb 2+ 。在pH = 6时球磨生物炭吸附Pb 2+ 的吸附量最高，而Na + 和Ca 2+ 对球磨生物炭吸附Pb 2+ 均呈现抑制作用。
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user: 1. 引言 水中重金属难以被降解，会在环境中大量累积，最终通过迁移或食物链进入人体对人体健康造成严重危害 [ 1 ]。进入人体的重金属不再以离子形态呈现，而是大部分与人体内的有机成分结合成金属螯合物或金属络合物，也可与人体的蛋白质、核糖、维生素、激素反应，从而使上述物质丧失或改变了原来的生理化学性质，从而导致人体产生病变。铅是常见的重金属，铅会对人体的中枢和外周神经、血液、内分泌、心血管、免疫和生殖等系统产生毒害 [ 2 ] [ 3 ]。吸附是水中重金属的主要控制方法之一 [ 4 ]，生物炭是一种新兴吸附剂，具大比表面积、富含官能团，带有正、负两种电荷，对分子，阴离子、阳离子、极性与非极性物质有吸附作用 [ 5 ] [ 6 ]。已有研究表明，生物炭对Pb 2+ 、Cd 2+ 、Cu 2+ 等重金属离子具有强烈的吸附效果，吸附特性因重金属和生物炭的不同而不同 [ 7 ] [ 8 ]。 生物炭原材料来源广泛，其中作物秸秆是一种面广量大的廉价原材料 [ 9 ]，而球磨是一种后处理生物炭提高其性能的有效方法 [ 11 ]，Lyu等发现球磨秸秆生物炭具有更大的比表面积和更多的酸性官能团，球磨后生物炭对重金属Ni的吸附量提高了10倍 [ 11 ]；Cao等研究也发现球磨后小麦秸秆生物炭对铅的吸附效果可提高13% [ 12 ]。然而，目前球磨秸秆生物炭对Pb吸附特性的研究还较少。因此，本文研究了球磨秸秆生物炭对水中重金属Pb的吸附性能，这对提高秸秆利用水平和重金属污染治理均具有重要的价值。