DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 消防灭火机器人设计 消防灭火机器人是基本载体，所有的控制元件及行走驱动机构均安装在机器人壳体内。机器人本体的主要作用是实现机器人在高危环境下的移动拖动水带运动功能，同时还可利用其上装的消防水炮进行定点喷射消防灭火。机器人本体包括四部分(图1)：履带式移动平台、消防水炮、控制和通讯模块、位移机构载体。每个部分的功能如下： (1) 履带式移动平台上端前方设置消防水炮，上端后方设置位移机构载体，内部设置控制和通讯模块。履带式移动平台在消防水带未充水阶段，可实现前进、后退、转弯等移动功能，从而拖动后方水带进行位置部署。 (2) 消防水炮设置在履带式移动平台的前方，是灭火的核心设备，可实现炮头的角度、喷射方式调整，从而实现定点、定量水流喷射。消防水炮还包括固定在炮管连接后方水带的水带接口，用以连接消防水带。 (3) 控制和通讯模块设置在履带式移动平台的内部，主要实现对履带式移动平台、消防水炮的控制功能，还可实现与上位机通讯、与水带主动位移机构、水带被动位移机构的通讯功能。 (4) 位移机构载体由铁板组成的方形壳体结构，内部中空，固定在履带式移动平台的后方，用以盛放水带主动位移机构和水带被动位移机构。 3.1. 结构设计 基于方位实时调整功能的消防灭火机器人系统主要包括：消防灭火机器人、消防水带、水带主动位移机构和水带被动位移机构四部分(如图2所示)。水带主动位移机构包括全向移动轮系、水带抱紧装置，全向移动轮系可实现全方位移动，水带抱紧装置可实现对水带的抱紧和分离。水带被动位移机构还包括水带接口抱紧装置，该装置的主要功能是可实现被动的对水带接头的抱紧和分离。水带主动位移机构还可实现对水带被动位移机构的吸附等功能。水带主动位移机构、水带被动位移机构组成级联系统可实现对水带方位变换。 图1. 消防灭火机器人的外形结构示意图。其中1-1为履带式移动平台，1-2为消防水炮，1-3为控制和通讯模块，1-4为位移机构载体 图2. 整体外形结构示意图。其中1为消防灭火机器人，2为消防水带，3为水带主动位移机构，4为水带被动位移机构 3.2. 消防水带设计 消防水带两侧连接有水带接头，不同水带间的水带结构可相互连接，从而实现水带的延长。水带最前端的水带接头与消防水炮上的水带接口配合连接，水带最后端的水带接头与消防车高压泵出口连接。消防水带主要起到连接消防车与所述消防灭火机器人并实现水流传递的功能。 3.3. 水带主动位移机构设计 水带主动位移机构如图3所示，主要包括四部分：主动位移平台本体、全向移动轮系、水带接口抱紧装置、电气组件。全向移动轮系用于水带的全方位移动，水带抱紧装置用于对水带的抱紧和分离。水带主动位移机构主要实现的功能有：(1) 在充满水的消防水带上自主移动功能；(2) 自主实现穿越水带接头的功能；(3) 带动水带被动位移机构移动的功能；(4) 实现将水带被动位移机构在水带上布放的功能。 3.4. 水带被动位移机构设计 水带被动位移机构如图4所示，主要包括：被动位移平台和水带接口抱紧装置。被动位移平台和主动位移平台相似，为平板结构，宽度较窄。被动位移平台下部横向排列上镶嵌有两颗被动滚轮，被动滚轮为圆球状，可实现在被动位移平台部原位滚动，当被动位移平台任意一侧受力后，实现被动滚轮相对地面的滚动摩擦功能。水带被动位移机构的整体功能为：被动位移平台可实现随充满水的水带作用下移动的功能，而水带接口抱紧装置可实现对水带接头或充满水后的水带的抱紧功能。 图3. 水带主动位移机构的结构示意图。其中3-1为平板结构，3-2为全向移动轮系，3-3为水带抱紧装置，3-4为电气组件 图4. 水带被动位移机构的结构示意图。其中4-1为被动位移平台，4-2为水带接口抱紧装置
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user: 4. 消防灭火机器人实验结果 根据消防灭火机器人的算法及设计做出了实例如图5，图6。 图5. 消防灭火机器人近图 图6. 消防灭火机器人工作图 该消防灭火机器人水带主动位移机构的全向移动轮系可实现全方位移动，还可实现对水带被动位移机构的吸附功能，避免了机器人因二次位置部署导致的水带摘除和排水等难题，有效提高消防机器人快速部署和方位变换效率。
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user: 5. 结束语 本文设计实现了一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，采用水带主动位移机构和水带被动位移机构实现对消防机器人后方充满水的水带进行位置变换，可极大地降低机器人因进行位置部署造成的时间浪费问题，提高机器人部署的机动性，避免了机器人因二次位置部署导致的水带摘除和排水等难题，降低人工作业受伤的风险，有效提高高危现场的救援效率。
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user: 摘 要 本文针对传统手工花卉浇灌方式工作效率低下、现有智能花盆存在机电分离、布线混乱以及远程监控能力不足等问题，应用分布式架构与一体化设计理念，基于STM32F103控制器，结合Unity3D引擎开发上位机，设计和研制了一种分布式一体化远程智能花盆。该系统由底层服务端和远程客户端两部分组成。底层服务端包括从机和主机：从机使用土壤湿度传感器、空气温湿度传感器以及环境光传感器实时检测土壤湿度、室内环境温湿度和光照强度；主机根据不同的程序设定进行不同的命令控制，最终实现远程控制、自动浇灌、降低成本以及等机电一体化目的。远程客户端采用彩色界面模拟现实绿植状况，与底层服务端通过透传云进行通讯，具备浇水手自动模式调换和花草数据实时显示功能。 关键词 :分布式系统，远程监控，智能花盆 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 伴随物联网时代的到来和人们生活水平的提高，绿植花卉成为美化家居环境、治理环境污染的有效手段。绿植花卉养护多采用传统手动浇灌方式，浇水周期不规律，有时因为公务繁忙或者长时间出差在外，花草疏于照顾甚至枯死。虹吸式供水的简易浇花装置或者定时定量浇水的自动浇花器，一定程度上缓解了长时间无人浇花的问题，但缺乏对植物生长环境参数的有效监控。基于集成电路设计的各类智能浇花系统，多采用微控制器作为控制芯片，利用土壤湿度、光照等传感器检测植物生长环境参数，根据植物生长特性设置参数阈值，通过控制继电器和水泵等，自动完成浇灌任务 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。目前，具有远程监视、控制、虚拟现实等功能的花卉养护系统也屡见公开报道 [ 4 ] [ 5 ]，此类系统中植物盆景和自动浇花装置彼此分离，工作时需要根据盆栽植物大小和分布，需要人工分配水管和传感器的位置。由于传感器和控制器之间多采用有线的连接方式，导致系统安装过程复杂、系统灵活性和可靠性低，当盆栽稍多时，实用性不强。 智能花盆作为一种新兴智能家居设备，成为住宅和办公室环境美化的新宠 [ 6 ]。法国Parrot公司于2016年推出了Robotic Plant Pot智能蓝牙节水花盆，采用蓝牙无线技术，进行短距离数据交换，但是该系统不能实现远程监视和控制 [ 7 ]。2014年北京交通大学机械与电子控制工程学院的张鑫等人设计了一种基于Kinect的智能花盆体感控制系统，可通过人体动作实时控制花盆系统的布景图案 [ 8 ]。此外各种具有独特功能的智能花盆也是层出不穷，例如水箱容积与电池电量较大的Just Grow智能花盆。但是，目前智能花盆多采用独立工作模式，联网花盆也仅限于本地局域网，大部分没有远程监视与控制功能。 针对自动浇灌装置和植物盆景分离，传感器和控制器布线混乱，输水管线容易跑冒滴漏，从而导致智能浇花系统安装和维护困难的问题，本设计采用一体化设计理念，开发了一种分布式一体化远程智能花盆，将整个自动浇灌装置集成到花盆内部；改变常规智能花盆的独立工作模式，采用分布式理念，增加了花盆监控通信中心，该通信中心可以连接到多个花盆自动浇灌装置并通过公用移动网络连接到远程花盆监控服务客户端系统，从而提供远程监控服务，将独立工作模式扩展为远程联网工作模式；系统中通信均采用无线通信技术，避免布线困难问题，消除了花盆摆放位置的局限。通过本系统，用户通过客户端系统可联网远程监控每个植物盆景的光照、土壤温湿度和空气温湿度等植物生长环境信息，可根据特定植物需求特征设置生长环境参数进行自动浇灌，实现个性化养护。
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user: 2. 系统总体设计 系统总体结构图如图1所示，系统包括一体化自动浇灌智能花盆、 花盆监控通信中心和远程花盆监控服务客户端组成。 图1. 系统总体结构图 一体化自动浇灌智能花盆包括花盆机械本体和自动浇灌装置两个部分。其中花盆机械本体是一个含有水箱和输水软管，且预留了安装自动浇灌装置空间的一体化智能花盆。自动浇灌装置包括控制器、蓄电池、抽水水泵、环境光传感器、空气和土壤温湿度传感器。自动浇灌装置通过传感器采集植物盆栽生长环境参数，根据预设浇灌策略实现自动浇灌功能；另外，自动浇灌装置带有2.4 GHz无线通信接口，可通过花盆监控通信中心连接远程花盆监控服务客户端实现更丰富和个性化的功能。自动浇灌装置可便捷地安装到花盆机械本体内部预留位置，解决了目前市场上智能花盆机电分离的问题。 花盆监控通信中心是一个以微控制器为核心的花盆通信控制网关。该网关一方面通过2.4 GHz无线通信可与多个一体化自动浇灌智能花盆组成私有无线通信网络，另一方面，使用GPRS通信接入公用移动通信互联网，使得远程花盆监控服务客户端通过互联网接入花盆私有无线通信网络，从而解决了目前市场上智能花盆无法远程操控的问题。 远程花盆监控服务客户端包括手机端和PC端。客户端通过互联网读取植物盆栽生长环境参数、设置自动浇灌工作模式和工作参数等，从而实现对一体化智能花盆的远程监视和控制，提供丰富和个性化的功能。应用程序开发使用了Unity3D引擎，通过彩色界面模拟现实绿植状况，实现人机交互，使用户体验更形象和舒适。
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user: 3. 花盆一体化设计 考虑到放置智能花盆的体积问题，本设计根据办公室、家居的常用小盆花所需花盆大小进行设计，整个花盆的大小适合日常需求。此外，设计花盆时考虑了工厂批量生产。一体化智能花盆的设计过程如下：采用Solidworks进行三维建模，通过3D切片进行3D打印生产出一体化花盆样品。一体化花盆有三个零件，分别为底座零件、水箱零件、花盆零件，零件图分别如图2、图3、图4所示。 图2. 底座零件图 图3. 水箱零件图 图4. 花盆零件图 将自动浇灌装置中蓄电池和控制器部分粘贴于底座上，将土壤湿度传感器插入20X2.5的插槽，将花盆的4Xϕ5柱对应插入4Xϕ5插槽中。将上述装配体从上放入水箱上，并将抽水水泵放入水箱，其中花盆的ϕ118表面与水箱的ϕ118表面配合。
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user: 4. 自动浇灌装置软硬件设计 4.1. 硬件设计 在自动浇灌装置中，控制器是核心，该控制器是一个以微控制器为核心元件的智能电子测控系统，图5是自动浇灌装置控制器的硬件原理图。 核心元件微控制器使用了意法半导体(ST)公司以32位ARM内核为核心的STM32F103芯片，该微控制器低功耗、运行速度快、外围接口丰富和价格低廉等优势，完全符合产品化设计的要求。 控制器可以采集光照强度、土壤温湿度和空气温湿度共五个环境参数，为此选用了BH1750集成数字光照传感器模块、DHT11数字温湿度传感器模块和土壤型温湿度传感器模块SHT10。 BH1750集成数字光照传感器模块的光照度范围为0~65535勒克斯，传感器内置16为AD转换器直接数字输出，提供IIC串行总线接口。DHT11数字温湿度传感器模块的湿度测量范围为20%~95%，温度测量范围为0℃~50℃，提供一线制数字输出接口。土壤型温湿度传感器模块SHT10的湿度测量范围0%~100%，温度测量范围−40℃~123.8℃，可将其探头直接埋入土壤中，提供两线数字串行接口。设计中三种传感器均连接3.3伏供电，数字接口管脚连接到微控制器的通用IO管脚。 控制器选用了nRF24l01无线通信模块作为2.4 GHz无线通信接口，提供了SPI接口与微控制器连接。小水泵选用5 W功率12伏直流小水泵，该水泵扬程1.2米，微控制器IO管脚通过PNP三极管8550进行功率放大后开关控制小水泵。 图5. 浇灌控制器硬件原理图 图6. 浇灌控制器软件主程序流程图 4.2. 软件设计 浇灌控制器软件主流程如图6所示，其中系统初始化包括微控制器的外设接口初始化、存储器初始化和浇灌模式及控制参数初始化等。主循环依次进行传感器数据采集、浇灌处理、数据通信处理。传感器数据采集部分程序只需根据相应的产品手册按通常方法编写即可。浇灌处理按照浇灌模式可自动浇灌或手动浇灌。在自动浇灌模式下，若土壤湿度小于用户设定湿度阈值，则接通水泵进行浇水；若土壤湿度大于等于用户设定湿度阈值，则断开水泵停止浇水。在手动浇灌模式下，程序根据远程花盆监控服务客户端设定的启停参数控制水泵。 数据通信程序包括两部分，一部分在无线通信模块中断处理程序中，进行接收数据帧和发送数据帧的处理；另一部分在程序主循环中，进行接收数据帧的解析并执行，发送数据帧的装配及启动发送。
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user: 5. 花盆监控通信中心设计 5.1. 一主多从模式无线通讯技术 每一个不同的从机设有不同的沟通密码key和沟通通道Rd。主机在自动模式中按照顺序循环发送沟通密码，循环接收不同从机的实时数据存储于各个从机的接收数据包中。当主机在手动模式时，根据用户点击选择的特定花卉发送对应从机的沟通密码，并接收本机实时数据包，显示给用户。 主机通讯实现如下： //主机通讯子函数 void Communicate(u8 Rd， u8 key) {NRF24L01_TX_Mode(); //设置RF通道为Rd进行通讯 NRF24L01_CE=0; NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG_NRF+RF_CH，Rd); NRF24L01_CE=1; rece_buf[ 0 ]=key; while(NRF24L01_TxPacket(rece_buf)!=TX_OK) delay_ms(10); NRF24L01_RX_Mode(); NRF24L01_CE=0; NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG_NRF+RF_CH，Rd); NRF24L01_CE=1; while(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf)!=0) delay_ms(10);……//接收处理数据 } int main(void) {Communicate(10，0x66);//调用通讯子函数 Communicate(40，0x88);…… } 从机通讯实现如下： //设置RF通道为10进行通讯 NRF24L01_RX_Mode(); while(NRF24L01_RxPacket(rece_buf)!=0) delay_ms(10); if(rece_buf[ 0 ]==0x66) {NRF24L01_TX_Mode(); ……//读取传感器数据并处理 while(NRF24L01_TxPacket(tmp_buf1)!=TX_OK) delay_ms(10); } 5.2. 主机与上位机间无线通讯技术 本主机应用485通信、通过串口与GPRS模块连接，GPRS模块进行调试，接入透传云节点，应用外通讯网络连接手机的客户端。同样的，手机客户端也可以通过透传云向主机端发送数据，从而实现了命令、数据包的相互传输。 主机串口通讯实现如下： void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序 {u8 Res=0，Num=0; if(USART_GetITStatus(USART1， USART_IT_RXNE) != RESET)//接收中断 {USART_ClearITPendingBit(USART1，USART_IT_RXNE); Num=USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据 if(Num==1) rece_buf[ 0 ]=0x66; if(Num==2) rece_buf[ 0 ]=0x88; //对不同的花盆代号修改不同的沟通密码 if(USART_GetITStatus(USART1， USART_IT_RXNE) != RESET) {USART_ClearITPendingBit(USART1，USART_IT_RXNE); Res=USART_ReceiveData(USART1);} if(Res=='A') printf(Airtemp:%d Airhumid:%d Soilhumid:%d Light:%d，airtemp[Num]，airhumid[Num]，soilhumid[Num]，light[Num]); if(Res=='B') rece_buf[ 1 ]='B'; if(Res=='C') rece_buf[ 1 ]='C'; if(Res=='D') rece_buf[ 1 ]='D'; if(Res=='E') rece_buf[ 1 ]='E';} } 5.3. 软件设计 主从机通信流程图如图7所示，主机首先向外发送沟通密码，以避免杂乱信号的干扰。这时，从机一直处于准备接收的模式，如果接收到沟通密码与本机沟通密码一样，即沟通对接成功，从机将立即将本机所采集的数据包打包，通过某一特定通道发送给主机，主机接收数据包并处理存储于各数据存储空间中，等待进行下一步任务。此时，从机回复准备接收模式。 图7. 主从机通信流程图
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user: 6. 远程花盆监控服务客户端设计 远程花盆监控服务客户端采用Unity3D引擎开发，该平台具有运行稳定、开发效率高等特点。通过Photoshop对图片进行编辑、修剪、加工，得到背景图案以及按钮标志。以C#.Net作为开发的脚本语言，应用Unity3D原有的Monodevelop脚本编辑器完成对透传云数据信息的导入、实时信息显示以及远程控制等具体操作。最终根据所需的操作系统进行应用导出。客户端实现了对植物盆栽环境状态的实时监控、远程浇灌、人机交互等功能。用户可以通过客户端软件进行连接网络、断开网络、查看数据、模式选择、浇灌、停止浇灌等等操作。 以手机端为例，上位机远程客户端界面如图8所示。用户可以自定义植物盆栽名称、浇灌模式，还可以在显示区了解植物盆栽的各种数据。 图8. 手机端远程客户端界面 用户点击界面左下角的图标可以进行上位机透传云通讯的配置，点击界面右上角的图标可以进行上位机透传云通讯的断开并关闭上位机，在用户不使用上位机的时候减少流量开支。用户点击某一朵特定的花卉时，客户端可远程读取花卉环境数据，并在显示界面的数据框中显示如下数据：花盆代号、光照强度、土壤湿度、空气温度、空气湿度。用户点击自动模式可远程设置相应花盆浇灌模式为自动浇灌模式，同时用户可以设定自动浇灌模式的土壤湿度阈值。用户点击手动模式可远程设置相应花盆浇灌模式为手动浇灌模式，此模式下用户点击浇灌图标可针对相应花盆启动和停止浇灌动作。
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user: 7. 测试与验证 将自动浇灌装置组装到一体化花盆中，并配置好自动浇灌装置、花盆监控通信中心和远程花盆监控服务客户端，系统中实物组件如图9所示，从左到右依次为：花盆监控通信中心内部、花盆监控通信中心外表、一体化自动浇灌智能花盆。 图9. 系统实物组件图 系统测试了手动模式和自动模式的浇灌情况，其中浇灌土壤的水分数据图如图10所示，共测试15个测试点，水分越充足颜色越深。根据测试数据，发现一体化智能花盆的浇灌设计方式导致土壤浇灌不均匀，以花洒为中心，越接近花洒浇灌后水分越高，需在一体化智能花盆的整体设计上进行改进。 图10. 浇灌后土壤水分分布图
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user: 8. 结论 分布式一体化远程智能花盆系统解决了自动浇灌装置和花盆机械本体的一体化集成设计问题，减小了智能花盆的放置空间，降低了智能花盆的人工配置和维护成本；系统通过花盆监控通信中心和远程花盆监控服务客户端实现了智能花盆的联网远程操控功能，同时提供了许多丰富和个性化的操作功能。样机系统经测试验证，达到了设计要求，具有较好的市场前景。可在该智能花盆的基础上进一步设计花盆滴灌控制装置，以解决土壤浇灌方式不均匀的问题。
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user: 摘 要 我国小城镇的数量众多，且位置分布不均，因此小城镇污水治理是继大中城市污水治理后的一个新的战略目标。就目前的发展状况来看，在中小城市污水处理方面，尚缺乏适合我国实际国情的污水处理技术和设备，也缺乏资金和管理经验。在经济发展和加速城镇化建设的背景下，我国城市的用水量也在逐渐增加，同时产生的污水量也呈现递增趋势。在水资源短缺的情况下，污水回收再利用显得尤为重要，本文针对城市生活污水的现状、污水处理的方法和污水再利用措施进行简单阐述，希望对我国污水再利用问题的解决起到推动作用。 关键词 :小城镇，污水排放，处理工艺，再利用 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 我国城市化进程的发展很快，其中中小城镇的发展速度以及成果也较为突出，但是与此同时也出现了一定的问题，在我国21，200多个建制镇中，没有污水处理设施的城镇数量巨大，所占比例非常高。当前，我国中小城镇的污水排放量已经达到了全国总量的二分之一以上，并且在未来半个世纪的城镇化发展中，中小城镇的污水排放量将会呈现数倍、数十倍的增长，而这无疑将会导致我国水环境的恶化。由于大城市与各个小城镇的水系相互连通，并且中小城镇一般处于水系中的上游地带，这就意味着中小城镇的污水治理出现问题，那么将会导致大城市污水处理工作难度的加大以及水环境质量的恶化。由此可见，在改善我国当前以及未来水环境状况和解决我国水资源匮乏问题的过程中，我国需要对大城市和中小城镇的城市污水处理问题进行综合治理。而由于在城镇化过程中，大城市和中小城镇客观上存在多个方面的差异，在经济发展水平、城市污水治理体系上有各自的特点，所以需要针对中小城镇和大城市的城市污水治理的特点进行具体问题具体分析。 在当前的发展情况下，我国中小城镇的污水处理存在着技术和设备缺乏、资金不足、管理经验匮乏的问题，为了解决以上问题，我国需要针对当前实际国情来寻找一条适合我国的污水处理工艺，设计并掌握可以解决中小城镇污水处理问题的治理技术和处理技术。
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user: 2. 城镇污水排放处理现状 2.1. 污水水质分析 改革开放以来，城乡差距缩小，小城镇与城市之间的关系逐渐密切，并且在地域组织和空间结构出现了“城乡衔接地带”，这一“城乡衔接地带”主要为农业活动和非农业活动的农工混合地带以及非城非乡地带。在这一情况下的城镇污水成分也较为多样，主要为生活污水和一定量的工业废水，并且还存在着一定的畜牧和水产养殖物污水和一定居民生活污水的情况存在。小城镇的污水水质以及成分与城市有着一定的差异，二者之间具有不同，且无类比性，在参考上并没有太多的水质参考资料。 小城镇污水成分中，生活污水是主要的成分，主要占比为城镇污水的二分之一。在城镇污水中，生活污水占比大的同时还存在着容易导致污水的时不均匀性和引起水质波动的问题。同时中小城镇中的企业的生产水平有限，和大城市的生产水平相比较为落后，使得排放的污水中污染物浓度高，并且由于综合因素还导致了中小城镇的污水污染物含量和城市相比较高。并且一些城镇地区的有机物浓度较低，其污水中氨氮的含量也较高，与此同时，中小城镇当前的排水系统仍然不健全，污水大多经由明渠排出，雨水和地下水渗入明渠，也会降低污水中的有机物浓度 [ 1 ]。 2.2. 污水水量剖析 当前国内的小城镇人口数量在几千到五万之间不等，其每日排放的水量多为击败到几千立方米内不等，主要排放污水量多少污水成分和其城镇规模大小和其所在地区经济发展水平状况息息相关。 小城镇的污水水量的口变量系数变化较大，主要是由于小城镇的镇域面积小，排水干管短。在小城镇中，非农业人口占据了较大的比例，具有非常强的不稳定性和流动性的特点，非农业人口在一年中有着较大的变化和差异性，并且受生产季节需要影响，农忙季节和农闲季节之间有着非常明显的差异。 小城镇污水的排放高低峰值变化受居民生活习惯影响，高峰集中在早、中、晚的一定时间段中，而午夜则是污水排放量的低峰。此类情况受经济发展水平影响，在经济发达地区这种污水排放量高低峰值变化则不明显。
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user: 3. 城镇污水处理存在的问题 3.1. 对污水处理缺少认识 目前中国中小城镇发展速度快，在建设中有了明显的进步，但是在发展过程中存在建设的不平衡性。这种不平衡性与城镇领导干部在工作中不正确的思想观念有关，主要表现为，在城镇建设中重视经济建设发展而忽视了环保工作；城镇建设主要流于表面，认为城镇建设是投入多产出少的福利性事业，而与整体城镇建设没有直接且密切的关系等等。 当前城镇建设中生活建筑和公用基础设施建设严重不足是其主要问题，小城镇建设受到了来自多方面客观因素的限制，主要因素如城镇规模、经济发展水平、产业结构等等方面。而由于城镇建设中遇到的问题，使得水资源缺乏保护机制，污染源排污失控，环境遭到了污染破坏后制约着当地经济的进一步发展，并且还由于城镇缺乏污水处理设施，小城镇遭受着污水污染的困扰，生存环境逐渐恶化的问题。 当前的小城镇建设的过程中，依赖着自然资源来发展经济，在环境保护、污水处理中投入少、治理力度不强，牺牲环境效益来获取经济下便宜，没有注重污水处理的安全和生态效应 [ 2 ]。总之，许多乡镇领导对污水处理认识不足，缺乏必要的规划和资金投入，对水环境保护重视不够。 3.2. 污水处理方式较为简单 在我国环境保护上，环境治理状况往往和城市规模有着密切的联系，主要呈现着正相关的关系。大城市和小城镇相比较可以看出来，大城市在环境保护上资金、管理、技术都比小城镇较为先进，并且大城市还有着更加完备的基础设施，可见，小城镇的环保难度较大城市来说非常大，环境治理上还有着更为艰巨的挑战 [ 3 ]。 当前我国小城镇的污水处理设施落后，污水处理技术落后，污水处理效率不高，部分地区几乎为零，这也是导致我国水环境污染的主要原因之一。而在部分城镇虽然建有污水处理厂，但是在管理和维护中存在着难以解决的困难，运营上十分困难，缺少素质良好的操作和管理人员，在掌握和操作设备中面临着一定的困难，虽然有着污水处理的设备和技术，但是无法推进污水处理工作的进一步开展。 当前我国不少已经建成的污水处理厂受到经费限制而无法正常运营，和小城镇经济发展水平不符的建设费用和运行费用使得中小城镇无法承受污水处理工作的推行，于是需要降低操作需求以使得小城镇污水处理厂正常运行、小诚正污水处理事业的不断推行和发展。 由此可见，当前我国城镇急需“三低一少”技术来解决城镇的污水处理问题。“三低一少”技术主要是指低建设费用，低运行管理费用以及低操作管理需求，二次污染物排放少的新型城镇污水处理技术。 3.3. 旧的运行模式弊端明显 我国的污水处理厂主要是一种由政府部门承建和管理的“公共事业”模式，这种模式具有明显的弊端。弊端之一是成本过高并且难以降低，如我国南方某城镇的污水处理厂使用了国外的技术以及设备，其价格是国内的五至六倍。并且政府部门官员出国考察还需要大量的花销，这些费用使得污水运行费用从0.3元增加到了0.6元，这也使得居民和企业身上的负担加重，还容易弱化城镇环境投资，而政府部门公布其存在亏损问题：另一方面的弊端则是，污水处理中的运行单位与多数的事业单位相似，由政府财政拨款，存在人员工作积极性不高，人情关系充斥其中，人员臃肿问题难以解决。 于此同时，还需要看到排污企业内的管理污水处理模式也存在着一定问题。排污企业受到利润至上观念的驱使，存在着污水处理停机偷排、污水超标排放的现象，并且由于监管难度大的客观因素，这类现象频频发生。
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user: 5. 总结 经过以上分析，本文得出以下结论： 1) 由于小城镇垃圾处理规模较小，产生的垃圾渗滤液量少，宜与小城镇污水合并处理。 2) 为了调节小城镇污水的水质水量，在一级处理中，设置调节池是必要的根据经济技术比较，小城镇污水二级处理应优先选择生物膜法。生物接触氧化法与生物曝气滤池适宜处理小城镇污水。 图3. SBR工艺流程图 3) 在具备一定条件下，小城镇污水经一级处理后，污水处理采用生物稳定塘或人工湿地系统，实现生态化处理，也是值得推广应用的技术。
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user: 摘 要 受河床下切影响，现有水位监测的自记水位井和压力式水位计存在着枯期记录不到数据的情况，而采用传统人工水尺读数耗时且效率不高，不符合水文信息化、智慧化发展的方向。为解决该问题，引入图像识别水位系统并对其进行了比对分析。本次比对按照《水位观测标准》(GB/T50138-2010)要求，收集了人工比测数据和浮子式水位计比测数据，计算了相关不确定度。经过一系列比对分析，证明该系统能够满足水位监测的要求，同时符合水文信息化发展方向。 关键词 :水位检测，图像识别，比测分析 Copyright © 2020 by author(s) and Wuhan University. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 水位观测是水文监测中重要组成要素。水文资料与人类生活和生产建设关系密切，各类工程的规划建设运行管理、防汛抗旱中雨水情预报推算、水位流量关系定线等都需要水位资料的支持。因此，水位观测的连续性、准确性显得至关重要。传统的水尺水位监测采用的人工读数方式存在效率低、实时性差、工作繁琐等诸多缺点，不利于预警系统的自动化和智能化。而传感器监测虽能够自动采集表征水位的模拟量，但受成本、使用环境要求高、维护复杂等多种因素制约，在某些场景下无法得到很好的应用。如在河床下切严重的站点，低水位时记录不到数据的情况。为解决该问题，我局引入图像识别水位系统。 图像识别技术最早在60年代被提出，当时Roberts提出“积木世界”机器视觉理论。此后Marr视觉理论、感知特征群的物体识别理论框架、主动视觉理论框架等新理论框架不断被提出。进入新千年，图像识别的技术在液位监测方面获得了长足的进步。2002年Chakravarthy [ 1 ] 等人提出了利用透视几何原理结合图像处理技术对液位高度进行测量。同期，国内各大学科研机构也开展了类似研究，对水位进行识别提出了不同的图形处理方法。2010年湖南大学张帆、张显 [ 2 ] 等人采用中值滤波、SOBEL算子等图像处理技术设计了视频液位检测系统；2014年，太原理工大学张阳 [ 3 ] 等人利用Hough算法设计出嵌入式水位监控系统；2015年李翊 [ 4 ] 等人利用BP神经网络算法进一步提高水位识别效率和适用范围，降低人工工作量。 目前，国内外对图像识别水位的研究大多集中在理论研究和实验室阶段，近两年图像识别水位系统才逐渐开始投入实际生产。至于实际生产中该系统的效果如何，国内外尚未有相关的研究与论证。本论文对解放桥水位站图像识别水位系统观测的水位数据和人工观测、浮子式自计水位计的数据进行分析比对，通过计算水位数据的不确定度验证观测数据能否满足规范要求，同时对仪器在使用过程中存在的问题进行分析并提出解决方案，为该仪器的推广使用提供参考依据。
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user: 2. 测站概况和水位观测设备 解放桥水位站建于1938年5月，为国家基本站，承担着抚州市城区防汛预警任务，防汛重要性级别为2级。监测项目有降水量、水位，均采用自动监测。该站集水面积8736 km 2 ，主河道干流总长230 km。河道大致顺直，河槽成U形，断面河宽约180 m，河床由细砂组成，左右岸均为防洪墙，墙高程在42 m以上。断面下游160 m处有文昌桥。下游约4 km处为临水汇合口，35 km处有进贤李家渡水文站。 解放桥水位站至今已收集了1972~2016年共45年连续实测水位资料，历年实测最高水位41.51 m，发生于1998年6月23日；历年实测最低水位33.60 m，发生于2007年9月18日。水位高程采用吴淞高程系统，与黄海基面高程系统的换算关系为：吴淞基面−1.743 m = 黄海基面。 该站水位观测有两套，一套为浮子式水位自记计。该设备已按照《水位观测标准》(GB/T50138-2010)要求，通过了比测分析，观测数据可作为真实水位数据参与水文资料整编和雨水情预报。另一套为图像识别水位系统，该系统为新建系统。本论文将按照规范对其进行比对分析。
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user: 3. 图像识别水位系统的工作原理 3.1. 系统组成 智能水位图像识别系统主要包括前端设备、传输网络、平台软件和显示终端，采用定时抓拍和自主抓拍图像两种形式，定时或根据需要上传水尺图片。前端设备主要包括网络高速摄像机、水尺、4G流量卡；传输网络主要通过4G网络传输至信息中心；在信息中心部署一套平台软件系统，主要任务是对图像数据的实时接收、存储，同时定时对进行水尺图像识别，上传识别出的水位数据至显示终端。系统总体架构如图1所示。 图1. 智能图像水位识别系统总体架构图 3.2. 系统工作原理 图像其识别系统由图像分割、图像特征提取、分类器的识别这三个部分所组成。其中，图像分割主要的作用就是将图像划分成为多个区域；图像特征提取则是对多个区域的图像进行相应的特征提取；分类器的识别则是按照图像特征所提取的结果进行适当的分类。智能水位图像识别系统基于智能化摄像头，采用机器学习和图像处理识别技术，为湖泊、河流、城市暴雨的水位提供监测服务。智能水位图像识别系统主要采用定时抓拍和自主抓拍图像两种形式，定时或根据业务需求上传水尺图片和视频。 3.3. 图像分析技术实现流程 通过智能化摄像头对测站的预置位置配准，通过图像对水尺、水尺同名点及高程的模板制作，以保证基础数据的可靠性；根据模板匹配算法、SIFT特征点提取、RANSAC随机抽样一致性等算法将原图与模板进行配准，解决摄像头抖动引起的图像水尺位置变化时同名点及水尺位置的查找；根据图像二值化算法 [ 5 ] 精准查找夜间图像水尺在正常情况及强光下的水位线；根据底色匹配模板算法及同名点精准查找白天在正常情况及强光、水尺倒影等的水位线；基于deeplabv3+ [ 6 ] 模型的语义分割技术，对识别误差较大的图片用deeplabv3+模型不断训练提高识别的精度；根据智能化摄像头算法控制预置点位置，进行多水尺实时图像抓拍分析水位，智能化选择合适水尺分析水位。
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user: 4. 技术使用过程中问题分析及解决方案 通过长时间的运行发现，该系统适应性好、检测精度高，稳定性高。但仍然存在以下问题：一是水尺部分污渍遮挡容易导致识别结果不准确；二是在夜间无光的情况下，摄像头的红外补光不均匀，使得图像分割有很大困难，造成检测误差较大。对于水尺污渍遮挡导致的识别结果不准确，可利用deeplabv3+智能算法模型训练，提高污渍遮挡下水尺识别的准确度，从图2可见，在经过模型训练后，误差从0.33 m降至0.02 m；对于无光条件下图像识别的困难，可调整摄像头补光强度，通过降低画面亮度使画面补光均匀，从而提升识别的准确率，从图3可见，调整摄像头补光强度后，画面亮度虽然降低，但画面均匀度提高，水位线识别准确，与人工观测对比，误差为0。 图2. 水尺污渍问题的处理结果 图3. 水尺无光环境下读数问题的处理结果
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user: 5. 比测方法和结果分析 根据《水位观测标准》(GB/T50138-2010)要求，比测采用人工比测法 [ 7 ]。考虑到该站已有一套浮子式自计水位计，并已纳入该站《测验方案》运行多年，故增加仪器比测，对该站水位长时序比测。 参照《水位观测标准》6.2自计水位计比测6.2.1：水位比测按水位变幅分测段进行，每测段观测次数 ≥ 30次。本次比测选取了2019年5月至7月人工观测与图像识别系统比测数据124组，其中5月至6月为平水期水位数据，7月8日至10日为洪水期水位数据，观测水位从35.15 m至39.6 m，横跨本年度中低高三段水位，资料选用有一定代表性，符合规范的比测要求 [ 8 ]。同时还选用2019年5月至6月浮子式自计水位计与图像识别系统比测数据950组。 5.1. 平水期比测资料分析 对比观测采用2019年5月1日到2019年6月30日人工观测水位与智能图像水位识别系统水位数据值的每天的8整点数据同时进行。智能图像水位识别系统水位收集93次，期间存在断电、人遮挡、船遮挡等29次数据不做参考。本次对比观测的水位在35.15~37.11 m之间。 5.2. 洪水期比测资料分析 对比观测采用2019年7月8号到2019年7月10号每天早8点到晚上20点洪水过程中的比测数据。智能图像水位识别系统水位共31次，期间存在断电、人遮挡、船遮挡等8次数据不做参考。本次对比观测的水位在38.79~39.6 m之间。 5.3. 分析依据 据《水位观测标准》(GB/T50138-2010) E.0.6，采用自动监测设备监测水位时，其系统误差及不确定度应按下列方法估算： 系统不确定度 X ″ y = ∑ i = 1 x ( P y i − P i ) N (1) 随机不确定度 X ′ y = 2 ∑ i = 1 x ( P y i − P i − X ″ y ) 2 N − 1 (2) 综合不确定度 X z = X ′ y 2 + X ″ y 2 (3) 式中：P yi 为自动监测水位；P i 为人工校测水位；N为校测次数。
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user: 6. 计算分析与评定 6.1. 图像识别水位系统与人工观测、浮子式水位计的相关性分析 解放桥水位站图像识别水位系统与人工观测水位及浮子式水位计在平水、洪水期间的水位的相关关系分别为R 2 = 0.9937 (见图4)、R 2 = 0.9973 (见图5)、R 2 = 0.9977 (见图6)，由此可见图像识别水位无论和人工观测还是传统水位计比测，其相关性都较好。 图4. 平水期间水位比对关系线 图5. 洪水期间水位比对关系线 图6. 图像识别系统与浮子式水位计比对关系线 6.2. 图像识别水位系统不确定度的计算 根据水位观测标准(GB/T50138-2010)，比测结果应符合置信水平95%的综合不确定度应小于3 cm，系统误差应为 ± 1 cm。平水期、洪水期比测结果误差见表1。 Table 1 Result of comparative analysi 时间 比测方式 水位范围(m) 比测次数 水位等级 波浪 最大误差(m) 随机不确定度(cm) 系统误差(cm) 综合不确定度(cm) 是否满足规范 5~6月 人工比测 35.15~37.11 93 中低水 无波浪 0.05 2.93 0.46 2.96 是 7月 人工比测 38.79~39.6 31 高水 大波浪 0.05 2.89 0.10 2.89 是 5~6月 仪器比测 35.15~37.11 950 中低水 无波浪 0.05 2.84 0.82 2.93 是 表1. 比测结果数据
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user: 7. 总结 结果表明：平水期综合不确定度2.96 cm、系统误差0.46 cm；洪水期综合不确定度2.89 cm、系统误差0.1 cm，符合规范要求。从系统记录资料和人工观测水位数据的比测分析结果可以看出，图像识别数据完整性、识别准确性较好。从该系统在各种环境条件下运行情况来看，其工作状态稳定、可靠。但在夜间光线不足、污渍遮挡、水位线不清晰等情况下，图像识别系统运行中存在识别精度下降甚至识别不出的情况。针对上述问题，使用人工智能模型训练可以有效的解决水尺遮挡造成精度下降的问题，通过调节摄像头补光强度解决夜间光线不足及水位线不清晰问题。建议： 1) 采用像素更高的高清摄像头，从而提高拍摄图像的清晰度，提高图像识别的准确率。 2) 针对夜间无光环境下，镜头补光过度造成的画面不均匀，建议采用专门设计的补光镜头，针对水尺补光过度的情况，优化补光算法。 3) 数据传输由4G网络升级到5G。利用5G网络的高带宽、低延时的特点，解决图像上传速度限制，降低数据处理时间。 4) 在图像识别的运行中水位的准确率仍然有提升的空间，需要利用deeplabv3+模型对大量图片数据进行修正及深度训练以提高其精确度。
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user: 摘 要 小学语文是学生学习语文的基础阶段，也是培养学生语言组织能力和思维驾驭能力的关键时期，因而实现小学语文的有效教学至关重要。本文就新课改背景下小学语文实现有效教学过程中存在的一些问题进行了探讨，如学生问题意识不强、主体地位缺失、教师重教书而轻德育等教学现状，并提出要培养学生的问题思维、引导学生主动探究、重视德育渗透等有效建议，力求启发小学语文教师能够以学生为本，实现有效教学，真正实现学生的全面发展。 关键词 :小学语文，有效教学，问题意识 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在小学教学中，小学语文承担着非常重要的角色，不仅会影响学生语文基础能力的提升，还会对其他学科的学习产生一定影响。新课改下强调语文不仅仅是传承文化、学习知识的工具，也要促进学生人格、思维的形成，因而实现小学语文的有效教学，对于落实“以人为本”，实现学生的有效发展有着积极的作用。
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user: 2. 有效教学的内涵及特征 关于有效教学的内涵，有效教学是指在符合时代和个体基本价值建构的前提下，其效率在特定时空内不低于标准水平的教学 [ 1 ]。“有效”主要是指教师在一种先进的教学理念指导下，经过一定时间的教学之后，使学生获得进步与发展。有效教学中的“教学”，是指教师与学生之间共同组成的一种教育活动，教师有计划，有步骤引起、维持和促进学生积极主动地掌握系统的科学文化知识和技能，发展智力、体力、陶冶品德的所有行为和策略。 在新课程理念的背景下，小学语文有效教学有以下几大特征： 第一，关注学生的进步和发展。语文课程的基本特点是工具性与人文性的统一，要把学生培养成具备美好人格，较高语文素养的合格人才。语文教学活动围绕学生而展开，旨在促进学生各方面全面发展而不仅限于语文素养。 第二，关注教学效益。崔允漷教授强调“教学的效益是有效教学的核心”，即经过语文老师的讲解，学生在单位时间内听懂了多少，掌握了多少内容，是否有感受到课文作者的写作意图，实现教学三维目标。 第三，重视学生的有效学习。新课标积极倡导采用自主、合作、探究的学习方式，因而有效学习是在教师的引导下，学生主动的、有方法、有思考的进行自主学习，逐渐提高自身的语文自学能力，实现学习能力和创造力的提升。
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user: 3. 小学语文实现有效教学存在的问题 有效教学的对立面是“无效教学”，“无效”并不意味着没有效果，是指效果没有达到预期水平。专家调查显示，当前中小学语文教师无效教学大约占50% [ 1 ]。目前小学语文当中的有效教学主要存在以下问题： 3.1. 学生缺乏问题意识，思维僵化 小学语文教学中引导学生学会提问能够培养学生的自学能力，锻炼学生的思维创造能力 [ 2 ]。思考是学生个体的独特思维，是学生的一种思维能力和学科素养，否则可能只是一种思维方式或技能。新课标也强调要培养具有创新精神和实践能力的人，因而学生的思维训练相当重要。但在实际教学中，学生的批判思维和问题意识没有得到一定的重视。一方面，教师过于注重教学任务的完成，害怕学生提出无法解答的问题导致教学活动无法顺利开展，很少甚至不会给学生提问的机会，而学生也忙于回答教师所抛出的一系列问题而无暇提出自己的疑惑。另一方面，中国绵延五千年的“尊师重道”观念，使得同学们不敢质疑书本、质疑老师，也害怕自己提出的问题遭到嘲笑和否定。同时低年级的小学生也由于经验、知识受限，还不会发现并提出问题，独立思考能力较弱，习惯于“接受学习”状态，长此以往逐渐放弃独立思考的能力和权力，思维逐渐僵化，不再提出问题。 3.2. 学生主体地位缺失，学习兴趣不高 语文是一门接近生活、有情趣、内容丰富多彩的学科，语文课也应该是学生容易感兴趣的课程 [ 3 ]。但当前课堂现状是：学生的学习兴趣远没有被我们重视，许多教师备课时想教材，想专家评论却很少设想学生是如何看待的，学生又是怎样想的？要知道孩子的兴趣爱好与大人的差异性还是很大的，而这样的课堂激不起学习兴趣，也引不来学生的主动性。尽管新课改强调“以学生为主体，学生是教学活动的中心，教师是学生学习和发展的引导者”，但仍然有很多资历较老的教师会只根据自身的教案设计及授课节奏进行讲授，习惯于一根粉笔、一本教材讲到底，教学方式单一，针对性不强，不能活跃课堂气氛，学生也会在这种“填鸭式”的教学活动中被动接受学习，失去自主学习的动力，逐渐丧失对语文的热爱和学习兴趣，也阻碍了学生的全面发展。 3.3. 重教书，轻育人，忽视情感培养 “师者，传道、授业、解惑也”。教师不仅仅要传授给学生科学文化知识，还应该成为学生成长过程中价值观念形成的领路人。而当前小学语文教学的现状是“分数为王”，快节奏的生活让教育逐渐偏离了初衷，染上了功利的色彩，学习成绩不仅成为衡量学生优秀与否的标准，也成了衡量教师水平的“一杆秤”。为了迅速提高学生的成绩，教师过分重视知识的传授，而忽视对学生情感精神的关怀和感化，即重教书、轻育人，忽视了语文课标所要求的“提高思想文化修养，促进自身精神成长”。 比如，在语文教材中常常有“感想类”的课后题，大部分教师认为处理这类课后习题耽误课堂时间，于是自行决断另作他用，剥夺学生发言机会。事实上这类题目的设置正是教师育人的最佳途径，通过学生的反馈可以了解到学生的兴趣爱好和心理状况，从而有针对性地进行干预和引导，使学生成为身心两健的人。前国家教委副主任柳斌同志在南通谈及语文教学时曾说过，“语文字、词、句、篇、听、说、读、写，忽略了情感，这是寡情教学。”而我们的语文教学就是要避免出现这种寡情教学，实现语文课程“工具性与人文性的统一”。
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user: 4. 小学语文实现有效教学的策略 4.1. 鼓励学生发问，培养问题思维 首先可以鼓励同学们积极提问，创设教学情境，让同学们敢想敢问。低年级的学生最开始会因为想要吸引教师注意，而提出各种各样、水平不一的问题。对于这种现象，教师不能打击学生热情，要让同学们实现“要提多少个问题”到“提一个最有价值的问题”的转变。例如在学习《铺满金色巴掌水泥道》时，同学们提出“作者为什么说是铺满金色巴掌的水泥道”“金色巴掌是什么”，对于这些问题，笔者没有急着一一解答，也没有否定太过简单的问题，而是让同学们自己去文中寻找答案，既提高了学生的学习热情，也让同学们明白有些问题可以靠自己的学习就可解决，而后在语文学习中逐渐提一些有价值且精炼的问题。 其次，要传授给学生质疑的方法，养成批判质疑的习惯，让同学们会问能问。教师要引导学生从课文题目、中心思想、关键词、写作手法等方面提出自己的疑问，运用对比提问、观察提问和分析综合提问等方法，就作者的写作手法或文章常识性知识发表自己的看法，敢于提出质疑，不鼓励和主张绝对的标准答案及权威，让同学们意识到针对一个观点可以有不同的看法，并养成质疑的习惯。 最后，注重思路创新，避免思维僵化，让同学们想问善问。例如在学习《丁香结》时，首先询问同学们对于本文“有什么疑问和想法”，启发同学们从不同角度去寻找问题，让其思绪处于活跃的状态，而不是一味接受老师的提问，或者全程听老师讲。另外向同学们再次提出问题：“思考作者为什么要用三段写丁香花后再写丁香结，这样写的深意在哪里，你觉得还可以从哪些地方进行改编和创新”，激发学生的问题意识和创新精神，让同学们也来当一回“小作者”。 4.2. 创设多元情境，引导主动探究 小学语文教师在课堂中进行情境教学，一方面是为了满足学生学习需求，并集中他们的课堂注意力，另一方面是结合情境案例帮助学生更快记忆所学内容，并理解文章中的人物性格和中心思想。教师可以合理利用课内外资源，创设多种形式的教学情境，创设情境的方法可以有联系生活创设情境、运用音乐图片创设情境、巧用提问创设情境等。例如多媒体具有图、文、声并茂、形象生动等功能，为学生创造更加感同身受的情境，使学生尽快融入到课文学习中能更有效地激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性和主动性，因此，新课程要求教师注意发挥多媒体的优势，来有效提高课堂教学 [ 4 ]。高段六年级同学在学习《七律·长征》这篇离现代00后很远，很难感悟的诗文，可以让同学们观看电视剧《长征》《飞夺泸定桥》等电视剧的片段，让同学们了解战争背景，重温那段峥嵘岁月。最后配乐朗诵全文，升华同学们的情感。 在小学语文课堂中实施情境教学法，不仅可以为学生构建丰富多彩的教学环境，调动他们学习的热情，还能强化学生的理解和判断能力，增加对语文学习的兴趣。 例如低段一年级同学在学习《大还是小》时，首先以一个绘本故事导入：小杰今年六岁了，他有时候觉得自己大有时候觉得自己小，让同学们一起来看看小杰到底什么时候感觉大，什么时候感觉到小。其次在学习过程中，也可问问同学们是否跟小杰一样，什么时候觉得自己很大，什么时候觉得自己很小。以图文故事配乐开始新课学习，介绍小杰的日常感悟，既吸引同学们兴趣，又贴近小朋友心理，引导他们去感受自己的生活，传递积极价值观。 4.3. 重视德育渗透，发挥榜样作用 随着课程改革的不断推进，我国教育部对小学语文中的德育教育提出了新的要求和标准。小学德育应当在热爱学习、孝敬父母、热爱集体、热爱劳动等方面对学生进行深刻的教育，这些思想观念和行为习惯的形成，需要在语文教学中不断向学生进行渗透 [ 5 ]。教师在教学过程中要发挥教师的榜样作用，首先自身把握到情感实质问题，再通过自身相应的语言、神态、动作等传达给学生，发挥情感导向作用。在语文课堂中教师可采用讲解分析法、榜样示范法、情感熏陶法、美读训练法等方法对学生进行情感态度价值观的引导。我们不光要进行知识方法的传授，还要“养育学生的生命”，用知识和情感“两条腿”走路。 在《圆明园的毁灭》的课堂上，围绕“毁灭”这一主题。先让同学们走近圆明园，接着让同学们走进圆明园，最后让同学们走出圆明园。以“情感”贯穿全文，引起所有人深思：“圆明园”究竟象征着什么?圆明园被毁掉的是什么?它又给我们留下了什么?既有信息的获取，又有知识的掌握和能力的提高，更重要的是还有价值观的引导与树立。“走近–走进–走出”式教学就不仅是文本阅读资源的丰富与扩大，也不仅是思维空间的拓宽与伸展，更是民族品质、民族精神的滋润与升华 [ 6 ]。 4.4. 提高教师素养，增强专业技能 语文教学旨在促进学生语文素养的提高，若要达到这个目标，就需要进行有效教学。小学语文教师要实现语文教学的有效，教师自身要做有效工作。在师生互动的教学过程中，教师要进行教学的整体设计和相机引领。 陈晓端与Stephen Keith教授在对西方有效教学研究的系统考察之后，得出“有效教学总是与教师对教学实践和自身的专业发展的反思密切联系在一切” [ 7 ]。崔允潡教授也曾说过，世界上不可能有“说话像演说家，写字像书法家，上课像表演家”这样完美的教师，但是我们可以要求自己都去按自身的优势扬长避短，选择合适的教学行为，设计个性创新化的教学，创造独特的教学风格 [ 8 ]。 首先要丰富自身理论知识。眼光不能仅限于小学语文教材，一方面要深研中华文明，涉猎世界经典，关注教育动态；另一方面还要学习有关心理学、生理学、教法等教育科学类知识。其次增强专业技能，在教学中实现自我成长。观摩优秀教师，深入思考与践行，做好每一堂课的课前、课中和课后。最后反思写作，实现自我突破。做教育的研究者和终身的学习者，不断探究如何更好的有效教学，关注全体学生的全面发展，力图使每个学生都得到有效发展。
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user: 摘 要 为了解决传统卷积神经网络的全连接层参数过多，计算效率低的问题。该文将图像处理中使用的全卷积神经网络和全局平均池化层用于文本分类，将卷积层和全局平均池化层结合并替换全连接层，同时参照Inception结构使用多尺度的卷积核，减少了模型的参数数量，加快了模型的收敛速度，增加了模型的分类准确率。此外为了避免维度灾难和词级向量训练速度慢的问题，该文采用字符级进行向量化表示。并使用批量标准化层代替Dropout层，减少了过拟合问题。通过使用多指标在测试数据集中进行模型评估，充分验证了该模型的有效性，与传统模型相比，提出的模型在分类任务中具有更好的分类性能。 关键词 :文本分类，字符级，全卷积神经网络，全局平局池化层 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着信息技术的不断发展，目前互联网中每天流动的信息数量与日俱增，其中文本数据占据了很大一部分。过去人们通过纸质媒介来记录文本信息，文本信息数量少，仅通过人工的方式就能很好地完成文本分类任务。但如今大数据时代，文本的存储介质变成了硬盘、数据库等，光是每天新产生的文本数量就早已超过了人工处理的极限。所以需要借助文本分类技术从海量信息中提取有效的信息，来帮助人们学习和工作。 文本分类一直都是自然语言处理(NLP)中的经典问题，传统分类技术最早可以追溯到上世纪50年代的专家规则(Pattern)分类方法。80年代初专家规则发展到利用知识工程建立的专家系统，但是专家系统分类效率较低，适用的范围和准确率都非常有限。后来伴随着统计学习方法的发展，机器学习的兴起，出现了很多稳定、分类效率高的传统方法，例如Rocchio分类，逻辑回归(LR)、NaïveBayes分类器(NBC)、k-最近邻(KNN)、支持向量机(SVM)和基于树的决策树和随机森林等。但大数据时代文本长度较短，特征稀疏，有很多奇特的符号和拼写错误的词语，传统方法已经无法满足该时代的文本分类要求。 近年来，深度学习发展迅速，特有的层次结构能很好地从浅层特征中提取高层特征，已经在图形图像、自然语言处理等领域取得了重大突破，成为了机器学习的一个新兴领域。其中卷积神经网络因为其能够进行卷积运算，高效地利用数据，同时对序列处理特别有效的特点，在文本分类方面得到了很高的关注度，各种优化模型层出不穷。但是文本分类中的卷积模型全都受限于全连接层，无法避免全连接层参数过多，容易引起过重复计算和参数冗余的问题。所以本文提出一种替换全连接层的全卷积模型，通过对比传统卷积神经网络和其他的文本分类模型表明，我们的方法拥有更好的分类性能。 论文组织结构如下：第二节介绍相关工作的背景知识。 第三节详细介绍提出的全卷积神经网络分类模型。第四节给出实验结果及分析。最后一节对本文工作进行总结并介绍未来研究的方向。