时间:2023-03-14 15:20:28
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇农业工程师论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2农业灌溉工程中沟渠施工的关键技术分析
2.1渠道施工技术
渠道主体是灌溉沟渠的核心设施,在施工中应注意各项施工技术的控制,其中包括了土模水泥砂浆施工、土模浇筑施工、预制混凝土小板、预制U型槽、预制涵管等工作。在实际的工程中,通过对灌溉网络的设计与调整,因此新建的沟渠往往会在回填的新土上进行施工,所以在施工中利用预制件来控制管道的质量以及沉降等就成为施工中的关键环节。同时预制件可以大幅度的降低施工作业的工程量,因此预制U型构件和涵管技术就成为沟渠施工的主要技术。按照干渠和支渠的设计,U型槽的尺寸也不同,所代表的深度和宽度也就不同,多数的预制件在宽度700-600mm;深度700-600mm,厚度则统一为30mm。在施工中应注意一下关键环节:
(1)土模构筑。
土模开挖是沟渠施工的第一步,开挖U型土模的时候应注意线路和深度的控制,首先应按照土质情况进行放样和划线,按照U型槽的尺寸、沟渠底部纵坡按照比例进开挖,渠道首段应考虑预制安置后与田面高度一致,尽量减少土方的开挖,控制开挖深度,保证U型槽顺利放入即可。
(2)U型槽施工。
土模开挖完成后,将U型的预制槽按照放样位置进行放置,安放过程中应保证槽的平稳和直顺,槽和槽之间预留缝隙,模型有出入的应从两侧进行找平,减少整体预制槽之间的高程差异,增加整体渠道的协调和美观性。
(3)培土施工。
完成U型槽的安放后,需要进行培土,将槽与渠堤之间的孔隙进行填充,培土时应注意质量控制,如果培土的质量差就容易导致土层流失,导致预制槽失稳,从而影响沟渠的使用效果。此时应注意进行分层夯实,回填。渠堤的顶部应保留一定的宽度,靠近田地的一侧应保留边坡,渠堤顶部应充分考虑沉降因素,夯实后高出预制槽顶10cm。
(4)镶嵌施工。
对施工嵌缝的处理也会影响整个渠道施工的质量,在施工中主要是利用嵌缝的材料对预留缝进行填充,选择C15的混凝土作为填充材料。嵌缝回填前应对缝隙进行清理,然后将混凝土填入,找平使其与U型槽内壁一致。过多或者过少都会影响渠道的使用和美观。
2.2排水干沟的施工技术
(1)修筑土模。
按照梯形开挖的方式进行土方处理,两侧按照渠道的规划进行放样,开挖时应注意渠道的高程差,保证落差从而实现顺利排水,沟底宽度应按照设计要求施工,沟底的纵坡按照一定的比例进行放样,边坡比例可以设计为1∶0.45,同时保证边坡平整。
(2)沟渠基础浇筑。
排水干沟往往设置在渠道的旁边。如有车辆行驶则会对干沟产生影响马路边的土对多孔板的影响也会随之增加,如果沟底不进行处理则会影响干沟的使用状况,多孔板会出现塌陷,所以应对基础进行浇筑处理,在开挖基础上铺设碎石垫层,并浇筑混凝土。
(3)设置多孔板。
完成开挖和基础浇筑后就是安放多孔板,将多孔板依照边坡的坡度安放,板与板之间保留5cm的嵌缝,然后在板顶的外侧铺设碎石垫层,厚度应保证大于10cm,在上面浇筑大于7cm的混凝土,最后安置预制的顶条。
(4)培土施工。
干沟的是也需要对土层进行回填,并夯实。干沟堤培土应注意的是边坡的控制,靠近道路一侧应与道路进行合理的衔接,靠近田地的一侧则应保证回填宽度大于5cm,高度10cm以上,并回填一个50cm平台,利用边坡1∶0.75与田地平面衔接。(5)嵌缝回填。和干渠施工一样,完成培土后就是对嵌缝进行处理,尤其是干沟的嵌缝处理应分层进行,上部利用混凝土回填,下端则利用无砂细石混凝土进行回填,使得板后的水沿着下端渗出,避免板后的积水过多而影响多孔板的渗透效果,甚至导致坍塌。
2构建相适应的教学体系
2.1教研活动从单一、被动转变为自主、合作和分享
教研研究往往以活动为中心,活动的质量和效益是教研工作的生命力之所在,也是教师必须始终关注的问题。以往的教研活动较为普遍的问题是:缺乏专题研究,满足于茶馆式的泛泛而谈;缺乏整体规划,基本是每门学科进行自己的教学研究,缺乏整个专业的群体意识。为此开展教研活动就注意以下几点问题。
1)力求教研与科研相结合,使教研活动课题化和系列化。教学研究重在“研究”两字,应确立教研与科研相结合的思路,在广泛开展调查研究的基础上,确立每一阶段研究的主题,针对学科研究中的重点、难点问题,力求通过专题研究加以突破,并围绕这些专题,开展一系列的教研活动加以深化,把小型的研讨活动与大规模的汇报、交流、推广活动结合起来。
2)构建资源共享的平台。教师职业的一个很大特点是单兵作战,而教师间的相互合作与学习是教师成长最直接的资源之一。教研活动就应该为教师间的合作、研讨搭桥铺路,所以教研活动就可以发挥教研组集体的力量,借助于现代教育技术,把一些优秀的案例放在公共的资源库中,教师随时可以浏览、调用,从而发挥资源共享的优势,让教师能主动、自觉地提升教学实践中合理的成分。
3)开展专题报告。学院每年对不同年级的学生举行专题报告,使学生掌握相关的农业机械化与自动化的最新知识,发展趋势等。使用学生对学科有一定的认识、兴趣,进一步加强学生的主动学习的意识。
2.2加强实践教学
根据农业机械化及其自动化专业的培养特点,以主干课程为重点,确定各门课程的教学范围和具体内容,合理设置相应的理论教学和实践教学环节,优化课程结构,整合实践教学资源。确定实践教学各环节的具体安排。实践教学体系是培养学生创新能力和综合实践能力的重要手段,是教学过程的重要环节和实现人才培养目标的重要保证。然而,实践环节并不是零散的教学单元集合,只有将课程实验、综合实验、毕业设计等各环节进行系统设计,构成与理论课程有机结合的实践教学体系,才能达到培养具有创新精神和实践能力的高级复合型人才的培养目标。
1)在课程设置中,理论学习时间占1/3,生产实践占2/3,理论实践交替进行,更好地培养学生的实用性。学生在校期间,需要完成课程实验、基本工程能力实习、基本专业设计能力实习等实践内容。结合课程学习需要完成的实验内容包括:物理实验、机械原理实验、电路测试实验、电子线路设计测试实验、微机原理实验、机械设计实验、汽车拖拉机测试实验、机电一体化实验、农业机械学实验等。基本工程能力的实习内容包括:金工实习、电工实习等。基本专业设计能力的实习内容包括:机械设计课程设计、机械制造工艺课程设计、专业方向课程设计等。
2)企业联合培养环节。在企业联合培养环节,学生需要完成专业实习、企业实习与专题设计、工程实践、学位论文等实践内容。所有内容以企业联合中的真实科研项目需求为背景,具有极强的实践性和指导性。通过在企业的不同部门(如售后服务部门、测试部门、研发部门等)分别安排一定的实习时间并定期轮换部门完成实习。专题课程设计题目来自于企业技改项目,学生完成项目设计与试制,并测试技术指标,撰写专题设计报告。
2.3教学评价
在农业机械专业“卓越工程师教育培养计划”中实行淘汰制培养,这就要求有恰当的培养效果评价体系。目前高校的评价体系中,形式过于单一,基本上采用闭卷笔试考试,注重应试指标,注重定量检测,忽视定性评价或分析,这种单一片面的评价体系限制了学生的思维能力和学习能动性的发挥,制约了学生的创新意识和创造能力的培养,这种培养模式对拔尖创新人才尤为不利。因此必须根据“因材施教”的原则,建立灵活的、综合的评价方式,以保证学生有更宽松的自我发展空间。
1)课程考核成绩实行百分制,由平时考核成绩和课终考核成绩两部分组成。应提高平时考核成绩所占的比重,如核心骨干课程的平时考核成绩可占60%以上。
2)理论课程平时考核成绩由课程习题、课程论文、课程心得、课程讨论、读书报告、课外实践等综合考核成绩组成,课带实验课程的平时考核成绩还包括每次实验的成绩;单列实验课的平时成绩由每一次实验的考核成绩组成。
3)理论课程的课终考核包括闭卷、开卷、抽题答辩、案例分析、上机考核、口试、课程报告、课程论文等形式;单列实验课程的课终考核包括闭卷考核、实验设计、实验操作、实验报告、课程论文等形式。原则上,课终考核的理论部分以闭卷笔试或上机考核为主。
4)教学实习考核成绩由实习周记、实习报告、实结、实习态度、任务完成情况、实习单位鉴定等方面的综合考核成绩组成。
3提高学生综合实践能力
3.1综合实践可以培养学生的创新能力
随着网络的快速发展,学生可以通过网络获得各种信息,当对其有用的信息转换为知识的时候,教师的作用就是教会学生获取、加工、运用知识的能力,特别是创新能力。而综合实践活动是培养学生创新能力有效途径,合理开发和综合利用各种课程资源,优化综合实践活动的设计。综合实践活动是教师针对学生的综合实践活动的指导,调动学生的创造性的想象力,鼓励学生以灵活多样的、独特的活动方式进行探究活动;综合实践活动既没有规定的教材,也没有规定活动场所。因此,综合实践活动的实施具有很大的灵活性,能给学生提供一定的创造空间。例如第六届全国大学生机械创新设计大赛(2014年)的主题为“幻梦课堂”;内容为“教室用设备和教具的设计与制作”;整个比赛的题目贴近生活,都是同学们上课时要用到的工具。所以我们在组织学生参加比赛时,要求学生对日常课堂进行观察,同时对未来课堂的教学环境和状态进行想象,设计出使教学课堂更加丰富和实用的机械装置。实践性是综合实践活动最突出的特点;因为全国大学生机械创新设计大赛要求提供完整的设计说明书和主要设计图纸以及作品的实物样机或放缩的实物样机;这要求学生需要把平时学习到的机械制图、机械原理、机械设计及制造工艺等多门课程知识进行理解,运用,最后转换为实际加工的实物。整个过程强调学生通过观察、调查、选题、学习、制作、反思等一系列的活动,得到体验,使学生在现实生活和社会实践的基础上开发出课题,学生通过亲身的实践探求出问题的结论。
3.2以学生综合实践活动为平台,提高学生的创新能力和综合素质
学生科技创新活必须有相应的场地、设备等物质条件,也需要一定的资金支持。否则,学生科技创新就是无源之水、无本之木。而我校每年开展“科研兴趣小组”和“创新实训项目”两项活动。通过学生的组队,基于自身兴趣,选择和研究问题进行调研,完成申报书,学校组织相关专家教师的答辩,选择具有创新性和实际性的项目,在实践经验丰富的教师和教学辅助人员指导下,给予一定的资金支持。学生在项目完成科研任务的过程中,撰写论文,申请专利等,使学生具备扎实的理论基础和专业技能。同时通过这一系列的综合实践活动使学生获得了自信心。
1.1培养对象工程硕士专业的学生多数为一些在职人员或者是工程技术管理人员,他们有一定的实践经验和工作业绩,掌握了必须的工作技术知识,具有很好的解决实际问题的能力。与全日制在校研究生相比,他们的基础知识则相对薄弱。
1.2培养目标工程硕士主要为工程建设部门及大中型企业培养应用型人才,因此在课题设置和选题上要结合其自身特点,注重使学生握解决工程问题的先进技术方法和现代技术手段的培养,将理论与实践相结合,拓宽和加深工程技术知识,以更好地服务于实际问题的解决。
1.3学习方式工程硕士的学员采取的是进校不离岗的方式,多数是利用业余的时间边工作边学习,在教学形式上也比较灵活。
2工程硕士学位论文的要求
工程硕士学位论文要求结合企业的生产发展及科研实际,选择企业亟需解决的问题,或有实际应用价值的项目,解决企业发展中的实际问题。将研究成果应用于实践,对企业的生产与发展有指导作用。
2.1论文选题充分体现求实与创新的结合在论文选题上工程硕士学位论文应立足于解决工程实际问题,推动科技成果转化为生产力。要侧重于研究有前瞻性和开发价值的课题,选题最好是直接来源于生产实际,规范选题要求,明确选题方向。
2.2论文类型充分体现工程多样性的要求工程的多样性决定了工程硕士学位论文的多样性。概括来讲,工程硕士学位论文一般分为工程设计类和技术研究类,随着社会的发展和科技的进步,多数企业越来越注重于工程管理和工程软件或应用软件开发,致使这方面的选题也层出不穷。因此,对不同类型工程硕士论文,既应该考虑到对其共性的要求,即论文选题、研究方法、技术难度和成果评价、独立性、论文写作等方面,也应该有更具针对性的特殊要求。如:工程设计类以解决生产中的实际问题为重点,体现研究开发技术的先进性;工程管理类则强调有明确的工程应用背景,强调研究可能带来的潜在社会效益。
2.3写作时考虑多方面因素工程硕士学位论文在撰写的过程中需要考虑和涉及的因素很多,与学术性学位论文相比,工程硕士学位论文既要有前沿性、创新性,还要有前瞻性和应用性,注重研究成果能够带来的潜在社会效益,要有技术性又要有条件利用性等因素[2](图1)。
3建立工程硕士学位论文评价体系的必要性
3.1现行的套用全日制硕士研究生学位论文的评价体系不适应现行的工程硕士学位论文评价总体上是根据全日制硕士研究生学位论文的评价标准进行,主要有2种方法:①定性评价,指评审专家对各项标准做出优、良、中、差的判断,根据对论文的整体印象做出通过或者不通过的评价。这样的评价过于模糊,不能做到对文章水平的准确定位,也不利于将不同水平的学位论文拉开档次;②评审专家对各项标准打分,然后进行加权平均得出最终的评价,这种方法虽然是定量分析,但加权平均得出的分数不能全面准确地反映论文实际水平,尤其是遇到专家意见相差太大时,这种方法就更受局限。从工程硕士学位论文的总体质量来看,有不少好的研究成果,但由于工程硕士学生大多数来自企业或生产管理部门,背景参差不齐,且工程硕士学位论文涉及面广,学位论文质量层次明显不同。套用现行的研究型研究生论文评价体系已不能适应工程硕士学位论文的质量评价。因此,为了提高工程硕士学位论文的质量,亟待建立一个新的工程硕士学位论文评价体系。
3.2是培养形式多样化的需要随着高等教育改革的进一步发展与深入,研究生的培养形式开始多样化,这就要求与之相对应的各种具体形式进一步规范化、科学化,以确保在发展的同时保证质量。于是,作为工程硕士培养的重要环节,建立论文评价体系,并与工学硕士学位论文评价体系相区别,十分必要。由于我国工程硕士教育起步较晚,一些教育模式基本上是从传统重点大学工科硕士教育制度演变而来,这就会出现一些不合时宜的问题,这也是工程硕士学位论文质量评价体系建立的必要性。
4工程硕士学位论文评价体系的构建
结合工程硕士学位培养的特色和我国的实际情况,为了提高工程硕士研究生的培养质量,笔者对工程硕士学位论文的评价体系提出以下建议方案。
4.1建立工程硕士学位论文质量评价表工程硕士学位论文更强调具有独到的解决问题的见解(对策),或能够应用于生产的新技术、新方法和方案等[4]。因此,需建立全方位、全过程工程硕士学位论文评价体系,笔者认为在设计指标时应遵循以下原则:①全面性。评价指标体系要针对工程硕士学位的特点和培养目标,能比较全面反映论文的整体水平。②可测性。所包含的指标需要有明确的定义和内涵,使评价者知道如何去评价并容易理解和区分不同的评价等级,且要尽量以量化的指标反应论文水平。③科学性。评价体系的指标分类和特征描述应该科学合理。④简捷性。指标的设计尽量简捷易用。⑤兼容性。工程硕士专业学位注重实际,涉及多学科、多方向,指标设计应能够涵盖不同学科的相同特点。⑥客观性。尽可能保证评价后的结果公正、公平,能客观反映工程硕士学位论文的实际水平(表1)。
4.2确定评价表各项指标的权重一份科学的评价指标体系,不仅要求有合理、科学的考核评价项目,还要要求有反映每项指标的重要性程度———权重以及反映权重大小的权重系数。指标的权重对评价结果的影响十分灵敏,因而,也十分关键。指标权重制定得好,评价结果与客观实际相吻合,反之,评价结果不能与客观实际相一致。由此可见,指标权重的制定是一件十分严谨的工作,必须用科学的方法来制定。因此,在制定工程硕士学位论文的考核及评价指标体系时,应根据工程硕士学位培养的特色,注重其应用于实际的需要,使其指标的权重相对传统研究型学术论文更具灵活性和客观性[5]。上述评价表可以转化成如图2所示的指标体系。
4.3制定论文写作及答辩评分表工程硕士学位论文写作及答辩评分表除了硬性评分指标外,还应包括专家评审意见一栏,即评阅论文专家根据所评的论文提出存在的问题及不足之处,并根据学位论文的情况提出综合评价意见和整改建议,并就是否达到专业学位论文(设计)水平,及是否同意参加论文答辩提出意见。再由各培养单位管理部门汇总各评审专家的评分和评审意见对工程硕士学位研究生的论文进行把关,以保证学位论文的质量,更好地反映论文的实际水平,并保证评价的准确性和公正性(表2)。
学科设有浙江省工厂化农业装备工程研究中心、机电装备设计与控制实验室、加工技术与装备工程中心、纳米科学与技术工程研究中心等机构。学科现有学术梯队人员35人,其中教授11人、浙江省特聘教授1人、副教授7人、具有博士学位的教师16人、留学归国人员 10 人、博士生导师4人、入选省“151人才工程”5人、省“高校中青年学科带头人”5人。硕士以上学历者占91%。
学科带头人张立彬教授为机电一体化控制领域知名专家,获浙江省特级专家,“优秀留学回国人员”、浙江省“有突出贡献的中青年科技专家”、浙江省“首届十佳青年科技之星”等称号。曾先后应邀赴奥地利、匈牙利、前苏联、日本、意大利、德国、比利时等国家访问讲学,被聘为意大利Bologna大学客座教授。他还担任浙江省科协副主席、中国农业工程学会常务理事,浙江省机械工程学会副理事长、浙江省农业工程学会副理事长,担任国家科技进步奖评审专家,国家教育部科技进步奖评审专家,全国高校机械设计制造及自动化专业教学指导委员会委员、美国农业工程师学会(ASAE)国际会员、中国仪器仪表学会精密机械分会理事、浙江省机械工程学会副理事长、浙江省农业工程学会副理事长和《农业工程学报》编委等职,享受国务院政府特殊津贴,为浙江省有特殊贡献的中青年科技专家。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)34-0172-03
一、引言
“卓越工程师教育培养计划”是为了贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,贯彻落实《国家中长期教育改革和和工程实践能力,培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型优秀工发展规划纲要》而提出的高等教育重大改革计划。“卓越工程师教育培养计划”对高等教育面向社会需求培养人才,调整人才培养结构,提高人才培养质量,推动教育教学改革,增强毕业生就业能力都具有十分重要的示范和引导作用。
改革开放以来,我国高等教育事业取得了骄人的成绩,然而我们更得清楚的认识到我国在高校教学模式上尚存在待改进地方。在知识经济社会条件下,卓越工程师不仅仅是理论知识储备的多少,而是对创新、创造能力驾驭的能力。诺贝尔奖得主丁肇中曾说过:“自然科学是实验的科学,而实验科学是自然科学中最活跃的部分。我获得诺贝尔奖就是通过做实验得到的,希望大家重视实验教学,不应把实验教学视为理论教学的附属,理论是由实践产生的。”
二、高校学生与实验室对接之间存在的问题
据调查,目前高校学生接触的实验室普遍为基础实验室,并以作为理论课附属物形式出现在学生面前。大一、大二的整体同学不能清晰了解本专业实验室位置或功能,80%以上的同学对专业实验室的目的和工作内容并不了解,56%的同学认为专业实验室没有必要对本科生开放。对于高年级同学,仅有30%左右真正进入过实验室学习,动手操作的更为少数。长期以来,高校专业实验室尤其是国家级与省级重点实验室的使用者主要为高校教师、博士、硕士研究生,本科生很难参与到其中来。在当前教学模式下,较理想的行为即带本科生参观专业实验室,讲解实验室构造、设备功能等,本科生很难动手操作,更不可能参与到实验中来。原因大概存在以下几点:
1.设备昂贵。对于专业实验室设备一般在几万元以上甚至几十万、上百万。不适合作为教学器材。
2.由于经费与其他条件限制,器材大多为单件。因此如若作为教学器材,无论是修复还是学生实践限制性较为严重。
走进实验室从宏观来讲更利于本科生发展成为卓越工程师,从微观来讲无论是对自己专业方向的了解或是对专业课的吸收甚至是走向工作岗位还是硕士阶段的学习都有某种程度的帮助。然而通过以上数据显示本科生与实验室接触少,对于该问题通过以下博弈论模型分析其具体原因与相关改善方法。
三、建立相关博弈论模型
1.模型假设。利用博弈论理论,本研究进行如下合理的假设:(1)本科生申请走进实验室时只要其意向实验室尚未人员饱和,就认为该生有机会进入实验室。(2)本科生的意向实验室即所读专业对口实验室,不存在本科生所读专业与实验室对应专业交叉的情况存在。(3)本科生走进实验室能给自己带来一个提升,包括在实践动手能力及对专业知识的理解,具体体现在以后的三个方面:就业难度降低;对专业课了解清晰可较快进入硕士阶段;能清晰把脉专业的发展方向。(4)本科生走进实验室亦能为学校带来一些效益,包括增强动手能力加强就业与考研复试的竞争力;发表有影响力论文;未来在科研领域有较大成就。以上几点均会对学校声誉产生良性影响,间接为学校带来效益。(5)本科生与专业课老师都有两种选择,是否申请进入实验室,是否接受该生进入实验室。唯有两者均选择“是”,才能顺利进入实验室。
2.模型建立。就师生双方而言均有两种选择,是否申请进入实验室,是否批准该生进入实验室。由于双方信息不对称,使得一次博弈后会出现以下四种情况:一是学生申请进入实验室、老师未接受该生;二是学生申请进入实验室、老师接受该生;三是老师邀请学生进入实验室、学生选择不进入实验室;四是学生未申请进入实验室、老师未邀请学生进入实验室。虽然现实生活中可能存在学生多次申请或老师多次邀请的低概率事件,但本论文暂不讨论此种博弈情况。根据实际情况老师并不完全了解未进入实验室学生的实际个人能力,同样学生也并不了解老师那儿是否可能接纳本科生或更倾向于接纳具备哪些特点的本科生。因此本文假设师生之间为不完备信息,且所有间接的能力提高、知识掌握或为学校带来的声誉提高等都可量化为一定的利润指标。
假设每个实验室的最佳本科生容量为m(m≥0),实际参与申请实验室的本科生数量n(n≥0),实验室实际接纳本科生数1(0≤1≤m,0≤1≤n)。因此可将理解为实验室对本科生的需求量,将理解为最多可提供的本科生数量,将理解为最终接纳量。假设每个本科生进入实验室会给实验室与学校带来的利润值为f1(f1≥0),而实验室需要为之付出的成本(包括器材劳损与其他一些软件损耗)为c1(c1≥0),而对本科生自身得到的利润值为f2(f2≥0),本科生自身所需付出的成本(主要为时间与精力耗费等)为c2(c2≥0)。这样可以理解为如果实验室需要一名本科生,而并未成功接纳或邀请他则平均需付出成本-f1,如果实验室需要本科生,而学生没有积极去申请甚至拒绝则需付出成本-f2。据分析博弈模型见下表,为非对称博弈。
由上表分析可知,(不申请,不接纳)情况下必定为此模型的一个Nash均衡,这说明在理论情况下本科生未走进实验室是一个Nash均衡,而仅当f2-c2≥-f2且f1-c1≥-f1时即f2≥■且f1≥■时满足另外一个Nash均衡。从上式可看出,本科生走进实验室是在一定条件下才能达到均衡的。
四、模型分析结果
假设对本科生而言,有p的概率选择申请进入实验室,1-p的概率选择不申请。对于实验室老师而言,有q的概率选择接纳或邀请学生,1-q的概率选择不接纳或不邀请。
设第i本科生进入第j个实验室都会对实验室的发展产生一个影响∝i,j,而mi,j值的正负由本科生的适应能力、个人能力等因素相关。第k个实验室的老师不仅会关注mi,k(本科生进入本实验室后对实验室的影响)的大小,同样会关注 ∝i,j(j≠k)(其他本科生进入其他实验室后产生的影响)的大小。即∝i,j的正负及大小,将会对专业老师吸纳本科生进入实验室的决定上有所影响。
这样即可将此模型视为重复的群体博弈。假设在第 个时期,欲接纳本科生的实验室占总实验室的比例为x(t),欲进入实验室的本科生占本科生总数的比例为y(t)。令ur,1表示欲接纳本科生的实验平均所获利润值。由上n为本科生数量,实验室的最佳本科生容量为m,最终接纳量为1,则在第t时期指标期望值如下:
ur,1=1(f1-c1)+(m-1)(-f1) n>m时 (2-1)
ur,1=1(f1-c1)+(m-1)(-f1) m>n时 (2-2)
设用ur,2表示不接纳本科生的实验获得利润值期望值,即:
ur,2=n(-f1)+m(c2-f2) (2-3)
对于实验室而言,唯有ur,2≥ur,1时实验室才会选择接纳本科生,而当ur,2?垌ur,1时有更多的实验室倾向于接纳本科生。即当参与申请人数大于实验室最佳本科生容量时,在满足f1≥■的条件下,实验室选择接纳本科生更利于自身发展;而在参与申请人数小于实验室最佳本科生容量时,需满足f1≥■。
通过以上分析,容易发现降低m(c2-f2)+1c1可较易保证满足以上不等式。有效途径包括增大本科生走进实验室所获得的利润;降低本科生参与实验室过程中所耗费的时间、精力成本;降低实验室在接纳本科生时所需提供的物质成本;降低本科生最佳容量与实际接纳本科生数量。然而对于后两者并未达到平衡,在降低本科生容量与实际接纳量的过程中,将会使式m(c2-f2)+1c1的值降低,则与之相比本科生带给实验室的利润值f1增大,与此同时实验室又倾向于增大本科生容量与接纳本科生的数量来增大利润值。因此,对于后两种方法并不是我们渴望得到。同样,增大本科生申请量亦可以使不等式成立。同样的分析对于本科生, 令vr,1表示申请进入实验室的本科生平均所获利润值。则在第t时期指标期望值如下:
vr,1=f2-c2 (2-4)
设用vr,2表示不接纳本科生的实验获得利润值期望值,即:
vr,2=c2-f2 (2-5)
而当本科生不去申请时期利润期望值显然为
vr,3=0 (2-6)
则易发现,大体方案有两种:其一,当增大对本科生的接纳比例,同时增大本科生参与实验室的利润值,降低成本;其二,降低本科生的接纳比例,同时降低本科生参与实验室的利润值,增大成本值。而第二种方案将会直接导致更少的本科生申请加入实验室。因此只有第一种方案时可取的。
五、总结
通过以上分析需要从以下几点进行改进才能使更多本科生走进实验室,成为新一代的卓越工程师。
1.增大本科生走进实验室带给本科生与实验室的利润值(可通过学校进行干预)。
2.降低本科生走进实验室时双方所需的成本值(可通过学校给予补贴等途径实现)。
3.增大实验室的本科生容量(不仅是空间的容量,更是老师给予的关注度与实验设备数量)。
4.增大申请进入实验室的本科生数量(需要学校或专业老师讲解走进实验室的优点)。
参考文献:
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[3]李岩,李文哲.农业工程专业基础实验室建设与实验教学改革的探讨[J].东北农业大学学报(社会科学版),2009.02.
2创新人才培养模式
如何充分整合和发挥本科和专科的学科资源优势,是协同人才培养模式的重点。本科院校师资力量相对雄厚,可以充分满足基础课程的教育教学任务,而高职在师资和实验、实训、实习条件方面对学生技能的培养更具优势。因此协同培养中确定了“2+1+1”的人才培养模式,即前2年在本科院校完成基础理论课学习,第3年在高职院校进行专业课程教学和核心技能实训,第4年先企业实践半年,然后完成毕业论文、毕业设计,学生可以根据具体情况自主选择学习地点(跟2个学校的教师在学校实验室做论文,或在企业进行技术开发)。这种协同培养模式将充分发挥仲恺农业工程学院现有的“应用化学”省级特色专业和顺德职业技术学院的“应用化工技术专业”重点培育院校重点专业及省示范专业的优势,使本专业学生学习本专业领域的基础理论、专业理论与技术的同时,受到现代工程师的基本技能训练,培养出可以从事涂料研发、生产等以涂料行业为主要就业岗位的化工行业一线急需的高级技术技能型人才。
3构建新的课程体系
在明确“专本衔接”人才培养目标的同时,应该加强课程研究与设计,整合课程内容,既要考虑到基础知识的层面,又要强化专业课与实践课的培养。通过深入到广东地区涂料化工相关企业开展调研活动,确定新的课程体系改革方案,并与合作企业技术人员一起,完成涵盖课程目标、教学内容、知识与技能要求、教学进度、考核标准、教学效果等内容的专业学习领域建设,构建基于典型的涂料加工、检测等工作过程的课程体系,体现围绕行业的人才培养目标。重点体现在以下几个方面:(1)改革基础课。“专本衔接”教育是一种集合优势资源的、新的人才培养模式,在课程设置上必须突破本科和高职人才培养的传统思维模式的约束,进行创新设计。理论课程设置遵循“宽口径,厚基础”的原则,拓宽基础知识范围的同时,强化在课程体系上的系统性和课程内容上对专业课程的支撑作用,培养学生的思维和创新能力。基于这一原则,在具体的基础课程设置上,不仅有有机、分析等四大化学,还要强调数学、物理和电工技术等基本素质的培养,同时开设高分子化学与物理、与涂料的专业课程,并构成体系。(2)重构专业课。创新型的技能人才不仅需要有宽厚的基础知识,同时需要具有超群的专业能力,才能适应快速变革的社会。在高职高专专业核心课程的基础上,增加了专业课程理论上的深度和难度,在保证操作技能系统性训练的同时,减少了如涂装和调色等偏重动手技能训练的比重,增加了流变学基础等专业理论课程,进一步加强了配方设计与实训等核心课程和精细化学品分析等操作课程。(3)突出实践课。“专本衔接”有利于培养学生的综合能力。突出实践课,一方面可以使学生克服重理论轻实践、理论和实践脱离的倾向,另一方面有助于学生创新精神及创新能力的培养。根据人才培养各阶段的认知规律,实践课程可以有序地分步实施,从一、二年的专业认知实习,到三年级的校内整周技能综合实训,再到四年级的校外企业实践和毕业设计。企业实践4年不断线,让学生的技能训练随着培养的进程逐步加强,让理论和技能在实践中不断融合和升华。
4变革教学管理方式,变不利为优势
协同培养对人才培养带来诸多优势的同时,也给教学管理带来新的课题。如何做好两校、三地(2个学校和1个实习企业)的教学管理对保证人才培养质量至关重要。在教学上,每门课程可以分别由2个学校的2个教师共同担任,避免基础课程和实践课程在教学内容和方法上的脱节,同时还可以促进教师之间的沟通交流与合作;在学生管理方面试行双导师制,每名学生自入学开始到毕业就被分配由2位导师在学业、做人、实习、毕业设计和就业等多方面进行指导,2位导师分别由仲恺农业工程学院和顺德职业技术学院指定,其任务分工由双方协商解决。
在印度有一句流行的话:第一流的学生进IIT(印度理工学院简称),二流的才念美国名校。美国《新闻60分》节目曾经评价说:“印度理工学院在印度的地位相当于把哈佛大学、麻省理工学院和普林斯顿大学加起来在美国的地位。”这话一点都不夸张,因为IIT最初就是完全按照美国麻省理工学院的模式建立起来的。有好事者曾经统计过,在全世界所有大学中,出身IIT成为百万(美元)富翁的比例最高。每年12月,IIT打开校门,来自欧美的各大跨国公司纷纷进驻,在两个星期之内,所有学生都会被“抢订一空”。
然而另一方面,印度拥有着世界上数量最庞大的文盲。小学的入学率,男孩只有50%,女孩不足50%。学校的教授和监考人经常在考试期间受到学生为了作弊而进行的暴力威胁。所以很多人难免产生这样的疑问:教育体系如此孱弱的印度,是如何创造出世界上极具竞争力和影响力的高等学府的?
在印度有一所世界一流大学
尼赫鲁作为印度的第一任总理曾经推动了“印度理工学院”这个梦想的实现。另一位充满活力的印度贵族――埃德舍・戴拉尔,则是印度理工学院的“织梦人”。他充分意识到技术的应用将会在独立的印度扮演重要角色,于是为印度的技术进步制定了这样的目标:培育世界一流的工程师群体。印度理工学院的诞生正代表了这个宏图大略的第一步。
学校成立后招收的第一批学生全部是各个学校前十名的尖子生。面试时考官说:“在原先的学校里数一数二的学生,请坐下。”结果将近80%的学生都坐下了。
在印度旁遮普邦的一个村子里有一位名叫格尔巴・威克的男孩,他的目标是IIT,因为在那里他可以就读全印度最好的船舶工程专业。威克向学校提出了申请。在面试时,这位农民的儿子面对的是六七位目光如炬,极难应付的教授。威克告诉面试官他是家里供出来的第一位大学生,他想成为一名造船工程师。随后,面试官问了一个他一直担心会被问到的问题:“你以前见过船吗?”“见过。就在昨天,在加尔各答的豪拉桥上,我看到了几艘小船。”农业工程学院院长潘德雅教授善意地问他:“你的父亲是一个农民,难道你不认为农业工程更适合你吗?”威克脱口而出:“先生,我认为这种世袭的等级观念是与宪法精神背道而驰的!”话刚一出口,他发觉似乎有些不妥,因为所有的面试官都在笑。当天晚上,当他步行到公告板前查看耐,发现自己已经被船舶工程学院录取了。
IIT的可敬、可怕之处在于,它的录取从来就是六亲不认,根本不存在通融之道。上至总理的儿子,下至校长的女儿,不论是谁,想进IIT,考试成绩一定要排在申请人的前2%,至于面试,更要走公正透明的渠道。Narayana Murthy被誉为“印度的比尔・盖茨”,他创立了印度的软件巨头Infosys(世界500强之一)。Murthy的儿子想报考IIT的计算机专业,却被无情地拒绝,结果被美国的常春藤学校康奈尔大学录取。去美国之前,Murthy恨铁不成钢地对媒体说:“他最后只能遗憾地到康大读书!”
IIT巴隆迪院长的女儿也曾三次申请IIT,不幸名落孙山。第一次落榜是因为法语成绩差了两分;第二次报考,专业课以一分之差落选;第三次各门功课笔试都通过了,但面试表现欠佳,再次被淘汰。幸运的是,2010年他的女儿第四次提交申请,终于以笔试成绩第一名,面试近乎完美的表现被IIT录取。
IIT里流传着许多令人难以置信的故事,激励着成千上万处于社会底层的印度年轻人。
活着出求就是精英
现如今,每年参加IIT联合入学考试的学生已经达到20万之众,胜出者只有2500人。也就是说,你至少需要击败99%的竞争对手才能进入IIT的大门!
许多学生会花费四五年的时间全身心地投入到备考当中,这意味着一个19岁、即将申请大学的男生,可能从15岁开始就再没看过电影、没玩过电脑游戏。在某些城市,高中生必须每天凌晨去参加联合入学考试的培训,在那里呆上四个小时,然后回高中上正课,晚上再跑到培训班上四五个小时课,最后回家做作业。据粗略统计,在IIT的学生中,有60%的人考过两到三次。
然而,考上IIT并不意味着万事大吉。相反,在这里,你首先面临的是更为激烈的竞争,因为你的对手是全国最优秀的人。
在IIT,每年都会有一些学生适应不了“落后”的感觉选择退学,他们宁愿到差一点的大学继续做第一名;更极端的,曾有一名学生在期末考试结束后自认为答得太差,担心不能及格而吊死在宿舍的电扇上。
被外界给予盛誉的学校,其实条件远不如我们想象的那么好。这里宿舍简陋,供水不足,厕所里满是爬虫。食堂里,鱼肉奇特的味道中混杂着肥皂的气味,鸡肉则泛着类似于工业油脂的味道。铁质的餐盘虽已千疮百孔,却也堆得下各种“美味”。在这里生活过六年的一位印度理工学生告诉我:“我现在终于明白,味觉只不过是主观的幻觉。印度理工看似简陋的生活,其实是在教育我们:在将来的职场中要绷紧神经,在疯狂而野蛮的社会中学会逆境生存。”
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-12-00-02
工程任务课程化是在培养学生的应用能力中将真实的工程任务引入到教学中,涉及到第一、二、三产业的工程任务(农业工程、工业工程、服务工程),并包含生产、经营、管理、服务等各个领域的任务。将这些任务分解细化到各门课程中,让学生在学中做,在做中学,实际工作完成情况即是对学生的考核结果。
“卓越工程师教育培养计划”由教育部发起,旨在为未来各行各业培养各种类型的、优秀的工程师后备军。它要求高校转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式。2009年底,教育部计划在部分高校试点“卓越工程师”培养工作。工程师类性要分为应用型、设计型和研究型3种。应用型工程师建议主要在本科阶段培养,设计型工程师建议主要在硕士阶段培养,研究型工程师建议主要在博士阶段培养。本文主要针对应用型卓越工程师,介绍了齐齐哈尔工程学院人力资源管理专业以工程任务课程化载体,专科层次卓越人力资源管理师人才培养方案的研究情况。
一、人力资源管理专业培养目标与人才培养规格
(一)专业培养目标。人力资源管理专业培养拥护党的基本路线,适应企业生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性、职业型的创业者。学生应具有扎实的人力资源管理理论基础知识,具有较强的学习能力、沟通能力、信息处理能力、分析综合能力、团队合作能力和客户服务能力。具备较快适应人事助理、行政文员、基层经理、客户服务助理岗位的实际工作能力,具有创业精神和良好的职业道德。
(二)人才使用规格。学生毕业后主要去企业生产第一线,从事人事助理、行政文员、基层经理、客户服务助理工作,具体业务范围是进行人力资源预测与规划、工作分析与设计、人员的甄选与录用、合理配置和使用、员工培训、绩效考核、薪酬福利、文件管理、会议管理、考勤管理、经费管理、制度管理、客户信息管理、客户满意度管理、客户投诉的处理、客户沟通等方面的工作。
二、人才培养方案制定的出发点
(一)专业能力培养与工程任务课程化。根据实施“卓越工程师”的总体方案,结合卓越人力资源管理师培养的上述专业标准,打破传统的“基础课―专业课―工程实习”三段分割的教学模式,以如图1所示的“专业能力进阶”培养方式对人力资源管理专业的教学计划进行科学合理安排,全过程采用“工程任务课程化”教学方法,使学生“学中做”、“做中学”,多维度、交错融合、螺旋式提升学生的综合工程实践能力,通过工程任务的差异来实现因材施教和个性化能力培养。
(二)理论教学课程体系。理论课程体系分为公共学习领域、专业学习领域、拓展学习领域。
(三)实践教学课程体系。实践教学课程体系分为理论课程中实训环节、第三学期实习、毕业实习。这三项实习均以工程任务课程化为载体,以学生完成实际工程任务的情况作为考核学生的标准。
(四)人文与职业素养培养体系。学生的人文与职业素养培养贯穿了整个大学三年,主要通过人文素质选修课、职业生涯发展课程、专业实践课程等来培养学生的人文与职业素养,使学生由“校园人”变为“职业人”。
三、课程体系
基于“专业能力进阶”的培养方式,全过程采用“工程任务课程化”教学方法,现将专业学习领域和拓展学习领域的课程进行介绍:
专业学习领域主要包括以下课程:《管理理论与实务》、《人力资源管理》、《劳动法》、《人事心理学》、《人员招聘与测评》、《人力资源培训与开发》、《绩效管理》、《专业英语》、《薪酬管理》、《社会保障学》、《管理沟通》、《人力软件操作实训》、《领导学》、《客户服务实务》岗位实习、毕业实习毕业设计。这写课程的理论和实践技能是企业人力资源管理师必须掌握,通过这些课程的学习,采取“工程任务课程化”的教学方法,让学生通过完成实际工程任务做到“学中做”、“做中学”“学做合一”。
拓展学习领域包括:《经济法》、《统计学》、《基础会计》、《西方经济学》、《企业文化》、《财务管理》、《商务谈判》、《管理咨询》、《创业管理》。通过这些课程拓展学生的学习面,使学生的知识面更广,为从事企业人力资源管理工作奠定坚实的基础。
四、学分要求
对于参加卓越人力资源管理师培养计划的学生,在3年学习期满毕业时,至少修满154学分,具体要求如下:
(一)公共学习领域(含必修和选修):33.5学分
(二)专业学习领域(含必修和选修):57.5学分
(三)拓展学习领域(包括校内跨学科和系内跨专业两种选修课):至少21学分
(四)企业培养(包括第三学期实习、毕业实习):28学分
(五)毕业设计:14学分
五、企业培养计划
(一)企业实习内容。由教师和企业共同设计企业培养计划,大一、大二主要实习项目有理论课程中的实践教学环节,如:《人员招聘与测评》课程中设有招聘工作实践环节,学生需要完成企业的实际招聘任务;第三学期实习,学生在每年的6月中旬到8月中旬到企业实习,以员工的身份工作两个月,完成企业的实际工程任务。
大三2月中旬到4月中旬为顶岗实习,也就是利用8周时间,完成企业(岗位)的顶岗实习。大三11中旬到次年的6月底主要是毕业设计,也就是在企业或学校完成与企业生产现场实际紧密结合的毕业设计(论文),题目由企业、学校和学生共同拟定。
(二)企业实习考核要求。企业实习环节是卓越人力资源管理师培养的重要教学环节,关系到整个计划的成败。主要学习内容包括:档案管理岗位实践操作、人事助理岗位实践操作、客户服务助理岗位实践操作、基层经理岗位实践操作。
在企业实习过程中的考核以实践总结报告为主,学生在实习过程中要写实习周记、撰写实结、完成教师布置的项目作业,总结实习中的心得及遇到的问题,并分析问题解决问题,把实习周记、总结、项目作业交给企业实习指导教师和校内指导教师评阅。
六、结束语
以上介绍了卓越人力资源管理师人才培养方案,本方案的制定以“工作任务课程化”教学方法为载体,学生的理论学习和实践操作都以完成实际工程任务为基础,本方案在后续的实施过程中需要根据实际情况进行修改完善。最终目标是为我国各行业培养大批卓越工程师人才。
参考文献:
[1]陈希.着力培养卓越工程师后备人才[N].人民日报,2010-07-09.
[2]王天宝.基于CDIO的创新型工程人才培养模式研究与实践[J].高等工程教育研究,2010,(1).
中图分类号:TU262文献标识码:A
随着我国温室建设的发展,双层充气膜温室以其良好的透光和保温性能得到越来越广泛的应用,但我国多是引进国外温室,自己适用的技术刚刚发展,在充气膜的工程应用中,也出现了充气膜由于承载力不足和构造不合理等因素引起的兜水、漏水、风力损毁的问题,因此,在充气膜设计中引入充气膜找形理论,分析充气膜承载力问题和相关构造,以确定和验证经验参数,找到解决问题的方法。
一、有限元平衡迭代法的充气膜结构找形分析
薄膜结构是一种柔性结构体系,本身不具有承载力,其刚度由结构的几何曲面和预应力来提供。在给定的边界条件下,所施加的预应力系统的分布和大小同所形成的结构初始形状是相互联系的。只有膜面受到充分张拉,施加适当的预应力且没有褶皱的条件下才能抵抗风、雪、雨等荷载。膜结构的初始设计是形状解析,即在某一边界条件下,什么样的形状才是具有承载力的形状,合理地确定这一初始形状和相应的自平衡预应力系统,称为找形。初始形状确定是薄膜结构设计中至关重要的一步,也是设计中的一个难点。
(一)有限元平衡迭代法找形
有限元平衡迭代找形方法基于充气膜结构非线性有限元分析理论,结合有限元程序的迭代计算过程,采用小弹性模量迭代,然后还原弹性模量,释放温度应力,达到所需要的初始几何形状。
(二)充气膜结构找形分析步骤
充气膜结构初始形态分析在具体的计算过程中,首先在合理的内压范围内选取内压、平面几何形状和初始预应力分布。结构从平面状态起步,内压分步逐级的施加,结构进行平衡迭代求解,当内压达到所给定的数值时,根据平衡条件求得的相应曲面几何形状就是初始形态分析所得到最后的几何形状。分析中最终的平衡状态为关键,由假定的起始位置过渡到最终平衡曲面的中间过程并不重要,因此计算过程中可以不考虑变形协调关系和材料的本构关系,只需得到的预应力分布状态与初始设定的相符。
二、有限元平衡迭代法的充气膜结构找形分析的工程应用
(一)工程概况
某农业生态观光园,建筑面积约3000㎡,分为一、二、三、四区和一个展厅,总平面布置见图1。
其中温室最大跨度18m,最小跨度16m,中部要求大空间、无支撑,采用圆拱型结构,屋面梁采用桁架结构,共设两道,下部采用弧形桁架梁,弧形上弦杆用于安装双层充气膜,充气膜分区分别为12mx4.5m,16 m x3.5 m ,16.7 m x3.5 m。下弦杆安装内遮阳。上部采用平行弦桁架,用于安装外遮阳;其中一、三、四区跨度为16m,二区跨度达18m(见图2)。
温室屋顶覆盖材料为双层充气膜,上层为长寿膜,膜厚2 mm,下层为无滴膜,膜厚1.5mm,质保期三年,使用期5年,充气膜安装采用传统的卡槽和卡簧进行安装,分别通过檩条固定于檐口和脊部,使用充气泵向两层膜之间充气;四个温室充气膜的安装分区如图1所示。
(二)工程中出现的问题:
工程建设中屋面出现了兜水和漏水现象,充气膜安装完后,有一次降水过程,雨水不能完全从充气膜上自由排出,(当地雨、雪荷载是多少?分析充气膜产生了褶皱)在屋面檩条之间形成水兜(见图3)。
水兜自重过大,进一步将檀条压弯,甚至压断,形成较大安全隐患。
图3充气膜屋面上形成的水兜
另外充气膜强度不足,风力过大引起充气膜的波浪式起伏。而充气膜脊部在充气状态下两侧会高于脊部,形成脊部的积水和渗漏。另外平行桁架梁下弦对充气膜充气状态下造成压迫,在屋面形成沟壑。
(三)原因分析和参数确定
1、原因分析
温室工程中,充气膜因良好的透光和保温性能被经常采用,但一般安装跨度较小,最大一般不超过6m,本工程充气膜安装跨度最大达到9m,最小为7m,长边尺寸达16.7m。因跨度和分区面积54-59m2,而在设计中未充分考虑和准确计算充气膜充气状态下外膜的绷紧强度是否能满足雨、雪载和风载,出现了充气膜在充气状态绷紧程度不够,承载力不足,雨天形成兜水的情况,在承受风载、雪载时留下隐患。
2、充气膜结构找形分析确定相关参数
根据工程实例,充气薄膜结构平面形状取一边长20m的正方形,周边与刚性边界固定,计算模型单元划分见图1。薄膜厚度t=0.4mm(2mm),经纬方向弹性模量及泊松比为Ex=Ey=1×109N/m,μx=μy=0.3,设从平面状态起步进行迭代,往里充气,内压p=60Pa,分别进行一次施加(单个荷载步10次迭代)和分级逐步施加(10个荷载步,每个荷载步施加的内压分别增加10Pa,进行6次迭代)。设定利用内压将薄膜充成一初应力为σ0=1.43×107N/m2的充气结构(见图4)。在成型过程中弹性模量取值Ex=Ey=1×103N/m2,比真实值小106。
图4 计算模型单元划分和形态分析结果
通过算例找形分析可以知道:
(1)膜面最小应力为σmin=1.425×107N/m2,最大应力为σmax=1.43×107N/m2,两者相差很小,可以认为是应力均匀分布的最小曲面。
(2)空间曲面面积为S=523.16 m2,而按理论求得的空间曲面面积为S=536.45 m2,误差在2%以内。
(3)找形得到的膜面应力均匀分布,膜面积在误差范围内,可以认为有限元平衡迭代法找形结果正确、有效。
(四)参数的确定及合理构造的应用
1、参数的确定
首先是充气压力的确定,双层充气膜内部空气夹层的压力要求决定了所选充气风机的选型。夹层内压力越大,充气的形状越固定,抵抗外力越强,但太大会对固定薄膜的卡槽和充气风机要求提高,容易在风力较大时由于风的吸力将薄膜拔起;而如果空气压力过小,则无法承受荷载。
根据当地风荷载和雨雪荷载的情况,经过有限元平衡迭代法的充气膜结构找形分析计算,结合经验参数确定间层空气压力为60Pa。对1000m2温室面积,用一台30W的离心风机,最大输出静压保持在250Pa,一般可满足要求。
其次是充气厚度的确定,充气厚度对其传热性能有一定的影响,为了得到最好的保温性能,空气夹层厚度不宜太小也不宜太大。在工程实际应用中,一般采用顶部充气厚度最大为10一15 cm。
而屋面坡度的确定,温室结构采用尖拱型结构体系,确定坡度不小于5%,使雨水顺利排出,充气膜脊部在充气状态下脊部高于两侧,并在脊部增加排水槽,并设置纵向排水坡度。
三、小结
根据有限元平衡迭代法的充气膜结构找形分析和工程实际确定的参数,结合结构构造的选择,工程经整改后,经过近一年的使用,未出现兜水和漏水的现象,效果良好。
参考文献:
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基金项目:聊城大学2012年度大学生科技文化创新基金项目编号:SF2012222
作者简介:
李原乐,(1990-),男,聊城大学,建筑工程学院,学生。
同时修复酸性土壤和重金属污染
随着全球经济的快速发展,含重金属的污染物通过灌溉、干湿沉降等多种途径进入土壤,造成土壤中重金属富集。其不但影响农产品产量与品质,而且涉及大气和水环境质量,并可通过食物链危害人类和动物的生命和健康。
目前,全世界平均每年排放汞约15000吨,铜约340万吨,铅约500万吨,锰约1500万吨,镍约100万吨。在我国,长三角、珠三角、环渤海等经济较发达地区,以及东北老工业基地等区域,都面临着土壤污染问题。
针对这一世界性难题,日前,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所吴正岩课题组,利用黏土、生物炭等天然材料制备出一种复合纳米材料,能提高土壤pH值,从根本上修复酸性土壤。
与此同时,这种材料可以有效控制六价铬的迁移,将六价铬转化为三价铬,降低农作物对六价铬的富集,有效解六价铬污染。
据了解,铬在自然环境中最常见的价态是三价和六价,而六价铬的毒性远高于三价铬。特别是六价铬被人体吸入后可能具有致癌性,而一般认为三价铬毒性较小或无显著毒性。六价铬可以透过细胞膜刺激皮肤,使皮肤过敏,并对食道、呼吸道造成损害,通过食物链在人体内富集,引发一系列病变,严重威胁人类健康。
近年来,随着冶金、金属加工、制革、颜料和有机合成等行业的发展,铬及其化合物被广泛应用,随之而来的大量含铬废水、废气及废渣被排放到环境中,引发环境问题。2014年由环境保护部和国土资源部的《全国土壤污染状况调查公报》中,铬的点位超标率达1.1%。
新型修复材料成本低使用方便
吴正岩向记者简要地介绍了制备这种复合纳米材料的方式:首先需要将原材料进行重力分层和辐照处理;然后进行有机修饰,并按照一定比例进行复配;最后进行筛分、造粒和分装,得到重金属修复剂产品。
据了解,这种新型的土壤修复材料亩均成本只要10元~30元,修复过程直接融入耕种流程之中,使用便捷。另外相较于传统修复方法,效率也有提高。另外这种材料易于加工,可制成粉剂、液剂或颗粒剂。
这项技术的效果在实验中已得到初步验证。在盆栽试验(指用盆钵栽培作物进行农业科学实验,常用于模拟环境污染物对植物的危害)中,研究团队证实,使用这种修复材料,可以有效降低玉米对六价铬的摄取,对叶片的高度、叶绿素含量和玉米根长有积极的影响。
吴正岩告诉记者,除了盆栽试验外,研究团队还做了面积约为10平方米的小区试验,结果表明,该技术可以使植物中六价铬的富集量降低60%。他同时表示,今年将在江西、湖南、浙江等地进行大田试验。
值得注意的是,在2014年,吴正岩团队即已申请了“一种修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂”专利。吴正岩告诉记者,这项专利与其新近发表的论文的技术相似,仅在配方和生产工艺存在一定差别。具体而言,论文中所述的是酸性土壤六价铬修复剂,而专利中的六价铬修复剂适用于普通土壤(即对土壤类型没要求)。
吴正岩介绍,酸性土壤大约占世界不冻土的30%,它能够造成农业减产,而且会激活重金属离子,加剧重金属对人体的危害和对环境的污染,已经成为我国乃至世界农业和环境领域亟待解决的关键问题。
广东:分类施策试点治理土壤污染