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数学建模环境问题

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数学建模环境问题范文第1篇

关键词:数学建模;非专业素质;数学教学

中图分类号:G642 文献标识码:A

民办高等教育近些年来得到了空前发展,独立院校以培养适应社会需要的高素质应用型人才为主要培养目标,不仅成为人们的一种共识,而且逐步渗透到独立院校的办学实践中。现在高等教育正由精英教育专向大众教育,培养实用型人才并兼顾少数精英的培养模式越来越被独立院校所认同。数学课程作为一门公共基础课程如何服务于这个目标成为基础课程改革的热点,将数学建模思想融入独立院校数学教学应是一个重要取向之一。

一、数学建模对大学生能力的培养

19世纪著名德国数学家H.G.Grassmann说过:“数学除了锻炼敏锐的理解力、发现真理以外,它还有一个开发训练头脑全面考虑科学系统的功能”。数学的思考方式具有根本的重要性,数学能为组织和构造知识提供方法,以至于当用于技术时就能使科学家和工程师们生产出系统的、能复制的、并且是可以传播的知识――分析、设计、建模、模拟(仿真)。

随着科学技术的发展,数学建模这个词?[越来越多地出现在现代人的生产、工作和社会活动冲,大学生则可以通过参加数学建模竞赛参与到数学建模中来。大学生数学建模竞赛起源于美国,我国从1989年开始开展大学生数模竞赛,1994年这项竞赛被教育部列为全国大学生四大竞赛之一,每年都有几百所大学积极参加。数学建模竞赛与以往主要考察知识和技巧的数学竞赛不同,是一个完全开放式的竞赛。数学建模竞赛的主要目的在于“激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励学生踊跃参加课外科技等活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。数学建模竞赛的题目没有固定的范围和模式,往往是由实际问题稍加修改和简化而成,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造性,参赛者从所给的两个题目中任选一个,可以翻阅一切可利用的资料,可以使用计算机及其各种软件。数学建模竞赛是能够把数学和数学以外学科联系的方法,通过竞赛把学生学过的知识与周围的现实世界联系起来,易于培养学生的下列能力:

(一)有利于学生动手能力的培养

目前的数学教学中,大多是教师给出题目,学生给出计算结果,问题的实际背景是什么?结果怎样应用?这些问题都不是现行的数学教学能够解决的。数学模型是一个完整的求解过程,要求学生根据实际问题,抽象和提炼出数学模型,选择合适的求解算法,并通过计算机程序求出结果。在这个过程中,学生必须根据所给问题对模型类型和算法选择作出决定,并对所建立的模型进行解释、验证。整个过程,建立模型可能要花50%的精力,计算机的求解可能要花30%的精力,这有利于学生动手能力的培养,有助于学生毕业后快速完成由学生到社会人的角色转变。

(二)有利于学生知识结构的完善及自学能力的培养

一个实际数学模型的构建涉及许多方面的问题,问题本身可能涉及工程问题、环境问题、生殖健康问题、生物竞争问题、军事问题、社会问题等等,就所用工具来讲,需要计算机处理、Internet网、计算机检索等。数学建模涉及的知识几乎涵盖了整个自然科学领域,甚至涉及到社会科学领域。因此,数学建模竞赛有利于促进学生知识交叉、文理结合,有利于促进复合型人才的培养。同时,由于所需的这些知识没有哪一个专业能同时覆盖,这样就促使学生去自学相关的知识,从而培养学生的自学能力并拓宽学生的知识面。另外,数学建模竞赛还要求学生具有很强的计算机应用能力和英文写作能力,从而完善学生的知识结构。

(三)有利于学生团队精神的培养

学生毕业后,无论是自主创业还是从事研究工作,都需要合作精神和团队精神。数学建模竞赛是一个合作式的竞赛,学生以团队形式参加比赛,每组3人,共同讨论,分工协作,最后完成一份答卷。竞赛持续3天3夜,参赛者可以在此期间充分地发挥自己的各种能力。在竞赛的过程中,3位同学充分分工与合作,共同完成模型的准备、假设、构成、求解、分析、检验、应用,到最后完成问题的解决。集体工作,共同创新,荣誉共享,这些都有利于培养学生的团队精神,培养学生将来协同创业的意识。任何一个参加过数学建模竞赛的学生,都对团队精神带来的成功和喜悦感到由衷的鼓舞。

二、将数学建模思想融入数学教学中

数学建模给我们的教学模式提出了更多的思考,我们不得不回过头重新审视一下我们的教学模式是否符合现代教学策略的构建。现代的教学策略追求的目标是提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力,只有遵循现代的教学策略,才能培养出适应新世纪、新形势下的高素质复合型人才。知识的获取是一个特殊的认识过程,本质上是一个创造性过程。知识的学习不仅是目的,而且是手段,是认识科学本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段。在教学中应该强调的是发现知识的过程,而不是简单地获得结果,强调的是创造性解决问题的方法和养成不断探索的精神。在学习、接受知识时,要象前人创造知识那样去思考,去再发现问题。在解决问题的各种学习实践活动中,尽量提出有新意的见解和方法,在积累知识的同时注意培养和发展创新能力。数学建模恰恰能满足这种获取知识的需求,是培养学生综合能力的一个极好的载体,更是建立现代教学模式的一种行之有效的方法。因此,在数学教学中应该融入数学建模思想。如何将数学建模思想融入数学课程中,笔者认为要合理嵌入,即以科学技术中数学应用为中心,精选典型案例,在数学教学中适时引入,难易适中。主要抓好以下关键点:

(一)在教学中渗透数学建模思想

渗透数学建模思想的最大特点是联系实际。独立院校培养的主要是应用型人才,对其数学教学以应用为目的,体现“联系实际、深化概念、注重应用”的思想。学数学主要是为了专业课程的学习打下基础以及培养思维方式,而现行的本科教材中实际案例都较少,教师应根据不同专业的特点选择合适的案例,创设实际问题的情境,让学生能体会到数学在解决问题时的实际应用价值,激发学生的求知欲,同时在实际问题解决的过程中能很好地掌握知识,培养学生灵活运用和解决问题、分析问题的能力。数学教学中所涉及到的一些重要概念要重视引入,要设计它们的引入,其中以合适的案例来引入概念、演示方法是将数学建模思想融入数学教学-的重要形式。这样,在传授数学知识的同时,使学

生学会数学的思想方法,领会数学的精神实质,知道数学的来龙去脉,使学生了解到他们现在所学的那些看来枯燥无味但又似乎天经地义的概念、定理和公式,并不是无本之木、无源之水,也不是人们头脑中所固有的,而是有现实的背景,有其物理原型和表现的。在教学实践中,我们选出具有典型数学概念的应用案例,然后按照数学建模过程规律修改和加工之后,作为课堂上的引例或者数学知识的实际应用例题。这样使学生既能亲切感受到数学应用的广泛,也能培养学生用数学解决问题的能力。总之,在独立院校数学教学中渗透数学建模思想,等于教给学生一种好的思想方法,更是给学生一把开启成功大门的钥匙,为学生架起了一座从数学知识到实际问题的桥梁,使学生能灵活地根据实际问题构建合理的数学模型,得心应手地解决问题。当然,这也对数学教师提出了更高的要求,教师要尽可能地了解各个专业的相关知识,搜集现实问题与热点问题等等,在课程教学及考核中适度引入数学建模问题。

实践表明,真正学会数学的方法是用数学,为此不仅要让学生知道数学有用,还要鼓励他们自己用数学去解决实际问题。同时越来越多的人认识到。数学建模是培养创新能力的一个极好载体,而且能充分考验学生的洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力,培养学生们同舟共济的团队精神和协调组织能力,以及诚信意识和自律精神。在教学实践中,在数学课程的考核中增加数学建模问题,并施以“额外加分”的鼓励办法,在平常的作业中除了留一些巩固课堂数学知识的题目外,还要增加需要用数学解决的实际应用题,这些应用题可以独立或自由组合成小组去完成,完成得好则在原有平时成绩的基础上获得“额外加分”。这种作法鼓励学生应用数学,有利于提高学生逻辑思维能力,培养认真细致、一丝不苟、精益求精的精神,提高运用数学知识处理现实世界中复杂问题的意识、信念和能力,调动学生的探索精神和创造力,从而使学生获得除数学知识本身以外的素质与能力。

(二)适时开设《数学建模和实验》课

数学建模竞赛之所以在世界范围广泛发展,是与计算机的发展密不可分的,许多数学模型中有大量的计算问题,没有计算机的情况下这些问题的实时求解是不可能的。随着计算机技术的不断发展,数学的思想和方法与计算机的结合使数学从某种意义上说已经成为了一门技术。为使学生熟悉这门技术,应当增设《数学建模和实验》课,主要以专题讲座的形式向同学们介绍一些成功的数学建模实例以及如何使用数学软件来求解数学问题等等。与数学建模有密切关系的数学模拟,主要是运用数字式计算机的计算机模拟,它根据实际系统或过程的特性,按照一定的数学规律,用计算机程序语言模拟实际运行状况,并根据大量模拟结果对系统和过程进行定量分析。在应用数学建模的方法解决实际问题时,往往需要较大的计算量,这就要用到计算机来处理。计算机模拟以其成本低、时间短、重复性高、灵活性强等特点,被人们称为是建立数学模型的重要手段之一,由此也可以看出数学建模对提高学生计算机的应用能力的作用。

数学建模环境问题范文第2篇

关键词:数学;理念;创造性

新《课程标准》中指出:"数学教学是数学活动的教学,是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。数学教学应从学生的实际出发,创设有助于学生学习的问题情境引导学生通过实践、思考、探索、交流,获得知识,形成技能,发展思维,学会学习,促使学生在教师指导下的生动活泼地、主动地、富有个性地学习"。因此,我认为新课程标准下的数学教学应关注以下几方面:

一、领会教材,转变教育观念

新《课程标准》中指出:"有效的学习活动不能单纯地依靠模仿与记忆,教师应引导学生主动地从事观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动,从而使学生形成自己对数学知识的理解和有效的学习策略"。因此,新课标下的教师不能再作为知识的权威,将预先组织好的知识体系传授给学生,而应充当指导者、合作者和助手的角色与学生共同经历知识探究的过程。

二、创设情境,激发兴趣

新的课程标准更多地强调学生用数学的眼光从生活中捕捉数学问题,主动地运用数学知识分析生活现象,自主地解决生活中的实际问题。在教学中我们要善于从学生的生活中抽象数学问题,从学生的已有生活经验出发,设计学生感兴趣的生活素材以丰富多彩的形式展现给学生,使学生感受到数学与生活的联系――数学无处不在,生活处处有数学。因此,通过学生所了解、熟悉的社会实际问题(如环境问题、治理垃圾问题、旅游问题等等),为学生创设生动活泼的探究知识的情境,从而充分调动学生学习数学知识的积极性,激发学生的学习兴趣。

三、把握新教材内涵,创造性地使用新教材

新教材的精髓是,"以学生为主体"的参与模式,它着意于数学思想的渗透和良好思维品质的养成,注意学生创新精神和实践能力的培养。因此,我们应积极开发,利用各种教学资源为学生提供丰富的学习素材,自觉改变传统的"教教材"为"用教材",即创造性地、灵活地使用教材。因此,教师应在吃透教材的基础上,精心选择出课本中的典型题目,并努力创设出问题解决的各种情境,设计新颖的教学过程,激发学生主动参与到问题解决活动的过程中,让学生在发现、猜想、探索、验证等思维活动过程中受到不同层次的思维训练,真正体验到成功者的喜悦与满足,激发学生的创新意识,发展学生的创造能力,从而把枯燥的数学知识转化为激发学生求知欲望的刺激物,引发学生产生进取心。同时,在教学中还应充分发掘例题的发散性、变通性,启迪并引导学生在研究问题的过程中从多角度看问题,挖掘各个不同层次上的数学材料的潜在功能,在变化和引伸中培养学生的创新精神,将学习知识和获取创造力统一起来。

四、建立数学模型,提高数学的应用能力

《课程标准》中明确指出:"让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等各方面得到进步与发展"。因此,我们应引导学生通过实际背景材料,运用已有的数学知识,进行观察、实验、比较、猜想、分析、综合、抽象和归纳,将实际问题转化为数学问题,建立数学模型。建立适当的数学模型,是利用数学解决实际问题的前提。建立数学模型的能力是运用数学能力的关键一步,解应用题,特别是解综合性较强的应用题的过程,实际上就是建造一个数学模型的过程。在教学中,我们可根据教学内容选编一些应用问题对学生进行建模训练,也可结合学生熟悉的生活、生产、科技和当前商品经济中的一些实际问题(如利息、股票、利润、人口等问题),引导学生观察、分析、抽象、概括为数学模型,培养学生的建模能力。学会并掌握数学建摸的方法,帮助学生应用数学知识去解决实际问题,体现数学的应用性,既有利于学生形成科学的思维方式,有提高了学生应用数学的能力。

五、注重知识的形成过程,培养学生的思维能力

新课程理念下的数学教学将由"关注学生学习结果",转向"关注学生活动",重塑知识的形成过程,课程设计将由"给出知识"转向"引导活动"。数学新教材倡导学生主动探索,自主学习,合作讨论,体现数学再发现的过程,数学教学不再是向学生传授知识的过程,而是鼓励学生"观察、操作、发现",并通过合作交流,让学生发展自主学习的能力,发展学生的个性品质,提高学生学习数学的能力。因此,在教学中我们应将数学知识形成的基本过程和基本方法贯穿始终,从学生的实际出发,结合教学内容,设计有利于学生参与的教学环节,引导学生积极参与概念的建立过程,定理、公理的发现与证明过程,利用新教材中多次出现一题多解的例子,让学生积极参与对问题进行不同角度、不同思路的探索。

六、倡导自主、合作、探究的学习方式,鼓励学生大胆创新与实践

苏霍姆林斯基说过:"应该让我们的学生在每一节课上,享受到热烈的、沸腾的多姿多彩的精神生活。"因此,应营造开放、自主的学习环境,以学生为主体,发展创新思维,让学生大胆地把个性展现出来,使学生得到和谐、全面的发展。新课程所倡导的新的学习方式,是自主学习、合作学习、探究学习的学习方式,因此,我们在教学中必须着眼于学生潜能的唤醒、开掘与提升,促进学生的自主发展,必须关注学生的生活世界和学生的独特需要,促进学生有特色的发展,真正做到让学生在探究中学习,学习中探究,使学生自主、和谐、全面地发展。使学生在体验成功的同时,追求创新的价值,得到创新思维的锻炼。

七、创设探究性问题,提高学生的思维能力

数学建模环境问题范文第3篇

关键词:暖通空调;控制技术;探讨

一、暖通空调优化控制技术的重要性

暖通空调控制通常指的就是对冷冻水调节阀的电压进行调节,进而可以控制冷冻水的流量,以达到调节混风温度的目的,这样就可以对整个室内温度进行控制。暖通空调的控制效果受到多种因素的影响,冷冻水温度、露点温度仅仅是其中的一部分,而且新风、回风的魂风温度、湿度、送风量与室内房间的负荷等都受到一定影响,这样必然会产生交换系统的非线性关系。在热交换过程中,温度湿度是其中一个问题,其中还有温度潜热问题,同时冷热源之间存在差异,致使温度上升与温度下降存在不同的特点,也就是所说的非线性关系。被控制的房间、空气处理单元之间存在的送风管通常都比较长,而这隐藏着两大弊端,即暖通空调的大惯性与纯滞性[1]。长期使用管道,就有可能受到内部阻力的影响发生变性。在暖通空调应用范围逐渐拓宽的过程中可以了解到,其具有强非线性、大滞后性、大惯性、强干扰性与时变性的特点。这些都在一定程度上增加了暖通空调控制难度,造成其在实际应用的时候不仅让室内舒适度下降,还会造成能量的浪费。基于此,为减少不必要的能量浪费,营造良好的室内环境,对暖通空调优化控制技术非常重要。

二、暖通空调控制技术优化

(一)根据客户需求设置最佳温度。暖通空调控制技术优化的重要措施就是根据客户的要求来设置调节温度,并有效减少室内外温度之间不必要的干扰,随后就可以根据需求设计出合理的暖通空调控制器,这样就可以达到降低能源消耗的目的。可以对当前运行的控制变量进行一段时间的跟踪调查,进而可以掌握其后期可能达到的期望值,采取有效措施将暖通空调停滞性与大惯性的不足消除掉。与此同时,将神经网络的学习能力应用到暖通空调设备中,促使设备运行的时候能够克服环境对其产生的影响。

(二)暖通空调控制其在线滚动优化。针对暖通空调控制器,可以将数学模型与目标函数相互结合的方法,借助模型的辨识能力,将这几部分相互联合滚动优化,进而可以预测正确的信息,并能够依据获取的争取信息制定出科学规范的控制机制。综合考虑其中的个变量,进而可以实现滚动优化。针对暖通空调而言,控制器在其中具有非常重要的作用。通过优化暖通空调控制器,就能够通过优化计算的方式对于其中变量综合考虑。如此,就可以实现控制器的优化滚动,在能量节约与调节室内环境方面达到良好效果。

(三)加强暖通空调预测。在暖通空调预测中,利用有价值的暖通空调动态模型,设置与暖通空调运行相关的关进参数,进而使用模型来代替其中的相关的计算,这样就可以准确预测出暖通空调运行中的各种干扰因素,针对其中的干扰因素采取相应的措施[2]。从这就可以看出,通过对暖通空调系统的优化,就能够预测出室内的温度,这样就可以施行正确温度参数控制。在暖通空调控制技术中,通过预测,就能够对室内温度进行有效的预测,进而预测其中的可能影响因素。在优化设计的时候,针对其中的可能影响因素,施行优化处理,达到良好的优化控制效果。

三、暖通空调节能优化处理技术

当前在环境问题变得越来越严峻的过程中,暖通空调开始将节能优化处理技术应用于其中。首先,太阳能节能技术。在暖通空调运行的过程中,通过太阳能可以为其提供源源不断的能量。在暖通空调装置中,集热器与循环控制系统组成的太阳能供暖系统与包括温度控制器、生活热水体系与地板采暖循环控制系统。这样暖通空调运行的时候不仅可以利用太阳光提供能量,还可以在天气凉熬的情况下,利用之系统自动转换为燃气设备进行辅助加热。该项技术的应用对节约能源具有重要的意义。其次,地源热泵技术。该项技术在供热与制冷方面具有极高的经济与节能优势。针对地源热泵技术而言,使用中的有点较为突出,属于当前应用成熟、对环境影响较小的去热、散热方式。

结语:总而言之,在环境问题日益突出的过程中,暖通空调优化控制技术具有非常重要的意义。可以有效控制暖通空调的能量消耗,并且还可以提高暖通空调的使用效率。因此,有必要在当前暖通空调使用广泛的情况下,优化其控制技术。

参考文献:

数学建模环境问题范文第4篇

关键词:水利工程;施工;环境;生态工程

1水利环境

1.1水污染问题

水是人们赖以生存的根本,我国是一个水资源丰富的国家,但由于人口基数过大,致使人均水资源占有量较少。水利工程与水资源之间有着密切的关联,项目施工中,常常会造成水污染问题,如水利工程施工会产生废油、废水,若是未经处理直接排入到场地周围的水环境当中,将会对水体造成严重的污染,对这一问题必须给予高度的重视,否则可用的水资源将会持续减少。

1.2大气污染问题

现阶段,国内的水利工程施工基本实现了机械化,虽然这在一定程度上加快了施工进度、提高了工程质量,但机械设备使用中却会排放出大量的尾气,由此使大气环境遭到了污染和破坏。不仅如此,大部分水利工程施工现场的地面多为土壤,大型机械设备从其上通过会导致尘土飞扬,若是遭遇大风天气,则会使尘土随风飘起,这些尘埃在对大气环境造成污染的同时,随着尘埃飘落,还会对水质、植物带来影响。

1.3生态污染问题

水利工程施工中,由于部分作业人员的环境保护意识不高,从而对施工环境周围的各种绿色植物、草坪等造成了破坏,影响了生态系统的完整性。不仅如此,有些水利工程的施工现场位于农田附近,施工人员缺乏保护意识,容易影响种植物的正常生长,同时,还可能对湿地等环境造成破坏,由此会对栖息在该环境中的动植物造成影响,从而使生物多样性被破坏。

2生态工程原理的运用

2.1生态工程概述

所谓的生态工程具体是指人类应用生态学、系统学的基本原理和方法,通过系统优化设计和技术组合,对已经遭受破坏的生态环境进行修复及重建,同时,对污染和破坏环境的生产方式加以改进和完善,增强生态系统自身的生产力,促进人与自然环境和谐发展。运用生态工程原理的主要目的是防止环境污染,生态工程的特点可归纳为消耗小、效益大、污染少、可持续性强等,其基本原理是物质循环再生、物种多样性、协调与平衡、整体性。

2.2生态工程原理的运用原则

借助生态工程原理解决水利施工中各类环境问题时,应当明确其运用的具体原则,由此能够使生态工程的作用得以最大限度地发挥。2.2.1循环再生原则水利工程施工中,不可避免地会产生一些施工垃圾、废料等物质,通过循环再生的原则,对这些废弃的物质进行处理,从而将之变废为宝,由此除了能够对环境起到一定的保护作用之外,还能创造出巨大的经济效益。2.2.2协同发展原则现阶段,人类的生存环境正遭受严重的破坏,为有效解决这一问题,在水利工程施工中,必须处理好工程与环境之间的关系,遵循协同发展的原则,确保生态与经济两大系统的良性循环,以此来推动社会持续发展。以往水利工程的施工管理是以质量、进度、安全、成本四要素为核心,生态工程原理的运用,使施工管理的内容发生了改变,需要增加环境保护,最大限度地降低施工过程对环境的破坏,减少或杜绝各类环境问题的发生。2.2.3共生互补原则该原则具体是指在处理水利工程施工或运行与环境问题时,采用各种互惠互利、合作共存的手段及方法,对施工与环境进行规划协调,从而实现效益的最优组合。在水利工程项目建设中,不可避免地会涉及到土地的利用问题,开挖基础所产生的废弃土体需要占地堆放,同时工程运行过程中还需要有相应的生产及生活场所,它们也需要占地建设,若是能够将二者结合到一起考虑,则会使土地资源有所节约。

2.3生态工程系统的运用

2.3.1系统总体建设目标在水利工程建设中,相关的施工活动于周围环境之间通过物质流的流通获得联系,由此便形成了水利施工区域范围内的生态工程系统。该系统建设的总体目标是为了实现水利工程经济效益、社会效益与环境效益、生态效益间的最佳组合,即效益最大化的目标。解决工程问题可以使工程效益最大化,并且还能大幅度减少对环境的不利影响,从而使生态效益最大化,这符合生态工程原理的运用原则。2.3.2系统优化从系统学的角度上讲,生态工程系统是由工程区域范围内的生态及工程两大系统组合而成,其中单一的系统已经比较复杂,两者的结合使系统的复杂性进一步增大。该系统以工程为中心,以稳定运行为目标,遵循生态学的原理,实现系统总体结构最优化的目标,对于水利工程施工而言,生态工程系统的结构良好除了能够增强其中物质的循环性,使工程与生态两大系统得以协调发展之外,还能使生态工程效益获得显著提升,从而有效解决施工中的各种环境问题。如,施工开挖产生的弃土对周边环境的污染和破坏、开挖引起的水土流失等等,通过环保法规和工程措施,均可获得有效的治理。2.3.3确定系统边界想要使生态工程系统在水利工程施工中的作用得以充分发挥,就必须保证系统边界具备相对稳定的条件,这既是前提也是基础,具体包括土地面积、环境质量、工程下游水资源的使用情况。对上述内容的合理确定,可使生态工程系统在水利施工环境问题的解决中发挥出最大的作用。2.3.4系统层次生态工程系统具有多层次的特点,每个层次由多个分区组合而成。2.3.4.1直接控制层这是生态工程系统的第一层,也被称之为调节层,如临时建筑、主体工程的各个分部分项工程均包含在该层之内,其按照最优控制层发出的指令,对被控对象的生产过程及运行情况进行直接控制,力求将其中的各个变量维持在给定的设计值范围内。2.3.4.2监控层该层主要是按照预先给定的目标函数,通过数学建模,实现最优控制。2.3.4.3自适应层该层可以按照被控对象的基本特征及其具体的运行情况,对监控层的数学模型进行优化调整,从而保持系统的最优运行。

3工程实例

某水利枢纽工程是当地的重点工程之一,总库容量约为2.67亿m3,水库大坝采用的是堆石坝结构,块石的填筑量约为138万m3,鉴于该工程的开挖及填方量较大,加之建设用地比较紧缺,致使施工用地规划与管理成为工程建设的关键问题。为避免工程施工中对环境造成的不利影响,项目部组织相关人员对采料场、弃料场以及临时建筑设施的布设情况进行了充分的分析论证,同时引入生态工程原理,编制了合理可行的方案,最终取得良好的生态经济效益。一方面制定了料场合并的方案,原设计方案拟定上下游两个料场,由于下游料场的施工道路需要占水田,并且还需要部分农户搬迁,加之布设两个料场都无法达到有效的规模,因此,决定将料场合并,由此除了可以大幅度节约投资之外,还能避免移民征地对当地村民的影响,具有一定的生态效益。另一方面,对弃土场及临时设施建设用地进行统一规划。原设计需要占用较多的土地,在运用生态工程系统后,遵循共生互补的原则,将大部分临时设施布设在堆料场和采料场附近,从而缩短了弃土的运输距离,避免了长距离运输对环境的污染,施工用地也随之减少,有效节约了资金,施工过程中的干扰问题随之解决,生态环境效益进一步增大。

数学建模环境问题范文第5篇

关键词:全球问题;碳减排;灰色关联度分析

一、引言

随着全球人口和经济规模的急速增长,碳基能源带来的环境问题越来越引发人们的关注,以扩大要素投入为主的粗放型经济增长方式,在促进经济增长的同时,导致二氧化碳排放量日益增加、生态环境破坏等一系列问题。近年来,温室气体造成的全球气候变化更是日益受到重视,在《全球气候变化框架公约》和《京都协议书》框架下,各缔约国都将采取一系列措施减缓温室气体排放,我国以重工业为主的产业结构面临重大挑战,迫切需要转变经济发展方式和进行经济结构的调整,以低碳经济为主导的新兴生态产业是协调经济发展与碳排放、人与自然矛盾的科学发展模式。

很多学者利用灰色关联分析方法对碳排放影响因素进行了研究,对研究我国各行业的碳排放具有很重要的参考意义。但是,利用灰色关联分析方法对我国各行业碳排放进行的研究较少。

二、灰色关联理论

灰色系统理论是邓聚龙教授于1982年提出来的一门新兴理论,该理论是一种运用特定的方法描述信息不完全的系统并进行预测、决策、控制的崭新的系统理论。[1]灰色系统的实质为:部分信息已知部分信息未知的一类系统。灰色关联分析是灰色系统理论的主要内容之一,它是对运行机制与物理原型不清楚或者根本缺乏物理原型的灰关系序列化、模式化,进而建立灰关联分析模型,使灰关系量化、序化、显化,能为复杂系统的建模提供重要的技术分析手段。[2]灰色关联度分析是一种有参考系的整体比较。设以若干年的能源消耗产生的碳排放量的原始数据,经过无量纲处理后构成一个参考数列,记为,各行业的总能源消耗量,以及电力、煤、石油、天然气能源的消耗量,经过无量纲处理后组成比较数列集,记为。

三、灰色关联度应用与分析

2000~2009年我国能源消耗产生的碳排放量以及与其相关的六大行业及生活消费的总能源消耗量(如表1所示),其中能源消耗产生的碳排放量数据来自于World Resources Institute(WRI,世界资源研究所)的The Climate Analysis Indicators Tool(CAIT),而各行业能源消耗来自《中国能源统计年鉴(2009)》。对初始数据进行无量纲处理,生成参考数列和比较数列,并根据式2-1计算出2000~2009年我国能源消耗产生的碳排放量与六大行业及生活消费的能源消耗量的灰色关联度,同理可以计算出碳排放量与六大行业及生活消费的天然气、电力、煤、石油消耗量的灰色关联度(如表2所示)。

通过分析可以得到:整体来看,碳排放量与各行业能源消耗量的灰色关联度都很大,说明能源消耗的增加是碳排放增加的重要原因。其中从行业的能源消耗状况来看,在农、林、牧、副、渔、水利业的能源结构中,与碳排放灰色关联度最大的是石油,而天然气在此行业未有统计数据,说明使用量极少。因此,要着力控制石油的消耗量、开发新能源和注重调整行业的能源结构;在工业方面,电力消耗是最关键因素,其次是天然气,两者对工业的碳排放具有很大影响;在建筑业和交通运输、仓储和邮政业上,石油和电力是造成碳排放的主要因素,使用量较大。因此,要根据行业的特点,逐步的开发可替代能源;在批发、零售和住宿、餐饮业以及其他行业中,总能源和电力是需要给予更大关注的两个因素;而石油和总能源则是生活消费中影响碳排放的关键因素。

四、结束语

本文立足当前背景,运用灰色关联度法对我国与碳排放有关的各行业进行分析,从而得到各行业及其能源消耗对碳排放的影响程度,这对进一步碳减排工作提供一定解决思路,有利于低碳经济的发展和经济发展方式的转型。

参考文献:

[1] 邓聚龙.灰色系统理论教程[M].武汉:华中理工大学出版社,1990.

数学建模环境问题范文第6篇

关 键 词 机械强度;研究方法;趋势展望

中图分类号:TH114 文献标识码:A 文章编号:1671―7597(2013)031-010-02

1 机械强度学研究的主要方法

试验研究是机械强度学中主要的研究方法。试验研究包括验证试验、建立材料数据库和设计所需的各个层次的实验数据积累,它可分为新的试验方法研究和新的破坏规律研究两大类。目前,强度学主要的研究方向有以下几方面。

1.1 复杂应力状态下机械的破坏

在复杂化学、物理环境中结构的破坏规律的研究必须依靠试验研究和试验数据的累积。由于机械零部件间的连接等因素对机械失效影响很大,因此也必须依据试验来研究和揭示其影响。

1.2 材料破坏的几何效应尺寸

材料的机械性能和许多力学参数在从标准试件,小尺寸模拟件到全尺寸结构时会发生很大变化,将试验研究与三维破坏理论研究相结合对解决材料破坏的几何尺寸效应具有重要意义。

1.3 新型材料的破坏规律的试验研究

随着陶瓷、金属间氧化物、复合材料陶瓷,复合材料涂层等新材料的不断涌现,研究新型材料在结构服役载荷,以及制造过程中存在的内应力作用下的破坏规律的成为热题。在疲劳载荷作用下,这些新型材料具有与金属材料完全不同的破坏机理,因此成为强度学研究的一个重要领域。

1.4 智能材料在微机电系统中使用的试验研究

随着智能材料的涌现,在电、磁、光、热等多物理和力学场中大量采用智能器件。在机械载荷、热、电、磁强交互作用时,对这类材料和系统使用的功能,寿命等指标来说是面临着巨大的挑战。因此又提出了一类新的强度学问题,同样需要通过试验方法来研究新的规律。另外,这类结构系统不断的向微型化方向发展,尺寸效应强烈,创新试验研究迫在眉睫,因此应结合物理、化学等多学科交叉研究。

1.5 先进材料工艺微结构―性能关系试验研究

微机电系统,纳米材料结构和纳米机光电系统的研究涉及到一系列微结构―性能关系。例如纳米多层膜的性能试验研究。

2 工程技术中的关键强度问题

2.1 航空宇航领域中飞机结构的关键强度问题

飞机结构的腐蚀――疲劳――断裂联合交互作用下的疲劳寿命和日历寿命问题,三维疲劳断裂统一理论和复杂环境全寿命问题,结构材料三维破坏的客观参量和数据库,腐蚀,复合材料结构的强度和耐久性,操纵控制系统的可靠性问题,智能材料和结构材料系统的耐用性、可靠性,关键部位的焊接结构强度问题等都是需要进一步研究的重要问题。

2.2 先进制造

超常物理环境中的材料制造、材料焊接、精密电铸和模铸、结构和设备的再制造工程、材料和结构的特殊加工等过程的物理和数学建模,力学模拟、优化设计、断裂失效准则、随机理论和可靠性等不仅具有重大的工程实际意义,而且涉及广泛的学科前沿领域。金属基、陶瓷基等复合材料、单晶叶片等各向异性材料和结构化材料在结构设计、制造中的力学分析、制造工艺优化设计问题,强度性能、质量控制,微器件的自组织生长制造以及设计、制造一体化等都是重要的研究方向。

2.3 交通运输

车辆的冲压成型设计和虚拟需要力学和强度理论做基础,车体结构的腐蚀疲劳,冲击破坏与抗冲撞设计、车体的制造和装配质量控制等都是强度学研究的重要课题。桥梁结构的强度、寿命设计、腐蚀防护和预测、损伤监测与维护、损伤容限评定等都是需要先进的强度理论指导。

2.4 卫生健康领域

卫生健康领域的关键强度问题有:骨的疲劳强度、损伤与生长恢复、力场作用下细胞的生长和变异、植入体和人造器官的体液腐蚀和疲劳强度与寿命、微型医学仪器的设计等。更深入的问题与生化,纳米材料和分子生物等相关。

2.5 新材料

新材料的研制与材料的结构和性能的关系认识密切相关。在过去,机械性能评定与机械设计,结构强度评定需要的参量有很大距离。如何评定次材料几何尺寸无关的客观参数体系,更好的评价、设计、使用材料是急需开展的重要工作。

3 发展展望

机械强度学是一个发展了上百年的学科,在第一次工业革命和第二次工业革命期间,尤其是在航空科技的发展初中期,传统的以机械载荷下材料和破坏为主的强度学曾对国民经济发展和技术的进步产生过重大的作用。但随着以微电子技术为核心的第三次工业革命的到来和信息产业在全球经济中地位的上升,传统的强度学问题不再是制约经济发展的重大问题。随着计算机科学的发展,各学科间的交叉融合和纳米技术的发展,强度学研究的内容和方向必须更新才会有生命力。因此结合实际,材料强度学有以下的发展趋势。

1)复杂环境问题:包括温度场、物理场、化学场多场作用下的材料和结构破坏理论、强度准则、寿命的预测。这里试验研究和方法研究必须结合,分析方法和先进材料技术必须结合。

2)材料和结构的三维破坏理论:从三维力学描述、材料破坏机理和微裂纹演化规律出发建立疲劳断裂的统一理论,为全寿命预测提供科学依据,为提高疲劳寿命预测能力和可靠性提供更有效的设计理论和方法。

3)先进制造:先进制造过程和工艺的虚拟和优化设计。

4)微机电系统和纳米科技中的创新研究:包括微型制造技术模拟分析、自组织生长机理分析和虚拟分析理论,纳米器件间以纳米器件和固着基体间的力、电、磁相互作用,纳米器件间的物质、能量、信息等的交换,纳米多层膜结构的分析和设计,芯片上的系统的纳米力学分析和设计等。

5)全寿命安全保障和控制系统:将智能监测和控制、微机电系统、先进的信号提取和处理、故障诊断、三维损伤容限和耐久性等技术相融合,建立机械系统的全寿命安全保障和控制体系,实现寿命、可靠性、经济型的指标的全面提高。

6)先进的计算方法和大规模高效计算虚拟软件的研制开发:多层次、多尺度、多场耦合、多过程一体化计算机模拟平台和全生命周期计算机辅助设计和数字虚拟技术。

参考文献

数学建模环境问题范文第7篇

关键词:环境科学专业理工融合应用型人才课程体系构建

环境科学是一门交叉学科,它是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法研究环境问题、解决环境问题,协调经济建设与环境保护间的关系。而近年来环境科学专业学生就业出现比较严重的专业不对口以及就业难的问题[1,2],因此,在培养环境类专业人才时必须关注学生应用能力的培养,着重培养学生解决实际环境问题的能力。为此,我们进行广泛调研,了解社会对环境类人才的需求情况以及人员素质要求。针对社会对环境类专业人才岗位需求,明确岗位核心能力,确定核心课程,分解核心课程建立核心课程体系[3,4],强化职业技能,建立“以岗位为平台的理工融合”课程体系[5-7],以增强环境科学专业学生的就业技能[8-10]。

1、专业定位

我校是一所地方性全日制普通本科高等学校。因此,我们以立足永川,服务重庆,面向全国,以培养学生创业能力为总目标,充分利用地缘和学科优势,建设实训(实习)基地,加强实践教学环节,注重学生知识、能力、素质的协调发展,重视对学生创新能力的培养,建立科学、合理、规范的人才培养体系,培养能适应激烈的市场竞争,能为区域社会经济、相关行业发展服务的高素质应用型人才。

2、人才培养目标

因此我们以服务地方经济建设为主要目标。以培养适应地方经济发展需要的,德、智、体、美全面发展,知识面较宽、专业技能扎实、综合素质良好,具有创新精神和实践能力,在企业、环保机构、质检部门、大型工矿企事业单位、科研院所、分析测试机构从事环境监测与分析、环境评价、环境规划与管理、环境工程设计、污染物治理过程技术管理等方面工作的高素质应用型专门人才为具体目标。

3、人才培养方案创新点

(1)建立了特色鲜明的课程体系

根据应用型人才培养的目标,我们广泛调研了解社会对环境类的岗位需求和对环境类人才的素质要求。在修订人才培养方案时,我们针对社会岗位需求,确定核心课程,分解核心课程建立核心课程体系,建立了“以岗位为平台”的、独具特色的“理工融合”课程体系。在课程设置中,除继续加强环境监测、环境影响评价、环境规划学、环境管理学等环境科学专业传统课程,同时增设了给水工程、水污染控制工程、结构力学、水污染控制工程实验、大气污染控制工程、固体废物处置与资源化等环境工程专业的传统课程,将环境科学专业和环境工程专业课程进行有机融合,建立“理工融合”的课程体系,以增强了学生的操作技能与综合应用能力。通过培养,我们的学生既能从事环境监测与评价、环境规划与管理,又能从事环境工程设计、污染物治理过程管理等方面工作,极大提升环境科学专业学生的就业技能,扩大就业范围。

(2)构建了“一体化、多层次、强应用”实验教学体系

根据应用型人才培养的要求和社会的需求,对学生能力培养进行深入的剖析,形成了 “实验基本技能基础实验能力专业实验能力综合应用能力应用创新能力”的能力培养模式;针对不同能力层次的要求,系统设计了“实验基本技能、基础实验、专业实验、专业综合实验和创新实验”实验课程体系,构建了“一体化、多层次、强应用”的实验教学体系。并在不同阶段,分别对创新基础、创新方法与技能和创新精神进行了有效培养。

一体化是指培养体系。系统设计“实验基本技能、基础实验、专业实验、专业综合实验和创新实验”实验课程体系;以实验基本技能训练为基础,根据专业特点进行分类、分步实施,形成了学生”实验基本技能基础实验能力专业实验能力综合应用能力应用创新能力”的能力系统培养体系。

多层次是指能力层次。能力层次表现为实验技能层次、基础实验能力、专业实验能力、综合应用能力层次、应用创新能力层次;创新层次表现为创新基础、创新方法与技能、科研思维的养成和创新精神。

强应用:在各个实验教学环节,加强学生实验基本技能的应用,学生的学科竞赛、科研项目、毕业论文等均以应用性实验为基础,着重培养了学生的应用能力和创新能力。

(4)注重实践性,强化操作能力

根据专业性质和特点加大应用性课程比重,完善实践教学环节。加大实验教学比重,在强化基础实验教学的同时,提高综合性、设计性实验比重,增强科技创新活动、专题研究与设计等环节的教学力度。如为增强学生的计算机绘图能力,提高学生的工程设计能力,强化学生的计算机操作技能,将工程制图与CAD设为专业基础课程,并将其调整为上机课程。加强社会实践、社会调查、课程实习、技能培训和案例教学等环节。将课程实验、专题设计、生产实习、毕业设计等实践教学进行深层次的、系统的、交叉的和独立的改革和重组,将实践教学与生产第一线结合,重点培养学生解决实际生产问题的能力,力争实现学生零距离上岗的应用型人才的培养目标定位。

4、人才培养方案

为进一步增强学生的操作能力,提高学生解决实际问题的综合应用能力,我们特在任意选修课程中开设了《环境影响评价实践》、《环境影响评价案例分析》、《环境管理体系ISO1400》、《城市水污染治理设施运行与管理》、《水环境修复工程学原理与应用》、《工业环境管理》等课程。并将课程《还教学导论》在大学一年级开设,以增强学生对环境专业的了解,激发学习的兴趣,坚定专业方向,这与北京大学堂孝炎院士主持开设的课程《环境问题》不谋而合。

5、实施效果

我校从2003年开始实施新构建的环境科学专业课程体系,经过2006年、2008年和2011年三次较大规模修订,我们已建立了比较合理的应用型人才培养方案,已形成独具特色的“以岗位为平台的理工融合课程体系。”按照新模式培养的学生既具有扎实的基础理论知识,又具有较强的分析问题解决问题的能力,还具有较强的应用实践能力和职业技能,很受社会欢迎。学生先后有15个班集体受到了市、校级表彰,400余人次获校级奖励,500余人次获各类奖学金,培养出全国优秀学生干部、重庆市三好学生、重庆文理学院十佳青年等一批优秀学子。获“挑战杯”大学生科技作品竞赛国家二等奖1项、三等奖1项,重庆市特等奖2项,重庆市二等奖1项,“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛重庆市银奖2项,全国大学生数学建模大赛重庆市一等奖3项,二等奖1项。培养的学生基础理论知识扎实、实践应用能力强、综合素质高,深受社会各界的认同和欢迎。近5年来,学生考取研究生的比例在全校名列前茅,学生就业率均在90%以上。

基金项目:重庆市环境科学特色专业建设重点项目;重庆教育委员会教育教学改革项目(以市场需求为导向的环境类专业实践教学体系探索与研究); 重庆文理学院特色项目建设;重庆文理学院教改项目。

参考文献:

[1]温桂清,蒋治良,李俊.高校环境科学专业就业分析及培养模式探析[J].高教论坛,2010,6(6):108-109.

[2]大学环境类课程报告论坛组委会.第四届大学环境类课程报告论坛论文集[C].北京:高等教育出版社,2009.

[3]秦剑,崔宝秋.以岗位为平台的专业核心课程体系建设――以锦州师专环境监测与治理专业为例[J].辽宁师专学报,2010,12(2):48-49.

[4]郑仕远,宋仲容.“平台+模块”人才培养模式构架下的化学实验课程体系探索[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2008,27(1):79-84.

[5]李强,曹优明,朱启红,等.环境科学应用型实践教学体系的探索[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2011,30(2):75-80.

[6]朱启红,夏红霞,宋仲容,等.环境科学专业创新性应用型人才培养实践教学模式初探[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2009,28(4):82-84.

[7] 张永利.环境科学专业应用型人才培养方案的构建与实施――以韩山师范学院为例[J].科技信息,2010,(30):547-549.

[8] 丁武泉,王书敏,宋仲容,等.环境科学专业实验室开放与应用型人才培养探索[J].重庆文理学院学报(自然科学版), 2009,28(6):62-65.

数学建模环境问题范文第8篇

    1.1找出存在问题

    以往的高校培养模式中,受传统的“重理论、轻实践,重知识,轻能力”思想观念的影响,普遍存在着重视理论教学、忽视实践教学的现象,具体表现在:实验教学的目标不是以培养创新人才为直接教学目标,而是以强化学生对理论知识学习,熟练掌握某种操作技能为目的;实验教学内容过度依附于理论教学,演示性、验证性的实验类型较多,综合性、设计性的实验较少;实验教材落后,未跟上现代科学技术的发展;实验教学过程强调模仿和训练,学生只需要按照实验教材规定的实验方案、仪器、设备和实验步骤进行实验操作、观察和记录实验结果即可,学生在整个实验过程中只是被动参与,没有主动思考。环境科学与工程是实践性很强的学科,而且发展十分迅速,领域在不断扩大,热点问题不断涌现,学科水平提升很快,但在本科教学中也普遍存在前述问题,亟待确立新的培养模式,开拓新的培养方法[6-7]。

    1.2确立创新能力培养模式

    为适应学科发展和社会服务的要求,南京大学环境科学与工程实验教学中心在实验教学过程中,以学生为本,以培养学生综合素质、调动学生潜能、提高学生自主创新能力为目标,不断改进实验教学方法和手段[8],摸索出了一套创新能力培养模式。该模式可归纳为“顶天”、“立地”式,即:一方面依托国家重点学科、国家重点实验室、国家工程中心等高水平教学科研平台和环境学院高水平的师资队伍,将实验教学与科研相结合,鼓励学生早期进入实验室进行科研训练,实现“顶天”;另一方面将实验教学与工程应用和社会实践相结合,加强暑期学校的生产实习和实践教学活动,建立稳定的校外实习基地和中试基地,开展多种形式的社会实践活动,鼓励学生走出象牙塔、关爱自然、服务公众、回报社会,锻炼学生切实解决实际问题的能力,实现“立地”。

    2实验教学与科研相结合的方式

    2.1科研成果转化为实验内容

    南京大学环境科学与工程实验教学中心坚持实验教学内容与我国环保形势和国际学术前沿接轨,鼓励实验教师积极开展科学研究和实验改革研究,将自己的科研成果转化为实验教学的内容。如:早在上世纪90年代,当时的实验室主任孔令仁教授就将自己的“光化学氧化降解有机污染物”的研究成果转化到专业实验课“环境化学实验”中,开发了“萘水溶液中的光化学氧化实验”、“产生柱法测定萘水的溶解度”等新实验,近年还把新开发的“多功能光降解仪器”应用到教学实验中;杨柳燕教授把国家自然科学基金项目研究成果转化成“环境微生物学实验”中“有机污染物的微生物降解—高效脱酚菌的分离和筛选实验”,并将Ames试验转化为“鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物肝微粒体致突变性实验”;孙成教授把新技术“双波长与导数光谱法”应用到专业基础实验课“环境监测实验”中,开发了新实验“双波长与导数光谱法测定废水中苯酚与2,4-二硝基苯酚”;高士祥教授将其主持的国家自然科学基金项目“环糊精对难降解有机污染物的降解机理研究”的部分内容编写成研究性实验———“增溶实验”,应用于低年级学生的开放性实验中,等等。

    2.2本科生创新性实验计划

    南京大学自2007年4月起全面启动了大学生创新训练计划,由本科学生个人或创新团队在指导教师的指导下,自主选题、自主设计并完成实验。环境科学与工程实验教学中心在学校投入专项经费、设立创新训练指导中心的基础上,追加投入经费和人员指导,构建了完整的国家、省、校、院系四级大学生创新训练体系,积极组织学生申报,学生也展现出较高的科研热情和良好的实践能力。3年来累计申报通过65项,支持总经费26.7万元。其中2007年获得国家级、省级重点支持的7项,校级项目8项;2008年获得国家级、省级重点支持的7项,校级项目15项;2009年目前已获得省级1项,校级14项。迄今已结题16项,获得国家级优秀3项。

    2.3开放性实验

    南京大学环境科学与工程实验教学中心根据低年级学生主要接受化学、生物、物理等基础实验训练的特点,依据学校“优化课内”,“强化课外”的教学原则,为浦口校区一二年级学生开放实验室,设置开放性实验,提高低年级学生对专业的认识。开放实验的内容及手段均综合了多门学科,是集基础知识、学科前沿动态与实际应用为一体的综合性实验。其中包括:小麦受重金属胁迫实验研究、工业废水实验室模拟多级处理实验、浦园室内外环境空气污染检测与控制研究、浦园水体富营养化检测与控制研究等12项实验项目。参加学生120人次/年,并提交相应实验报告及论文[9-10]。

    2.4本科生导师制度

    为强化科研与教学的相互渗透,鼓励学生早期进入实验室进行科研训练,环境学院设立了本科生导师制度,吸纳本科生在二三年级即可自主选择导师、参与导师承担的重大课题的研究,并对本科生开放重点实验室、资料室,提倡本科生和研究生合作进行实验和研究活动,鼓励本科生学研结合,积极撰写和发表学术论文。在本科学习阶段,很多学生受益于创新性实验计划和本科生导师制度,发表了学术论文,参与了专利申请。近年来,本科生37篇,其中SCI论文10篇。

    2.5本科毕业论文和设计与导师科研课题挂钩

    多数本科生毕业论文和设计均从导师承担的课题中选题,使学生有机会接触学术前沿。根据近3年的统计,41%的本科生毕业论文选题来自指导老师承担的国家级课题,29%来自省部级项目。

    3实验教学与工程应用和社会实践相结合的方式

    环境科学与工程是应用性极强、与社会密切相关的学科,承担着解决经济发展中必然伴随而来的环境问题的重任。因此,实验教学中心突出理论教学与实际工程和社会应用的结合,鼓励学生走出象牙塔[11-12],通过多种方式达到关爱自然、服务公众、回报社会的目的。

    3.1暑期学校

    南京大学自2003年起实行3学期制,在暑期举办5周时间的暑期学校,着力培养学生综合素质。中心承担了环境学院“暑期学校”的教学任务,通过聘请国内外学者开设专题课及讲座、安排研究型实验、组织数学建模等竞赛培训、建立稳定的校外实习基地、以及开展多种形式的社会实践活动,锻炼学生的实践能力,并通过指导学生完成实习报告、小学期总结或撰写学术小论文等,提高综合能力。

    3.2教学实习

    中心与多家科研院所、企业、环保管理部门建立了长期的合作关系,拥有稳定的教学实习基地,为学生提供接触工程和社会的机会。这些基地包括:南京地理与湖泊研究所太湖生态系统实验站、中石化扬子石化水厂、南京大学宜兴环保科技研发中心、江苏泗洪洪泽湖湿地自然保护区、江苏省环境科学研究院、江苏省环境监测中心站、南京市环境监测中心站、常州市环境保护局、江苏戈德环保科技有限公司、江苏三强环境工程有限公司等。这些实习基地均有良好的设施、稳定的指导教师队伍,教学实习工作规范化、制度化,能满足不同专业教学实习的要求。其中南京大学宜兴环保科技研发中心为环境工程专业的学生提供中试基地,成为实验教学中重要的组成部分。

    3.3暑期社会实践

    暑期社会实践是锻炼学生能力、培养学生人文素养的重要手段,学生经过社会实践的洗礼后能达到“长见识,增才干”的锻炼效果。中心在学生实践方面给予了很高的支持力度,连续3年被评为“南京大学暑期社会实践先进集体”,多支团队和个人受到省级和校级表彰。以2008年为例,成功申请暑期社会实践团队9个,都非常成功地完成了实践任务,取得了优异的成绩,其中“湿地使者行动”、“绿色蒲公英”等实践团均引起了当地公众和媒体的关注和称赞。

    3.4环保协会活动

    中心通过支持南京大学环境保护协会的活动,在学生中开展各类环境主题活动,同时加强学生对外交流,服务于社会。如开展各类环保知识讲座;组织“绿色”系列活动———与南京大学青年志愿者协会合作在校内以及紫金山开展垃圾清理志愿服务;在南京市梅花山以及扬州市开展环境风险与人身健康调研系列活动;组织绿色活动、湿地使者行动等品牌活动。