“新工科”背景下建筑设计人才“3+3+3”培养模式的建构

“新工科”国家战略的推动下,我国高等院校建筑人才培养面临新的挑战,建筑设计人才培养体系、培养质量与“新工科”建设愿景仍存在差距。该研究借鉴新加坡高等教育发展历程以及新加坡国立大学建筑设计人才培养内涵,探析如何在“新工科”背景下推动建筑设计人才培养模式的建构,以培养主体、培养途径、培养层级三要素为建筑设计人才培养框架,创新性提出“3+3+3”多层级建筑人才培养模式,以期为“新工科”战略的实施提供高素质建筑设计人才保障。

响应面法模拟优化蜡样芽孢杆菌W-3菌株产木聚糖酶发酵条件

【目的】应用响应面法对产木聚糖酶的工艺进行优化,为进一步大规模生产提供参考依据。【方法】通过单因素试验分别考察碳源、氮源、pH、温度、接种量和转速6个因素对蜡样芽孢杆菌W-3产木聚糖酶的影响。通过Design Expert 10.0.3软件中的Box-Behnken进行响应面优化设计。通过对小麦麸皮、氯化铵、pH、温度、接种量和转速进行不同组合,系统地优化了发酵条件。利用二次响应面回归方法建立酶产量与各因素之间的数学模型,并通过回归分析确定各因素对酶产量的影响程度。【结果】小麦麸皮添加量、氯化铵添加量、pH和温度是影响发酵的主效应因素,单因子优化显示,蜡样芽孢杆菌W-3发酵产木聚糖酶条件为小麦麸皮35 g/L、氯化铵5 g/L、pH 8.0、温度70℃、接种量2%、转速210 r/min。在单因子优化的基础上进一步应用响应面优化,找到了更优的发酵参数,经过优化后的发酵条件为小麦麸皮33.0 g/L、氯化铵5.1 g/L、pH 8.3、温度73℃、接种量2%、转速210 r/min,该条件下蜡样芽孢杆菌W3发酵产生的木聚糖酶的酶活为523.24 U/mL。【结论】本试验通过响应面法优化了蜡样芽孢杆菌W-3发酵条件,在33.0 g/L小麦麸皮、5.1 g/L氯化铵、pH 8.3、73℃、2%接种量、210 r/min条件下,可获得较高的木聚糖酶的酶活(523.24 U/mL),比优化之前(225.53 U/mL)提高了2.32倍。

综合教学实验设计:Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结制备及电催化析氢

积极响应国家“碳中和”和“碳达峰”时代战略,满足社会对高素质毕业生的需求,结合科学研究前沿热点领域,本文设计并制备了Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结催化剂及其碱性析氢反应(HER)性能评价的综合实验。实验以水热法合成Mo-Ni球形前驱体,经高温煅烧得到Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结纳米球,通过控制钼源、镍源比例可控地合成了Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)-1和Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)-2,实现了对界面结构的控制和优化。本实验涉及多学科专业知识,并紧随科研前沿,有助于推动学科交叉和知识融合,期望改变传统化学实验与时代脱轨的现状,激发学生学习热情,提高学生综合素质。

^(3)He极化系统中FID NMR线圈的优化分析及实验验证

超极化^(3)He气体在中子极化、基础物理和诊断医学等领域广泛应用.测量其极化率对于^(3)He极化系统至关重要.通常使用自由感应衰减核磁共振(FID NMR)线圈来检测^(3)He原子的FID信号.线圈的测量信噪比与直径、匝数、以及其与气室的相对位置等因素相关.关于FID NMR线圈的优化分析,目前仅有少量的文献提及且缺乏详细的实验验证.本文通过对FID信号和线圈噪声的理论分析,建立了线圈测量信噪比模型,并且在基于亚稳态交换光泵(Metastability-Exchange Optical Pumping,MEOP)极化技术的^(3)He极化系统中对FID NMR线圈进行了实验验证.实验结果显示,在半径和高度均为r_(cell)的柱形气室中,线圈的测量信噪比在半径为r_(cell)/2时达到最优值,此结论与理论分析结果相符.该信噪比模型的相对误差不超过10%,证明了理论模型的有效性.这些研究结果对于优化设计^(3)He极化系统具有重要的指导意义.

单推-3火灾刺激下爆炸当量及其影响因素分析

为了研究单推-3液体推进剂在储运和使用过程中遭遇火灾刺激时的爆炸当量,利用极不敏感引爆物质(EIDS)隔板试验确定单推-3的冲击波感度,采用高速摄像机、红外热成像仪、压力数据采集系统分别记录火烧刺激条件下不同尺度(18和120 kg)单推-3储罐的燃爆过程、火球表面最高温度以及冲击波超压峰值,进一步计算了爆炸TNT当量。结果表明:单推-3在强冲击波的直接作用下不能传播爆轰。不同包装强度单推-3在外部火灾条件下发生了爆燃,甚至是整体爆轰反应,制式包装18和120 kg单推-3爆炸平均TNT当量分别为0.629和0.0293,其产生的冲击波效应与尺度效应之间不存在正相关关系。显然,样品的制式包装设计强度对其爆炸烈度具有显著影响,应在实际使用允许范围内,降低单推-3液体推进剂壳体的设计压力,以有效减弱其整体爆炸危险性。

基于OBE理念的化学综合实验设计:g-C_(3)N_(4)的制备及光催化污染物降解

基于成果导向教育(OBE)以学生为中心,以学习成果为导向的理念,以典型的光催化剂石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))为例,本文设计了一个制备g-C_(3)N_(4)并研究其光催化性能的化学综合实验。首先,学生将通过热聚合反应合成g-C_(3)N_(4)并利用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等技术表征结构,接着利用紫外-可见分光法评估g-C_(3)N_(4)光催化降解污染物的性能。教学过程中,以学生为中心,精心制定覆盖知识点的任务要求,同时以学习效果为导向,进行全方面、全过程、多维度的评价。通过本实验,学生不仅能够加深对g-C_(3)N_(4)材料及光催化技术的理解,还能培养实验操作和数据分析的能力,增强科学素养和创新意识。本实验的设计和实施充分体现了OBE理念,即以学生为中心,以学习成果为导向,全面提升学生的综合能力。

郑州地铁3号线二期建筑方案研究与设计实践

从郑州地铁3号线二期四座车站建筑设计方案展开论述,对方案变化过程、设计重难点等进行了分析,并就建设过程中发生的主要问题及解决方案进行了归纳总结,提出可供后续其他地铁线路建设推广的主要经验与建议。

Some new 3-designs from P SL(2,q) with q ≡ 1(mod 4)

We determine the sizes of orbits from the action of subgroups of PSL(2,q) on projective line X = GF(q) ∪ {∞} with q a prime power and congruent to 1 modulo 4.As an example of its application,we construct some new families of simple 3-designs admitting PSL(2,q) as automorphism group.

大口径天线3-RPS驱动机构结构优化设计与分析

采用并联机构替换现有的方位-俯仰式串联机构作为反射面天线的驱动机构可以满足其位姿调整的功能,并有效改善反射面天线整体结构的轻量化效果。目前少有将并联机构应用于大口径天线的分析与实际工程应用案例,故需要对承受较大载荷的并联机构展开力学分析并对其结构进行优化,从而使其满足承载与运动精度的要求。针对3-RPS并联机构承受较大载荷时支链的结构方案展开优化设计并进行有限元仿真分析。首先,对3-RPS并联机构展开静力学分析,得到在动平台承受一定载荷的情况下机构各个支链的受力特性;其次,在给定机构基本尺寸参数及活动范围要求下,对3-RPS并联机构支链的结构方案进行设计,针对并联机构支链弯曲变形较为严重的情况提出了并联液压缸的结构方案;最后,对并联液压缸结构方案进行了优化以及稳定性分析。结果表明,优化后的并联液压缸方案各项性能指标均优于原有方案,且满足稳定性安全性要求,为实际的工程应用提供参考。

供需匹配视域下0~3岁婴幼儿智慧托育服务系统设计研究

目的本文对0~3岁婴幼儿智慧托育服务系统进行研究,以解决碎片化的婴幼儿托育服务与多样化的托育服务需求之间匹配度低的问题。方法本文以服务设计基本原理为基础,在梳理国内外智慧托育服务相关研究的基础上,分析利益相关者关系,并结合对0~3岁婴幼儿家庭的托育现状和托育服务需求的实际调研,进行0~3岁婴幼儿智慧托育服务系统的设计探索。结论本文提出0~3岁婴幼儿智慧托育服务系统架构,有利于实现婴幼儿托育服务的供需平衡,提高托育服务质量和服务效率,为0~3岁婴幼儿智慧托育服务体系的创新提供设计学视角的参考。

城市公园绿地区域PM_(2.5)-O_(3)复合污染空间分异特征研究——以北京奥林匹克森林公园为例

城市绿地能够改善城市区域环境污染进而提高人居环境质量。以北京奥林匹克森林公园绿地为例,选定典型植物群落结构、群落类型及景观环境样点,基于多年连续动态持续测定并选取典型年度数据(2020年),分析和阐释该公园绿地区域PM_(2.5)、O_(3)及PM_(2.5)-O_(3)复合污染空间分异特征。结果表明,公园绿地不同群落结构区域的PM_(2.5)浓度,乔灌草/乔灌/乔草结构低于灌草/草本地被结构;不同群落类型区域的PM_(2.5)浓度,常绿针叶型/针阔叶混交型/落叶阔叶型低于草本地被/灌丛;不同典型景观环境中,复层群落结构/双层群落结构/滨水植物群落/滨水广场区域的PM_(2.5)浓度要低于单层群落结构。试验中,不同群落结构、类型以及景观环境区域的O_(3)浓度均高于100μg·m^(-3)且样点间未呈现显著差异;以PM_(2.5)-O_(3)复合污染值为主要参数的空气质量评价值(AQI)达到“中度污染”等级,此结果值得进一步关注。以期为基于循证设计的功能型城市绿地规划设计及更新优化提供基础科学依据。

集成AHP-QFD-TRIZ理论的3~6岁儿童纸制玩具设计研究

针对3~6岁儿童纸制玩具缺乏多种功能性的现状,探寻适合3~6岁儿童的纸制玩具设计方法。考虑到儿童纸制玩具的用户群体的特殊性,首先针对纸制儿童玩具市场现状与多种用户访谈确定家长、儿童两种用户群体实际需求;其次运用AHP建立总体用户层次需求模型对需求进行权重打分,并将所得权重置入QFD将其转化为设计需求,同时得出设计需求的具体权重比,并确定主要设计矛盾;最后与TRIZ相结合确定解决纸制玩具设计矛盾的发明原理,选出最优发明原理对问题进行解决,验证方法可行性。通过集成AHP-QFD-TRIZ理论,寻找儿童纸制玩具的设计点和设计矛盾,并进行有针对性的设计实践。通过该方法发现了设计中的需求与矛盾问题,提高了儿童纸制玩具设计的科学性和有效性。

区组长为4和6的3-设计

t-(v,K,λ)设计是一个关联结构(V,B),满足条件:(1)V是v元点集;(2)B是V的子集族(B中的元素称为设计的区组),且每一个区组b∈B有|b|∈K;(3)V中的任意一个t-元子集恰好出现在λ个区组中。Hanani给出了λ=1时3-(v,{4,6},1)存在的充分必要条件。文章证明3-(v,{4,6},λ)存在的充分必要条件是λv≡0(mod 2),λv(v-1)(v-2)≡0(mod 8)且v≥4。

香豆素-3-羧酸的绿色合成及其光谱性质研究

对“香豆素-3-羧酸的制备”实验方案做了改进:以绿色无毒的L-脯氨酸为催化剂,在无溶剂的条件下制得中间体,采用“一锅煮”不分离的方法得到高产率的香豆素-3-羧酸。运用红外光谱、核磁共振等手段表征结构,研究了紫外吸收光谱和荧光光谱性质。改进后的实验方案绿色环保、产率高、重现性好、成本低、综合性强,有助于培养学生探索、创新的研究精神和团队协作能力,提升学生分析整理数据,运用理论知识解决问题的综合实验技能,适合推广至本科生高年级教学。

环境艺术设计专业职业教育人才培养模式探索--以“3+2”分段培养本科层次为例

通过研究从环境艺术设计专业“3+2”分段培养的人才培养现状,明确人才培养目标,探索“343”人才培养模式,提出了在建设过程中提升环境艺术设计专业人才培养质量的路径:重塑人才培养定位,体现职业本科特色;注重课程体系设计的衔接,做好专本协同发展;进一步发挥“岗课赛证”办学特色,体现环境艺术设计专业的职业能力;重视能力培养,建立多元化的考核与评估机制,以期对现阶段本科层次职业教育的发展提供借鉴。

有机化学实验设计:3-乙氧基-4-癸氧基乙酰苯胺的制备

有机化学实验是高等院校化学、化工等专业中重要课程,主要是通过实验让学生更好的理解并掌握有机化学专业知识,提高学生学习的兴趣和及其操作技能,将理论知识运用于解决实际。本文通过邻苯二酚的烷基化、硝化、亲核取代、硝基还原等反应设计了3-乙氧基-4-癸氧基乙酰苯胺的制备实验,实验过程主要涉及薄层层析法、减压过滤、蒸馏、重结晶等基础有机化学实验操作技能,不仅可以加深学生专业知识和反应机理的理解,还能增强学生的科研能力,实验内容可以作为有机化学方向的创新实验开设。

B元素对某Ni_(3)Al基高温合金的微观组织和力学性能的影响研究

由于Ni_(3)Al基高温合金具有抗蠕变强度大、耐腐蚀、抗氧化等优异的高温性能。作为多组元的金属间化合物,合金组分的变化会直接影响到Ni_(3)Al基高温合金的性能表现。为优化合金成分,获得最佳的合金性能,研究了晶界强化元素B含量变化对Ni_(3)Al基高温合金组织和性能的影响。结果表明,合理控制B元素含量,能够增加合金的持久时间和塑性。当B元素含量在0.012%~0.021%时,合金在1100℃的拉伸性能和1050℃/100 MPa及1100℃/60 MPa的持久性能达到最佳。

用于高效微波吸收的3D多孔异质界面型NiCo_(2)(CO_(3))_(3)/RGO气凝胶

创新的微观结构设计和合适的多组分策略对于具有强吸收和宽有效吸收频带(EAB)的先进电磁吸波材料(EAM)仍然具有挑战性。本文采用简单的水热还原法制备了自组装的3D网络结构NiCo_(2)(CO_(3))_(3)/RGO(NCR)气凝胶。独特的微观结构和多组分不仅解决了NiCo_(2)(CO_(3))_(3)颗粒的物理团聚,而且可以调整电磁参数以提高阻抗匹配和衰减能力。界面基体和宏观3D互联网格结构的协同效应可以实现高电磁波吸收(EMA)性能,在2.3 mm处最小反射损耗(RLmin)值为-58.5 dB,EAB为6.5 GHz。NiCo_(2)(CO_(3))_(3)/RGO气凝胶优异的EMA性能可归因于3D多孔结构的多重反射、散射和弛豫过程以及界面基体的强界面极化。

降低长三角地区O_(3)暴露风险的前体物减排路径优化研究

O_(3)污染的防治需要在分析O_(3)人群暴露风险特征的基础上,对前体物的减排路径进行优化.长三角地区是我国O_(3)浓度高、暴露风险大、前体物排放集中的地区之一,其减排路径的优化分析对于全国而言具有借鉴意义.本文以GB 3095—2012《环境空气质量标准》中O_(3)浓度二级标准限值(160μg/m^(3))为目标,基于长三角地区的人群暴露风险探讨了不同减排路径下的O_(3)污染控制效果.首先,运用WRF-CAMx模型,依据不同的NOx和VOCs减排率模拟了121种减排情景作为基础数据集,引入响应曲面模型(RSM)来划分长三角地区不同城市的控制区类型,并结合人口暴露风险指数来评价O_(3)暴露的风险程度,将中高暴露风险地区与控制区耦合,设置HN区(NOx控制区中的O_(3)暴露中高风险城市)和HV区(VOCs控制区中的O_(3)暴露中高风险城市);其次,设置了7条不同的NOx/VOCs(二者排放量之比,下同)减排路径,分析了不同路径的控制效率,给出了不同地区的最佳减排策略.结果表明:①长三角地区中部城市主要是VOCs控制区,南部和北部城市以NOx控制为主;O_(3)中高暴露风险的城市数约占城市总数的41%,主要集中在长三角中部和北部地区.②考虑总体控制效率,NOx单向减排和VOCs单向减排分别是HN区和HV区控制效率最高的路径;考虑单位步长的控制效率,随着NOx减排量的增加,城市网格中O_(3)形成机制从VOCs控制逐渐过渡为NOx控制.③为保证VOCs控制型网格的平稳过渡及控制效率,HV区的最佳NOx/VOCs设置为1/3~1/2;考虑到“NOx不利”影响及控制效率,HN区的最佳NOx/VOCs设置为1~2.研究显示,长三角地区HV区的短期O_(3)防治应以控制VOCs为主,而长期O_(3)防治则要更聚焦控制NOx;HN区的O_(3)防治需要更加侧重控制NOx.

基于CTCS-3/2级列控系统的高速铁路闭塞分区长度设计研究

根据CTCS-3级和CTCS-2级列控车载设备控车原理,提出高速铁路闭塞分区长度设计原则和约束条件。结合现行列控车载设备参数,当线路长大下坡道不大于24‰时,闭塞分区长度设计满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h正常运行。当线路长大下坡道大于24‰时,闭塞分区长度按照满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级降速至250 km/h设计;或将CTCS-3级列控系统结合轨道电路信息定义的闭塞分区平均长度由3000 m调整为4400 m,以满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h运行要求。