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2運用多元化教學手段，營造創新氛圍

基礎醫學教育階段對醫學生的培養至關重要，其培養目標是使學生掌握扎實的醫學基礎知識，為學生繼續從事醫療、科研或衛生等工作奠定基礎，因而是整個醫學教育的基石。2010年，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》出臺，明確提出創新人才培養的新要求，即適應國家和社會發展需要，遵循教育和人才成長規律，深化教育教學改革，創新教育教學方法，探索多種培養方式，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面。實驗教學對培養學生的實踐能力、科學思維和創新能力至關重要。基礎醫學實驗教學旨在培養醫學生嚴謹求實的學習態度、勇于開拓的創新精神、善于操作的實踐能力的必要手段。目前，我國的基礎醫學實驗教學基本上還是依附于傳統的理論教學，以幫助學生加強對理論教學內容的理解為主要目標。為了適應現代臨床醫學專業培養目標與新世紀創新人才培養的需要，在總結十多年機能實驗改革的經驗，充分利用我校的資源條件，結合我校臨床專業畢業技能考試要求，同時吸收其他院校機能實驗學教學的精華，對我校臨床專業機能實驗學教學采用多元化教學模式，強調突出其專業特色，使學生所學的機能實驗知識既實用又具有系統性。具體是將原有內容分為幾大模塊，不同模塊采用不同教學方法。

①機能實驗學概述與與常用儀器的使用介紹、實驗報告寫作；機能實驗學基本技能訓練與操作、常用觀察指標與實驗數據的采集與評價、分析與統計。此部分實驗占實驗總數的5%。采用常規板書或PPT配以示教講解，目的培養學生規范的基本操作動作與系統的實驗數據處理。

②驗證性實驗如藥物在動物體內藥代動力學參數（t1/2等）與LD50的測定，神經干動作電位的測定等。此部分實驗占實驗總數的40%。采用講解與多媒體錄像結合，幫助學生更好地掌握理論知識，掌握相關實驗的基本原理與方法，在驗證已知醫學理論的同時，探索可能的未知規律。

③綜合性實驗如心血管活動的調節與藥物對動物血壓的影響、尿生成影響因素與利尿藥的作用等，此部分實驗占實驗總數的40%。要求教師在綜合醫學基礎理論知識進行講解，同時建立了一種開放式、交互式教學方法以提高學生動手操作能力；以及學生主動參與的“以探究為基礎的學習”(researchbasedlearning，RBL)教學方法。綜合運用各學科知識和實驗技能的整合性實驗，學生可以從多學科、多層次、多角度檢測復雜的生命現象，并逐步引向深入。強調實驗現象的綜合觀察與思考，建立整體的概念。由于綜合性實驗強調跨學科的交叉融合，學生可以通過此類實驗掌握相關學科的知識，其綜合分析的能力得到培養。

④探索設計性實驗以及虛擬實驗室的開放，如大鼠高鉀血癥模型的復制及設計與解救方案、肝性腦病與及種類型的缺氧、人體動脈血壓測定及運動對血壓的影響等，此部分實驗占實驗總數的15%。教師除一般指導外，充分利用機能實驗中心網絡資源的優勢，采用RBL與PBL（problembasedlearning）與網絡資源相結合，形成網絡式RBL（Web-researchbasedlearning，簡稱WRBL）與網絡式PBL（Web-basedproblembasedlearning，簡稱WPBL），將經典的RBL、PBL與網絡技術有機結合而創造性地實施的一種嶄新的教學模式。其主要特點是構建體現RBL、PBL理念的網絡平臺，使教與學活動中各要素通過網絡平臺進行互動與評估。教師通過網絡平臺呈現給學生真實的問題“情境”，組織學生通過網絡平臺開展小組討論、師生互動等教學活動，實現“學生為主”的教學要求。在充分發揮學生的主觀能動性和創造力，運用已經學習的知識和技能，自己設計實驗，搜集整理分析實驗數據，寫出實驗報告，適應學生實踐能力和創新意識培養的要求。同時訓練臨床專業學生的實驗研究的選題、課題與論文的撰寫以及綜合能力的培養，以此拓展學生的實際應用能力。同時我們提倡教師開放研究室、實驗室，鼓勵學生參與科研，實現多元化實驗教學方式。

3科研、臨床實踐、臨床技能考核與實驗相結合加強實驗教學改革

多年來，機能實驗教學一般均是依據教學大綱與課時的要求，在規定的時間內按照實驗講義“照方抓藥”。這種相對封閉的模式壓抑了學生主動性尤其是創造性的發揮。做實驗時，每教學班內容與實驗方法完全一致，學生興趣不高，而實驗免不了出現抄襲數據或湊結果的現象。為了提高學生的臨床實踐動手能力，我們嘗試性將部分興趣高的臨床專業學生組成科技興趣小組，將科研與實驗相結合。幾年來，我校學生參加國家自然基金與教育廳自然科學基金以及橫向科研課題多項等；通過主動地參加科研活動，同學們撩開了科研的神秘面紗，熟悉了科研活動實施的全過程，從而減少對科研活動的畏懼情緒，增進學習的主動性和學習興趣。在后期臨床實踐教學中，臨床專業學生積極與臨床學院教師承擔的臨床課題；以專業成長為依托的技能發展型實踐教育實踐活動。同時鼓勵學生大膽提出自己的實驗課題，完成科研小論文。這樣既克服了一些低水平的重復性實驗，又提高了學生獨立思考和綜合應用所學知識的能力。并且有目的、有計劃、有層次地從一般性實驗過渡到研究性、探索性與自主設計性實驗。

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二、企業資源計劃沙盤教學設計對農經專業學生核心能力的培養

(一)更新教學理念，培養交流與合作能力

企業資源計劃沙盤教學模式同教師講授為主的傳統課堂教學方式有很大差異，前者是學生在既定運營規則下，以小組合作方式模擬企業經營的過程，學生是課堂的主體，教師只是配合者。一個團隊由6名學生組成，每個人既各司其職，各個崗位之間又相互貫通。CEO是團隊的總負責人，需要不斷協調成員間相悖的觀點;持不同觀點的成員也要說服其它成員以獲得贊同，最終的決策需要組員充分討論后，服從最優決策，從而使整個團隊獲得更好的業績。團隊成員在交流的過程中提升了語言表達能力、邏輯思維能力及辯論演講能力;個體在服從的過程中培養了以大局利益為重的妥協能力，增強了團隊合作精神。

(二)整合教學內容，提高自我學習和數字處理能力

“企業資源計劃”課程共48學時，其中理論講解4學時、實訓44學時。教師需要在課程初始階段簡單介紹運營規則，使學生在實訓的過程中掌握并具體運用規則。按照規則中市場開拓、生產線購買、產品研發、產品生產、融資、折舊等明確的規定，學生在實驗過程中會涉及很多財務計算與運籌決定的內容，這就要求學生必須在課下自主學習，從而參照運營規則反復練習以實現科學規劃和開源節流。學生在每個會計年度結束時都要填寫財務報表，包括綜合費用表、利潤表及資產負債表等，有助于鍛煉會計原理實踐操作能力與數字處理能力。在目標驅動的教學方式下，學生除了掌握財務知識，還會主動學習運籌、管理、市場等方面的知識，不僅在操作和學習中達到融會貫通，還提升了學習能力。

(三)創新教學方法，實現解決問題能力和創新革新能力的融合

企業資源計劃沙盤教學主要采用情景教學法和體驗教學法。在模擬經營的過程中，每個學生都有自己的崗位和職責，并通過親自參與和操作體驗來了解知識。在實訓中，有的小組因為訂單量過大而完不成任務，不僅被沒收訂單還遭受罰款，有的小組因為廣告投放策略不對使得訂單量減少且庫存產品積壓，此時，小組間可以開展合作，實現互通有無、互利互惠，這種權變思維方式不僅是有效解決問題的前提，也是處理實際問題過程中總結和積累的經驗。這些過程有助于提高學生的思維開放度，培養創造性解決問題的能力，適用于任何角色、任何崗位及任何時候。

(四)改革考核方式，提高文字處理能力和組織領導能力

考核評價是項目化教學的重要環節，“企業資源計劃”課程的考核內容包括經營結果和課程論文兩部分，其中，經營結果的成績占60%、課程論文的成績占40%。經營結果是以小組為單位的團隊整體得分，包括經營過程中的違約情況記錄、以利潤和所有者權益為財務指標體現的經營成果;課程論文是以學生個體為單位撰寫的內容，能夠訓練學生的文字組織能力和基礎辦公軟件操作能力。所有小組的經營結果按總成績進行系統打分后，由組內成員進行二次分配，分值由學生本人、小組CEO及指導教師三部分打分組成，占比依次為20%、40%、40%。自評和他評相結合的評價模式有利于學生確立公正的衡量標準，從而客觀地看待人和事。每組的CEO需要在課程考核結束后進行總結和點評，內容包括經營過程中的成功和不足之處、組內成員的表現、組際之間的合作和競爭、課程考核方法和結果等;組員可以對運營過程發表個人意見，交流經驗，既加深了課程內容的理解，又培養了學生的邏輯思維能力和語言表達能力。

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中圖分類號：G640 文獻標識碼：A

教育，是一種有目的的培養人的社會活動，它擁有著強大的社會功能，不僅反映了經濟、政治、生態等方面的要求，還與文化有著緊密的聯系，這種聯系便產生了它的文化功能。①面對當前大學校園文化建設的全新領域，我們應積極運用教育的文化功能對校園進行文化創新，使大學的校園文化擁有鮮活的靈魂和強大的生命力。

1 教育的文化功能

1.1 教育的文化傳遞功能

教育傳遞著文化，它能使人類迅捷、高效地占有前人所創造的精神文化財富的精髓，快速成長為具有攝取、鑒賞、創造文化能力的“文化人”。正是教育活動將人類的文化一代代的傳承下去。②然而，人類有著數以千年的文明歷史，積累的文化知識不計其數，而學生受教育的時間則是有限的，即使是“終身教育”，也不可能把前人所積累的文化知識都傳遞給后人。隨著社會的發展與進步，文化傳遞的途徑呈現多元化，人們通過各種渠道獲取知識，使學生在有限的時間內最大化地接收和掌握新知識。

1.2 教育的文化選擇功能

所有的文化，既有精華又有糟粕，既有促進社會發展所需的知識，又有陳舊腐化的東西。因而，教育為了有效地傳遞文化，還必須發揮對文化的選擇功能。

一般來說，不同層次的教育對文化的選擇不同。大學教育屬于高等教育，包含的學科門類眾多，遍及文化的各個方面，且需要學生更加寬廣的視野。因而，高等教育對文化的選擇更具權威性和影響力，而其培養目標本質上來說是對文化的深層次選擇。③它把文化繼承與發揚光大，并將文化貫穿于年輕一代的大學生，使學生成為文化傳承與創新的載體，承載著一個國家、民族的理想和希望。

1.3 教育的文化創新功能

文化的生命力要想愈發頑強，不僅在于對它的傳遞與選擇，更在于對它的更新與創造。我們需通過教育把人類已有的精神財富轉化為學生個體的精神財富，培養他們對文化的興趣，使他們適應和參與現實社會文化活動，并能根據現實社會的需要去創新。與其它層次的教育相比，高等教育在文化創新方面有著獨特的優勢所在。④它是優秀人才匯集的地方，集中了大量的專家、學者，科研實力雄厚，有利于基礎理論的開展以及邊緣、交叉學科的探究與應用。可以說，大學是國家科研項目再次創新的主力軍。⑤

2 大學校園的文化創新

2.1 大學校園的物質文化創新

校園的物質文化為校園的精神文化和制度文化搭建了平臺，并體現了學校外在的價值觀與德育功能。例如，一尊尊偉人的雕塑或某個別具風格的建筑物就會為學校增添了文化氛圍。校園內，道路兩旁建花壇、種草種樹，廣闊的草坪成為學生學習、休息的室外場所。這般良好的環境，不僅令人心曠神怡，還陶冶了學生的情操，形成良好的心理素質。

2.2 大學校園的制度文化創新

校園的制度文化是高校校園文化的行動指南，主要指高校管理制度、行為規范等。大學的校園文化既要建設，又要經營與管理。⑥管理者要有較高的思想文化素質和管理意識，要體現以人為本的原則，增強公平性及參與性。學校通過民主參與調動學生及教師在制度文化建設上的積極性與主動性，弱化人與制度的對立來增強廣大師生的歸屬感和凝聚力。

2.3 大學校園的精神文化創新

校園的精神文化是高校校園文化的靈魂（下轉第35頁）（上接第22頁）與核心部分，校園文化建設的內容與分類多種多樣，而校風更是“學校物質和精神文化建設的綜合體現，是學校素質教育力量的表現形態”。因而，要把校風建設放在重要的位置，培養學生的主體意識和主觀能動性，營造具有學習、創新氛圍的優良校風。

總之，校園的物質文化、制度文化、精神文化創新三者間不是孤立的，而是密切聯系，相互影響，相互促進的，是一個統一的有機整體。⑦因此，良好校園文化的營造要以創新為特征，這樣才能使大學校園文化擁有鮮活的靈魂和頑強的生命力。

3 運用教育的文化功能加強大學校園的文化創新

教育的文化功能與大學校園文化創新之間存在著密切地聯系。教育實現其文化的傳遞、選擇、創新等功能的過程，就是大學校園進行文化傳承、篩選、創造的過程，也是大學校園文化進行物質、制度、精神文化創新的過程。

3.1 教育的文化傳遞功能為大學校園文化創新搭建橋梁

大學校園的文化創新，要充分地運用到課堂上來，為各領域專門的學科知識搭建橋梁，引導大學生樹立正確的人生觀、價值觀，養成較高的人文修養和強烈的民族文化精神。作為高校的教育工作者，還需要對文化傳承的內容進行深層次、多階段的探索，遵照循序漸進的原則，把握時機，因人施教。

3.2 教育的文化選擇功能作為大學校園文化創新的過濾器

（1）運用教育的文化選擇功能進行課程設置和內容篩選。大學教育主要是通過課堂教學來實現的，因此課程設置、教材選編、教學內容組織需要依靠文化選擇功能。大學的課時相對于初、高中階段而言，少了許多。如何在有限的課時內將學生應掌握的文化知識完整地講授給學生，這是教師授課的關鍵。（2）運用教育的文化選擇功能增添校園文化氣息。校園文化是是師生共同創造的產物，是師生智慧的結晶。教師通過使用教育的文化功能培養大學生高水準的學術自由能力，使學生擁有創新精神，能夠在重重困難中找到新的突破口，將人文精神與學術自由緊密地結合起來，為校園增添文化氣息。

3.3 教育的文化創新功能是大學校園新生之沃土

在大學階段，教育的文化創新則充分體現在科學研究與文化整合上。教師可以在向青年傳授科學知識的同時，開展學術研究活動以及進行科學實驗，探索新理論、新方法、新科學。此外，教育的文化創新功能也在某種程度上提高了大學生的明辨是非能力，學會運用唯物主義的觀點較為客觀地看待問題，形成正確的世界觀，人生觀，價值觀；并且培養他們勇于追求真理和敢于大膽創新的科學精神，使學生真正成為大學校園文化創新的傳承者與開創者。

教育的文化功能是大學校園文化創新的基本內容與表現形式。教育在對文化進行傳遞、篩選和創新的同時，也創造出了層次和品位較高的大學校園文化，從而為我國的現代化建設培育優秀的人才。

注釋

① 王道俊，郭文安.教育學[M].北京：人民教育出版社，2009：57.

② 陳雯.論教育的文化功能[J].福建建筑高等專科學校學報，2002（4）：103.

③ 李旦偉.從教育規律看高等教育的文化功能[J].寧波職業技術學院學報，2008（6）：96.

④ 黃梅英.高等教育的文化功能與大學校園文化創新[J].傳承·文化傳統，2009（8）：154.

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世界經濟一體化的今天，社會各行業越來越多地與其他國家進行聯系，這對就業者的英語水平提出了更高的要求。獨立學院畢業的學生在就業中處于相對劣勢，所以無論是在專業知識方面，還是英語能力方面都要付出更多的努力，達到更高的目標。這一形勢要求我們培養的人才既要能夠用語言與外國人進行交流與溝通，同時能夠理解該國的文化和習俗，不至于在交往中產生誤解和糾紛。這就要在大學英語教學中引入跨文化交際的內容，提高學生在實際交往中的能力。

1.跨文化交際能力

“跨文化交際”的英語名是Intercultural Communication，早期也稱為Cross-cultural Communication，指的是不同文化背景的個體之間的交際，劃分為言語交際和非言語交際。“跨文化交際”這一術語是由美國人類學家Edward T.Hall在1959年出版的經典著作《無聲的語言》中首先提出的，學術界普遍將這部著作視為跨文化交際學的奠基之作。60年代陸續又有一些有關跨文化交際的著作問世。1970年，國際傳播學會承認跨文化交際學是傳播學的一個分支，在學會下面成立了跨文化交際學分會，跨文化交際學得以鞏固。從上世紀八十年代至今，以Gudykunst及TingToomey為首的一批跨文化研究學者開始了跨文化交際理論的發展，到現在，跨文化交際已經形成為一門成熟完整的科學體系，在美國有約130多所大學已經開設了跨文化交際學這門課程。

拜盧姆等學者提出跨文化交際能力應由態度（attitude）、知識（knowledge）與技能（skill）三方面構成。因此，大學英語教學中跨文化交際能力培養的基本目的為：一、培養人們對不同的文化持積極理解的態度。二、培養跨文化接觸時的適應能力。三、培養跨文化交際的技能。

2.跨文化交際能力與獨立學院大學英語教學

外語教學的根本目的是為了實現跨文化交際，就是為了與不同文化背景的人進行交流。教育部2007年制定的《大學英語課程教學要求》中大學英語的教學內容提到：大學英語課程的教學性質是“以外語教學理論為指導，以英語語言知識與應用技能、跨文化交際和學習策略為主要內容，并集多種教學模式和教學手段為一體的教學體系”；大學英語課程的教學目標是“培養學生的英語綜合應用能力，特別是聽說能力，使他們在今后學習、工作和社會交往中能用英語有效地進行交際，同時增強其自主學習能力，提高綜合文化素養，以適應我國社會發展和國際交流的需要。”

獨立學院的本科生與其他一本二本院校的本科生相比，在英語基礎上薄弱一些，在英語應用能力方面更欠缺一些。因此，我們在英語教學中不僅要重視英語基礎知識的教學，更要重視培養學生的英語應用能力。跨文化交際能力是英語應用能力非常重要的一部分，也是新的《大學英語課程教學要求》對所有大學生提出的一項要求。因此，我們獨立學院在大學英語教學中務必重視培養學生的跨文化交際能力。

3.獨立學院本科生跨文化交際能力的培養方法和途徑

3.1 通過講解詞匯的文化內涵加深學生對詞匯的理解

許多英語詞匯除了其概念意義外，還有其文化內涵。只有掌握了詞匯的文化內涵，才能正確理解詞義。所以，教授英語詞匯不能只停留在講解單詞的字面意義上，還應深入講解其背后的文化涵義。

比如“red”一詞，無論在英語國家還是在中國，紅色往往與慶祝活動或喜慶日子有關，比如，英語里有“red-letter days”（具有重要意義的日子）；而在中國，紅色象征革命和社會主義等積極意義。但是英語中的“red”還含有危險狀態或使人生氣的意思，如“red flag”（惹人生氣的事物）。而短語“in the red”則表示虧損、負債。又如英語的星期五是“Friday”，英美人很多都信仰基督教，而眾所周知的是耶穌受難的日子正是星期五。因此就有了“Friday face”這個表達，其意思是“愁眉苦臉”；“Black Friday”則意味著“災難的一天”。而星期日“Sunday”，會使人想到耶穌復活、做禮拜、過節，常常有神圣、歡樂等含義。這樣，人們就把最漂亮的衣服說成是“Sunday”或“Sunday best”。

顯然，若不了解這些詞匯的文化背景，我們就很難理解這些短語的意思。因此，在詞匯教學的過程中，我們要認真地為學生講解其文化內涵。

3.2 組織課堂討論加深學生對英語文化的了解

結合課文內容，適時組織學生對課本中涉及的中西文化進行分組研討。例如討論兩種文化的問候方式、用餐習慣、感情表達等，進一步加強學生的認識和理解，增強學生在進行英語學習時的跨文化意識。例如，當涉及family這個主題時，教師可以要求學生列出“family tree”（家庭樹），了解中西方的家庭類型：extended family（大家庭）、nuclear family（核心家庭）、single-parent family（單親家庭），同時可在課堂上討論中西方家庭的相同點和差異，從而可比較中西方家庭結構的異同與家庭觀念的異同。

3.3 通過角色扮演提升學生的跨文化交際能力

在講授文化知識時，可以模擬語言情景，要求學生在設定的情景下進行角色表演。表演過程中，提醒學生進行言語和非言語交際時都要符合西式習慣。學生角色扮演不僅有利于交際能力的發展，而且會提升學生的興趣。例如，為了讓學生掌握打電話和接電話的規范禮儀，正確使用電話用語，教師可以設計前臺服務、客戶服務中心等場合，讓學生在其中扮演不同的角色。

3.4 提高教師自身科學文化素養和跨文化交際能力

在培養學生跨文化交際能力的過程中，教師扮演了極其重要的角色。教師的科學文化素養將直接影響到培養學生跨文化交際能力的效果。因此必須提高教師自身的科學文化素養。其方式多種多樣，如：派教師到英語國家出國進修學習，親身感受英語文化；聘請國內外專家為教師做相關講座，提升教師的理論修養。有了一支強大的師資隊伍，才能為學生提供更好的教學效果。在這一點上，我院就做的很好。去年，我院派遣了十名教師赴澳大利亞中央昆士蘭大學學習；今年，我院又將派出15名教師前往該校學習。這樣的出國學習經歷確實讓教師們感受到自身的提高，教師們亦能很好地將自己所看到學到感受到的各種文化知識恰當地運用到日常的教學中。而且，正因為教師們所講的都是親身經歷的事情，學生們表現出極大的興趣，活躍了課堂氣氛，加強了學生對知識的掌握。

3.5 指導學生做好課外自主學習

由于上課時間有限，教師在課堂上能夠做的也是有限的。因此，培養學生跨文化交際能力的工作不僅要在課堂上開展，課后還需要學生通過多種方式加強訓練。對于課外的學生，教師主要是起著有效指導的作用，例如：鼓勵學生多與外教及外籍人士交流；為學生推薦一些英語文字、視頻和音頻資料；鼓勵學生開展英語歌曲比賽、原聲電影配音大賽等。有了這些后續活動的支撐，學生們才能時刻沉浸在英語的氛圍里，從思維到行動都在不斷的進步。

盡管跨文化交際學在我國的研究和發展已經有很長一段時間了，但是目前我們仍有很多院校的英語教學主要圍繞大學英語四級等過級考試開展，忽視了對學生跨文化交際能力的培養。因此強調對我們獨立學院學生跨文化交際能力的培養很有必要。只有這樣我們才能培養出真正適合社會需要的人才。

參考文獻：

[1]胡文仲.文化與交際[M].北京：外語教學與研究出版社，1994.

[2]賈玉新.跨文化交際學[M].上海外語教學出版社，2003.

[3]張紅玲.跨文化外語教學[M].上海：上海外語教育出版，2007.

[4]劉可紅，吳華.外語教育的文化取向研究[J].現代大學教育，2005（4）.

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【分類號】G718.5

基金項目：該文為2015年度東莞職業技術學院基金課題《基于學生管理工作下高職院校會計技能競賽與校園文化活動融合研究》（2015d05）的研究成果

近年來，會計技能競賽在眾多高職院校如火如荼開展，高校管理者在新的政策環境中，秉承著以賽促改，以賽促創新的理念推行管理和培養社會實用性人才。在會計技能競賽和學生活動中，卻常存在重復性，重復性的項目開展導致資源沒有進行合理的整合，長久會造成院校教學工作、學生管理工作難以創新，影響學生參加競賽或活動的積極性。以校園品牌效應，校園文化活動與會計技能競賽融合，能給高職院校帶來更多的發展機遇。最終高職院校充分利用資源，在會計系列專業發展上開拓創新。

一、高職院校校園文化活動氛圍及發展方向

貫徹黨的十和十八屆三中、四中、五中全會精神，深入貫徹并落實團的十七大工作部署，實現“十三五”時期奮斗目標，全國高校特別是高職院校都在圍繞立德樹人的根本任務，推進校園文化建設，進一步創新校園文化活動，促進校@文化繁榮發展。校園文化建設旨在積極營造良好的文化育人、活動育人氛圍，促進學生全面發展。高職院校堅持立德樹人的根本任務，培育和踐行社會主義核心價值觀。

高職院校在未來發展道路上應秉承理論聯系實際，積極引導學生增強培養先進文化的自覺性和自信心。而校園文化活動，是學生管理工作中主要組成部分。在校園文化活動中，能在精神層面上培養學生的與人溝通，待人處事，培養良好的性格，注重興趣的培養，發展成健全的獨立個體。學生管理工作主要組成部分――校園文化活動建設，注重政治性、先進性、群眾性，融入創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，激發教師和學生激情和創新能力，最終促進教學相長，院校長期發展永葆生機。

二、高職院校會計技能競賽現狀

2012年，高職院校會計技能競賽成功開辦。該項比賽是在仿真財務、稅務、供應商等各種會計涉及的領域中進行的分崗位開放式的技能競賽。高職院校為提高學校知名度，提高專業品牌度，積極參加會計技能競賽，在短時間內獲得業務成果。但高職院校參加這種技能競賽的經驗較淺，人才、培訓、組織、后勤保障等方面，缺少實質性長期性鼓勵性的制度政策措施作支撐，缺少經驗，缺少完善的管理培訓，缺少獎勵性的措施，造成比賽準備時間急，準備不充足，分配資源過度浪費，例如選手培訓過于粗糙，無人主動帶隊和主動報名培訓。

三、高職院校會計技能競賽與校園文化活動融合意義

會計技能競賽能給高職院校帶來不可或缺的優勢：提高院校知名度，打造專業品牌，獲得良好的業務成果，成功培養業務素質過硬的師資隊伍、培訓隊伍；也能在當中選拔良好的學生苗子作為定點的培養對象，最終培養社會實用性人才；把學變成教中做，層層深入。但由于院校制度不一，重視程度不同，選拔學生、深入培訓、獎勵性的措施不足等，資源造成過度浪費。在工作管理中遇到比賽通知，才急忙準備，被動安排的情況屢見不鮮。迫切需要改變這一現象的科學可信的制度、方法和理念指導，具體的解決措施。

黨和國家的治國方針政策都在營造一個永葆生機，踐行社會主義核心價值觀的環境。院校需要培訓身心健全的社會實用性的合格人才，貫徹先進性、群眾性、創新性、綠色、開發共享的核心發展理念。在這種發展理念和模式下，校園文化建設舉足輕重。因此，校園文化建設，突出先進的發展理念，推行先進的管理辦法，有效實現資源整合，開展與院校各種專業相關的技能活動，能充分融入核心理念，貫徹黨和國家的核心指導精神。

校園文化建設和高職院校會計技能競賽目的相同，弘揚的精神一致，基于學生管理工作下，兩者能有機融合，能大大提高院校資源高度分配，資源能實現科學地充分利用，能從院校范圍內培養和挑選學生，能在院校范圍內實現專業技能培訓，能科學地實現鼓勵性措施，有效解決會計技能競賽的事先、事中、事后的各方面人才、財力問題。最終能從基本層面營造良好的培養人才氛圍，打造具有健全人格，社會主義核心價值觀的實用性人才。

四、建立高職院校會計技能競賽與校園文化活動融合的長效機制

基于學生管理工作下，高職院校會計技能競賽與校園文化活動融合，能充分利用資源，實現資源利用最大化，在院校各個層面能積極貫徹黨和國家的先進性、創新性、綠色的辦學和培養合格人才的理念。

（一）建立貫徹院校各層面的技能競賽與文化活動融合的管理運行制度

校園文化活動為學生管理工作的核心組成部分，離不開院校黨政領導班子的有力支持。建立科學技能競賽與校園文化活動融合的管理運行制度，技能競賽活動就能順利開展，解決事先、事中、事后準備不足，支持力度和關注度不夠的等難題，有效提供工作效率。自上而下的制度落實，能有力推動校園文化會計技能競賽關注度提升，保障會計技能專業提升的有效途徑。

（二）樹立以培養會計技能為導向的校園文化品牌

在市場營銷角度當中，每個產品都需要有品牌文化，在消費者群體中都需要有品牌口碑，建立品牌效應，在消費者某一種需要當中，能無意識地產生對某一品牌的需要時，品牌效應就會發生。而校園文化，在學生群體推廣的過程當中，需要建立品牌效應。而在高職院校會計專業中，技能是核心。高職院校培養人才的宗旨也是在培訓社會實用性的技能性人才。既然需要品牌，品牌跟技能在學生管理工作角度看，性質一致，若能推動以培訓會計技能的校園品牌，無形中就推廣了會計專業品牌效應，在教師和學生當中，產生品牌需要，品牌效應，即會計技能看品牌，品牌就是核心，培養會計技能就是校園文化，也是辦學的宗旨，也是會計專業校園文化特有的品牌活動的核心觀念。因此，推動會計技能校園文化品牌活動，就是樹立以培養會計技能為導向的校園文化品牌。

（三）充分利用學生工作平臺，把會計技能融入課余文化活動各層面

建立校園文化品牌會計技能活動。需要在學生管理工作中，層層深入，實現點――線――面全面覆蓋。在點的層面，通過學生個體，推廣會計技能是專業學習中不可或缺的技能，在整個專業學習中，需加強訓練，在群體推廣中，面向學生個體的學生活動社團，能建立以專業技能為主導的社團，以課余時間為主，帶動不同專業的學生，體會學習會計技能的趣味；在線的層面，以會計專業為主要學生群體，組織并舉辦以趣味性為主的會計技能競賽，并在班級層面展開獎勵；在面的層面，將會計專業系部組織和舉辦的會計技能競賽，推送到全院的校園文化品牌活動，面向的活動必須是院級層面的各系不同的學生，以各系學生組隊的形式，參加會計專業技能比賽，落實全院推廣，把會計技能融入學生文化活動當中，最終實現點――線――面全覆蓋。

（四）以校園品牌活動為契機，挖掘有潛力學生參加各種會計技能比賽

在實現點――線――面全面推廣同時，通過現時各種消息傳播渠道，在把會計技能競賽這個校園文化品牌宣傳到校外，增加院校在社會的影響力和品牌效應。通過宣傳和組織舉辦會計技能競校園文化品牌項目，能有效地挑選出有能力，有潛力的學生參加市、省、全國的各種會計技能比賽。參與過校園文化品牌活動會計技能競賽的學生，都是有過硬的專業基礎，較好的心理素質，在沒有專業的培訓參加更深一層的比賽前，已經通過校園文化品牌活動給學生有充分的鍛煉和訓練，在專業教學角度上，有著事半功倍的效果，能克服遇到各種市級以上專業比賽準備不足帶來的各種困難，有利于后續的培訓和發展。

（五）培養學生教師及院校管理的創新能力

能推廣和實現有樹立校園文化品牌的會計技能競賽，在學生管理層面，能帶動組織和舉辦的老師們充分結合系部情況，系部的優勢，能充分發揮學生的主觀能動性，最終在歷次的組織和舉辦當中能順利掌握各種會計技能比賽的關鍵。在學生角度下，能在專業技能和待人做事上，能得到雙方面的充分鍛煉，能打開眼界，培養自身成為社會適用性的技能人才。

五、總結

在學生管理工作角度下，樹立校園文化品牌效應，校園文化活動與會計技能競賽融合，能給高職院校帶來更多的發展機遇，開拓和運用更好的管理渠道，大大促進高職院校教學、學生活動有機結合，充分利用資源，最終實現高職院校會計專業發展上的開拓創新。

參考文獻：

篇（6）

 

“注重全體學生的發展，改變學科本位的觀念”是新課程的基本理念之一。引導學生關注對科學知識的整合，體現綜合的特點，有利于統一的科學觀念的形成，理解科學的本領。近幾年的中考試題中出現了不少很好的學科整合題目，下面列舉幾例，略加分析。

例1、食鹽和堿面（Na2CO3）是家庭中常見的烹調用品。請你利用家中現有的條件將它們區別開來。要求：簡要敘述兩種物理或化學鑒別方法，實驗步驟，現象和結論。

物理方法 ①品嘗味道，有咸味的是食鹽，有澀味的是堿面。

②測其溶解性。室溫條件下取兩個玻璃杯，在相同位置做上標記，注入水至標記處，再用湯匙分別取二者攪拌溶解，溶解的質量多者為堿面初中物理論文初中物理論文，少者為食鹽中國期刊全文數據庫論文格式模板。

化學方法 ①取少量樣品，放入茶杯中，分別倒入少量食醋，有大量氣泡產生，且使燃著的火柴熄滅為堿面，無此現象的為食鹽。

②各取少量樣品溶液配成溶液，分別盛于玻璃杯中，再分別滴加澄清石灰水，有渾濁現象出現的物質為堿面，無渾濁現象出現的物質為食鹽。

③各取少許樣品配成溶液，再各取被檢測液少許，分別盛于玻璃杯中，再分別用干凈的筷子蘸取杯中的溶液，分別滴于PH試紙上，片刻后與標準比色卡對照，使PH試紙顯黑色或藍色的物質為堿面，不變色的物質為食鹽。

例2、下列現象與物質狀態變化的聯系正確的是（ ）

A、冬天從嘴里呼出的“白氣”—汽化

B、電流過大時，電路中保險絲熔斷—熔化

C、濕衣服晾干—升華

D、硫酸銅溶液加入氫氧化鈉溶液產生藍色沉淀—凝固

解析：此題不僅是熱學與電學的綜合，而且是物理和化學的整合，物態變化僅限于物理變化過程，變化前后物質的分子不發生改變，而D選項中的藍色沉淀是硫酸銅與氫氧化鈉發生化學反應生成物質氫氧化銅的結果，本題正確選項是B。

例3、氫作為一種清潔的能源，正日益受到各國的重視，許多汽車廠商正努力研究氫氣作為燃料來取代汽油，生產21世紀的“環保”汽車，現有一輛轎車由大慶到哈爾濱，需要汽油15千克，問：

①這些汽油完全燃燒產生的熱量是多少焦？

②如果該汽車以氫氣為燃料代替汽油，完全燃燒行駛相同的路程，需要電解水多少千克？（汽油的燃燒值：4.6×107焦/千克初中物理論文初中物理論文，氫氣的燃燒值：1.4×108焦/千克。計算結果保留一位小數）

解析：①這些汽油完全燃燒產生的熱量：Q=qm=4.6×107焦/千克×15千克=6.9×108焦。

②根據題意可知，氫氣與汽油完全燃燒產生的熱量相同需要氫氣的量：m=Q/q=6.9×108焦/1.4×108焦/千克=4.9千克

設，需要電解水的質量為M1千克：

364

M1 4.9

36：M1=4：4.9

得：M1=44.1千克

例4、氫氣作為一種能源有很多優點，世界各國都在研究在催化劑作用下利用太陽能分解水產生氫氣，有人認為，沒有必要做這種研究，已有現成的方案可以利用，電解水制氫氣，這個方案真的可行嗎？下面是一些資料：

（1）在10V 2A的條件下，通電1.5小時，可電解0.99g水。

（2）氫氣的熱值是1.4×108焦/千克。

為了做出判斷，請回答下列問題：

①計算電解時消耗的電能

②寫出電解水的反應式，并計算生成氫氣的質量

③寫出氫氣燃燒的反應式，并計算放出的熱量

④電解時，全新電能轉變成化學能了嗎？

⑤電解水的方案真的可行嗎？為什么？

解析：該題把理化基本知識的考察融入一個非常有意義的規劃情景當中，使得整合非常協調、自然、得體，參考答案如下：

①消耗的電能：W=UIT=10V×2A×1.5h×3600s/h

=1.0×105J

②設電解了0.99g水放出氫氣的質量為m

364

0.99g m

解得：m=0.11g

③

放出的熱量為Q=mq=0.11g×10-3Kg×1.4×108J/Kg

=1.5×104J

④電解沒有全部轉變為化學能。

篇（7）

目前，市場生產的二維石墨烯粉體材料，主要來源于氧化石墨烯還原的方法，其合成成本高，工藝復雜、污染大。另外，上述方法合成的石墨烯通常受范德華力或懸鍵作用的影響，制成粉末樣品后，易于堆積或團聚成石墨片，失去原有石墨烯材料的許多優良特性，因而使用前需分散于穩定劑中，濃度很低，故不利于石墨烯的廣泛使用。此外，商用粉末樣品的石墨烯比表面積通常小于100m2/g，大大降低了其使用性能，使得其在很多應用場合下存在一定的局限，難以實現產業應用需求。

石墨烯的三維化是一種能有效防止二維石墨烯之間團聚或堆疊的結構。它不僅保持石墨烯的本征特性，而且擁有獨特的自支撐結構和多孔性。另外，它也能提供大的比表面積、高的機械強度和快速的電子和離子傳輸。因此，被認為是未來石墨烯材料發展的重要方向。

在石墨烯三維構造粉體制備技術方面，廣西大學可再生能源材料協同創新中心沈培康教授團隊經過多年的研究，發明了創新的石墨烯三維構造粉體的制備方法。該技術與傳統石墨烯制備技術相比，具有合成工藝簡單，原料來源廣泛，成本低廉，可批量化生產。并且通過改變含碳聚合物的種類、金屬離子濃度，造孔劑的量實現可控調節石墨烯三維構造粉體產品特性。此方法合成的石墨烯三維多級孔自摻雜（氮、磷、硼等）材料，具有其它碳材料包括商用石墨烯不具備的性質，如超高比表面積、高導電性、自摻雜、多級孔結構等。這些獨特性能的石墨烯三維多級孔材料可廣泛應用于燃料電池、二次電池和超級電容器等能源領域以及與高分子復合合成具有優異特性的功能性涂料和增強材料，用于電子業、航空航天、汽車制造等領域。

目前，在南寧高新區建有一條自主設計、產年15噸的石墨烯三維構造粉體材料生產線，開發出多種具有特色、性能卓越的石墨烯粉體材料下游應用產品，現已投放市場。在石墨烯產業發展規范方面，制定了5項涵蓋石墨烯三維構造粉體材料名詞、術語、生產裝備、生產技術和檢測方法的廣西地方標準（為全國首個石墨烯系列標準，2017年1月1日正式生效）。

應用開發實例

一、鋰離子動力電池

將石墨烯三維構造粉體材料作為導電添加劑制備出來的鋰離子電池具有高功率、內阻低、發熱少和循環壽命長的特點，該電池在5C高倍率充放電條件下使用，1萬次以上循環容量保持率92.5%，電池自發熱溫度小于2℃，說明石墨烯在磷酸鐵鋰顆粒之間形成了有效的導電網絡，充分發揮了磷酸鐵鋰正極材料大倍率下穩定耐用、循環壽命長的特點。

二、脂和調理劑

石墨烯作為助劑添加到油脂中，可大幅調高產品的綜合性能如降低摩擦系數、提高極壓性。在普通的油中添加1‰的石墨烯三維構造粉體材料，綜合性能提高300%以上，調理劑和脂中添加了石墨烯三維構造粉體，有效增強了此類產品的性能。與德國FUCHS URETHYN E2脂相比，滴點從200℃提升到329℃；FUCHS脂的磨痕大于5mm，而改性后降低到0.40mm；體現了優異的耐水性和抗腐蝕性。

三、機械加工化學品

利用石墨烯三維構造粉體材料研發出高性能金屬加工切削液和防銹油產品。與傳統的產品相比，切削液的，冷卻和防腐性能大幅提高，進而有利于提高金屬的加工精度和減少磨具的耗損。防銹油在金屬加工中間過程和產品存放期間，起防銹作用。添加石墨烯后，鹽霧實驗證明，防銹作用顯著提高。

四、發動機冷卻液

石墨烯三維構造粉體材料大幅提高傳統冷卻液的傳熱性能100%以上。此項產品除了產品的自身價值之外，對日后汽車發動機散熱系統的輕量化設計和降低汽車油耗將起到很大的作用。

五、LED燈

添加石墨烯三維構造粉體材料作為散熱材料，LED燈發熱可以從90℃降低到70℃，延長了LED燈壽命。

六、功能性涂料

將石墨烯三維構造粉體加入涂料中，可以制得具有優異特殊性質的功能性涂料，主要特點為抗靜電、高穩定性、高耐磨性、耐腐蝕等。

目前，此項石墨烯粉體材料規模化制備技術已實現量產，并有明確的下游應用方向，建立了從石墨烯生產原料、裝備、生產、銷售和下游工程應用的完整產業鏈。此技術涉及行業眾多，這些行業全部加起來我們預測所需石墨烯粉體量將達萬噸級。石墨烯的廣泛應用將推動傳統行業的升級換代，從而推動經濟快速發展。

以上工作均依托廣西大學可再生能源材料協同創新中心（2016年10月獲批“廣西電化學能源材料重點實驗室培育基地”和“廣西石墨烯工程技術中心（組建）”兩個區級科研平臺）開展。中心于2014年12月正式成立，中心現有辦公和實驗室面積5000m2，設有實驗中心，小試基地和中試基地等。中心人員已發展到40人的團隊（教職工14人），科研儀器總值超過8000萬元人民幣，擁有大批世界先進的大型測試儀器如：現場環境球差校正透射電子顯微鏡（全國首臺）、場發射掃描電子顯微鏡、原位-高溫X射線粉末衍射儀、拉曼光譜儀、同步熱分析儀等精密貴重儀器。并都已驗收并納入國家設備共享系統開放使用，現已對外承接送樣檢測、表征等工作。

本中心定位以“面向應用的基礎研究平臺”為基本目標，主要研究領域包括石墨烯、燃料電池、二次電池、超級電容器、光/電水解等。本研究中心以“提升廣西大學綜合實力，推動廣西區域經濟發展，推進中國-東盟經濟一體化，促進‘一帶一路’經濟發展”為導向，以建設國家重點實驗室、打造國際一流能源材料研究中心為發展戰略目標。

中心主任沈培康博士――廣西大學教授、博士生導師，廣西石墨烯研究院首席科學家。中國電化學委員會燃料電池分會主席，中國材料研究學會終身會員，廣西石墨烯標準化技術委員會主任。主要專長包括燃料電池、超級電容器、和鋰離子電池在內的能源材料和裝置、納米功能材料、微觀電化學和石墨烯技術。先后承擔國家重大科技項目、國家863項目、國家基金委-廣東省聯合項目、國家自然科學基金國際重大和聯合基金項目及產學研等五十余項。迄今為止，共培養了29名博士研究生，59名碩士研究生和10名博士后。在能源材料領域核心專業期刊，如Chem. Rev.，J. Am. Chem. Soc.，Adv. Mater，Energy & Environ. Sci.等340余篇，累計ESI論文25篇，h-因子55。工作被廣泛引用超萬次。2016年獲選全球高校能源科學與工程學科最具影響力的高被引150名學者之一，愛思唯爾中國高被引學者（能源領域）排名2014年第二名、2015年第三名和2016年第三名。受世界科技出版集團CRC Press和Springer邀請組織編寫英文能源材料科技前沿著作4部。作為大會主席主辦了6次國際電化學能源材料會議。申請和授權發明專利50余件。因在電化學能源領域做出的科學貢獻，2013年獲國家自然科學獎二等獎。

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1引言

氣候變化對水務部門提出了在其運作中優化能源使用和減少溫室氣體排放的挑戰。產水和處理水中能源計量的例子增長迅速。全球水研究聯合會提出了水產業中能源效率最佳做法的綱要。在荷蘭，飲用水公司用基準問題測試他們的能源消耗和能源有效的生產技術和優化供水管網。廢水處理行業在2008年決定參與和荷蘭政府的關于能源效率的長期協議，這項協議旨在在接下來的十二年里實現能源效率提高30%的目標。降低能源使用的措施，例如氣泡曝氣和通風控制系統，正在新的廢水處理工廠中成為普遍的實踐。

為了降低水務部門的碳排放量，對于能源效率措施的關注是十分需要的。然而，由于需要更先進的和能源密集型處理來執行要求和質量標準來適應氣候變化是可以預見的，因而更重要的提高十分有必要

在水務部門，現在的環境政策產生了需要提高污水質量但與此同時在水處理的實施中降低能源消耗的悖論[1].城市廢水處理指示等立法使得歐盟的污水處理廠產生了額外的除氮和除磷活動。針對于下水道溢流的有針對性的活動也產生了更多廢水涌向污水處理廠，更增加了能源消耗。水框架指令旨在實現所有水環境的好的生態水平和消除由于危險物質產生的污染。對于激素和藥渣的消除可能需要在飲用水生產和污水處理廠在不遠的將來使用很先進的能源密集型處理過程的條款。hoibye等人[2]估計co2排放從額外的處理步驟中會增加0.12e/m3來執行水框架指令（增加大概10%）。

除此，氣候變化本身也會引起飲用水生產中高的能源消耗。干旱，暴雨，海水侵入地下水鹽化，例如，將會降低水資源的可得性和質量。替代資源（含鹽地下水，廢水）的可能使用將會需要能源深度處理過程。

很明顯，能源優化還不夠。將來需要在整個的水循環中使用一個新的綜合的方法。我們需要將水這種可再生能源視為碳能源和熱的載體的新概念。這篇文章定量地綜述了在家庭水循環中能量回收和產生對于減緩氣候變化的可能。

2. 水務部門的能源使用和碳排放

飲用水的生產和供給，污水的運輸，，廢水的處理需要能量來抽氣，充氣等。在表1，看到了德國公共水務部門的能量消耗（數據來源于frijins等人）[4].飲用水的生產和供給平均使用的能源是

0.5 kWh/m3 ，對于廢水處理，是人均消耗26.6kwh。

產能

用電

天然氣

產生沼氣

TJ/ya

MJ/每單元

飲用水

789

395

3550

4.5 MJ/m3

地下水

1928

212

1910

1 MJ/m3

廢水處理

1928

583

30.2

77.4

8150

4.2 MJ/m3 （334 MJ/p.e.）

溫自來水

2000

2770

105，700

14，580 MJ/house

a ：一次能源：1kwh=9.0mj 1Nm3 天然氣=31.65MJ， 1Nm3 沼氣=5MJ （TJ=106 MJ） b估計基于用電加熱自來水的百分比

圖1荷蘭水循環中的碳排放貢獻率（不包括住宅溫水使用）

因此，荷蘭的水產業部門中的總的一次能源消耗是13600TJ/y. 廢水處理系統中來自污泥消化的沼氣產生的能量也被包含。不包括污泥最終處理的能源需求（焚化和干燥）。也不包括使用化學物質的間接能源需求。

在房子里溫暖自來水的能源需求是整個水生產和處理能源需求的八倍：對于荷蘭來說大概是105，700tj/y。這大概相當于每年750萬噸的co2.

在水產部門的總能源消耗帶來的全球變暖的潛在影響是每年934，800噸co2。能源使用占據了水務部門碳排放量的56%（見圖1）。另外的對于碳排放貢獻比較大的就是過程排放（甲烷和氮氣）和間接排放（化學品和機構使用的能源）。總的來說，荷蘭的公共水務部門的碳排放據估計是167萬噸co2每年，或者是生活用水中co2為1.5kg每立方米[4]。當與荷蘭的總的碳排放比較（每年21200萬噸co2）和其他產業比如工業或者交通行業比較，水務部門的碳排放是很小的。過程排放中ch4和n2o的突出貢獻強調了考慮措施來降低排放的重要性（firjin等人觀點[4]）.在這篇論文中，主要關注在能源使用和從水中獲取能源的可能性。

3. 作為能源載體的水

水和廢水，或者最好叫做資源水，由于包含水，營養物和能量因而有價值。表2展示了水作為能量載體的例子的總體概述。在這篇論文，我們恰當地討論了下述案例，水有很高的能源產生，回收和儲存的潛能。

？？ 有機碳：通過沼氣產生的化學生物能源的回收

熱能（廢水中的熱能回收）

地表熱能能（地下水作為可持續的能源來源）

在接下來的部分，我們展示了廢水中化學能和熱能的的潛力。理論上最大化潛能和實際上真實的潛能都將被探討到。

4. 化學能源回收

廢水富含有機物因而是碳能源的載體。在現在的實踐中，這種能源只是被部分回收。與此同時，通常的活化污泥處理工廠通風時會消耗大量能源。在氧化過程中，cod中的化學能源作為新陳代謝耗費的能量被損失了。一部分能量在污水消化過程被回收。在荷蘭的許多污泥處理設備，污泥消化是非常常見的實踐，在2006年生產了9500nm3沼氣（或者2215tj的潛在價值）這些沼氣在一個多功能的熱量和能量系統轉化成電能（143 MW h）和熱能（用來加熱消化反應器）。有預處理和污泥消化的廢水處理工廠較之沒有污泥消化的工廠的一般凈能源消耗減少40%。

使用厭氧處理的系統可以回收更多的能源。直接厭氧處理的主要問題是污水太過稀釋不能達到最優消化，在適宜溫度下，產生大量甲烷（高達40%[7]）溶解在污水中。這些溶解的甲烷最終導致了氣候變化。實際上，不受控制的的厭氧處理系統比方說化糞池，下水道，咸水湖，或者未處理的廢水，釋放大量的ch4排放[8].合理控制的厭氧處理和污水消化，使得甲烷泄漏最小化同時優化沼氣的使用，顯著地減少了溫室氣體排放。沼氣使用不僅減少了ch4排放也考慮到化石能源產生co2的減少，而這部分化石能源在其他方面十分需要。

表格2水作為能源載體的例子

能源類型

描述

應用

有機碳

廢水處理廠生產的污泥可以被消化，也就是說產生沼氣或者焚化

污泥消化是常見的實踐。最大化的集中有機碳，高效沼氣轉換，聯合消化污泥。在這篇文章中會深入探討。

熱能

房子里的熱水流向下水道花了下水道，可以回收

熱能

熱回收在房屋主要應用在新型住宅區。熱回收在廢水處理廠才剛剛出現。在這篇文章中會深入探討。

熱下熱能

地下儲存的熱能用于運輸制冷和低溫加熱與熱泵相結合。有開放（含水層ATES）和封閉（鉆孔BTES）熱

能量存儲系統

增長迅速，大多數ATES工程是在大型建筑比較常見。

地表熱能

深層地下的熱能用于加熱。

技術在增長，但是仍處于初級階段。

水力發電

水電是由通過重力作用下降的水力發電產生的。

在全世界都有大型水電系統在運行。

潮汐能

潮汐能是一種將潮汐的能量轉換成電能的水力發電，。

只在歐洲法國有一個大型的潮汐發電站。

動能

在大規模的水力管理系統中，小型水電或微型發電機系統可以從水流中回收動能。

只有一些例子，應用于水庫和污水排放口。

藻類

廢水可以通過生物量生產的藻類來分解。

池塘和光合反應器中的藻類種植正在被用來研究作為生物能源來源。

生物電

為生物燃料電腦吃使用細菌作為催化劑來氧化有機物質和無機物質來產生電流。

只有關于從廢水中生產生物電的研究

滲透性

藍色能源。來通過混合不同鹽濃度的水流獲取能源有巨大的潛力。這種鹽度差能源在淡水流流入海中的地方可以實現。通過這種方式，可以由反向電滲析生成電力。

全球范圍內河流流向大海產生的理化能源潛能據估計為2.5TW.實驗表明河流有產生每立方米1.2MJ的能源潛能。荷蘭的Afsluitdijk 設想建立一個中等規模的藍色能源工廠。

氫能

從水中獲取氫，需要通過電解獲取能源。

H 2只是一種能量載體，最好是通過例如風力渦輪機等可再生技術生產。通過暗發酵技術，H 2可以從廢水污泥中生產出來。

4.1廢水中有機碳的潛在能源價值

甲烷的生產是由廢水中可降解有機部分 （BOD和COD）數量決定的。影響CH 4生產的因素包括度、pH值、保留時間，產甲烷菌和硫酸鹽還原菌之間的競爭，毒物（如O 2），和廢水的類型和處理程度[8]。

化學計量學中對于甲烷生成表明，從厭氧系統中有機物去除獲取的CH4最大值為：每千克有機物中有0.14kgCH4.厭氧處理中的甲烷生產是每千克有機物去除中有0.35Nm3甲烷。整個的有機部分都被假設轉換成甲烷。甲烷的熱值是35.9 MJ/Nm 3（沼氣含有65%的甲烷，熱值為21-25MJ/Nm 3）。因此，一千克有機物移除中最大能源潛能是每立方米污水有0.35 Nm 3甲烷。

在荷蘭的市政廢水中從有機碳獲取的理論上的每年能源值潛能為11900TJ（大概946000噸的有機物去除產生192800萬M3）。前提假設為廢水中的所有有機物去除被回收為沼氣。因為有機物中只有80%可以被轉化為甲烷，所以真實的最大能源潛能為9400TJ；能源回收是目前污泥消化能源潛能（2215 TJ/y）的四倍。很明顯，為了獲得這種潛能需要污泥消化中最大化的有機物轉化，污泥消化中最大化的甲烷生產，最大化的能量轉化和沼氣的利用。我們現在致力于旨在實現從有機碳能源中最大化回收的處理設計。

4.2最大化碳能源回收

格林菲爾德和巴斯滕[9]分析了不同廢水處理場景下的能源需要。他們的結論

厭氧消化是最小化能源的關鍵。進一步的，為了最小化能源使用，污水廠運營

應該旨在最小化內部加熱（對于污泥消化），最大化固體消化，固體分離和最大化

活性污泥生產（通常通過減少污泥齡實現）。

廢水中碳能源的回收可以通過厭氧轉化將有機碳轉化為沼氣來實現最大化

這可以通過以下途徑實現：

高濃度和最大化污泥消化

源分離和厭氧處理。

如果進一步通過廚房研磨機添加在分散系統的廚房垃圾，或者來補充碳源，或添加在有污泥消化的集中系統的公共固體有機垃圾來補充碳源，一個純能源生產的水循環是可行的而且事實上已經被論證。下文討論了上述兩種方式

4.3 高濃度和最大化污泥消化

這一概念包含實現最大化污泥生產第一階段。溶解的有機物被轉化為懸浮體之后被當作污泥去除，需要最小化曝氣。污泥中的有機物被消化來生產甲烷獲取能源。（或被晾干和焚化）。

有一些可用的方法實現碳的富集：比方說沉降，篩分，生物絮凝，A/B過程。這些富集技術的一個缺點就是它們仍需消耗大量的能源。通過探索消耗更少的能源來收集污泥的技術可以實現更進一步的改善。正滲透【10】和動態過濾比較有發展前景【11】。

Verstraete等人[7]討論幾種提高富集的過程，如動態砂過濾、溶氣浮選法、膜過濾和生物吸附。他們在厭氧消化和最大化礦質營養再利用之后基于提高廢水的富集方法提出了一個廢物轉換為能源的策略。提高富集之后，通過UF/RO，淡水可以被回收，能源通過厭氧消化也被回收，營養物質通過壓濾也可以回收。Verstraete等人預計這種新型設計的總成本和傳統的厭氧處理成本差不多，而傳統的厭氧處理再利用很少或者沒有。

顯然，這些在消化中最大化有機物的努力應當與更可持續的氮的去除一致。不僅銨鹽的氧化需要能源，硝化作用中的氮的去除也需要有機物。還有，廢水中富氮的數量通過最大化污泥消化會增長，這種傳統的處理會消耗大量的能源。厭氧氨氧化系統，投合了一種高效能源科技來從蒸煮器中去除廢水中的高氮。厭氧氨氧化厚的部分硝化反應在不同條件下比傳統的系統進行曝氣需要少大概60-85%的能源。【12】

在2009年，四個水利董事會為廢水處理廠首創了一個項目。其理念是使用可用的技術，一個廢水處理廠通過在污泥消化中從廢水中最大化化學能源回收，可以實現能源平衡。這將會需要改進的預處理，一個能源更高效的燃氣機，對于廢水污泥中去除氮的分開處理（厭氧氨氧化）。廢水處理廠生產能源可以通過使用燃料電池和污泥預處理變得可行（CAMBI）。在將來，通過超臨界的氣化，這個項目預見了在污泥中可以生產大量能源。

4.4源分離和厭氧處理

基于尿和廢水分開收集的心得衛生理念的引入十分有前景。事實上，這種理念是對于提高有機物富集的一種分散化的方法。這些系統中的能源更為平衡【13】，因為沖洗和運輸用了更少的水，在廢水處理工廠氧化需要更少的有機物和營養物質，廢水也因此被消化。一旦減少水的使用，每戶家庭每年的廢水系統可以得到38kg CO2。廚房垃圾的混合消化將會進一步增加能源獲取。除此，營養物質也會被回收。

通過真空廁所單獨收集的污水需要一個非常少量的水，因為只需要最少的沖洗。這種廢水通過UASB化糞池來消化和凈化的。在UASB化糞池中，厭氧處理是這些所謂的DESAR（分散的環境衛生和再利用）的核心技術。在2300個居民的廢水和廚房垃圾通過UASB反應器在25攝氏度條件下進行消化的實驗中，揭示凈發電65700千瓦時（千卡）/ y（相當于8200NM3天然氣，80% CH 4）加上60450千瓦時（電量）/ y[14]。系統能夠將大約40%的有機物轉化為沼氣。甚至在次優的條件，也能生產足夠的沼氣滿足反應堆的能量需求（加熱）和真空廁所安裝的能量需求，而且還有多余的能量。除了廚房垃圾至少使得沼氣產量翻倍。相比傳統的衛生環境，這個新的衛生理念相當于每人每年達200 MJ的總節能[15]

在荷蘭的Sneek對32家有黑色灰色廢水應用分開收集的租賃房屋試點，顯示通過集中廢水的處理來實現凈能源生產是確實可行的。很明顯，這些心得衛生理念的引入需要對于個人住宅水平的明顯改進，結果取決于大規模接受和履行。當前，在Sneek，已經將試點推廣到232家新型住房。

4.5聯合消化

緊接著在現場系統中廚房垃圾的聯合消化，在廢水處理廠中的聯合消化也可以引起能源的自我高效運行，甚至產生次優的能源生產。有機廢物的消化和厭氧污泥穩定的過程很相似，在廢水處理廠中現存的兩種廢料成分的處理很吸引人。在德國的Grevesmuhlen的廢水處理廠，撇脂槽中污泥的聯合消化實現了天然氣產量的增加三倍，導致了工廠中運行的內燃機消耗的電力為原來的113%【16】。在Netherlands，也獲取了大量的關于聯合消化的經驗。更易獲取的可轉換有機物質，比方說餐館植物油的篩留物，被聯合消化，限制了污泥殘留的數量。盡管很有吸引力，我們必須意識到對于依賴有機廢料的其他過程（堆制肥料，直接沼氣生產），可用的沼氣會更少。

4.6足夠的沼氣轉化和優化沼氣使用

為了加快消化和增強沼氣的生產，要使用許多的預處理。預處理旨在分解污泥細胞，因此將游記材料溶解在生物可降解的揮發性懸浮顆粒中。使用例如像熱水解一樣的預處理（CAMBI），沼氣產量據報道會增長150%【17】。熱預處理需要使用一些沼氣來輸入熱量。

現在沼氣發動機的一般電效率是35%。在熱電聯產系統生產的熱量只有一部分被廢水處理廠使用，余熱未被使用，經常是能源很快地被冷卻或者釋放。通過安裝電效率超過40%的熱電聯產系統可以更好地實現沼氣的能源潛能，通過辦公室和家庭使用中央供暖系統可以充分使用余熱。如果供需一致，熱電效率可以達到80%到90%。荷蘭的Apeldoorn最近正在居住社區（2500間房子）使用污泥消化器將余熱用來進行中央供暖。

作為一種選擇，沼氣可以在綠色氣體網絡中被運送到可以轉化沼氣，產生比在廢水處理廠效率更高的電能和熱能的產業。沼氣不是在CHP中轉化為電能和熱能，沼氣還可以被轉化為綠色氣體和補充天然氣網。比方說，Beverwijk的污水處理廠的從污泥消化中產生的綠色氣體（每年產量650000nm3）能夠供給350個家庭來進行取暖和做飯。沼氣使用潛能的豐富和強化只有去除CO2，水蒸氣，和污染物后才能實現。

4.7. 爛泥焚燒

污泥焚燒（使用干污泥發電）也是一種能源再生方法。荷蘭每年脫水污泥量是1.6萬噸（22% DS）。約一半的污泥焚燒，三分之一是熱干燥（CO焚燒發電廠或水泥爐）和其他生物干燥。進行干燥的熱過程動力來自從相鄰的部分產業多余熱量。這些過程的能量效率主要取決于脫水和干燥步驟。

理論上，直接焚燒時，100%的碳能量可用。廢水中有機碳的潛在能量可以從水中有機物的燃燒中獲得。

C6H12O6 + 6O2 +6CO2 + 6H2O DHc - -2，808 kj/mol

在荷蘭從污水處理廠的污泥有機質（約210000噸）理論上可以得到4100 TJ / Y。蒸發污泥的含水量所需的能量約為2900焦耳/ Y。因此，污泥焚燒的實際最大潛力1200 TJ / Y [ 18 ]。這種假設所有的污泥燃燒效率為100%。在實踐中，在荷蘭污泥焚燒爐可能源充足，但他們此刻只產生自我需求電力的11--12%。

從一個能源的角度來看，無論是污泥消化還是焚燒，取決于具體的和當地的條件（處理系統和可用的污泥干燥和混合焚燒方法）。消化污泥約有30-40%低熱值。最節能的方法是使用過量的熱量，然后在一個水泥爐或電廠的共同焚燒污泥間接熱干污泥（19）。在在荷蘭，含有預沉淀污水處理廠和無污泥消化組合中，凈能量可以達到9 MJ /m2[ 19 ]，或240TJ/ Y。

5. 熱能回收與儲存

為洗浴、洗衣、清潔、做飯等目的，在家庭中，大量的能量被加熱到水里。在荷蘭的家庭約23%的天然氣需求用于加熱水。為暖水加熱所需的能量所占的比例可能增加。當我們搬到更高性能的建筑物時，加熱水需要的熱量成為能源需求的主要部分。如今，現在已經建造的房屋只有750立方米的天然氣，每年用于天然氣的使用，因此，加熱水的能量占天然氣的使用可能達到了50%。考慮到荷蘭的政策，進一步降低能源性能系數的新房子，建筑部門已經朝著實施暖水保護[ 20 ]。

在荷蘭，平均385立方米/年的天然氣是供與家庭對水加熱。這類似于一個695公斤CO2e / Y每戶全球變暖潛能，這比國內總水循環的全球變暖潛力大四倍。因此，暖水保護是減少家庭溫室氣體排放的重要措施。從表1的能源消耗數據可以看出，當熱水使用減少13%，就可以彌補水工業部門的能源使用總量。例如，洗澡時使用節水設備不僅降低了用水量達每年10立方米，而且還節省了45立方米天然氣。總共，這就節省了95公斤CO2e每家庭[ 4年]。低溫洗衣粉的發展，將進一步減少使用溫水的量。

5.1.從廢水余熱回收

熱水仍排入下水道系統，使生活污水成為熱載體。約60%的荷蘭家庭熱飲用水達到設定溫度。例如，水淋浴加熱至38℃和洗衣用水是加熱到40-60 C [ 21 ]。廢水離開房子的溫度在一天中是變化的，平均27攝氏度[ 22 ]。因此，荷蘭家庭廢水的理論最大含熱量是21.3 MJ /每戶每天，在荷蘭有7.2萬戶家庭，國內廢水總理論熱量達到56000 TJ / Y。僅回收其中25%的熱量將相當于水工業部門總能源使用量。

回收這種廢水中的余熱有幾種方案。家庭用水中的熱量是可以回收，從下水道，或在污水處理廠。在家里大部分的熱量可以分散回收。

Meggers and Leibundgut [23] 為家用暖水熱量的直接熱回收提出了一個新的理念。該系統包括一個熱回收罐，接受來自淋浴/浴缸和洗衣機的熱廢水。換熱器提供的熱量，將回收的熱量加熱到足以產生新的熱水的熱泵。因此，這將致使直接再生熱水供應變得可能，通過廢水熱回收。這一概念是一個低火用建筑系統的研究結果。

從淋浴熱回收熱量，目前正在應用在荷蘭的一些新住房。淋浴換熱器節省約30-40%用于淋浴的天然氣。即每戶每年約50立方米天然氣。理論上，一個類似的熱量可以從沉溫暖的自來水獲得，但這樣的熱交換系統在荷蘭尚未應用。荷蘭家庭暖水熱量回收的實際最大估計量估可能達到140立方米天然氣每年每戶[ 22 ]或32000焦耳/ Y。

相比于室內的熱回收措施，在下水道或污水處理廠熱回收相對容易做到。在下水道中，可以安裝熱交換器以回收熱能，并用于鄰近的社區或辦公大樓的加熱。在蘇黎世和漢堡，這已經實際運用到了房地產中。然而，從下水道系統和降低廢水中回收熱量，溫度可能會嚴重影響污水處理過程的效率，特別是對于硝化過程[ 24 ]。由于在較低的溫度下，溶氧所需能量較少，溫度的影響是有限的。對污水處理廠熱回收和產生的溫度效應需要進一步的研究。

5.2.地表水和飲用水熱回收

由于氣候變化，地表水的溫度不斷升高。利用淺層地表水作為一個集熱器，可以進行熱回收。同樣的目的可能利用寒冷的地表水總達到，特別是深水湖泊。在一個換熱器，冷從湖水被轉移到建筑物致冷卻網中水。在阿姆斯特丹辦公室把來自湖里的水冷卻，從而減少20 千噸 CO2ep/年，與在每個辦公樓[單獨的冷卻機比較 25 ]。

飲用水分配系統中的部分熱量也可以回收。在相對溫暖的年份（例如，在荷蘭的2003年），地表水吸收的熱量溫度可達25攝氏度，甚至更高。荷蘭計劃正在開發使用飲用水中的這些熱量[ 21 ]。

5.3.地下熱能儲存

水也可以是一個重要的可再生能源，即作為地下蓄能（季節性蓄能）。所儲存的地下熱能用于室內冷卻和低溫加熱，并與熱泵相結合。存在開放（含水層機臺）和封閉（即孔）的熱能量存儲系統。在荷蘭，季節性儲能正在以可見的速度增長。

一個吸引力的發展方向就是，把含水層儲能系統與地表水飲用水和下水道系統中的熱相組合。格里夫等人。[ 26 ]指出，含水層儲能系統把夏季地表水集熱，可以滿足供給的一個新的住宅區總的熱量需求。

目前，地下熱能儲存的使用量每年超過10%的速度增長。該系統在荷蘭的應用點已超過1000個，而鉆孔儲能系統的應用點側超過250000個。2007年，季節性儲能量達804兆瓦，鉆孔儲能量達306兆瓦，就相當于節約了723兆焦耳能量的化石燃料，也就是減少了49千噸二氧化碳。在經濟高速增長的情況，荷蘭擁有許多新民居建筑，季節性儲能量估計最大可達到15000-30000 兆焦 / Y每年[ 27 ]。

強烈證據表明，該系統的承受能力目前是不切實際的，有以下幾個原因，如交換系統，在地下水體能量損耗和保持冷/熱平衡的難操作性。然而，在控制氣候，有益的存儲和如太陽能等可持續能源如太陽和其他能源產能過剩方面，季節性儲能視為一個有益選擇。

6. 結論

本文提出了從水中熱量回收和再生的一種定量的論述。主要研究結果總結如圖2。圖表明：一方面飲用水的生產，污水的處理需要消耗能量，另一方面潛在的熱能量回收有事巨大的（主要來自用戶用水產生的熱量和余熱）。

荷蘭水務部門的能源來源有：

* 污泥消化：目前污泥消化每年產生95000000立方米沼氣。城市污水中的有機碳類理論最大差能達11900 TJ / Y，但實際最大潛力9400 TJ / Y，因為只有80%的COD（化學需氧量）可以被轉換為甲烷。通過有機碳濃度和最大化污泥消化或源分離、厭氧處理，碳能源的回收率可最大化。接下來最大化轉換COD為污泥的來消化，最大污泥消化產甲烷量和沼氣最大能量轉換和利用，這就要求廢水中的碳能全部發揮出來。

* 污泥焚燒：污泥中有機物的直接焚燒的理論最大產能4100 TJ / Y。污泥焚燒的實際最大潛力1200 TJ / Y，因為蒸發污泥中的水需要大量的能量。在實踐中，污泥焚燒爐可以產生能源但仍然不能自給自足。

* 熱回收：生活污水平均溫度為27℃，相當于理論最大能量56000 兆焦耳/年。通過保溫和熱回收，水循環中的大量的能量可以被保存和回收。已有的淋浴換熱器可以節省30-40%天然氣。室內熱回收系統的實際最大潛力估計為32000焦耳/年。此外，地表水和飲用水中的熱與冷也可以回收。

* 地下蓄能：一個有潛力的發展方向就是由蓄能發電，這方面的應用發展迅速。在荷蘭實際的最大潛力估計為15000-30000 TJ / Y。

顯然，所描述的最大能量回收和發電僅僅是理論估計，例如完全回收和能量轉換。盡管，理論潛力是巨大的，但是事實上這已經超過了飲用水的生產和廢水處理的總能量消耗。但是本文中的舉出例子表明，能源的部分回收是可以實現的，而進一步優化也是符合實際的。在我們看來，一個能源的自然水循環是可行的，這需要利用現有的技術，結合目前的努力提高潛在化學能和熱能回收的效率。通過地下熱能儲存來發電，可以使水部門生產能源。同風能風能和太陽能相比，水的一個特定的優勢在于它是一個穩定可持續獲得的資源能源。

減緩氣候變化需要新的概念，以水作為能量的載體。一個集成的能量回收方法是必需的。事實上，一個完整的水循環的綜合方法是必要的，綜合考慮可持續性問題，最終水質，但也可靠性，風險和成本。特別是在城市基礎設施，水，廢物，營養和能源循環，投資時上述之間是相互聯系的。

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篇（9）

    2靈活多樣的教學方法,激發學生的學習興趣

    由于文理科學生同班上課,除了教學內容上要兼顧外,還要采用合適的教學方法,激發學生的學習興趣。實踐中,我們采用靈活多樣、理論與實踐相結合的方法進行講授。(1)采用研究型教學方法,向學生推薦閱讀書目,如環保類系列叢書;或讓學生聯系家鄉或自己親歷親見的環境污染問題,與所學的理論知識結合,再查閱相關資料,寫調研報告。(2)借助多媒體、影像資料等,圖文并茂,介紹歷史和當前的重大污染事件。如在學習化學與能源專題時,給學生介紹《石油與戰爭》及相關視頻資料,以更加突出能源的戰略地位,同時在能源的爭奪中,又造成了能源的浪費和環境污染;學習水環境與化學時引用央視的新聞調查《河流與村莊》,以事實講述水污染對人類身體健康的影響。科學的數據、直觀的畫面和視覺效果使學生能夠深刻體會環境給人類健康帶來的危害,激發學生的學習興趣,增強學生的環保意識。(3)采用案例教學,鼓勵課堂討論。如引入新聞事件,關注新聞熱點。新聞媒體幾乎每天都在報道與環境相關的新聞事件,如近年的紫金礦業含銅廢水污染汀江、墨西哥灣原油泄漏、瀏陽的鎘污染事件、日本大地震引起的核泄漏、2012年中國大范圍的霧霾天氣等,都可以是課堂上的討論話題。(4)充分利用網絡資源。網絡上有許多關于環境保護的資料,如中國環境教育網(hjjyzz.com)、環境教育網(zhbjy.org.cn/)以及各大網站的環保專題等,學生可以從上面獲得很多相關知識和環境方面的信息。在教學中可以給學生作業的形式讓學生針對相應的專題進行調查、分析、總結,擴大學生的視野。

    3教學效果

篇（10）

Abstract: with the rapid development of national economy, automobile production increased year by year, our country more and more cars, cars are more and more complex. Especially the rapid development of science and technology, the automobile industry competition has changed from single performance competition steering performance, environmental protection, energy saving, comprehensive competition. Only the automobile engine, to cope with the world energy crisis and reducing the environmental pollution, the research and development work has focused on reducing fuel consumption, reduce emissions, lightweight and reduce wear and so on, to optimize the technology will be widely used in these studies.

Keywords: engine, machine, technology, performance

中圖分類號：S219.031文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

發動機是一部由許多機構和系統組成的是將某一種型式的能量轉換為機械能的復雜機器。其作用是將液體或氣體燃燒的化學能通過燃燒后轉化為熱能，再把熱能通過膨脹轉化為機械能并對外輸出動力。而汽車發動機是汽車的動力裝置。由機體、曲柄連桿機構、配氣機構、冷卻系、系、燃料系和點火系（柴油機沒有點火系）等組成。按燃料分發動機有汽油和柴油發動機兩種。按工作方式有二沖程和四沖程兩種，一般發動機為四沖程發動機。

隨著世界能源問題和環境污染問題的日趨嚴重，飛機及汽車作為污染環境和消耗能源的大戶，備受人們的關注。發動機燃燒過程直接影響節能和環保，對發動機燃燒過程優化的研究越來越受到重視。

發動機設計以結構、熱力、燃燒、強度、振動、流體、傳熱等多個學科為基礎，可變因素多，隨機性大，是一個可變互耦系統的優化問題。多學科設計優化通過充 分利用各個學科之間的相互作用所產生的協同效應，獲得系統的整體最優解，因而在發動機傳統設計流程圖上有很大的應用優勢。

發動機的優化涉及到多個目標，與單目標優化問題不同的是這些目標函數往往耦合在一起，且每一個目標具有不同的物理意義和量綱。它們的關聯性和沖突性使得對其優化變得十分困難。多目標優化方法可以分為如下兩大類并且已在發動機的優化設計中得到了應用。1.基于偏好的多目標優化方法此方法根據工程實際的具體情況，首先選擇一個偏好向量，然后利用偏好向量構造復合函數，使用單目標優化算法優化該復合函數以找到單個協議最優解。如利用線性組合法對發動機的懸置系統進行多目標優化；利用加權法對液體火箭發動機的減損和延壽控制進行多目標優化。2.基于非劣解集的多目標優化方法 此方法首先需要找到盡可能多的協議解，然后根據工程實際情況，獲得決策解。相比基于偏好的多目標方法，該方法更系統、實用和客觀。如通過多目標遺傳算 法，以單位推力、耗油率等為目標函數對航空發動機總體性能進行優化；基于多目標遺傳算法對固體火箭發動機的性能和成本進行優化。在發動機的生產及實際使用中，總是存在著材料特性、制造、裝配及載荷等方面的誤差或不確定性。雖然在多數情況中，誤差或不確定性很小，但這些誤差或不確定性結合在一起可能對發動機的性能和可靠性產生很大的影響。對于此類不確定性問題的優化，傳統的優化方法已無法解決，而必須求助于不確定性優化方法。 隨著發動機質量越來越輕，而其功率和轉速不斷提高，振動和噪聲問題越來越突出。振動不僅影響到發動機自身的強度和性能，而且會給車輛整體壽命和乘客舒適 性造成很大的影響。除了對發動機本身結構進行改進外，對發動機的減振系統進行優化也是一條提高車輛整體振動性能的有效途徑。傳統的彈性減振系統已無法滿足 舒適性要求，未來的趨勢是半主動減振和主動減振控制系統，即能根據發動機激勵、路況、車輛行駛狀態和載荷等自動調節系統參數，優化車輛動力學特性，實現主 動減振。車用發動機的減振系統是一復雜的非線性系統，而神經網絡因其自身的非線性映射能力在未來發動機減振系統的優化設計中具有很大的潛力。另外，由于發 動機動力系統的復雜性，在模型、載荷、激勵等方面都具有很大的不確定性，減振系統的優化不可避免地應考慮系統不確定性的影響，可以利用模糊集或區間數學理 論結合神經網絡進行不確定性優化，以提高減振系統的可靠性和魯棒性。

發動機的燃燒和排放系統直接影響到 發動機的燃油經濟性、噪聲、排放等重要指標，影響到汽車的節能與環保性能。對燃燒與排放系統的優化可從兩個方面進行。一方面是燃料噴射系統的優化，可通過 電控單元精確控制各氣缸的燃油噴射量，自由控制發動機的轉矩，使得發動機具有良好的啟動性能和最佳的輸出響應特性，并使得氣缸達到最佳混合氣狀態，提高燃 油熱效率，降低噪聲；另一方面是優化進氣管系的結構參數，改進發動機燃燒室，優化壓縮比。未來的燃燒與排放系統的設計，應當綜合考慮噴射系統和發動機結 構，同時注重結構、燃燒、流體、噪聲等不同專業領域的性能提高，進行多學科優化設計。汽油發動機的熱效率為 20 %～30 % ,柴油發動機為 30 %～40 %。如能廣泛地使用柴油機 ,將會節約大量燃料。柴油機的優點還在于它可以使用純度比較低、價格比汽油便宜的柴油作燃料。據統計 ,將汽油機轉換為柴油機 ,每升燃料的行程里程平均可增加 35 % ,同樣質量和功率相同的柴油機與汽油機相比 ,油耗可降 15 %～ 25 %。因此 ,各汽車制造商都積極地增加柴油車的比重 ,目前絕大多數商用車都裝備柴油機 ,而各汽車廠商提供的裝有柴油機的轎車、行車也日益增多 ,如寶馬、奔馳、奧迪、豐田、本田、馬自達等都在全力開發并推出環保型柴油車。在歐洲 ,轎車柴油化的比例已高達 40 % ,且有不斷上升之勢。

綜上所述，優化技術在發動機的設計 制造中占有非常重要的地位。包括常規優化方法和智能優化方法在內的優化技術已被應用于發動機設計。考慮到能源的短缺和環境問題的重要性，未來的車用發動機 優化設計的研究將是以節能和環保為重點的綜合最優，應當建立并應用多種不確定多目標多學科優化理論方法、策略及算法；并應大力開發在一個優化平臺上集成各 個學科設計要求的多學科多目標優化設計系統，該系統將具有更高的優化效率和較好的開放性，可以更好地適應未來汽車個性化設計的趨勢。

摘要：

[1]汽車行業一體化 (質量、境、業健康安全)管理體系認證的研究 .吉林大學 . 2007中國優秀碩士學位論文全文數據庫 .

篇（11）

 

節能與環保是當今世界科技發展的兩大主題，污水源熱泵低位熱能回收技術以其高效節能、綠色環保的特點，引人尤為注意。與常規空氣源熱泵相比，污水源熱泵節能34%，CO2減排68%，氮氧化物(NOx)減排75%[1]。相較于其它低品位能源，城市污水水量巨大且水溫相對穩定，但目前尚未被有效利用。據2006年統計，我國污水年總排放量達537億噸，預計到2010年可達730億噸，發展城市污水源熱泵技術潛力巨大。科技論文。

1城市污水低位熱能回收可行性分析

1.1城市污水熱特性

城市污水水溫穩定，變化幅度較小。從濟南某污水處理廠側采集的數據顯示（如圖1），污水溫度在冬季一般保持在10℃以上，在

圖1 污水溫度與環境溫度變化曲線

夏季保持在23℃左右，與環境溫度相比，具有典型的冬暖夏涼特性，且賦存熱能較高。有研究表明，城市污水中的熱能在城市可利用廢熱中最多，據估計達40%。此外，城市原生污水水溫受氣候影響較小，利用區域較廣。

1.2 城市污水低位熱能回收潛力分析

由城市污水熱特性可見，如果能夠通過熱泵技術把其中的低位能量提取出來，其價值與意義將極為重大。以濟南市冬季采暖期為例，據統計，全市目前日產生活污水約38萬噸，日處理量為27萬噸左右，取采暖期最低污水溫度為10℃，則可利用的溫差Dt=10℃-4℃=6℃（根據機組要求，利用后的水溫不能低于4℃）。

如果能充分利用，則每天可回收的熱量Q可由下式(1)計算：

Q=Cp´G´Dt (1)

式中：Q¾污水每天可利用熱量，J；Cp ¾水的比熱容，4.2´103J/(kg×℃)；G¾日處理污水量，27´107 kg；Dt ¾污水可利用溫度，6 ℃。

計算得：Q=6.804´1012 J

根據規范規定，民用建筑供熱指標取45~70W/m2，取建筑熱負荷指標為50 W/m2，則所回收的熱量Q可供采暖面積S可由式(2)計算：

S=Q/(T´q)(2)

式中：S¾采暖面積，m2；Q¾污水每天可利用熱量，6.804´1012 J；T¾一天時間，8.64´104 s；q¾建筑熱負荷指標，50 W/m2。

計算得：S=157.5´104 m2

可見，僅僅通過回收目前日處理的生活污水的熱能，就可以為157.5萬多m2的建筑供暖，足見其應用潛力及應用價值。

2 城市污水源熱泵系統工藝流程

根據城市污水與熱泵的熱交換部分是否直接進行，城市污水源熱泵系統可分為直接利用系統和間接利用系統[2]，其系統簡圖如圖2、3所示。

圖2 污水直接利用空調系統

圖3 污水間接利用空調系統

污水直接利用空調系統相較于間接利用空調系統不需要中間換熱器，因而具有更高的能源利用效率，節能效果更為明顯。一般污水直接利用方式的節能率比間接利用方式高7%左右。此外，污水間接利用方式系統較為復雜，設備投資較高，因而實際工程應優先選擇污水直接利用空調系統。

3 城市污水源熱泵系統性能分析

3.1 城市污水源熱泵系統的優越性

(1)高效節能。通常，水源熱泵每消耗1kJ的能量，可以為用戶提供4kJ以上的熱量或冷量，相較于鍋爐（電、燃料）供熱系統只能將90%左右的電能或70%~90%的燃料化學能轉化為熱量供用戶使用，水源熱泵要比用電鍋爐節省2/3以上的電能，比燃料鍋爐節省1/2以上的能量。由于城市污水具有較為穩定的流量和適宜的溫度，這種特性使得城市污水源熱泵系統比傳統空調系統運行效率高20%以上，而運行費用僅為普通中央空調的50%~60%。

(2)環保效益顯著。系統供熱時，與傳統的鍋爐供熱系統相比省去了燃燒過程，減少了CO2、SO2、NOx、粉塵顆粒等大氣污染物的排放；供冷時，省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗，減少了城市熱島效應。整個系統不產生任何廢水、廢氣、廢渣，環保效益顯著。科技論文。

(3)一機多用，投資省。城市污水源熱泵系統一機三用，即一套機組可滿足用戶采暖、制冷及生活熱水供應，設備利用率高。省去了普通中央空調中冷卻塔、鍋爐房或換熱機房熱網等初始投資，總投資額僅為傳統空調系統的70%~80%[3]。

(4)運行穩定，維護方便。城市污水的熱特性保證了系統的高效性和穩定性，不存在空氣源熱泵冬季除霜等難題。此外，由于系統簡單、機組部件少及運行簡單穩定，相對維護也較為方便，使用壽命可長達20年以上。

3.2城市污水源熱泵系統存在的問題及解決措施

(1)換熱器的腐蝕問題。城市污水水質具有一定的腐蝕性，因而在進行換熱器選材時必須考慮材料的耐腐蝕性。國外在相關研究及應用時，通常選用鍍鋁管材或銅質管材，有的甚至采用價格較貴的鈦制材料，國內也有學者嘗試使用塑料管材進行相關研究[4]。

(2)換熱器的堵塞問題。城市污水中含有較多的懸浮物，在污水進入換熱器進行換熱時，易堵塞換熱器。實際應用時，必須在換熱器前加置自動過濾器對懸浮物進行截留。

(3)換熱器的積垢問題。城市污水源熱泵系統運行時，換熱管壁易積垢，進而降低傳熱效率。在進行換熱器設計時，需要設置換熱管自動清洗裝置，以便于定期刷洗。

4 結束語

城市污水中蘊藏著巨大的熱能，是一種尚未有效開發利用的清潔可再生能源。城市污水源熱泵低位熱能回收技術利用城市污水進行供暖、制冷，具有高效節能、綠色環保、經濟適用、運行可靠的綜合特點，是一種值得深度推廣的新技術，開辟了污水資源化的新天地。科技論文。順應政府能源發展的戰略要求，在做好相關研究與規劃的基礎上，相信城市污水源熱泵低位熱能回收技術一定有著廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1] N C BAEK，U C SHIN，J H YOON． A study on the design andanalysis of a heat pump heating system using wastewater as a heat source[J]．Solar Energy，2005，78：427~440．

[2] 黃國琦．城市污水源熱泵的開發和應用[J]．流體機械，2005，33(6)：76~78，38．

[3] 韓豐云，王鐵軍，劉杰．污水源熱泵熱能經濟技術分析[J]．合肥工業大學學報(自然科學版)，2008，31(3)：352~355．