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目前簽訂建設工程施工合同,普遍采用建設部與國家工商局共同制定《建設工程施工合同》示范文本。該文本由協議書、通用條款、專用條款及合同附件四個部分組成。簽訂合同前仔細閱讀和準確理解“通用條款”十分重要。因為這一部分內容不僅注明合同用語的確切含義,引導合同雙方如何簽訂“專用條款”,更重要的是當“專用條款”中某一條款未作特別約定時,“通用條款”中的對應條款自動成為合同雙方一致同意的合同約定。
有關建設工程施工合同的法律、法規規定主要有:《中華人民共和國合同法》、《中華人民共和國建筑法》、《建設工程質量管理條例》、《建筑業資質管理規定》、《建筑業資質等級標準》(試行)、《建筑安裝工程總分包實施辦法》、《建設工程施工發包與承包價格管理暫行規定》等。
《協議書》中明文要求發包人和承包人,“依照《中華人民共和國合同法》、《中華人民共和國建筑法》及其他有關法律、行政法規,遵循平等、自愿、公正和誠實信用的原則,雙方就本建設工程施工事項協商一致,訂立本合同。”
二、嚴格審查發包人資質等級及履約信用。
施工單位在簽訂《建設工程施工合同》時,對發包人主體資格的審查是簽約的一項重要的準備工作,它將不合格的主體排斥在合同的大門之外,將導致合同偽裝的坑穴和風險隱患排除在外,為將來合同能夠得到及時、正確地改造奠定一個良好的基礎。
根據我國法律規定,從事房產開發的企業必須取得相應的資質等級,承包人承包的項目應當經依法批準的合法項目。違反這些規定,將因項目不合法而導致所簽訂的建設工程施工合同無效。因此,在訂立合同時,應先審查建設單位是否依法領取企業法人營業執照,取得相應的經營資格和等級證書,審查建設單位簽約代表人的資格,審查工程項目的合法性。其次還應對發包方的履約信用進行審查。
三、關于工期、質量、造價的約定,是施工合同最重要的內容。
“工期、質量、造價”是建設工程施工永恒的主題,有關這三個方面的合同條款是施工合同最重要的內容。
1、實踐中關于工期的爭議多因開工、竣工日期未明確界定而產生。開工日期有“破土之日”、“驗線之日”之說:竣工日期有“驗收合格之日”、“交付使用之日”、“申請驗收之日”之說。無論采用哪種,均應在合同中予以明確約定,并約定開工、竣工應辦理在那些手續、簽署何種文件。對中間交工的工程也應按上述方法作出約定。
2、根據國務院《建設工程質量管理條例》的規定,工程質量監督部門不再是工程竣工驗收和工程質量評定的主體,竣工驗收將由建設單位組織勘察、設計、施工、監理單位進行。因此,合同中應明確約定參加驗收的單位、人員,采用的質量標準,驗收程序,須簽署的文件及產生質量爭議的處理辦法等。
3、建設工程施工合同最常見的糾紛是對工程造價的爭議。由于任何工程在施工過程中都不可避免設計變更、現場身份證和材料差價的發生,所以均難以“一次性包死,不作調整”。合同中必須對價款調整的范圍、程序、計算依據和設計變更、現場身份證、材料價格的簽發、確認作出明確規定。
四、對工程進度撥款和竣工結算程序做出詳細規定。
一般情況下,工程進度款按月付款或按工程進度撥付,但如何申請撥款,需報何種文件,如何審核確認撥款數額以及雙方對進度款額認識不一致時如何處理,往往缺少詳細的合同規定,引起爭議,影響工程施工。一般合同中對竣工結算程序的規定也較粗,不利操作。因此,合同中應特別注重撥款和結算的程序約定。
五、總包合同中應具體規定發包方、總包方和分包方各自的責任和相互關系。
盡管發包方與總包方、總包方與分包方之間訂有總包合同和分包合同,法律對發包方、總包方及分包方各自的責任和相互關系也有原則性規定,但實踐中仍常常發生分包方不接受發包方監督和發包方直接向分包方撥款造成總包方難以管理的現象,因此,在總包合同中應當將各方責任和關系具體化,便于操作,避免糾紛。
六、明確規定監理工程師及雙方管理人員的職責和權限。
《民法通則》明確規定,企業法人對它的法定代表人及其它工作人員的經營行為承擔民事責任。建設工程施工過程中,發包方、承包方、監理方參與生產管理的工程技術人員和管理人員較多,但往往職責和權限不明確或不為對方所知,由此造成雙方不必要的糾紛和損失。合同中應明確列出各方派出的管理人員名單,明確其各自的職責和權限,特別應將具有變更、簽證、價格確認等簽認權的人員、簽認范圍、程序、生效條件等規定清楚,防止其他人員隨意簽字,給各方造成損失。
七、不可抗力要量化
施工合同《通用條款》對不可抗力發生后當事人責任、義務、費用等如何劃分均作為詳細規定,發包人和承包人都認為不可抗力的內容就是這些了。于是,在《專用條款》上打“√”或填上“無約定”比比皆是。
國內工程在施工周期中發生戰爭、運籌、空中飛行物體墜落等現象的可能性很少,較常見的是風,雨、雪、洪、震等自然災害。達到什么程度的自然災害才能被認定為不可抗力,《通用條款》未明確,實踐中雙方難以形成共識,雙方當事人在合同中對可能發生的風、雨、雪、洪、震等自然災害程序應予以量化。如幾級以上的大風、幾級以上的地震、持續多少天達到多少毫米的降水等等,才可能認定為不可抗力,以免引起不必要的糾紛。
八、運用擔保條件,降低風險系數。
在簽訂《建設工程施工合同》時,可以運用法律資源中的擔保制度,來防范或減少合同條款所帶來的風險。如施工企業向業主提供履約擔保的同時,業主也應該向施工企業提供工程款支付擔保。
關鍵詞:工程;施工合同
Abstract: the construction contract is the construction enterprise construction, claim for compensation, control engineering cost and completion settlement basis, and provide the possibility for the transfer of risk, so the construction enterprise should pay attention to contract management, system construction and timely, the establishment of the contract management system, in order to reduce the cost of enterprise risk control of enterprise. In this paper, combined with the actual situation of the conclusion of engineering construction contract, and sums up the contract should pay attention to the problem and some signed skills.
Keywords: engineering construction contract;
中圖分類號: TU723.1 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
工程施工合同的作用
1.1 合同是項目施工的依據。項目管理部門要根據工程規模、難易程度組建,工程的施工組織設計、計劃、報表、竣工結算等要按合同的約定編制、報送,工程的質量、進度等都需按合同的要求組織施工,工程的材料、設備等應按合同約定的規格、數量、價格進行購買。1.1.2 合同是發生糾紛時企業進行索賠的依據。索賠合同索賠主要包括三個方面的內容:一是由于業主違約引起,主要指業主未按《示范文本》規定完成應該完成的工作以及未能按時撥付預付款、工程款、拖延圖紙審批、拖延對承包方提出變更、索賠的答復等;二是由于工程項目本身變更引起,如工程量的變化、材料價格變化、現場簽證等;三是由施工條件和環境變化引起,如一周內連續停水、停電超過8小時,連續大雨不能進行室外作業等。
1.3 合同能夠有效轉移企業風險。《示范文本》中有違約、索賠、爭議、保險、擔保等轉移風險條款,如能將這些內容協商并寫進合同,那么就可將業主違約、工程變更以及自身在施工中發生的一些意外傷害向業主或第三方轉移。
施工合同簽訂過程中需要注意的問題
通過上述對合同作用的研究可以看出,合同關系到施工企業的工程進度、風險轉移和爭議處置等涉及企業生存和發展的關鍵問題,對施工企業意義重大。因此,對合同簽訂的注意事項和技巧進行歸納和總結是十分必要的。
1合同內容的嚴謹性和合法性。(1)確保合同措辭的嚴謹性。目前簽訂建設工程施工合同,普遍采用建設部與國家工商局共同制定的《建設工程施工合同》示范文本,但也有使用業主與承攬方協商起草的其它合同文件。建設部與國家工商局共同制定的示范文本,主要由協議書、通用條款、專用條款及其合同附件四個部分組成。簽訂合同前仔細閱讀和理解通用條款十分重要,因為這一部分內容不僅注明合同用語的確切含義,引導合同雙方如何簽訂專用條款,更重要的是當專用條款中某一條款未作特別約定時,通用條款中的對應條款自動成為合同雙方一致同意的合同約定。如果使用由業主起草的合同文本,則更應該仔細研究,對關鍵詞和關鍵語句含義要達成共識,避免在理解合同條款時產生多義性和隨意性。(2)確保簽訂合同的合法性。簽訂合同的內容要合法,內容的合法性具體表現在工程合同的各項條款中。合同的主要條款規定了雙方的權利和義務,反映了當事人對合同的要求,工程合同價款中,履行方式及違約責任等必須符合法律規定的要求。關系到有關雙方權利和義務等各項條款,在訂立合同時應考慮全面、細致,避免出現責任不清。對于合同各項條款的規定,在文字表達上應當嚴謹明確,不能模棱兩可,含糊其詞。否則,會造成合同履行中的困難和產生糾紛。
2.2審查發包人和分包人的資質等級及履約能力和信用。施工單位在簽訂《建設工程施工合同》時,對發包人和分包人主體資格的審查是簽約的一項重要的準備工作,它將不合格的主體排斥在合同的大門之外,將導致合同偽裝的風險隱患排除在外,為將來合同能夠得到及時、正確和順利履行奠定一個良好的基礎。根據我國法律規定,從事建筑工程設計、房產開發的企業或從事工程監理、建筑施工的企業都必須取得相應的資質等級,承包人承包的項目應當是依法批準的合法項目。違反這些規定,將因項目不合法而導致所簽訂的建設工程施工合同無效。因此,在訂立合同時,應先審查建設單位是否依法取得企業法人營業執照、是否取得相應的經營資格和等級證書,審查建設單位簽約代表人的資格,審查工程項目的合法性以及發包方的履約能力和信用情況。在現實工程中對分包方的審查相對審查發包方更為重要,施工單位與分包單位的法律糾紛在工程中最為普遍也最為棘手,如何防止各分包單位的違約對施工單位來說至關重要。
2.3施工合同最重要的幾項內容。工期、質量、造價是建設施工企業的最重要問題,因此有關這三個方面的合同條款是施工合同最重要的內容,必須詳細考慮和制定。(1)對工期的規定。實踐中關于工期的爭議多因開工、竣工日期未明確界定而產生。開工日期有“破土之日”、“驗線之日”或“合同簽訂之日”之說;竣工日期有“驗收合格之日”、“交付使用之日”、“申請驗收之日”之說。無論采用那種,均應在合同中予以明確約定,并約定開工、竣工應辦理的那些手續、簽署何種文件,對中間交工的工程也應按上述方法做出約定。(2)對工程質量的規定。根據國務院《建設工程質量管理條例》的規定,工程質量監督部門不再是工程竣工驗收和工程質量評定的主體,竣工驗收將由建設單位組織勘察、設計、施工、監理單位進行。。因此,合同中應明確約定參加驗收的單位、人員,采用的質量標準,驗收程序,須簽署的文件及產生質量爭議的處理辦法等。(3)對工程造價的規定。建設工程施工合同最常見的糾紛是對工程造價的爭議。由于任何工程在施工過程中都不可能避免設計變更、現場簽證和材料差價的發生,所以均難以“一次性包死,不作調整”。因此,合同中必須對價款調整的范圍、程序、計算依據和設計變更、現場簽證、材料價格的簽發、確認做出明確的規定。這樣,將對后續結算工作的順利進行提供依據。
2.4施工合同法律糾紛的地域管轄問題。由于工程施工具有綜合性、復雜性、多元性和流動性的特點,受社會關系及環境等不可遇見因素影響非常大,使得在實際的工程合同履行過程中產生的合同相關糾紛普遍存在,大部分的糾紛通過雙方協商和調解基本能夠得到合理的解決。而一些無法調和的合同糾紛付諸法律后,人證物證的采集認定,法律程序的履行所產生的成本,有可能因合同法律糾紛管轄屬地條款約定的不合理而耗時耗財損失巨大。當前,工程作業跨地區跨行業的多方協作非常普遍,而各地區合同糾紛的處理往往也存在區域性的差異和處理方式,不可否認的是也同時存在地域的法律親緣性。根據合同法規的相關規定,在合同雙方未就合同法律糾紛地域管轄進行約定的,按工程所在地作為法律合同糾紛管轄屬地。所以如何約定合同法律糾紛解決的管轄屬地應從工程本身和法律途徑的便利條件進行慎重考慮,簽訂人要予以高度重視。
2.5施工合同簽訂的審核程序保障。施工合同涉及工程技術、質量、安全、管理、進度、預結算、材料及設備的采購以及法律關系等諸多內容,所涉及的專項之多、范圍之廣是一般合同所無法比擬的,同時也存在相當大的合同風險,因而在合同的管理和審查把關方面要有組織程序上的保障措施,避免因合同起草人和簽訂人員個人專業知識和經驗的不足造成合同缺陷和隱患。目前管理規范的施工單位采用的是組織集中有豐富經驗專業人員對各專項內容分別審核,各審核人員承擔相應審核責任,通過層層把關降低合同風險。
各鄉鎮黨委,各街道(管委會)黨工委,區委各部委,各直屬黨組(黨委)、總支、支部,各人民團體:
按照區委“不忘初心、牢記使命”主題教育安排,經紀委研究,決定對違反中央八項規定精神的突出問題及對群眾關心的利益問題漠然處之、空頭承諾、推諉扯皮,以及辦事不公、侵害群眾利益突出問題專項整治情況進行督查。現就有關事宜通知如下:
一、督查內容
1.2018年違反中央八項規定精神突出問題專項治理“回頭看”的清查及整改情況;
2.對“”隱形變異的9類問題及形式主義、官僚主義整治工作開展情況;
3. 對群眾關心的利益問題漠然處之、空頭承諾、推諉扯皮,以及辦事不公、侵害群眾利益突出問題專項整治情況;
4.巡視巡察反饋違反中央八項規定精神問題的整改情況。
二、督查方式
主要通過查閱相關資料、提問等方式進行。
三、督查時間
督查考核時間:2019年10月22日至10月25日(如有變動另行通知)。
四、督查考核組成員
關鍵詞:橢圓型方程 混合變分形式 混合有限元 非協調元
中圖分類號:O241.82 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)04(a)-0248-03
A New Nonconforming Mixed Finite Element Method for Elliptic Equations
Zhang Xianqiang
(School of Mathematics and Statistics, Ningxia University, Yinchuan Ningxia, 750021, China)
Abstract: In this paper, we develop and analyze a nonconforming mixed finite element method for the Poisson equation based on a new mixed variational formulation. The velocity is approximated by piecewise constant element and the pressure by nonconforming Crouzeix-Raviart element. It is shown that this pair of finite elements is stable and yields optimal accuracy in some sense.
Key Words: Elliptic equation; Mixed variational formulation;Mixed finite element; Noncomforming element
文考慮如下的二階橢圓方程邊值問題:
(1)
這里為一個有界凸多邊形區域,表示外力。 此方程廣泛應用于物理學、力學等領域, 其混合有限元方法的研究一直是個熱點問題[1-6]。傳統的混合變分形式要求速度具有較高的正則性,而在實際中僅需要具有-正則性。 基于此,文獻[7-8]中給出了一種新型混合變分形式, 并證明了其解的存在唯一性。由于壓力空間不再是傳統的空間,而是空間,因此混合元的選取變得簡單容易。針對Poisson方程,文獻[7]討論了由分片常數速度元和分片線性壓力元構成的協調有限元對。文獻[8]采用最低等階協調有限元對求解并利用速度的局部Gauss積分之差對其離散格式加以穩定。隨后,文獻[9]研究了穩定化最低等階非協調混合有限元方法。
與協調有限元法相比,非協調Crouzeix-Raviart元可以降低對連續性的要求,具有計算簡單、收斂速度快、利于并行求解的優點,且更易滿足離散的LBB條件,實際計算效果常常優于協調有限元[10]。該文的主要工作是將[7-9]中的方法加以推廣,對橢圓型提出和建立了一個穩定的非協調有限元格式。
該文結構如下: 第2節介紹模型問題的變分形式及其非協調元離散方法。第3節分析離散問題的穩定性和收斂性。該文采用通常的Sobolev空間的定義、范數、半范數和記號。文中C為一般常數,在不同的地方具有不同的含義。
1 混合變分形式及其非協調元離散
定義空間:
引入通量,則方程(1)的一個新的變分形式為: 求,使得:
(2)
其中:
由文獻[8]中的引理1和引理2,應用Babuska-Brezzi理論[1,3], 我們可得問題(2)解的存在唯一性。
設是的一個擬一致正則三角形剖分,網格步長為。記為內部單元邊的集合。對于任意的邊,的中點記為。我們定義非協調元離散空間為:
這里表示區域上的線性多項式空間,為區域上的常數空間。顯然。
問題(2)的非協調混合有限元離散逼近格式為:求,使得:
(3)
其中:
這里,算子定義為:
對任意的,定義范數:
定義為標準的投影算子,即:
定義為標準的Crouzeix-Raviart插值算子,即:
由插值理論[10]可知:
≤ (4)
≤ (5)
≤ (6)
≤ (7)
引理:在空間中是連續的, 且:
(8)
在空間中也是連續的,且存在不依賴于的常數,使得:
≥ (9)
因此, 問題(3)存在唯一解。
證明:利用Cauchy-Schwarz不等式,我們知道和是連續的,且(8)是顯然的。故我們只需證明(9)。由文獻[3]可知:對任意的,存在,使得:
≤
由的定義以及為分片常數可知:
,利用(4)式,有:
≥
≥
由此即得到(9)式的結論.由(8)式,(9)式和混合元理論([1-5])知, 離散問題(3)有唯一解。
2 收斂性分析
由定理1, 我們有:
引理:設和
分e為(2)和(3)的解,則:
≤ (10)
證明:由第二Strang引理[1-5]可知:
(11)
其中:
(12)
(13)
另一方面,注意到當時,,故:
。 (14)
利用Green公式和(1)式可得:
(15)
其中為函數在單元邊界上的跳躍。注意到在單元邊界的中點上連續。利用(13),(15)式和跡不等式可得:
(16)
其中投影算子定義為:
結合(6), (7)和(11)- (16)知引理成立。
4 結語
在科學與工程計算的研究領域中,許多問題可以用橢圓型方程進行描述。傳統的混合元格式對速度需要散度空間,且論證復雜,給實際的計算帶來了諸多困難。基于實際問題對通量較低的正則性要求,該文在橢圓型方程的一種新型穩定化混合變分形式的基礎上,采用非協調混合有限元的方法對其求解,證明了有限元解的存在唯一性,以及有限元逼近在某種意義下是最優的。
參考文獻
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關鍵詞 :社會工程 食品安全 保障體系
隨著現代社會經濟的全球化持續發展,科技的進步,人類社會正在從工業社會向信息社會的慢慢的過渡,乃至今后由信息社會向更高級的社會轉變。而“社會工程”在這劇烈而復雜的社會形態轉變的過程中起著至關重要的作用。德國社會學家馬克斯?韋伯早在 1922 年就使用了“社會工程”這一詞,奧地利科學哲學家卡爾?波普爾也提出過“漸進的社會工程”這一理論,英國思想家戴維?米勒把“社會工程”理解為改造社會機構的一種社會實踐活動。
馬克思早在1857年《政治經濟學批判》導言:中就曾指出:“整體,當它在頭腦中作為思想整體而出現時,是思維著的頭腦的產物,這個頭腦用它所專有的方式掌握世界,而這種方式是不同于對于世界的藝術精神的,宗教精神的,實踐精神的掌握的。” 在這里馬克思實際上是討論了關于人類把握世界的方式及其問題,而進一步引申到了實踐的方式問題。
作為社會實踐的一種具體存在方式或在社會實踐上的邏輯延伸,社會工程是人們改造社會的一項現實的過程。在此,社會工程作為一個哲學范疇,是人類改造、建構世界現實過程的一種“具體的再現”。與此同時作為現代社會人類把握世界的一種基本方式,社會工程更具有創造性、科學性、超越性和系統性。而詳細地說,社會工程是對世界哲學的把握方式,也是在現代社會的一種特殊表現形式。
關于食品安全的定義有很多種說法,現在普遍使用的食品安全的概念是 由1996 年世界衛生組織所提出來的及“對食品按其原定用途進行制作和食用時不會使消費者受害的一種擔保。它主要是指在食品的生產和消費過程中沒有達到危害一定劑量的有毒、有害物質或因素的加入,從而保證人體按正常劑量和以正確方式攝入這樣的食品時不會受到急性或慢性的危害,這種危害包括對攝入者本身及其后代的不良影響。”隨著時代的發展食品安全的定義在不斷地發展和完善,現在由于食品的買方市場是一種高度的自由經濟,而當人們提及食品安全時其主要是指食品的質量安全。
聯合國糧農組織(FAO)等機構在1974 年舉行的世界糧食會議,將食品安全定義為:“所有人在任何情況下都能獲得維持健康的生存所必需的足夠食物”。聯合國糧農組織前總干事愛德華?薩烏馬于 1983 年將食品安全定義為:“確保所有人在任何時候既能買得到又能買得起他們所需要的基本食品”。 世界衛生組織在 1984 年將食品安全定義為:“生產、加工、儲存、分配和制作食品過程中確保食品安全可靠,有益于健康并且適合人消費的種種必要條件和措施” 。
通過以上對國外對食品安全問題的研究梳理,筆者認為國外對于食品安全的概念主要有以下三個方面:首先對于食品安全的數量上,認為是滿足人們的需求,人們能夠購買的起的,其次是在食品的質量上,食品無毒無害,可供人們食用且無副作用的,最后是在食品對于人們的發展角度來講,通過對食品安全的保障不斷的完善建構來提高人們的生活水平,同時改善環境生態質量,合理的利用資源,確保和諧社會的構建、可持續地發展。
田鵬穎教授在《社會工程哲學教程》一書中曾指出:“當今世界,社會問題不計其數,在人們竭盡全力解決這些問題的過程中,大量可能的解決方法已紛紛出臺,但是,顯然人們在何者為最好的解決方面仍未達成共識,這些問題形形,比如:文盲、、酗酒、營養不良、食品安全等、解決這些問題常常需要啟動變革公眾觀念及行為的社會工程。” 社會工程涉及到了社會問題,而食品安全正是一項社會問題的具體體現,所以它是一項社會工程。
本文在對食品安全問題理論研究文獻綜合的基礎上,結合我國的實際情況和理論狀況,對食品安全問題根源與社會工程之間的關系進行探索性研究,提出食品安全問題是一項社會問題,也是一項社會工程問題。從社會工程視角出發,科學合理的構建食品安全保障體系之路需要我們用心探究。
參考文獻:
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【關鍵詞】土建結構;工程;安全性
結構安全性是結構工程中最重要的一個質量指標,具體指結構防破壞、防倒塌的能力。土建結構工程安全性主要是由結構的設計、施工水準決定的,同時也與結構的定時維護、正確使用有關,而這些又與土建工程結構設計中的規程、條例、技術標準的正確設置,合理運用相關聯。結構的系統安全則是指土建工程結構在一定時間限內,整個系統及其結構構件在各種材料缺陷、結構自重等內部因素,或環境變化、外力作用等外部因素的作用下不發生倒塌、結構破壞等事故。
1.我國的結構工程安全現狀
對于結構工程的設計工作,結構安全性體現在結構的耐久性、結構的整體牢固性、結構的耐久性、構件的承載能力等諸多方面。我國的建筑、橋梁隧道等土建結構設計規范在很多方面的安全水準設置,在總體上遠低于國外同類結構設計規范,尤其是與部分發達國家相比,差距顯而易見。結構安全水準規范中又最為重要的兩個因素:材料強度分項系數和荷載分項系數。規范中規定了結構需要承受荷載的標準值,即這個結構需要承受多大的荷載。以商用的寫字樓為例,我國采用的規范自1959年設立以來,均規定商用寫字樓樓板需要承受150kg/m2的活荷載,而美國、英國相關規范中則分別將這個活荷載規定為240kg/m2與250kg/m2。結構設計規范中規定的荷載分項系數與材料強度分項系數,前一個是用于計算確定的荷載作用于結構構件,將荷載標準值進行放大的系數,后一個則是用于計算確定了結構構件固有承載能力之后,將構件的材料強度標準值機型縮小的系數。這些用量值來表示的系數,可以反映結構構件在給定標準荷載作用下的安全程度。安全系數的設計方法與設計規范中,同樣也體現了所需的安全儲備程度。這一量值在可靠度設計方法與規范中被稱為分項系數,體現了一定的可靠指標與名義失效概率。分項系數(安全系數)的值越大,則表明土建結構的安全程度越高。盡管我國設計規范中設定的安全儲備并不是非常高,但是很多工程采用的材料用量卻高于國外同類工程,其中的主要問題是設計工作墨守陳規,在材料選用、結構方案、結構構造、分析計算等步驟缺乏創新。
2.我國結構工程安全方面的主要問題
2.1結構的整體牢固性問題
土建結構安全性規范中要求結構構件具有足夠的承載能力,同時,結構物還需具有一定的整體牢固性。整體牢固性是指局部的結構破壞不導致大范圍的連續破壞、倒塌,也就是說結構不應該出現與誘因不匹配的嚴重破壞后果。結構的整體牢固性要求在設計過程中考慮必要的冗余度與良好的延展性,以應對爆炸、地震等災害荷載,或者因人為因素導致的災難后果,達到減輕災情損失的目的。從歷史的實例中看,我國土建結構整體牢固性尚有待提高。
2.2結構的耐久安全性問題
我國土建結構的相關設計與施工規范中,重點在針對不同荷載作用下結構強度的要求,而針對工程周圍水、大氣侵蝕、有害化學介質等環境因素作用下的結構耐久性相對考慮較少。混凝土結構由混凝土腐蝕、鋼筋銹蝕等原因導致的安全事故的嚴重程度早已超過了結構構件承載力安全水準低這一問題,因而對環境因素需格外重視。我國現行的結構設計規范與耐久性具有一定的聯系,規范中提出了防止鋼筋受到銹蝕的混凝土保護層的最小厚度以及混凝土最低強度。這兩則規定均遠低于國外同行業相關規范。影響結構承載力安全性僅僅是耐久性低的不利后果之一,提高結構承載能力的安全水準,在一定程度上也有助于增強結構耐久性,延長結構使用壽命。
3.結構工程安全性問題的對策與解決方法
與發達國家相比,我國現行的結構設計規范安全設置水準很低,這樣的現狀與我國建國以來長期處于計劃經濟與短缺經濟體制這一歷史因素關系密切。但是,即使如此,我國現行的安全設置規范在總體上并不需要革新性的改動。我國現行的安全設置水準規范相對我國的社會發展程度是可以滿足需要的,而且現行的規范也已被長期實踐所驗證,從某個角度上講,長期的實踐給我們積累了很多具有針對性成功經驗,而這些經驗是不能輕易丟棄的。相比之下發達國家的國情,社會結構,經濟體制均與我國有所不同,因而在安全度的相關規范這一問題上,不能盲目的追逐英國、美國等發達國家的高標準。安全度過高勢必引起資源的浪費,除個別不合理之處需要進行調整,我國的結構安全設計規范總體上不需大幅度變動。在物質條件逐漸改善的市場經濟背景下,結構安全設置水準的規范可以應適當提高。但是需要注意的是,鑒于我國尚屬發展中國家,考慮到我國國情,這種制度上的提高只能適度進行。
此外,我國土建結構工程安全規范的可靠度設計方法是存在問題的。我國采用的可靠度方法中對安全度的概率定義比定值的安全系數更加清晰,然而概率可靠度設計方法本身尚存缺陷,需要進一步修改與完善。結構設計安全規范所針對的是多樣化的復雜群體,在安全度的角度上必須要考慮到不確知與不確定的因素,具體情況比較復雜,用統計學觀點下的概率定義來描述可能會缺乏科學性。現行的可靠度方法在我國過去的十多年實踐結果可以說明,可靠度方法并未給結構設計安全性帶來明顯的、實效性的改善,相反卻造成了安全概念定義上的混亂。對相關領域的工程技術人員來說,安全度用可靠指標與虛假的失效概率來表達,會變得更加模糊,更加難以揣測。如果像安全系數定義方法那樣,從安全儲備的角度出發,則使問題顯得更為直觀,具體工程中的安全問題更加便于處理。我國現行設計規范中定義的可靠度方法尚部成熟,存在根本缺陷。有學者指出,半概率多安全系數的方法可能更加適用于現行規范,而可靠度分析結果則可以視為一種參考,在對安全系數合理取值進行綜合判斷時予以考慮。因此,相關行業工作者也應努力改進、優化具體的土建結構設計方法。
[關鍵詞]CNO 網管數據 鄰區優化 頻率干擾 KPI報表
1 引言
每一個網優工程師,無論是運營商的網優人員還是設備商的技術支持人員,想必對這樣一種工作情景都不會陌生:每日埋沒于從網管上提取出的大量網絡性能KPI統計報表,憑借經驗從這海量的數據中判斷分析出問題小區的蛛絲馬跡,需要修改網絡參數時花費大量的時間在網管的操作上。這種工作模式由于excell、WP等常用網優分析工具和各廠家網管所識別的數據格式的不互通導致大量的工作都消耗在毫無意義的數據提取和格式互換上,同時所有的調整工作都需要手工在網管上再操作一遍,效率極為低下。這是所有網規網優工程師所深惡痛絕卻又無能為力的。那么,有沒有這樣一種網規網優分析工具,它能夠實現網管的輸出數據直接輸入,又能輔以強大的自動分析處理功能幫助工程師判斷問題,同時還可以直接輸出調整命令在網管上實現呢?
中興通訊的日常網優工具CNO就能提供這樣的解決方案。它能夠實現中興通訊的V2、V3、SDR等全系列設備的無線參數、性能數據的提取與輸入,集成強大的分析處理功能和GIS渲染功能輔助工程師快速判斷網絡問題從而進行相應的調整,所有的調整工作可在軟件中完成,以MMI命令、調整通知單、工單稽核等多種方式直接在網管上下發實現。日常網規網優中常見的工作頻率的規劃與優化、鄰區的規劃與優化、無線參數的查詢與管理、性能參數的查詢與管理,在CNO-G中都有對應的模塊實現,同時輔以高效的自動鄰區規劃/優化算法、頻率優化算法,將以往更多依賴工程師經驗且實現效率很低的工作改以機器通過自動算法實現,準確而高效。可以說,CNO工具的出現,使得廣大中興通訊網規網優工程師真正掌握了一柄解決日常網優工作難題的利刃,無論多復雜的問題從此都能輕松面對,游刃有余。
從功能實現上來說,CNO的出現能夠很好地解決困擾運營商日常網優的四大難題,真可謂“日常網優,難遍天下;CNO不出,誰與爭鋒”。那么,是哪四大難題成為日常網優的攔路虎,CNO又有何獨特的解決之道呢?且看下文一一道來。
2 問題1:網管操作多又亂,如何管理是難題
對于日常網優來說,每日的無線參數/地面參數都可能面臨大量的修改,可能涉及到的修改人員既包括局方的網優人員、維護人員,也可能是設備商的網優支持人員、外包人員。如何管理記錄每日修改的無線參數/地面參數,以使運營商對每日修改的參數心中有數?如何快速判斷哪些無線參數經過修改已經與當初開站時的定標參數有所不同,從而判斷是否需要更正?如何判斷網管中的實際無線參數是否即是網規網優工程師規劃的數據?這些都成了不小的難題。
CNO實現了網管無線參數/地面資源管理參數和規劃參數、無線定標參數的直接輸入識別功能,從而實現今天與昨天的無線參數/地面資源管理參數比較、規劃參數與網管無線參數比較、無線定標參數與網管無線參數比較的三大功能,對于比較結果可直接通過生成工單稽核的方式在網管上下發執行同時生成變更報告。通過此功能。CNO很好地起到了溝通網管和網優人員的橋梁作用,通過數據的互通實現了網管數據的管理功能,從而實現了網優參數的規范管理。
3 問題2:鄰區規劃與優化,費時費力費腦筋
對于GSM系統來說,鄰區優化占據了工作量的較大部分,包括鄰區的初始配置、鄰區漏配的發現、冗余鄰區的刪除等。鄰區配置不合理,輕則導致切換不及時影響通話質量,重則導致切換失敗甚至掉話。提升鄰區相關問題處理的工作效率,對快速優化網絡具有重要的意義,而工作效率的提升很大程度上依賴于專業網優工具的使用。
CNO工具對于新開站點可以提供快速的自動鄰區配置規劃,只需要輸入基本的工程參數,CNO就可以根據小區間的距離和方向夾角,采用專利雷達算法進行所有小區間的重疊覆蓋區域計算,并以之為基礎進行鄰區的規劃。以往一個BSC的小區約有7000~8000個鄰區需要規劃,如采用手動規劃費時費力,而采用CNO自動規劃方式區區幾小時即可完成。相比于采用仿真方式進行鄰區規劃,CNO自動規劃其優勢在于簡單、迅速,不需要專門的電子地圖輸入,對網規網優工程師的技術水平和工作經驗要求相對較低。
不過該功能一般僅適用于初始規劃中,并不意味著絕對的準確,主要原因在于:
(1)沒有立體的位置考慮:地形、地貌、高度、阻擋物等,僅僅是二維層面的規劃;
(2)全網統一化規則并不能滿足各種不同地理環境下的鄰區配置需要。
在網絡開通運行之后,需要根據實際情況,通過鄰區自動優化工具來提升網絡性能指標。目前常用的方式是通過對路測數據的分析,找出漏配、單配的鄰區關系。其優點在于結果準確可靠,但是費時費力,無法對路測線路以外的區域進行鄰區漏配分析,并且對于冗余鄰區的刪除也無法提供有足夠說服力的數據支撐。相比之下,CNO通過系統自動全頻段BA調度獲取全網小區之間的C/I關系,以之為依據可以自動進行全網的鄰區自動優化,準確判斷冗余鄰區、潛在鄰區,一舉提升了工作效率和判斷精度。
4 問題3:頻率干擾是難題,需要合理來規劃
GSM網絡系統與其他制式的網絡系統(例如CDMA、UMTS等)相比,是個頻率受限系統,網絡問的同鄰頻干擾是制約網絡性能的重要因素。尤其是在運營商頻段有限、頻點資源緊張的情況下,如何通過合理的頻率規劃,優化來盡可能減少網絡間的同鄰頻干擾是每日網優工作的一項重要組成部分。CNO工具的頻率優化模塊集成頻率資源利用率統計、同頻復用距離檢查、同鄰頻小區渲染等模塊,幫助網優工程師快速發現網絡中存在的同鄰頻現象并結合性能指標判斷小區間是否存在干擾從而判斷是否需要進行頻率的調整。
GSM網絡中盡管存在非常多的同鄰頻小區對,但并不是所有的同鄰頻之間都有干擾,如何快速判斷出真正可能存在問題的同鄰頻關系是日常網優的難題之一。在CNO中支持兩大頻率檢查功能,即主鄰小區間的同鄰頻檢查功能和自定義距離范圍內的同頻小區檢查功能,根據網管導出的無線參數進行自動檢查,快速縮小調整范圍,定位問題小區對從而進行調整。
CNO在頻率的調整過程中,直觀的GIS渲染功能輔助網優工程師判斷新方案中哪些小區間存在同鄰頻現象;結合距離方向角的pathloss提供修改頻率的建議并預估方案修正后的最大影響小區,從而實現步步推連續修改的功能;在有自動BA調度的C/I數據輸入的情況下,通過網絡間各小區相關關系強弱的判定,給出BCCH頻率修正的輔助優化建議,對 于那些與主小區相關關系強的BCCH,在主小區頻率修正時應該避免與之同鄰頻,如圖1所示:
5 問題4:性能報表多又雜,關聯分析靠經驗
從網管提取KPI性能報表找到網絡中的問題小區,然后通過excell的宏或者自定義公式篩選查詢進行多指標間的聯動分析,最終定位問題原因,這樣的日常優化模式相信絕大多數的網規網優工程師都不會陌生。然而,這種工作方式卻存在著很多的不足和制約因素:
(1)需要提取太多的報表。為了獲取足夠多的數據,需要獲取網絡從宏觀到微觀各個層面的不同時間級別(全網級別、BSC級別、小區級別的每日忙時和全天)的KPI報表,這樣下來所需要提取的報表數量就十分龐大,對于經驗稍遜的工程師來說如何從這一大堆的報表中快速定位網絡問題是有不小困難的,而且過多的報表對于數據的提取和管理來說也是一個難題。
(2)由于提取的報表都是網管定義的KPI指標,無法實現運營商個性化的自定義指標分析,需要在網管上創建新的指標來提取,同時無法觀察具體計數器的值,無法實現更細層面的分析。
(3)各指標間的聯動分析需要工程師自己編寫excel宏來實現,對網優工程師的要求比較高,缺乏將相關指標組合聯動分析的功能。
(4)所提取的指標僅僅包含網元的無線信息,不包含工程信息,對于那些問題網元僅僅能知道其名稱,缺乏GIS聯動渲染功能,無法判斷某些問題是否為區域性現象。
在CNO中,這些問題一一得到了解決。在CNO中通過NDET具可以直接獲取各個時段的自定義選擇的分類性能數據,實現數據的一次獲取功能而無需多次提取;同時實現自定義KPI指標公式和模版查詢篩選功能,軟件內部集成常用KPI指標同時支持自定義指標的定制并實現模版化導入導出功能,指標的查詢更加便捷;具備單項指標的網絡最差小區一鍵篩選功能,可進行詳細關聯指標分析,無需在多表間查找:多指標多時段多對象的聯動分析、單指標波動分析和網絡健康度檢查等特色功能輔助進行優化分析;所有查詢指標都有GIS渲染功能,問題小區地理分布環境一目了然。
圖2即為TOPN最差小區的篩選及詳細關聯指標分析圖:
通過以上幾大功能,CNO成功地降低了日常KPI工作分析的難度,借助軟件實現龐大數據的管理與分析,幫助工程師更快地從海量數據中找到網絡問題的癥結。
6 結語
關鍵詞:爐殼結構; 高爐; 有限元分析; ANSYS; APDL
中圖分類號:U441.5; U444.18; TB115文獻標志碼:A
Development on mechanics analysis software of
blast furnace shell structure
SHAO Tongping
(Tech. Research Institute, WISDRI Eng.& Research Co. Ltd., Wuhan 430223, China)
Abstract: To explore a general method based on ANSYS by which different types of engineering structure analysis software can be developed, a mechanics analysis software packages of blast furnace shell structure is taken as an example, for which VC++ is used to implement the encapsulation of ANSYS. The method can modify the input parameters of ANSYS APDL data files, run ANSYS-APDL batch processing programs automatically, and make post-process using the OUT result files. The post-process can also be done with other software. With the method, the users who are not skillful with ANSYS modules can utilize ANSYS to perform finite element analysis and calculation on engineering projects.
Key words: shell structure; blast furnace; finite element analysis; ANSYS; APDL
收稿日期:2009-[KG*9〗10-[KG*9〗09修回日期:2009-[KG*9〗11-[KG*9〗06
作者簡介: 邵同平(1972―),男,湖北武漢人,工程師,碩士,研究方向為抗震減災以及隔振與減振等,(E-mail)0引言
ANSYS的功能十分強大,要求操作人員較為熟悉所用到的ANSYS模塊,并對掌握力學和有限元的理論知識有較高要求.[1]針對實際工程問題,可用ANSYS的APDL封裝ANSYS軟件開發出個性化系統.這種系統只要求操作人員輸入前處理參數,然后自動運行ANSYS進行求解.但完全用APDL編寫的宏還存在弱點,如用APDL較難控制程序的進程,雖然它提供循環語句和條件判斷語句,但總體還是個流水賬.APDL也提供參數的界面輸入,但功能還不是太強大,交互性不夠流暢,圖形處理功能也不是很強.針對這種情況,本文用VC++ 6.0開發出高爐爐殼結構力學分析軟件[2-5],能克服上面提到的一些不足,并使整個產品成為商品化軟件.
1實現方法
利用ANSYS的特點建立通用有限元模型,并計算求解.在建立模型時,先根據模型中所有可變數據定義相應的參數名,并使用參數名表示相應的數據值;然后用APDL將其生成為程序模塊.
編寫程序必須具備4個功能:(1)前處理參數輸入;(2)根據用戶輸入的參數修改APDL程序模塊參數表中對應的參數值;(3)將完成的APDL程序模塊提交給ANSYS程序進行批處理操作;(4)程序必須能夠判斷ANSYS的批處理操作何時結束.
2關鍵技術
該高爐爐殼結構力學分析軟件是基于ANSYS的APDL參數化模型開發技術[6-7],在ANSYS平臺上進行二次開發形成的.APDL是一種面向工程的、結構化的解釋性語言,具有高級語言的基本特征與功能,但其邏輯運算和條件處理等功能較弱.
2.1模型參數庫的調用
APDL中打開庫文件的命令為*ULIB,〈庫名〉,〈擴展名〉. 利用它先打開上述模型參數庫文件,再利用宏調用命令*USE,〈參數模塊名〉. 這樣可將結構的參數模塊嵌入到其模型產生程序中,并可在其后程序段中引用這些變量名或數組名.因此,結構參數模塊的獨立定義與有限元模型的產生程序可分開進行.這樣熟悉工程設計但不懂APDL編程的工程師就可以方便地定義結構的參數模塊.
2.2參數化模型程序的開發技術
利用APDL開發具體的結構有限元參數模型程圖 1二次開發高爐爐殼結構力學分析軟件流程序,是與具體的工程對象相結合的二次開發工作.圖1給出利用APDL進行二次開發的高爐爐殼處理流程.爐殼有限元模型程序庫包括方案設計模型及詳細設計模型的產生程序,主要輸入參數是相應模型結構幾何參數模塊和載荷參數模塊等.這些程序的主要輸出結果是ANSYS求解器能夠執行的有限元模型及運行流程命令行.這些參數化程序的集合構成高爐爐殼的FEM模型程序庫.圖2給出模型程序庫中高爐爐殼參數化模型程序的結構框圖.它們調用相應的結構參數模塊及有關載荷參數模塊,各種爐型及爐容應具有自己的參數模塊形式,因此與其相應的FEM模型產生程序也不相同,彼此獨立.具體的FEM模型產生程序是APDL語句流,可分為:(1)ANSYS分析控制與分析類型定義;(2)打開參數庫參數塊的調用;(3)參數變量及數組定義;(4)關鍵點(KP)定義;(5)線的幾何與分網定義;(6)面和面的材料與物理特性定義;(7)載荷定義;(8)約束定義;(9)分析流程定義;(10)后置處理定義.
圖 2高爐爐殼參數化模型程序結構
2.3用戶界面接口技術
用VC++ 6.0編制菜單調用ANSYS軟件,前處圖 3數據轉換流程理模塊主要包括輸入參數和自動生成有限元計算模型等.高爐爐殼結構計算模型主要包括ANSYS的結構力學(包括彈性及彈塑性)分析計算,后處理模塊主要包括生成應力沿母線及環向分布曲線圖、薄膜力及邊緣效應、洞口應力峰值等.圖3為程序的數據轉換流程.在VC++ 6.0中可利用CreateProcess函數創建1個進程以執行其他程序,并且可以設置該進程的優先級.ANSYS提供一種批處理方式的格式:“Ansys.bat-I InputName-OutName”,其中InputName和OutName分別為輸入和輸出文件名.假設log文件名存放在m_LogFileName變量中,而結果輸出文件名存放在m_OutFileName變量中.程序代碼如下:
void CContainer View::RunAnsys()
{…
STARTUPINFO StartupInfo;//記錄進程初始狀態
Memset(&StartupInfo,0,sizeof(STARTUPINFO));
//初始化變量StartupInfo;
StartupInfo.cb=sizeof(STARTUPINFO);
//設置變量StartupInfo的字節大小;
StartupInfo.dwFlags=STARTF-USESHOWWINDOW;
//設置ANSYS批處理程序以窗口方式運行
StartupInfo.wShowWindow=SW_SHOWMINIMIZED;
//設置ANSYS批處理程序以最小化方式運行
Char AnsysCommand[100];
//記錄ANSYS的路徑及批處理時所帶的參數
Cstring AnsysFile=“c:\ANSYS\BIN\ANSYS.BAT-I”
//記錄ANSYS批處理的文件名
Sprinf (AnsysCommand,“% s% s% s% s”,AnsysFile,m_LogFileName,“O”,m_OutFileName);
//指定ANSYS命令行參數
::CreateProcess//創建ANSYS進程;
(NULL,AnsysCommand,NULL,NULL,FALSE,0,NULL,NULL,&StartupInfo,&ProcessInfo);//判斷計算結束}
在Windows NT操作系統中,當1個進程運行完畢后,窗口的標題會有“已完成”這幾個字符產生.如當ANSYS批處理完成后,窗口標題會顯示“ANSYS已完成”字符. 因此,可以利用這一特點判斷進程是否運行完畢.程序代碼如下:
void Cclock::IsRunAnsysOver()
{//判斷ANSYS是否運行完畢,如果運行完畢則關閉窗口并退出時鐘對話
…
CString OverStr1= “已完成”,OverStr2= “Ansys”,OverStr3=“ANSYS”;
//設置ANSYS程序運行后窗口標題的內容
Cstring TitleStrl=“”;//記錄窗口標題的內容
Int nMaxCount=2,Indexl,Index2,Index3;
Char Title[200];//記錄窗口標題的內容
HWND hWnd=::GetWindow(::GetDesktop Window(),GW_CHILD);
//取得在Windows下運行程序的句柄
Windows:HWnd=::GetWindows(hWnd,GW_HWNDFIRST);
//取得在Windows下第1個運行程序的句柄
while(hwnd=NULL)//如果程序句柄不為空
{::GetWindowText(hWnd,Title,nMaxCount);
//取得程序的標題;
TitleStr=Title;//將標題賦給字符串
Index1=TitleStr.Fnd(OverStrl1);
//查找標題中是否含有OverStrl1;
Index2=TitleStr.Fnd(OverStrl2);
//查找標題中是否含有OverStrl2;
Index3=TitleStr.Fnd(OverStrl3);
//查找標題中是否含有OverStrl3;
if(Index!=-1&&(Index2!=-1||Index3!=-1))
{//如果為真,則表明ANSYS程序運行已完成
::SendMessage(hWnd,WM_CLOSE,0,0);
//關閉ANSYS程序的窗口
AfxMessageBox(“程序運行完畢,現在可以后處理操作!”);//提醒用戶程序運行完成}
hWnd=::GetWindow(hWnd,GW_HWNDNEXT);//取得下個程序的句柄}
…
Return;}
3高爐爐殼結構力學分析軟件
用上述編程思想和技術編制軟件包,它包含工程設計人員必須涉及到的設計輸入輸出信息.運行該軟件后,可以十分方便地得到供計算使用的有限元模型和后處理結果,設計可靠性和效率大大提高.
4結語
(1)用VC++編寫針對高爐爐殼結構力學分析的封裝程序.操作用戶只需輸入工程中的可變參數,即可運行ANSYS的批處理進行分析計算.后處理部分可以借用ANSYS的后處理功能,也可借助其他商業軟件進行后處理操作.(2)摸索1種封裝ANSYS軟件的方法,從而達到讓不了解ANSYS的人運用ANSYS的強大功能分析計算工程實際問題的目的.(3)工業建筑結構中,具有相同功能的構筑物,其有限元模型的參數通常可以歸為1類.上述編程思路可用來開發各種類構筑物的通用有限元分析軟件,就這個意義而言,本文探索出1條開發軟件的思路,并能大大提高工程設計的質量與進度.參考文獻:
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關鍵詞:獨立學院;線性代數;數學建模思想;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0039-02
近年來,我國獨立學院發展迅速,目前國內獨立學院已有三百多家。獨立學院是由普通高校依據教育部下發的《關于規范并加強普通高校以新的機制和模式試辦獨立學院管理的若干意見》,借助社會力量以新模式、新機制共同舉辦的一種新型辦學形式的本科層次的院校,主要辦學目標是培養具有綜合素質的新型的應用型人才。線性代數是獨立學院理工類專業一門非常重要的必修的公共基礎課程之一,它具有較強的邏輯性、抽象性和應用性,它是培養學生的解決實際問題能力、邏輯思維能力和創新能力的重要途徑。隨著計算機科學技術的飛速發展,線性代數的理論得到廣泛的應用,通過與計算機的使用結合,已經成功應用到生物技術、國民經濟、工程技術、社會科學、金融、航天等各個領域。[1]但是,很多獨立學院對線性代數這門課程的重視程度不夠,課時安排較少,缺少實驗課時,很多教師在線性代數的教學過程中只能完成線性代數的理論教學。學生在學習過程中感覺線性代數的理論知識具有較強的抽象性、邏輯性,學習難度大,大大降低學生的學習興趣。因此,非常有必要對線性代數課程的各個環節進行教學改革,在教學過程中融入數學建模思想,讓學生了解如何利用線性代數理論去解決工程技術、生物技術、金融等實際問題,激發學生的學習興趣。
一、將數學建模思想融入到獨立學院線性代數教學中的重要性
目前,大部分獨立學院線性代數課程體系構建都是照搬母體學校的課程體系,教學內容抽象、單一,教材過于追求嚴密性,缺少與各學科的聯系,沒有體現數學建模意識,沒能讓學生真正感受和接觸到線性代數理論知識在工程技術、生物技術、金融等各領域的應用,學生無法意識到學習線性代數理論知識的實用價值。目前國內許多獨立學院數學類課程中也增加開設數學建模和數學模型課程,但多數是以選修課形式開設,受益學生范圍較小。數學建模是聯系數學相關理論知識與實際問題的橋梁,數學建模在科技發展中的作用越來越受到數學界、航空界等各界的重視。為了適應當代社會科學技術發展的需要,數學建模已經在大學數學教育中逐步開展,因此,很多高等院校紛紛對基于數學建模教學和競賽的數學類課程進行教學改革。在獨立學院線性代數教學中融入數學建模思想,讓學生感受到線性代數知識不僅能夠為深入學習專業知識提供必要的數學基礎外,還能在實際應用中起到重要作用,同時可以激發學生的學習興趣,提高課程的吸引力。因此,將數學建模思想融入獨立學院線性代數教學中有著十分重要的作用。
二、在獨立學院線性代數教學中融入數學建模思想的途徑
1.將數學建模的思想融入線性代數定義教學中。線性代數中復雜抽象的定義都來源于實際問題,因此,在講授線性代數的定義時可以選取一些生動形象的實際例子來講解定義產生的背景、產生的過程。通過對實際背景問題的提出、分析、歸納和總結過程的引入,使學生感受到由實際問題背景轉化為數學定義的方式和方法,逐步培養學生的數學建模思想。[2]矩陣是線性代數中的一個基本概念,在工程技術、生物技術、金融與生產實踐中有許多問題都與矩陣有著密切的聯系,都需要用矩陣理論來處理。因此在矩陣定義的引入時,可以介紹一些矩陣概念產生的背景。我們可以發現這類問題所涉及的數據都可以用矩形表來表示,這樣的矩形表稱為矩陣。這樣就很自然的引入矩陣的概念。通過實際應用背景介紹線性代數中的定義,學生學習起來更加清晰明了。
2.融合相關學科,提高學生解決實際問題的能力。由于大部分獨立學院學生家庭條件比較優越,這些學生存在一些共同點,他們的學習基礎比較差,因此學習能力、興趣相比普通二本以上院校的學生存在一定的差距,這是造成獨立學院學生的數學基礎兩極分化比較嚴重的原因。因此,在講授線性代數理論知識時,要根據獨立學院學生特點,適當講解與學生相關專業的實際例子,引導學生進行分析,建立簡單的數學模型并求解,得出相關結論。這樣不僅能給學生灌輸數學建模的思想,也能讓學生體會線性代數理論知識能解決專業的實際問題的重要作用。針對不同專業的學生,在講授線性代數實際例子的數學模型時應該有不同的側重點,例如針對經濟管理專業學生,講授矩陣的乘法時,以產品成本為例題;在講授特征值和特征向量的時候,以人口流動為例題。[3]在講授逆矩陣知識時,可以針對不同專業的學生講授與專業相關的例子,例如對計算機專業的學生,我們可以講如何破譯密碼問題的實例,對生物科學專業的學生,我們可以講如何預測動物繁殖問題的實例。
3.在獨立學院線性代教學活動中增加數實驗課。隨著計算機科學技術的飛速發展,很多獨立學院在線性代數教學中增加數學實驗課,提高學生應用數學軟件MATLAB解決線性代數相關問題的能力。在學生基本掌握了線性代數的理論知識、基本方法的前提下,我們可以在教學過程中引入計算機等輔助工具,使一些復雜的計算和推導過程在計算機上使用數學軟件MATLAB得以實現。例如,由于向量組的線性相關性的理論知識相對比較抽象,在講授這些理論知識時,我們可以利用MATLAB數學軟件,結合圖形講解從一維、二維、三維向量逐步推廣到n維向量的線性相關性的各種情形。獨立學院以培養具有綜合素質的新型應用型本科人才為主要辦學目標,因此非常有必要對線性代數這門課程教學方法進行深入改革,加強與和完善線性代數的實驗教學平臺和教學手段,使學生能夠很好地掌握計算機及各種計算機軟件在數學中的應用,增加開設線性代數數學實驗課程。
近年來,很多獨立學院積極參與全國大學生數學建模競賽,同時也取得不少成績。數學建模是綜合運用數學知識、計算機等知識分析、解決實際問題的過程。因此,線性代數的教學改革是勢在必行的,將數學建模思想融入到教學環節中去能提高學生的分析處理問題的能力以及解決實際問題的能力,同時可以培養學生的創新能力。
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