- 科学出版社
- 9787030851154
- 1版
- 2026-06
作者简介
内容简介
当前，我国已迈上现代化建设新征程，交通强国、成渝经济圈等国家战略正深入推进。面对复杂严峻的安全风险，培养高层次安全工程创新人才已成为保障发展与安全、保障国家战略实施的紧迫任务。团队依托多年在安全工程领域隧道火灾及应急救援方向的科研积累与实践成果，将前沿研究转化为系统的教学内容。本教材以“思维方法应用”为核心，全面阐述科研道德与伦理、实验方案设计与数值模拟、科研数据处理与分析、调研报告与学术论文写作。通过构建理论与实践融通的课程体系，着力提升学生的科研实践与创新能力，致力于培养卓越安全工程师。
目录
目录
第1章 科研实践思维与素养 1
1.1 科研实践思维 1
1.1.1 科研实践思维的内涵与基本特征 1
1.1.2 安全工程领域科研实践思维的分类 2
1.1.3 科研实践思维的培养路径 2
1.1.4 科研实践思维在安全工程领域的应用场景 3
1.1.5 科研实践思维中的思政元素融入 4
1.2 科研创新素养 5
1.2.1 科研创新素养的内涵 5
1.2.2 科研创新素养的构成要素 5
1.2.3 科研创新素养在安全工程领域的具体应用 6
1.2.4 科研创新素养的现实价值 7
1.3 科研实践思维与素养培养 8
1.3.1 培养目标 9
1.3.2 培养方法 9
1.3.3 培养路径 10
1.3.4 实施保障 11
1.3.5 在安全工程领域的应用价值 11
1.4 实践创新思维培养 12
1.4.1 实践创新思维的内涵 12
1.4.2 培养方法 12
1.4.3 实施策略 13
1.4.4 实施保障 14
1.4.5 在安全工程中的作用 14
第2章 科研道德与规范 16
2.1 科研工作者 16
2.1.1 科研工作者定义与角色 16
2.1.2 科研工作者的素质要求 17
2.1.3 科研工作者的职业发展 20
2.2 科研道德的核心内涵 22
2.2.1 科研道德规范的核心概念 23
2.2.2 科研伦理问题的类型 25
2.3 科研实践有效监控 27
2.3.1 科研监控的必要性与意义 27
2.3.2 科研实践有效监控的主要内容 29
第3章 科研数据分析与绘图 31
3.1 科研数据统计与处理 31
3.1.1 数据来源与类型 31
3.1.2 科研数据分析步骤 33
3.2 科研数据分析常用方法 35
3.2.1 统计描述分析 35
3.2.2 相关性分析 36
3.2.3 回归分析 37
3.2.4 主成分分析 40
3.2.5 聚类分析 42
3.2.6 SPSS数据处理操作步骤 44
3.3 科研绘图常用软件 46
3.3.1 常用统计分析软件 46
3.3.2 图形绘制工具 48
3.4 典型学术期刊图表绘制 50
3.4.1 图像类型与格式 50
3.4.2 图形类型与适用场景 51
3.4.3 期刊图表要求 53
3.4.4 案例实操 54
第4章 实验型科研实践设计及应用 56
4.1 实验型科研实践计划与方案设计 56
4.1.1 实验目标与科学问题提炼 56
4.1.2 实验方案设计框架 58
4.1.3 实验方案可行性论证 62
4.1.4 实验方案优化 64
4.2 实验型科研实践方案实施 66
4.2.1 标准化实施流程与操作规范 66
4.2.2 典型实验案例实施解析 70
4.3 实验型科研实践数据处理与分析 71
4.3.1 数据处理与分析在火灾实验中的重要性 71
4.3.2 火灾实验中常见的数据类型及其预处理 72
4.3.3 数据清洗方法 74
4.3.4 图像数据处理 75
4.4 实验型科研实践报告撰写 78
第5章 数值模拟型科研实践设计及应用 82
5.1 Fluent数值模拟软件 82
5.1.1 研究需求分析 82
5.1.2 计算流体力学简介及基本原理 83
5.1.3 Fluent论证体系 85
5.1.4 Fluent数值模拟型科研实践方案实施 85
5.2 FDS数值模拟软件 104
5.2.1 FDS基本原理 105
5.2.2 火灾模拟过程 107
5.2.3 全局参数设置 109
5.2.4 建筑结构与布局 112
5.2.5 火源设置 116
5.2.6 输出变量设置 119
5.2.7 CAD向PyroSim的转换 120
5.2.8 FDS数据处理与分析 122
5.3 神经网络数值模拟 125
5.3.1 机器学习介绍 125
5.3.2 神经网络模型概述 126
5.3.3 神经网络结构的具体设计 127
5.3.4 实践操作 128
5.3.5 实践数据处理与分析 133
5.4 Pathfinder 2019数值模拟软件 136
5.4.1 总览 136
5.4.2 工作界面 138
5.4.3 模型绘制 142
5.4.4 创建人员 161
5.4.5 模拟设置 169
5.4.6 模拟结果 173
5.4.7 模型实例 176
第6章 调研报告型科研实践设计及应用 195
6.1 科研思维的核心维度与培养路径 195
6.2 科研调研报告的分类与适用场景 196
6.3 科研调研报告的全流程构建与写作策略 196
6.4 常见挑战与应对策略 198
6.5 未来趋势与持续发展 198
第7章 科研素质培养与实践 200
7.1 典型论文撰写与发表 200
7.1.1 学术论文的核心结构与写作逻辑 200
7.1.2 写作流程 205
7.1.3 学术写作的语言规范与工具 207
7.1.4 期刊选择与投稿流程 212
7.1.5 审稿意见回复与论文修改 217
7.1.6 学术伦理与作者责任 219
7.2 专利撰写与科研成果转化表达 221
7.2.1 专利在科研中的作用与法律基础 221
7.2.2 权利要求书撰写逻辑 222
7.2.3 说明书各部分撰写规范 224
7.2.4 审查意见答复策略 227
7.2.5 科研成果专利化转化路径 228
7.2.6 专利维护与管理 230
7.2.7 常见问题排查与撰写自查清单 231
7.2.8 典型专利案例深度剖析—CN115828403B《一种多分支隧道网络需风量计算系统及解算方法》 232
7.2.9 专利横向对照案例深度分析 237
7.3 科研项目报告撰写 241
7.3.1 撰写前准备 242
7.3.2 横向课题报告与纵向课题报告核心结构对比 243
7.3.3 引言/概述部分的差异化写法 244
7.3.4 方法部分的差异化写法 245
7.3.5 结果与讨论部分的差异化写法 247
7.3.6 图表、公式与“最不利原则”的运用 248
7.3.7 学术与工程语言规范 249
7.3.8 排版与交付标准 250
7.3.9 综合案例分析：横向课题报告与纵向课题报告的典型对照 251
7.3.10 报告撰写自查清单 252
参考文献 254
第1章 科研实践思维与素养 1
1.1 科研实践思维 1
1.1.1 科研实践思维的内涵与基本特征 1
1.1.2 安全工程领域科研实践思维的分类 2
1.1.3 科研实践思维的培养路径 2
1.1.4 科研实践思维在安全工程领域的应用场景 3
1.1.5 科研实践思维中的思政元素融入 4
1.2 科研创新素养 5
1.2.1 科研创新素养的内涵 5
1.2.2 科研创新素养的构成要素 5
1.2.3 科研创新素养在安全工程领域的具体应用 6
1.2.4 科研创新素养的现实价值 7
1.3 科研实践思维与素养培养 8
1.3.1 培养目标 9
1.3.2 培养方法 9
1.3.3 培养路径 10
1.3.4 实施保障 11
1.3.5 在安全工程领域的应用价值 11
1.4 实践创新思维培养 12
1.4.1 实践创新思维的内涵 12
1.4.2 培养方法 12
1.4.3 实施策略 13
1.4.4 实施保障 14
1.4.5 在安全工程中的作用 14
第2章 科研道德与规范 16
2.1 科研工作者 16
2.1.1 科研工作者定义与角色 16
2.1.2 科研工作者的素质要求 17
2.1.3 科研工作者的职业发展 20
2.2 科研道德的核心内涵 22
2.2.1 科研道德规范的核心概念 23
2.2.2 科研伦理问题的类型 25
2.3 科研实践有效监控 27
2.3.1 科研监控的必要性与意义 27
2.3.2 科研实践有效监控的主要内容 29
第3章 科研数据分析与绘图 31
3.1 科研数据统计与处理 31
3.1.1 数据来源与类型 31
3.1.2 科研数据分析步骤 33
3.2 科研数据分析常用方法 35
3.2.1 统计描述分析 35
3.2.2 相关性分析 36
3.2.3 回归分析 37
3.2.4 主成分分析 40
3.2.5 聚类分析 42
3.2.6 SPSS数据处理操作步骤 44
3.3 科研绘图常用软件 46
3.3.1 常用统计分析软件 46
3.3.2 图形绘制工具 48
3.4 典型学术期刊图表绘制 50
3.4.1 图像类型与格式 50
3.4.2 图形类型与适用场景 51
3.4.3 期刊图表要求 53
3.4.4 案例实操 54
第4章 实验型科研实践设计及应用 56
4.1 实验型科研实践计划与方案设计 56
4.1.1 实验目标与科学问题提炼 56
4.1.2 实验方案设计框架 58
4.1.3 实验方案可行性论证 62
4.1.4 实验方案优化 64
4.2 实验型科研实践方案实施 66
4.2.1 标准化实施流程与操作规范 66
4.2.2 典型实验案例实施解析 70
4.3 实验型科研实践数据处理与分析 71
4.3.1 数据处理与分析在火灾实验中的重要性 71
4.3.2 火灾实验中常见的数据类型及其预处理 72
4.3.3 数据清洗方法 74
4.3.4 图像数据处理 75
4.4 实验型科研实践报告撰写 78
第5章 数值模拟型科研实践设计及应用 82
5.1 Fluent数值模拟软件 82
5.1.1 研究需求分析 82
5.1.2 计算流体力学简介及基本原理 83
5.1.3 Fluent论证体系 85
5.1.4 Fluent数值模拟型科研实践方案实施 85
5.2 FDS数值模拟软件 104
5.2.1 FDS基本原理 105
5.2.2 火灾模拟过程 107
5.2.3 全局参数设置 109
5.2.4 建筑结构与布局 112
5.2.5 火源设置 116
5.2.6 输出变量设置 119
5.2.7 CAD向PyroSim的转换 120
5.2.8 FDS数据处理与分析 122
5.3 神经网络数值模拟 125
5.3.1 机器学习介绍 125
5.3.2 神经网络模型概述 126
5.3.3 神经网络结构的具体设计 127
5.3.4 实践操作 128
5.3.5 实践数据处理与分析 133
5.4 Pathfinder 2019数值模拟软件 136
5.4.1 总览 136
5.4.2 工作界面 138
5.4.3 模型绘制 142
5.4.4 创建人员 161
5.4.5 模拟设置 169
5.4.6 模拟结果 173
5.4.7 模型实例 176
第6章 调研报告型科研实践设计及应用 195
6.1 科研思维的核心维度与培养路径 195
6.2 科研调研报告的分类与适用场景 196
6.3 科研调研报告的全流程构建与写作策略 196
6.4 常见挑战与应对策略 198
6.5 未来趋势与持续发展 198
第7章 科研素质培养与实践 200
7.1 典型论文撰写与发表 200
7.1.1 学术论文的核心结构与写作逻辑 200
7.1.2 写作流程 205
7.1.3 学术写作的语言规范与工具 207
7.1.4 期刊选择与投稿流程 212
7.1.5 审稿意见回复与论文修改 217
7.1.6 学术伦理与作者责任 219
7.2 专利撰写与科研成果转化表达 221
7.2.1 专利在科研中的作用与法律基础 221
7.2.2 权利要求书撰写逻辑 222
7.2.3 说明书各部分撰写规范 224
7.2.4 审查意见答复策略 227
7.2.5 科研成果专利化转化路径 228
7.2.6 专利维护与管理 230
7.2.7 常见问题排查与撰写自查清单 231
7.2.8 典型专利案例深度剖析—CN115828403B《一种多分支隧道网络需风量计算系统及解算方法》 232
7.2.9 专利横向对照案例深度分析 237
7.3 科研项目报告撰写 241
7.3.1 撰写前准备 242
7.3.2 横向课题报告与纵向课题报告核心结构对比 243
7.3.3 引言/概述部分的差异化写法 244
7.3.4 方法部分的差异化写法 245
7.3.5 结果与讨论部分的差异化写法 247
7.3.6 图表、公式与“最不利原则”的运用 248
7.3.7 学术与工程语言规范 249
7.3.8 排版与交付标准 250
7.3.9 综合案例分析：横向课题报告与纵向课题报告的典型对照 251
7.3.10 报告撰写自查清单 252
参考文献 254
