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山西运城农村产业融合发展研究

山西运城农村产业融合发展研究

作者：周霈武汉轻工大学

学位级别：硕士

基于夹层多模光纤MZI传感器的人体心率与呼吸率监测研究

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基于夹层多模光纤MZI传感器的人体心率与呼吸率监测研究

作者：周富民重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,人类对于心脏病与睡眠呼吸暂停综合征疾病的关注度越来越高,这些疾病与人体心率（HR）与呼吸率（RR）息息相关。能够有效准确地对人体HR与RR进行监测成为当前一个热门的研究话题。现在被使用的人体HR与RR的检测设备主要为电学类... 详细信息

近年来,人类对于心脏病与睡眠呼吸暂停综合征疾病的关注度越来越高,这些疾病与人体心率（HR）与呼吸率（RR）息息相关。能够有效准确地对人体HR与RR进行监测成为当前一个热门的研究话题。现在被使用的人体HR与RR的检测设备主要为电学类传感器,这些设备通常都是接触式的,在对使用者监测的过程中,需要与使用者的皮肤进行直接接触,这大大的降低了使用者的舒适度,并且很大情况下会导致测量的结果与日常不符。同时这类设备的抗电磁干扰能力差,容易引入电磁噪声,这将会增加测量难度。基于床垫式的光纤传感器虽然可以避免上述问题,但是由于嵌入进床垫中导致光纤传感器的灵敏度太低,并且使用者要躺在床上才可以进行监测。因此,可穿戴式光纤传感器被逐渐应用于人体HR和RR监测领域。其中,光纤马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）因为其制作简单,灵敏度高等原因被广泛制作成可穿戴设备。本论文设计了一种可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器,并将其应用在人体HR与RR的监测研究中。本论文的主要内容如下:（1）详细介绍了夹层多模光纤MZI传感器的结构和工作原理。在Comsol仿真软件中分析渐变型多模光纤（graded-index multimode fiber,GIMMF）的纤芯传输模式LP-LP,采用Rsoft仿真软件计算不同长度的阶跃多模光纤（stepped index-multimode fiber,SIMMF）以及GIMMF对光纤传输光谱的影响,最终将SIMMF与GIMMF的长度设置为2 mm与2 cm。使用微弯变形器对夹层多模光纤MZI传感器进行封装用来提高压力灵敏度以及保护光纤,将微弯变形器的微弯间距Λ与微弯数量N分别设置为1 mm与18用来获得更高的灵敏度,并对封装后的夹层多模光纤MZI传感器的压力灵敏度进行了分析。（2）使用高精度光纤切割装置与光纤熔接机制作了夹层多模光纤MZI传感器。通过实验研究了夹层多模光纤MZI传感器的曲率与应变灵敏度,最大灵敏度分别为-21.75 d B/m和0.00135 d B/με,得出了对曲率响应度高的结论,因此可以通过加入微弯变形器使夹层多模光纤MZI传感器的性能得到提升。使用硅胶管、紫外胶水、非弹性材料魔术贴制备了微弯变形器,并通过魔术贴实现与可穿戴式胸带集成。对封装完成后的夹层多模光纤MZI微弯传感器进行微压力实验,得到了约98 d B/N微压力灵敏度,实验结果表明夹层多模光纤MZI微弯传感器非常适合测量微压力的生理信号。例如心跳信号、心冲击图（BCG）信号以及呼吸信号。（3）将可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器放置在心尖搏动区,去获得心跳信号,BCG信号以及呼吸信号。实验针对了5名男性和5名女性受试者分别在坐、站以及躺着的姿势下进行监测实验,使用平均误差（ME）、平均绝对误差（MAE）和平均绝对百分比误差（MAPE）以及它们所对应的标准差对实验误差进行了分析,结果均符合ANSI/AAMI EC13-2002标准。将所有HR数据进行了汇总并计算ME、MAE、MAPE以及其对应的标准差用来与市面上的其他设备进行对比分析,可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器的参数分别为-0.1±5.3 bpm、3.8±3.7 bpm以及4.9±4.9 bpm,均要高于市面上所认可的对比设备。计算出总体的HR与RR的Pearson系数为0.92与0.90,这意味着可穿戴式夹层多模光纤微弯MZI传感器达到了医疗设备的水平。并且发现对不同性别的受试者在不同姿势下进行监测时,HR的值会有所差异,具体体现为男性的HR会比女性的低;坐着姿势下的HR要低于站着的时候,并且高于躺着的时候。除此之外,可穿戴式夹层多模光纤MZI微弯传感器还能够测量BCG信号,对BCG信号的波形进行了分析,发现I、J和K特征峰均可以被识别,并且部分的数据中成功测量出F～N波,这表明传感器的灵敏度非常高,并且其准确度及一致性均符合标准。

关键词：夹层多模光纤MZI 微弯传感器心率呼吸率心冲击图

基于项目式教学培养高一学生“科学探究与创新意识”素养的实践研究 ——以“覆铜板蚀刻实验及废液循环利用”为例

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基于项目式教学培养高一学生“科学探究与创新意识”素养的实践研...

作者：周快黄冈师范学院

学位级别：硕士

新时代对创新型人才需求逐渐增加,而在高中化学教学中,培养创新型人才,需要提高“科学探究与创新意识”的核心素养。化学以实验为基础,传统教学缺乏互动性和实践环节,难以帮助学生在实践过程中巩固知识点、提高实验探究能力和化学思维,... 详细信息

新时代对创新型人才需求逐渐增加,而在高中化学教学中,培养创新型人才,需要提高“科学探究与创新意识”的核心素养。化学以实验为基础,传统教学缺乏互动性和实践环节,难以帮助学生在实践过程中巩固知识点、提高实验探究能力和化学思维,更难提升学科核心素养水平。项目式教学因为情境真实、形式多样、能赋予学生更大主动权等特点,且能有效关联化学实验教学,成为了教师教学和学者研究的热点。通过在中国知网和万方等文献检索平台收集并整理文献发现,“科学探究与创新意识”核心素养各水平的形成和学生的实验探究能力有关,培养实验探究能力需要采用完整的综合性探究实验;项目式教学培养学生“实验探究能力和科学探究与创新意识”核心素养具有可行性,但需要确定实验探究的方向和具体的内容。由此提出需研究的三个问题:(1)是否有必要在高一年级学生中采用项目式教学,培养其“科学探究与创新意识”核心素养?(2)培养“科学探究与创新意识”核心素养的项目式教学有怎样的设计要求?(3)项目式教学对学生有怎样的积极影响,对“科学探究与创新意识”核心素养的提升是否有效?本研究针对高一年级学生设计了问卷,调查学生的学习状态和心理状态,问卷分析发现,大多数学生因为初中接受的传统教学而被扼杀了学习化学的主动性,但仍对化学实验感兴趣,可以通过项目式教学进行引导。基于情境认知理论、OBE教学理念和STEM教学理论,提出了高一项目式教学的设计原则,并以此为据,对“覆铜板的蚀刻实验”进行了以下改进:(1)确定了以工业大生产和三废处理作为主的探究方向,体现绿色循环的化学思想,培养学生的环保意识和责任感,以可持续发展观念促进化学教育的现代化;(2)增加了选择蚀刻方案、探究反应机理、定量检测、废液回收循环利用等环节,深化学生对化学知识的理解,提高学生问题解决能力;(3)结合STEM的教学理念,添加“自制简易定量检测设备”环节,增强学生的实践能力和动手能力,为培养创新精神提供动力。完善并创新为“覆铜板蚀刻实验及废液循环利用”项目式教学。通过实验研究法,在M市某中学开展这一项目,选取两个班级分别作为实验班和对照班。实验班开展“覆铜板蚀刻实验及废液循环利用”项目式教学,对照班开展传统教学“覆铜板的蚀刻实验”,并以“科学探究与创新意识”核心素养各水平为标准,设计了前、后测试卷及延后测试卷。通过对两个班学生测试卷得分情况分析发现,在项目实施前,两班“科学探究与创新意识”核心素养水平相当,可以作为实验对象;开展教学实验后,后测中实验班总分均分比对照班高6.52分,“科学探究与创新意识”核心素养显著性提高;在一个月后的延后测中,实验班总分均分仍比对照班高出8.78分,保持了“科学探究与创新意识”核心素养全方面水平的提高,进一步证明了,项目式教学提高学生“科学探究与创新意识”核心素养具有显著性和持续性的特点。通过梳理文献,分析问卷调查结果和访谈内容,结合前后测与延后测中学生的得分情况,得出结论:(1)高一年级学生的“科学探究与创新意识”核心素养的实践与基础知识的认知存在偏差,有必要采用项目式教学开展实验教学;(2)设计项目式教学,应该把所需培养的核心素养化整为零,融入到整个项目中,保证内容的趣味性和挑战性,突出问题的批判性和创新性,体现实验的设计感和操作感,兼顾评价的严谨性和多角度;(3)经过项目式教学,学生“科学探究与创新意识”水平一至水平三能迅速得到提高,但水平四在短期内的提升效果不明显,经过一段时间的培养和训练后,才能显现出明显提高。

关键词：科学探究创新意识项目式教学核心素养绿色化学化学实验教学

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罗萨琳·图雷克《巴赫演奏指南》的教学研究

罗萨琳·图雷克《巴赫演奏指南》的教学研究

作者：周柏杨西安音乐学院

学位级别：硕士

基于视觉的固定翼飞行器着陆阶段跑道识别方法研究

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基于视觉的固定翼飞行器着陆阶段跑道识别方法研究

作者：胡宇周中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

视觉信息对于固定翼飞机的进近和最终着陆非常重要,无论是对于遥控飞行或者自主着陆,视觉信息往往是决定飞行器最终是否能够安全着陆的关键。当前,得益于计算机算力的迅猛增长,计算硬件效率提升,以及深度模型的快速迭代,计算机视觉技术... 详细信息

视觉信息对于固定翼飞机的进近和最终着陆非常重要,无论是对于遥控飞行或者自主着陆,视觉信息往往是决定飞行器最终是否能够安全着陆的关键。当前,得益于计算机算力的迅猛增长,计算硬件效率提升,以及深度模型的快速迭代,计算机视觉技术也得到了前所未有的发展,而其在视觉导航领域的应用也逐渐成为现实。基于神经网络的深度视觉识别模型能够完成各种复杂任务,通过设计模型和调整参数,并最终使用合适数据集对模型进行训练,便可以得到能够准确识别特定特征的深度模型。本文主要研究针对固定翼飞机基于视觉的跑道识别方法,对图像进行跑道特征的识别,并对飞机的相对位置姿态进行估算。本文的研究工作分为:(1)对当前已有的跑道识别方法进行分类研究,分析传统识别算法与基于深度模型的识别方法的核心思想,对其步骤原理进行分析,概括各类算法的优势与不足。(2)研究使用深度模型对跑道进行识别的方法,提出一种基于视觉的跑道识别算法,可以提取出输入图像中的跑道特征信息。由于缺乏现成的跑道数据集,本文所使用的自建跑道数据集,是通过Microsoft Flight Simulator 2020模拟平台进行图像提取,使用Label Me标注软件进行跑道特征的标注,最终建成可供深度模型训练的跑道数据集。(3)研究Mobile Net V3网络结构,并对其LRASPP模块进行改造,使其在训练过后能够同时输出跑道特征区域的语义分割和跑道特征线的概率分布图,这个模型称作ERFE(Efficient Runway Feature Extractor)。对于ERFE输出的概率分布图,本文使用了一种带权重的回归算法对跑道特征线进行重构,使特征线能够被抽象化。为了量化抽象化过后的线条与标记线条之间的误差,本文使用了一种在标注线段方向上的积分算法来计算误差。(4)对于已经抽象化得到的特征线条,本文将利用基于PNP(Perspective-N-Point)算法的方法对飞机三维姿态和三维位置进行估算,或者在缺乏足够跑道特征的情况下解算三维姿态和二维位置,并设计RVC(Runway Visual Calibratoin)算法对飞机位姿参数进行校准。

关键词：视觉导航神经网络跑道识别位姿估计自动着陆

基于单细胞和空间组学的SARS-CoV-2感染后人肺组织成纤维细胞转录特征的研究

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基于单细胞和空间组学的SARS-CoV-2感染后人肺组织成纤维细胞转录...

作者：董钦周吉林大学

学位级别：硕士

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)导致新冠肺炎,其大流行对全球公共卫生安全造成危害。并发症可导致严重肺炎和急性呼吸窘迫综合征,对老年和有基础疾病的人群尤为严重。传... 详细信息

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)导致新冠肺炎,其大流行对全球公共卫生安全造成危害。并发症可导致严重肺炎和急性呼吸窘迫综合征,对老年和有基础疾病的人群尤为严重。传统转录组测序产物是测序状态下所有转录出的m RNA总和,不能在数据中分析特定细胞群的转录特征。而单细胞转录组测序精确到单个细胞的分辨率,可用于观测特定细胞群在宿主免疫反应激活时细胞分化状态及基因表达改变,识别未知的细胞类型或状态。空间转录组在此基础上添加了基因表达的空间信息,揭示了细胞的空间异质性。目前针对SARS-CoV-2感染的研究中,大多都集中免疫细胞,或支气管肺泡灌洗液及外周血单核细胞。炎症性疾病中靶向免疫细胞不可避免地会损害对感染的免疫反应,但靶向包括成纤维细胞在内的基质细胞可能会规避免疫抑制,同时消除受累组织的病理学。结合单细胞空间组学,可以探究SARS-CoV-2感染后成纤维细胞群状态功能以及在组织空间的变化,靶向成纤维细胞治疗可为耐药患者的常规免疫抑制治疗提供新思路。本文建立了一种机器学习优化框架以整合分析空间转录组数据与单细胞转录组数据。将预先识别的单细胞数据集通过将每个空间转录组学像素拟合为单个细胞类型的线性组合来创建细胞类型的空间图谱。通过拟合统计模型来估计每个像素的每种细胞类型的比例,但数据量多时计算量过大导致耗时过长,且占用内存资源。建立了一种基于Fletcher-Reeves共轭梯度法用于空间像素中的基因平均值的预测的优化框架,通过迭代地更新参数的方式来从梯度向量中获取模型优化信息,该方法具有步收敛性,在每次迭代中通过一个修正因子来使共轭方向相互正交,从而加快收敛速度,减少所需计算资源。本文绘制了SARS-CoV-2感染前后人肺组织的单细胞图谱,通过无偏聚类构建成纤维细胞分化谱系。确定了成纤维细胞被SARS-CoV-2刺激后部分激活并调节免疫反应,通过非线性降维和流形学习方法验证分化状态。构建蛋白互作网络筛选出活化成纤维细胞枢纽基因APOE,且在空间转录组数据中验证,为鉴定成纤维细胞活化状态提供潜在标志物。确定了活化成纤维细胞中具有免疫募集能力的亚群IR-fibro,转录特征验证其免疫募集能力。量化代谢活性,确定感染后提高脂质代谢,其中IR-fibro提升最为显著。基于共表达和DNA模基序分析推断基因调控网络,识别驱动成纤维细胞向IR-fibro分化的主调控子SPI1。通过基于概率的cellchat算法确定了感染后细胞通信次数更高,且成纤维细胞被上游细胞如巨噬细胞和单核细胞经代谢通路影响,作为分泌细胞经免疫炎症相关通路作用于巨噬细胞。优化了机器学习模型,优化后模型计算效能更佳。通过泊松分布的最大似然估计方法,绘制了感染前后空间图谱。新冠肺炎患者的肺组织中成纤维细胞与巨噬细胞存在相邻分布,IR-fibro亚群集中于仅在感染后出现的支气管相关淋巴组织,少量分布在免疫浸润区域。结论:1.建立了一种基于Fletcher-Reeves共轭梯度法用于空间像素中的基因平均值的预测的优化框架,通过迭代地更新参数的方式来从梯度向量中获取模型优化信息。相同收敛精度和下降步长条件下,优化后收敛所需要的迭代次数显著减少,提升计算效能,减少计算资源。***-CoV-2感染前后人肺成纤维细胞存在转录异质性,部分被激活分化为有免疫调节功能的活化成纤维细胞,为鉴定成纤维细胞活化状态提供潜在标志物APOE。3.活化成纤维细胞在SARS-CoV-2感染后提高脂质代谢,其中IR-fibro亚群与脂质代谢密切相关。识别SPI1作为驱动成纤维细胞向具有免疫募集能力的IR-fibro亚群分化的主调控子,为COVID-19治疗提供新靶点,且治疗中结合调节脂质代谢辅助治疗可能有更好的效果。***-CoV-2感染后细胞通讯更强,上游细胞通过代谢通路作用于成纤维细胞,成纤维细胞通过免疫炎症通路影响巨噬细胞。IR-fibro亚群聚集于仅在病毒感染后出现的支气管相关淋巴组织区域,少量存在于免疫浸润区域。

关键词：单细胞转录组空间转录组严重急性呼吸综合征冠状病毒2型成纤维细胞共轭梯度法

基于离散Pt金属大环主客体分子识别构筑的功能化轮烷

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基于离散Pt金属大环主客体分子识别构筑的功能化轮烷

作者：周薏西北师范大学

学位级别：硕士

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大思政视域下跨学科大概念引领的教学范式

思想政治课教学 2024年第5期5卷 31-34页

作者：周荷秀江苏省太仓市教师发展中心

跨学科大概念教学是大思政课落地的优秀载体,通过跨学科教学案例的解读,聚焦“大思政”的“课程”属性,以跨学科大概念为教学锚点,可以优化跨学科协同育人路径。首先,挖掘共通性育人大素养,靶准跨学科的目标定位;其次,凝练跨学科大概念... 详细信息

跨学科大概念教学是大思政课落地的优秀载体,通过跨学科教学案例的解读,聚焦“大思政”的“课程”属性,以跨学科大概念为教学锚点,可以优化跨学科协同育人路径。首先,挖掘共通性育人大素养,靶准跨学科的目标定位;其次,凝练跨学科大概念,统整跨学科的思维高度;再次,构建项目式、主题情境式大单元,创新跨学科的实施路径;最后,设计课堂观察大评价量表,评定跨学科的素养达成,最终形成“大思政”视域下跨学科教学的优秀“范式”。

关键词：大思政跨学科大概念教学范式协同育人

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成都市W区中小学校园突发事件应急管理研究

成都市W区中小学校园突发事件应急管理研究

作者：周邱瑶四川师范大学

学位级别：硕士