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基于任务驱动教学模式培养高中生生物学科学探究能力的实践研究

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基于任务驱动教学模式培养高中生生物学科学探究能力的实践研究

作者：张远琴贵州师范大学

学位级别：硕士

随着课程改革的深入,发展学生的生物学科学探究能力逐渐受到重视,然而当前的生物学课堂教学仍以灌输式教学为主,课堂上很少开展科学探究活动,学生内驱力没有得到很好的激发,这使得在生物学课堂教学中培养学生的科学探究能力难以得到有... 详细信息

随着课程改革的深入,发展学生的生物学科学探究能力逐渐受到重视,然而当前的生物学课堂教学仍以灌输式教学为主,课堂上很少开展科学探究活动,学生内驱力没有得到很好的激发,这使得在生物学课堂教学中培养学生的科学探究能力难以得到有效落实,而任务驱动教学是一种以任务为主线,驱动学生进行探究活动的教学方式,可以满足改善生物学课堂教学以发展学生的科学探究能力的诉求。因此,本研究以此为切入点,运用任务驱动教学模式,通过高中生物学课堂教学实践,以期培养学生的生物学科学探究能力。本研究以云南省某中学为例,采用问卷调查法、访谈法、实验研究法等方法进行研究,主要研究结果如下:(1)学生生物学科学探究能力现状调查研究的结果显示,学生对科学探究的认知不足,许多学生不具备独立开展科学探究活动的能力,尤其是实验设计、实施及反思的能力比较薄弱。(2)教师生物学课堂教学现状访谈结果表明,现阶段的生物学课堂教学中,多数教师主要采取直接讲授的方式进行教学,很少开展科学探究活动,学生的生物学科学探究能力没有得到培养。(3)基于任务驱动教学模式培养学生生物学科学探究能力的实践研究结果表明,实验班的生物学科学探究能力能够得到有效培养。从问卷分析结果来看,实验班学生在探究态度、设计方案、实施方案、证据或数据处理、解释与形成结论、反思评价、合作交流七个维度的能力存在极显著差异(P<0.01),这说明整体上实验班的生物学科学探究能力得到显著的提升。从任务单评价结果来看,实验班学生在设计方案、结果分析、反思评价三个维度上的能力存在极显著差异(P<0.01),这进一步说明实验班学生的生物学科学探究能力得到了提升。从生物成绩对比分析结果来看,对照班学生平均成绩仅进步了1.58分,而实验班进步了5.23分,这说明任务驱动教学模式对学生的成绩有提升效果。从学生访谈结果来看,大部分学生喜欢这种任务驱动教学模式,认为这种教学模式对自己的学习有帮助,能够发展自己的科学探究能力。

关键词：任务驱动教学模式科学探究能力高中生物学

基于AGV的螺栓自动收集转运流水线的设计与应用

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铁道建筑 2024年第5期64卷 163-167页

作者：张远庆铁科(天津)科技有限公司天津301700

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)是智能制造车间的重要载体,其转运路径对车间生产效率有很大影响。本文针对螺栓转运生产线进行数学建模,对螺栓产量、转运路径距离以矩阵形式建立计算表,通过算例分析完成螺栓转运物流量的数... 详细信息

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)是智能制造车间的重要载体,其转运路径对车间生产效率有很大影响。本文针对螺栓转运生产线进行数学建模,对螺栓产量、转运路径距离以矩阵形式建立计算表,通过算例分析完成螺栓转运物流量的数值计算,并以此提供路径优化方向。基于设备及生产车间实际情况,完成螺栓自动收集转运流水线的设计,并进行实践验证。结果表明:AGV转运路径优化后,以AGV收集转运为主,传送带传送、自动倒运装置等设备为辅的自动收集转运流水线基本可以实现螺栓在各工序生产设备间的智能化、自动化收集转运,提高了产品生产率。

关键词：智能车间 AGV 螺栓数学模型流水线路径优化

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基于FMCW雷达微多普勒室内人体感知方法

激光杂志 2024年第09期 70-78页

作者：郭进刘康张远辉中国计量大学机电工程学院

针对室内场景下FMCW雷达在动态感知方面，存在识别静止人体常有丢失目标或与环境中微动物体互相干扰的问题，提出一种基于FMCW雷达微多普勒的人体存在感知的识别方法。首先基于FMCW雷达的采样数据立方体构建RDM(Range Doppler Map),通... 详细信息

针对室内场景下FMCW雷达在动态感知方面，存在识别静止人体常有丢失目标或与环境中微动物体互相干扰的问题，提出一种基于FMCW雷达微多普勒的人体存在感知的识别方法。首先基于FMCW雷达的采样数据立方体构建RDM(Range Doppler Map),通过投影累积的方式计算得出目标所在范围对应的雷达精确距离门子集；然后，基于距离门子集由短时傅里叶变换得到高精度微多普勒时频特征图，从中提取幅值特征，速度中心特征，速度带宽特征等共10个具备实际意义的特征矢量；最后，基于实测数据以支持向量机对不同特征矢量组合进行最优化筛选。实验结果表明，存在一种由其中5个特征矢量组成的最佳组合，使得对室内静止人体、环境扰动、走动人体的整体识别率最高，达到了97.98%,不仅提高了分类模型性能还增强了其可解释性。

关键词：毫米波雷达微多普勒短时傅里叶变换人体感知 SVM

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风电租赁储能参与电能-调频市场竞价策略

电网技术 2024年第5期48卷 1992-2002,I0057,I0054-I0056页

作者：李咸善胡长宇张远航李欣李飞梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002

风电参与市场化竞价运营,可有效激发风电的市场力及其主动租赁储能改善调频性能的积极性,在提升风电运营效益的同时,助力电网的调频调峰,但需解决风储调频性能指标优化及其电能-调频双市场竞价策略协同优化等关键问题。为此,提出了风电... 详细信息

风电参与市场化竞价运营,可有效激发风电的市场力及其主动租赁储能改善调频性能的积极性,在提升风电运营效益的同时,助力电网的调频调峰,但需解决风储调频性能指标优化及其电能-调频双市场竞价策略协同优化等关键问题。为此,提出了风电参与电能-调频市场竞价双层优化模型:上层为双市场多主体竞价出清模型;下层为各主体竞价策略优化模型,响应上层出清结果,优化调整竞价策略,达到各主体效益最大化。下层模型嵌套了考虑风电不确定性的储能运营商与风电集群储能租赁价格/容量主从博弈优化模型。双层模型联合求解,得出最终风电集群租赁储能容量及其双市场竞价策略。算例结果表明,所提方法能够提升风电运营效益,助力电网调频调峰。

关键词：风电集群综合调频性能指标不确定性储能租赁多主体竞价主从博弈两阶段鲁棒优化

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抛丸工艺对60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力的影响

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铁道建筑 2024年第2期64卷 47-49页

作者：张远庆铁科(天津)科技有限公司天津301700

采用不同抛丸时间、抛丸电流的抛丸工艺对高速铁路扣件用弹条原材料(60Si2Mn热轧弹簧钢)进行抛丸,弹丸为粒径0.6~0.7 mm的S230铸钢丸,并通过X射线应力测定仪测量60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力。结果表明:经不同抛丸工艺处理后,热轧弹... 详细信息

采用不同抛丸时间、抛丸电流的抛丸工艺对高速铁路扣件用弹条原材料(60Si2Mn热轧弹簧钢)进行抛丸,弹丸为粒径0.6~0.7 mm的S230铸钢丸,并通过X射线应力测定仪测量60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力。结果表明:经不同抛丸工艺处理后,热轧弹簧钢表面残余应力均为压应力;在抛丸电流相同抛丸时间减小、抛丸时间相同抛丸电流减小两种情况下,残余应力场特征参数(最大残余应力、最大残余应力对应的深度和残余应力影响深度)和半高宽(层深相同时)均减小,抛丸效果变差;抛丸覆盖率100%、抛丸时间16 s、抛丸电流50 A时,残余应力场特征参数和半高宽最大,抛丸效果最好。

关键词：高速铁路扣件 60Si2Mn热轧弹簧钢抛丸工艺抛丸效果残余应力半高宽

基于可见/近红外光谱与化学计量学的杏品种无损鉴别方法

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 44-51页

作者：高峰邢雅阁罗华平张远华郭玲塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300 塔里木大学园艺与林学学院新疆阿拉尔843300 新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300

新疆南疆是全国杏种植面积最大的地区,杏品种繁多。在杏果品市场中,不同品种杏的品质和价格差异较大,以次充好、品质参差不齐等现象严重制约了新疆杏果业的发展。为探究利用可见/近红外光谱快速检测杏品种的可行性,基于样品的可见/近红... 详细信息

新疆南疆是全国杏种植面积最大的地区,杏品种繁多。在杏果品市场中,不同品种杏的品质和价格差异较大,以次充好、品质参差不齐等现象严重制约了新疆杏果业的发展。为探究利用可见/近红外光谱快速检测杏品种的可行性,基于样品的可见/近红外光谱与化学计量学方法,对新疆南疆地区的6个品种杏进行定性判别分析,建立一种杏品种的无损鉴别方法。采用光谱仪采集6个品种杏(“黄杏”、“橄榄杏”、“小白杏”、“小米杏”、“库买提杏”、“小吊干杏”)在350~1 000 nm(VIS/NIR)和1 000~2 500 nm(NIR)两个范围内的光谱数据,去除原始光谱首端的噪声后,对保留的光谱使用Savitzky-Golay(SG)卷积平滑和多元散射校正(MSC)处理以消除光谱存在的干扰信息,采用主成分分析(PCA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、随机蛙跳(RF)、连续投影算法(SPA)对原始光谱降维,结合线性判别法(LDA)、朴素贝叶斯(NB)、 K最近邻(KNN)和支持向量机(SVM)对全光谱和降维后光谱建模对比。结果表明:基于全光谱数据建立的模型有较为准确的分类结果,在VIS/NIR范围,SVM模型分类正确率为95.7%, NIR范围内,LDA模型分类正确率为97.8%;采用PCA、 CARS-SPA、 RF-SPA与SPA方法对光谱数据降维后,模型仍能保持较高的分类精度,在VIS/NIR范围,PCA-LDA模型的分类正确率为97.8%, NIR范围内,RF-SPA-LDA模型的分类正确率高达95.7%。不同模型的结果表明,VIS/NIR范围内的模型分类效果优于NIR范围内模型;4种降维方法中,PCA方法降维效果最优;4种分类器中,LDA与SVM模型的正确率高于NB与KNN模型,更适用于杏品种的鉴别。结果表明,基于VIS/NIR范围光谱结合主成分分析和线性判别法可以实现杏品种的快速无损鉴别,为杏果实的在线分拣鉴定提供了新途径。

关键词：可见光光谱近红外光谱化学计量学杏品种鉴别

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抛丸工艺在弹条原材料表面处理中的应用

铁道建筑 2024年第1期64卷 45-48页

作者：张远庆铁科(天津)科技有限公司天津301700

采用不同弹丸、不同电流的抛丸工艺对原材料进行清理,对抛丸后原材料的表面形貌、粗糙度和清洁度进行观察和测试,并将采用不同抛丸工艺清理后的原材料生产成弹条,对比其疲劳性能。结果表明:采用铸钢丸清理的原材料表面形貌和粗糙度均优... 详细信息

采用不同弹丸、不同电流的抛丸工艺对原材料进行清理,对抛丸后原材料的表面形貌、粗糙度和清洁度进行观察和测试,并将采用不同抛丸工艺清理后的原材料生产成弹条,对比其疲劳性能。结果表明:采用铸钢丸清理的原材料表面形貌和粗糙度均优于采用钢丝切丸清理的;弹丸、输送速度相同时,随着抛丸电流增加,抛丸后原材料表面粗糙度逐渐增加;不同抛丸工艺均可以清理掉原材料表面氧化铁皮;弹丸相同时,随抛丸电流增加,总体上抛丸后原材料表面清理等级提高,后续生产弹条过程中掉落的氧化铁皮减少;铸钢丸的清理效果整体上优于钢丝切丸,故采用铸钢丸清理的原材料生产的弹条具有更好的抗疲劳性能。原材料抛丸前须要合理选择弹丸,在考虑损耗的基础上,应尽量选取表面圆润、形状规则的弹丸,以免在原材料表面形成带尖锐棱角的凹坑等缺陷,进而影响到弹条的疲劳寿命。

关键词：弹条原材料弹丸抛丸工艺表面形貌表面粗糙度表面清理等级疲劳性能

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基于FMCW雷达的多目标生命体征信号检测

计量学报 2024年第1期45卷 112-120页

作者：潘良刘康张远辉中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018

应用雷达在复杂场景下检测生命体征时,为了解决现有的多人体目标检测和干扰滤除以及心跳信号干扰滤除的问题,提出了一种应用调频连续波(FMCW)雷达检测多目标生命体征信号的方法。首先,介绍了雷达检测原理与信号模型,阐述了整个雷达信号... 详细信息

应用雷达在复杂场景下检测生命体征时,为了解决现有的多人体目标检测和干扰滤除以及心跳信号干扰滤除的问题,提出了一种应用调频连续波(FMCW)雷达检测多目标生命体征信号的方法。首先,介绍了雷达检测原理与信号模型,阐述了整个雷达信号的处理流程,即多目标距离单元检测、相位提取、生命体征信号提取。其中在多目标距离检测过程中,提出1种改进的单元平均恒虚警率(CA-CFAR)算法,该方法具有自适应检测门限特点的同时,解决了传统CA-CFAR算法目标附近距离门重复检测的问题,实现多目标检测;在生命体征信号提取过程中,运用自动多尺度峰值检测(AMPD)算法估计呼吸率与心率,过滤无效的波峰干扰,提高对心跳检测的鲁棒性。最后,通过多组测试,相较于常用的频谱分析估算方法,呼吸速率和心率检测的平均误差率分别降低了3.67%和3.31%,验证了所提方法的可行性和准确性。

关键词：生命体征检测非接触测量调频连续波雷达自动多尺度峰值检测心率呼吸速率

乳酸类合成子构建的四连接螺旋手性配位聚合物的合成、结构和光催化性质

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无机化学学报 2024年第2期40卷 336-344页

作者：徐中轩吴俊张远婷武梦杰河池学院广西蚕桑生态学与智能化技术应用重点实验室河池546300 河池学院广西现代蚕桑丝绸协同创新中心河池546300 遵义师范学院化学化工学院遵义563002

通过乳酸衍生物和3-溴-4-羟基苯甲酸的组合得到对映体3-溴-4-(((1R)-1-羧基乙基)氧基)苯甲酸(R-H_(2)bba)和3-溴-4-(((1S)-1-羧基乙基)氧基)苯甲酸(S-H_(2)bba)。以其为手性合成子在水热条件下分别与1,3-二(吡啶-4-基)丙烷(1,3-dpp)和Ni... 详细信息

通过乳酸衍生物和3-溴-4-羟基苯甲酸的组合得到对映体3-溴-4-(((1R)-1-羧基乙基)氧基)苯甲酸(R-H_(2)bba)和3-溴-4-(((1S)-1-羧基乙基)氧基)苯甲酸(S-H_(2)bba)。以其为手性合成子在水热条件下分别与1,3-二(吡啶-4-基)丙烷(1,3-dpp)和Ni^(2+)反应,构建了对映手性配位聚合物{[Ni(R-bba)(1,3-dpp)(H_(2)O)_(0.5)]·1.5H_(2)O}_(n)(HU12-R)和{[Ni(S-bba)(1,3-dpp)(H_(2)O)_(0.5)]·1.5H_(2)O}_(n)(HU12-S)。结构分析揭示HU12-R和HU12-S是具有dia网络特征的三维螺旋骨架。在骨架中,阴离子配体R-bba^(2-)和S-bba^(2-)分别与Ni^(2+)中心连接在一起围绕2,螺旋轴得到一对小的对映螺旋链,而1,3-dpp与Ni^(2+)中心则围绕4_(1)螺旋轴构建出另外一对大的对映螺旋链。电化学测试显示HU12-R属n型半导体,具有低阻抗性质,对紫外可见光有很强的吸收能力。进一步光催化实验证实在紫外光照射下所得配合物对染料降解有明显催化效果。

关键词：手性配合物乳酸合成子 dia型网络螺旋结构光催化活性