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科学高阶思维的本质探寻与分层解构

远程教育杂志 2024年第3期42卷 41-51页

作者：詹泽慧李通德华南师范大学教育信息技术学院广东广州510000

科学高阶思维作为科学素养的核心要素,是科学教育与科技创新人才培养的重要内容。基于此,研究通过探寻科学高阶思维的本质,论证了思维结构的系统性、思维发展的层次性、思维表征的间接性、思维方式的学科取向性,进而演绎出基础思维方式... 详细信息

科学高阶思维作为科学素养的核心要素,是科学教育与科技创新人才培养的重要内容。基于此,研究通过探寻科学高阶思维的本质,论证了思维结构的系统性、思维发展的层次性、思维表征的间接性、思维方式的学科取向性,进而演绎出基础思维方式,经由学科通达至高阶思维的发展路径,构建了思维发展的BDH层级框架。科学高阶思维可解构为科学推理、科学论证、科学建模三项关键维度,其所蕴含的各项基础思维方式需在科学探究实践中逐步达成。在深入理解三种科学高阶思维的内涵后,研究提取出24种基础思维方式,其中通用类10种、推理类5种、论证类5种、建模类4种。最后,研究构建了科学高阶思维实践发展模型,并以学科内容“水循环”为例,展示了基于“5E”教学模式,将学科内容与基础思维方式有效融合的具体实践探究过程,阐释了以基础思维方式作为基本单元的科学高阶思维培养过程和设计范式。

关键词：高阶思维科学高阶思维科学教育科学实践

基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机在线参数辨识

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西南交通大学学报 2024年第4期59卷 776-785页

作者：丰富胡海林钟德鸣杨杰江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000 磁浮技术铁路行业重点实验室上海710072

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根... 详细信息

由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根据考虑动态边端效应的直线感应电机T型等效电路,建立双参数变化的电机状态空间方程,并分析参数变化及耦合特性对电机极点影响;其次,为减小参数耦合对辨识精度的影响,建立双参数互联的低耦合辨识模型,完成互联型全阶自适应观测器设计,采用Popov超稳定性理论推导励磁电感和次级电阻在线辨识的自适应律,实现双参数在线辨识;然后,为提高观测器的稳定性和收敛速度,结合新型极点配置法完成反馈增益矩阵的推导与设计;最后,搭建仿真模型和硬件在环辨识模型进行实验验证.结果表明:新型全阶自适应观测器在启动加速阶段时励磁电感和损耗电阻辨识误差在0.01%左右;在负载动态时损耗电阻辨识误差在0.03%左右.

关键词：直线感应电机全阶观测器参数辨识极点配置

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基于博弈解析的智能电网实时定价策略

系统工程理论与实践 2024年

作者：屈德强李军祥王溪上海理工大学管理学院

社会福利最大化实时定价机制被认为是对供需双方都公平的价格型需求侧管理策略. 以往的研究或是基于数值算法难以揭示背后机理，或是虽然给出解析结果但不能反映供需双方的主从博弈特征或不能有效反映电价和供需关系的关联性. 为此， ... 详细信息

社会福利最大化实时定价机制被认为是对供需双方都公平的价格型需求侧管理策略. 以往的研究或是基于数值算法难以揭示背后机理，或是虽然给出解析结果但不能反映供需双方的主从博弈特征或不能有效反映电价和供需关系的关联性. 为此，本文基于市场供需基本原理，刻画电价和供需关系关联性，据此建立主从博弈模型并用逆向归纳法进行解析，解析结果可用于设计相应的电价动态调控策略. 此外，本文给出刻画用户用电满意度的效用函数的构造范式，弥补了其缺乏理论依据的不足. 数值模拟表明电价调控因子存在阈值，具体实践中应结合具体目标确定其最优值. 本文为通过调控电价引导用户消费行为的供电商的经营决策提供了有益管理启示.

关键词：需求响应实时定价定价函数主从博弈逆向归纳法

黏土载体和沉淀时间对高进水COD废水培养好氧颗粒污泥的影响

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干旱区资源与环境 2024年第4期38卷 121-128页

作者：肖飞王世民赵峰德塔里木大学水利与建筑工程学院阿拉尔843300

南疆地区农业灌溉发达,浇施的养殖废水中含有较高浓度COD,易污染地表水,研究可降解高COD浓度的污水处理技术显得尤为重要。在高径比(R_(H/D))为3.125的序批式反应器(SBR)内接种活性污泥,以人工配制的高浓度COD为进水,分析污泥颗粒化过... 详细信息

南疆地区农业灌溉发达,浇施的养殖废水中含有较高浓度COD,易污染地表水,研究可降解高COD浓度的污水处理技术显得尤为重要。在高径比(R_(H/D))为3.125的序批式反应器(SBR)内接种活性污泥,以人工配制的高浓度COD为进水,分析污泥颗粒化过程中污泥形态、污染物去除性能及不同阶段微生物菌群的变化规律。结果表明:施加黏土载体后,待好氧颗粒污泥稳定时MLSS为2700mg/L,SVI_(5)、SVI_(30)均在40.12mL/g以下,颗粒呈橙黄褐色的稻壳状,平均粒径为414μm,内部结构为丝状菌骨架;对废水中COD、TP、NH_(4)^(+)-N平均去除率分别为91.12%、90.77%和81.20%;具有脱氮除磷能力的菌属有动胶菌属(Zoogloea)、黄杆菌属(Flavobacterium)、梭菌属(Fusibacter)和陶厄氏菌属(Thauera),相对丰度分别为49.95%、11.52%、2.25%和2.67%。采用以黏土为载体的方式,既解决了直接在高进水COD浓度下启动颗粒污泥的难题,又能富集不同类型的微生物菌群进行脱氮除磷,对养殖废水的处理具有借鉴意义。

关键词：好氧颗粒污泥 SBR 黏土载体除污性能养殖废水

公司战略与社会保障缴费:基于资源基础观的分析

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中国软科学 2024年第S1期 243-250页

作者：郭磊王雅文牛德强同济大学经济与管理学院中国海洋大学经济学院

战略管理与社保缴费的文献较少将二者联系起来。基于资源基础观，提出公司战略通过成本效应、激励效应和避险效应影响社保缴费，以2007—2018年A股上市公司为样本，以企业基本养老保险缴费为例实证检验。结果显示：公司战略越趋于进攻... 详细信息

战略管理与社保缴费的文献较少将二者联系起来。基于资源基础观，提出公司战略通过成本效应、激励效应和避险效应影响社保缴费，以2007—2018年A股上市公司为样本，以企业基本养老保险缴费为例实证检验。结果显示：公司战略越趋于进攻社保缴费越高，这种关系在工资较高、人数较多和资产规模较大的企业中更强，安慰剂检验和工具变量检验显示结果稳健，这表明公司战略影响社保缴费的激励效应和避险效应超过了成本效应。进一步研究表明：进攻型战略匹配较高社保缴费，有助于减弱社保缴费对企业绩效的不利影响。研究结果丰富了战略管理和社保缴费的研究，有助于政府优化社保政策和企业结合战略制定缴费决策。

关键词：基本养老保险成本效应激励效应避险效应

一类幂函数的c-差分性质及其(−1)-差分谱

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密码学报（中英文） 2024年第2期11卷 371-386页

作者：谭先彤阎昊德西南交通大学数学学院成都610031

差分攻击是攻击迭代分组密码最有效的方法之一.密码算法抵抗差分攻击的能力与其采用的密码函数抵抗差分攻击的能力密切相关,而后者可以用差分均匀度来衡量.密码函数的差分均匀度越小,其抵抗差分攻击的能力就越强.为了抵抗差分攻击,分组... 详细信息

差分攻击是攻击迭代分组密码最有效的方法之一.密码算法抵抗差分攻击的能力与其采用的密码函数抵抗差分攻击的能力密切相关,而后者可以用差分均匀度来衡量.密码函数的差分均匀度越小,其抵抗差分攻击的能力就越强.为了抵抗差分攻击,分组密码算法中的核心部件S盒(S-boxes)应该具有较低的差分均匀度.同时,具有低差分均匀度的密码函数在编码理论、组合设计等领域中有着广泛的应用.乘法差分攻击作为差分攻击的推广被提出,密码函数抵抗乘法差分攻击的能力用其c-差分均匀度反映.本文主要研究了有限域Fpn上幂函数x^(p^(n)+3)/2的c-差分性质,这里p是奇素数,n是正整数.对于一般的c≠±1,本文给出了这类幂函数的c-差分均匀度的上界,并针对c=−1求解了其c-差分谱.

关键词：幂函数 c-差分均匀度 c-差分谱特征和

一种分子运动和碰撞双重网格DSMC方法研究

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计算力学学报 2024年第3期41卷 550-555页

作者：刘传瑞王学德南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

基于非结构网格与直角网格相结合的策略,提出一种分子运动和碰撞双重网格DSMC实现方法。通过分子的位置坐标信息,实现运动网格与碰撞网格信息交互,从而结合非结构网格的贴体性和直角网格易于控制子网格数量的优点,同时提出并实现了基于... 详细信息

基于非结构网格与直角网格相结合的策略,提出一种分子运动和碰撞双重网格DSMC实现方法。通过分子的位置坐标信息,实现运动网格与碰撞网格信息交互,从而结合非结构网格的贴体性和直角网格易于控制子网格数量的优点,同时提出并实现了基于MCS自适应的动态子网格技术以有效限制分子平均碰撞距离,提高了DSMC方法的通用性和计算精度。通过对超声速圆柱绕流和扩张管道的数值模拟,验证该方法的有效性和高精度性。数值结果表明,本文提出的基于分子运动和碰撞双重网格的DSMC方法提高了流场的分辨率,且通过基于MCS自适应的动态子网格技术,有效地降低了流场的平均碰撞距离,提高了碰撞质量和计算精度。

关键词：双重网格直接模拟蒙特卡洛平均碰撞距离静态子网格技术自适应动态子网格技术

黔中喀斯特地区马尾松群落主要物种种间联结、生态位及群落稳定性特征

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生态学报 2024年第10期44卷 4353-4367页

作者：雷德芳王志杰贵州大学生命科学学院贵阳550025

研究群落内主要物种的种间联结、生态位宽度与重叠及群落稳定性,能够了解群落结构及优势物种的资源利用习性,对森林经营管理和植被恢复与重建具有重要的意义。基于黔中喀斯特山地贵阳市乌当区2021年7月的马尾松群落调查数据,采用方差比... 详细信息

研究群落内主要物种的种间联结、生态位宽度与重叠及群落稳定性,能够了解群落结构及优势物种的资源利用习性,对森林经营管理和植被恢复与重建具有重要的意义。基于黔中喀斯特山地贵阳市乌当区2021年7月的马尾松群落调查数据,采用方差比率法(VR)、χ~2检验、Spearman秩相关检验、Levins生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数和***稳定性等方法,对该群落主要物种的种间联结、生态位及群落稳定性进行分析。结果表明:该群落乔木层、灌木层和草本层主要物种间的总体关联性均呈不显著正关联,66.67%—80.95%的种对均无显著关联,种间关联较松散且相关性较弱,各物种间呈独立分布格局;马尾松的重要值和生态位宽度最大(为20.78),与伴生物种间均存在生态位重叠;群落整体及各垂直层次的稳定性均远离20/80,处于不稳定状态。因此,在喀斯特山地生态恢复和保护工作中,应优先选择生态习性和生物学特性相近的物种,合理调整植被组成以维持种间平衡,提高群落稳定性。

关键词：马尾松群落种间联结生态位群落稳定性喀斯特山地城市

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基于内聚力模型数值算法的无砟道床变形与损伤分析

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铁道学报 2024年第9期46卷 139-147页

作者：严道斌石梓煊许玉德同济大学道路与交通工程教育部重点实验室同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室

针对高速铁路无砟道床层间黏结数值模拟问题，推导混合断裂模式双线性内聚力模型，提出有限元分析框架下的双线性内聚力模型(CZM)数值算法，通过与有限元软件计算结果对比，验证算法的正确性。基于所提出算法，以内聚力单元模拟层间界... 详细信息

针对高速铁路无砟道床层间黏结数值模拟问题，推导混合断裂模式双线性内聚力模型，提出有限元分析框架下的双线性内聚力模型(CZM)数值算法，通过与有限元软件计算结果对比，验证算法的正确性。基于所提出算法，以内聚力单元模拟层间界面，建立CRTSⅢ型板式无砟道床有限元模型，分析温度梯度荷载作用下结构变形与层间损伤规律。结果表明：所提出CZM数值算法与有限元软件计算结果一致，可以反映内聚力单元在受拉、受剪、受拉剪模式下的力学与损伤特性；在-50～100℃/m温度梯度范围内，正温度梯度荷载作用下轨道板垂向位移可达0.509 mm,负温度梯度荷载作用下则可达0.409 mm;轨道板与自密实混凝土层层间损伤受正温度梯度影响大，层间损伤萌生于板角并向板中发展，温度梯度为97.2℃/m时层间黏结局部失效。

关键词：高速铁路无砟道床结构变形层间损伤双线性内聚力模型数值算法温度梯度