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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

耐盐好氧颗粒污泥胞外聚合物组分及微生物群落结构特征

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干旱区资源与环境 2024年第10期 121-132页

作者：肖飞贾壮壮刘鹏元王世民赵峰德塔里木大学水利与建筑工程学院

耐盐好氧颗粒污泥具有降解超高盐废水的能力，但污泥胞外聚合物(EPS)和微生物群落组成对颗粒污泥的影响机制尚不明晰。采用3个序批式反应器(SBR,非盐不补泥(E)、高盐间歇补泥(A)、高盐非补泥(S))培养耐盐好氧颗粒污泥，进水盐度为10%,分... 详细信息

耐盐好氧颗粒污泥具有降解超高盐废水的能力，但污泥胞外聚合物(EPS)和微生物群落组成对颗粒污泥的影响机制尚不明晰。采用3个序批式反应器(SBR,非盐不补泥(E)、高盐间歇补泥(A)、高盐非补泥(S))培养耐盐好氧颗粒污泥，进水盐度为10%,分析SBR运行过程中污泥元素含量、EPS组分及微生物群落的变化特征。结果表明，在间歇补泥的运行策略下，污泥中碳的质量分数和氨基酸总质量分别提高到30.51%和260.98mg/g(疏水性94.46mg/g,亲水性166.52mg/g),并富集盐单胞菌属(Halomonas,26.44%)和棒杆菌属(Corynebacterium,24.07%)等聚磷菌，以及未分类菌属(unclassified＿f＿Rhodobacteraceae, 10.82%)的反硝化菌。EPS和盐度是诱发微生物群落变化的主导因素。通过逐步间歇补泥的方式可以缩短耐盐颗粒污泥的颗粒化时间，保证污泥系统的稳定运行，为高盐废水中污染物的降解提供了新的思路。

关键词：耐盐好氧颗粒污泥 EPS 间歇补泥微生物群落超高盐废水

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

基于SSA-SVM的巷道顶板空顶沉降量预测模型

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煤炭学报 2024年第S1期49卷 57-71页

作者：于冰冰李清赵桐德黄晨高正华中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

为解决煤矿深部井巷工程巷道掘进顶板空顶期沉降量的预测问题，引入人工智能的支持向量机（SVM）工具，结合麻雀搜索优化算法（SSA），提出基于SSA-SVM的巷道顶板空顶沉降量预测模型。以内蒙古长城五矿深部地下巷道掘进过程的顶板空顶... 详细信息

为解决煤矿深部井巷工程巷道掘进顶板空顶期沉降量的预测问题，引入人工智能的支持向量机（SVM）工具，结合麻雀搜索优化算法（SSA），提出基于SSA-SVM的巷道顶板空顶沉降量预测模型。以内蒙古长城五矿深部地下巷道掘进过程的顶板空顶期位移量数据作为样本集合，选择单轴抗压强度（UCS）、岩石完整性（RQD）、地应力、巷道宽跨比、空顶时间、人为采动6项影响因素，通过适用性、相关性和归类一致性评价对数据的综合影响权重进行归纳整理。将十折交叉验证的准确率作为适应度函数，对不同种群数量的SSA-SVM预测模型展开训练和测试，通过误差相关系数（RMSE、MAPE、R2）、ROC曲线、AUC±Std、运行时间以及标准偏差率η等5方面来选择种群数量最优参数模型，并将该模型应用于1902S回风巷进行巷道掘进顶板空顶期的沉降量预测，同巷道实际矿压监测数据进行比较。研究结果表明：当种群数量为90时，SSA-SVM模型预测性能较好，训练样本的RMSE为0.016 5,MAPE为22.54%,R2为0.829 5；测试样本的RMSE为0.015 6,MAPE为22.37%,R2为0.849 0；真实度AUC达到最大0.846 7，离散度Std最小为0.011 5；运行时间最短为8.723 9 s；标准偏差率维持在0.12%。在1902S回风巷现场应用中，预测值与实际值没有出现较大偏差，维持在线性拟合y=0.90x和y=1.10x范围内，误差相关系数与AUC±Std均符合试验精度要求，该模型的预测效果能够对后续的支护设计及补强支护作业提供重要的指导。

关键词：空顶期顶板沉降量支持向量机麻雀搜索算法误差相关系数

中低温地热系统低盐度地热水高含量钠的地球化学成因:以广东惠州黄沙洞地热田为例

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地球科学 2024年第1期49卷 271-287页

作者：史自德毛绪美叶建桥董亚群中国地质大学环境学院湖北武汉430078

高温地热系统中地热水中Na^(+)含量一般超过300 mg/L,盐度也较大(TDS>1000 mg/L).而在中低温地热系统中,低盐度地热水的Na^(+)含量一般小于160 mg/L.但在广东黄沙洞中低温地热系统出露的地热水中Na^(+)高达325.4 mg/L,TDS小于650 mg/L.... 详细信息

高温地热系统中地热水中Na^(+)含量一般超过300 mg/L,盐度也较大(TDS>1000 mg/L).而在中低温地热系统中,低盐度地热水的Na^(+)含量一般小于160 mg/L.但在广东黄沙洞中低温地热系统出露的地热水中Na^(+)高达325.4 mg/L,TDS小于650 mg/L.经典的水文地球化学作用(矿物溶解、离子交换等)很难解释其成因.样品水化学结果表明,地热水水化学类型均为HCO_(3)-Na型,钠含量高(平均值为240.06 mg/L).氢氧同位素结果表明地热水与浅层地下水均具有相同的大气来源,都是瑶坑山区大气降水补给.水化学地温计和多组分矿物平衡(MME)评估的热储温度为100~130℃,地热水循环深度最大为2.43 ***^(-)作为混合比计算指标揭示浅层地下水混入地热水的比例为51%~72%,深部地热水中Na^(+)实际含量应该高达685.2 mg/L.水-岩相互作用模拟结果表明,矿物溶解和离子交换对地热水中Na^(+)富集的贡献较小,也揭示出地热水中存在Na^(+)的额外来源.花岗岩流体包裹体微小但广泛存在于结晶矿物颗粒之间,其中Na^(+)含量平均值为11 758.9 mg/L.在地热水加热情况下,断裂和花岗岩裂隙网络层面及附近的流体包裹体膨胀破裂,流体混入到地热水中,为地热水提供了平均83%的Na^(+).因此,花岗岩流体包裹体可能是中低温地热系统低盐高钠地热水中Na^(+)的主要来源.

关键词：水化学低盐高钠地热水水化学温度计花岗岩流体包裹体黄沙洞地热田水文地质