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基于布鲁姆认知的多模态教育情感计算研究

基于布鲁姆认知的多模态教育情感计算研究

作者：杜加永山东师范大学

学位级别：硕士

多模态教育认知计算是指基于文本、音频、视觉等多个模态数据和认知科学来理解和分析学习者的情感和认知状态,以提高学习效果和教学质量。多模态教育情感认知计算在现实生活中具有非常广泛的应用:基于多模态教育情感认知计算分析学生的... 详细信息

多模态教育认知计算是指基于文本、音频、视觉等多个模态数据和认知科学来理解和分析学习者的情感和认知状态,以提高学习效果和教学质量。多模态教育情感认知计算在现实生活中具有非常广泛的应用:基于多模态教育情感认知计算分析学生的情感状态和需求,系统可以提供更加贴心和温暖的学习环境和资源,帮助学生更好地学习和成长。多模态教育情感认知计算通过分析学生的学习数据和行为,可以深入评估学生的学习状态、情感变化与需求,从而为他们提供更加个性化和有效的教学支持及反馈。教育情感认知计算能够融合多种模态的数据以提供更加全面和精准的教育评估。此外,多模态教育情感认知计算可以帮助教育机构更好地管理教学资源和管理流程。本文围绕多模态教育情感认知计算展开研究。首先,考虑到教育场景多模态情感分析数据集匮乏,制约了多模态情感分析技术在教育领域的应用与发展,本文基于布鲁姆认知理论设计创建了一个多模态教育情感认知数据集。其次,本文设计了两种多模态情感分析算法,用以解决教育场景下多模态情感分析问题。本文的主要贡献以及创新点包括:(1)基于布鲁姆认知理论设计创建了一个多模态教育情感认知数据集本文基于布鲁姆认知理论对学生的课堂问答内容进行了精心设计,通过高清摄像机录制了学生在课堂上回答问题的视频片段,通过文本、视觉、听觉三个模态捕捉学生在课堂上的情感变化,并根据布鲁姆认知理论的六个层次:记忆、理解、应用、分析、评价和创造,对问答内容进行了认知水平标注。数据集的内容不仅深入反映了学生对课堂知识的掌握程度,还有效揭示了学生在解决问题过程中所展现的思维方式和能力。(2)提出了一种基于共享和私有信息的多模态教育情感认知计算方法借鉴情感识别领域共享信息和私有信息的理念,将其用于教育情感认知计算,提出了一种全新的基于共享信息和私有信息的教育情感认知计算方法MRCCNet。该方法通过共享-私有信息分离技术将特征空间划分为共享和私有两个不同子空间,在共享子空间中捕获跨模态相关的公共表示,在私有子空间中建模每个模态内的私有表示,通过从教育情感认知数据集的各个模态中解耦出共享信息和私有信息,并将其进行有效处理和融合,得到融合特征用于教育情感认知计算。在自建的教育情感认知计算数据集上的实验结果证明MRCCNet算法在教育情感识别方面具有其独特的优势,其能有效地分析教育领域的情感倾向。(3)提出了一种基于模态对齐的多模态教育情感认知计算方法。在基于共享和私有信息的多模态教育情感计算方法的基础上,通过引入模态对齐和中心矩差异损失约束,提出了一种基于模态对齐的多模态教育情感认知计算方法法。该方法引入跨模态Transformer模块,利用注意力机制和门控单元来实现不同模态之间的精确对齐。注意力机制能够自动筛选模态中的有用信息,从而增强特征的判别性,而门控单元则通过动态调整信息流实现模态间的有效融合。对齐后的特征不仅包含了原始特征序列中的信息,还融入了其他模态的有用特征,使得多个模态的信息能够互补利用。此外,该方法还采用中心力矩差异来最小化每个样本模态间信息的差异,以进一步提高多模态认知计算的性能。在CMU-MOSI、CMU-MOSEI和自建的教育情感数据集上的对比实验证明了算法的有效性,其在共享和私有信息解耦的基础上能进一步提高模型的性能。

关键词：多模态研究布鲁姆认知分类情感分类注意力机制

超高效液相色谱-高分辨质谱快速测定食品中107种那非类非法添加物

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食品科学 2024年

作者：冯峰常启智孙晓杜容竹张峰中国检验检疫科学研究院食品安全研究所国家市场监督管理总局重点实验室(食品质量与安全) 中国医科大学药学院西安市食品药品检验所

建立了超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱快速测定压片糖果、蜂蜜和液体饮料等类型食品中107种那非类非法添加物的分析方法。样品经过甲醇提取，用Acquity UPLC BEH C18（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）色谱柱分离，以乙腈和0.1... 详细信息

建立了超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱快速测定压片糖果、蜂蜜和液体饮料等类型食品中107种那非类非法添加物的分析方法。样品经过甲醇提取，用Acquity UPLC BEH C18（2.1 mm×100 mm，1.7 μm）色谱柱分离，以乙腈和0.1%甲酸溶液作为流动相进行梯度洗脱，正负离子同时扫描模式检测，数据采集使用一级母离子全扫描和数据依赖的二级碎片离子扫描(Full MS/dd-MS2)模式。107种那非类化合物在4～300 μg/L浓度范围内线性关系良好，相关系数（r）大于0.99；方法检出限为0.1～1 mg/kg，定量限为0.2～2 mg/kg；在2～10 mg/kg三个不同加标水平下的回收率为82.5%～117%，相对标准偏差（n=6）为0.9%～10.0%。该方法检测速度快，准确性强，灵敏度高，可用于食品中那非类非法添加物的快速识别和定量。

关键词：超高效液相色谱高分辨质谱非法添加物那非类物质 5型磷酸二酯酶抑制剂

苓桂术甘汤对变应性鼻炎大鼠分泌性黏蛋白表达的影响

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辽宁中医杂志 2024年

作者：杜启雪王肖肖王惠济南市中医医院

目的观察苓桂术甘汤对变应性鼻炎（allergicrhinitis，AR）大鼠分泌性黏蛋白5AC（mucin5AC，MUC5AC）、黏蛋白5B（mucin5B，MUC5B）表达的影响。方法建立AR大鼠模型，造模成功后，随机分为模型组、西药组、中药低剂量组、中药中剂量... 详细信息

目的观察苓桂术甘汤对变应性鼻炎（allergicrhinitis，AR）大鼠分泌性黏蛋白5AC（mucin5AC，MUC5AC）、黏蛋白5B（mucin5B，MUC5B）表达的影响。方法建立AR大鼠模型，造模成功后，随机分为模型组、西药组、中药低剂量组、中药中剂量组和中药高剂量，每组10只，另设对照组10只。西药组和中药低、中、高剂量组分别给与相应药物灌胃，对照组和模型组给予等量生理盐水灌胃，2次/ d，连续治疗14d。观察大鼠行为学变化；H-E染色观察大鼠鼻黏膜病理、嗜酸性粒细胞（eosinophil，EOS）数量；ELISA、qRT-PCR检测MUC5AC、MUC5B蛋白及mRNA表达。结果与对照组比较，模型组大鼠行为学积分升高（P＜0.05），鼻腔黏膜组织结构紊乱、增生、变性，鼻腔黏膜EOS数量增加（P＜0.05），MUC5AC、MUC5B蛋白及mRNA表达上调（P＜0.05）。经过药物干预后，与模型组比较，中药低、中、高剂量组行为学积分均降低（P＜0.05），鼻黏膜组织结构相对整齐，EOS数量下降（P＜0.05），MUC5AC、MUC5B蛋白及mRNA表达下调（P＜0.05）。结论苓桂术甘汤可通过下调MUC5AC、MUC5B的表达，促进鼻黏膜组织修复，恢复鼻腔黏膜组织的正常生理功能，从而对AR大鼠起到治疗作用。

关键词：苓桂术甘汤变应性鼻炎分泌性黏蛋白5AC 分泌性黏蛋白5B

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敦煌芮草膏防治大鼠膝骨关节炎的作用机制

中国中西医结合杂志 2024年

作者：李亮亮李爽杜籼芹高榕妮陈启启蔺兴遥敦煌医学与转化教育部重点实验室甘肃中医药大学基础医学院

目的探讨敦煌芮草膏对大鼠膝骨关节炎（KOA）的治疗作用及其机制。方法将72只SPF级SD大鼠，按随机数字表法分为6组，每组12只。除空白组外，剩余60只大鼠采用关节腔注射木瓜蛋白酶制造KOA模型，并且分为5组，即模型组、双氯芬酸乳膏组... 详细信息

目的探讨敦煌芮草膏对大鼠膝骨关节炎（KOA）的治疗作用及其机制。方法将72只SPF级SD大鼠，按随机数字表法分为6组，每组12只。除空白组外，剩余60只大鼠采用关节腔注射木瓜蛋白酶制造KOA模型，并且分为5组，即模型组、双氯芬酸乳膏组（DDE）、按摩组（MGC）、敷药组（DRO）、膏摩组（DRO-M）。除空白组外，各组给予相应药物干预3周。通过CT影像学测定膝关节CT值，测量膝关节肿胀度并进行Lequesne评分，肉眼观察膝关节软骨并进行Pelletier评分，番红固绿、甲苯胺蓝、HE染色观察软骨组织形态结构并进行Mankin评分，ELISA法检测血清中白细胞介素（IL）-1β、转化生长因子-β1(TGF-β1)水平，Western Blot法检测软骨组织中IL-6、p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）、磷酸化（p）-p38 MAPK、基质金属蛋白酶13(MMP13)、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5(ADAMTS5)蛋白表达。免疫荧光法检测软骨组织MMP13平均荧光强度。结果与空白组比较，模型组大鼠膝关节肿胀度显著增加（P<0.01）;Lequesne评分、膝关节CT值及软骨Pelletier评分均明显升高（P<0.01）；膝关节面完整性遭到破坏，在胫骨和股骨内侧形成了骨赘，导致关节腔间隙变窄，软骨微结构出现恶化，骨小梁网结构混乱，软骨厚度减少。HE染色病理结果显示，软骨结构破坏，表面裂隙达辐射层，细胞数量明显减少，形态异常；番红固绿染色中，软骨厚度变薄，基质着色浅；甲苯胺蓝染色中，软骨厚度变薄，基质着色浅，潮线紊乱；大鼠软骨组织甲苯胺蓝、番红固绿染色区域IOD值均降低（P<0.01）；血清中IL-1β表达水平升高，TGF-β1表达水平降低（P<0.01）；软骨组织中IL-6、p38MAPK、p-p38MAPK、MMP13、ADAMTS5蛋白表达水平均升高（P<0.01）;MMP13平均荧光强度增强（P<0.01）。与模型组比较，给药7天后，DRO-M组大鼠膝关节肿胀度及CT值均降低（P<0.05）;DRO组及DRO-M组大鼠Lequesne评分降低（P<0.05）。给药14天后，DRO组及DRO-M组大鼠膝关节肿胀度及CT值均降低（P<0.05,P<0.01）；各干预组大鼠Lequesne评分均降低（P<0.05,P<0.01），给药21天后，各干预组大鼠膝关节肿胀度、Lequesne评分及CT值均降低（P<0.01,P<0.05）。给药后各干预组关节骨赘生成物减少，关节间隙逐渐恢复正常，软骨结构趋于正常，骨小梁及软骨厚度亦逐渐恢复正常水平。其中DRO组及DRO-M组恢复水平最为显著，DDE组及MGC组恢复效果较差，软骨结构部分缺损，表面有裂纹，色泽较好；DRO组及DRO-M组软骨结构完整，表面较平滑、色泽好、基本无裂纹，接近正常水平。各干预组大鼠软骨Pelletier评分均降低（P<0.01,P<0.05）。HE染色病理结果显示，DDE组及MGC组软骨结构不规则，细胞数量弥漫性增多，形态改变，表现多重潮线；DRO组及DRO-M组软骨结构正常，表面光滑，软骨细胞数量丰富，形态正常，偶见小面积血管翳，结缔组织增生覆盖至软骨表面，潮线较完整。番红固绿染色中，DDE组及MGC组软骨厚度较厚，基质着色深；DRO组及DRO-M组软骨厚度接近空白组水平，基质着色深。甲苯胺蓝染色中，DRO组及DRO-M组表现良好，较模型组着色深，软骨厚度与空白组相似，潮线完整；DDE组及MGC组基质着色较模型组略深，软骨厚度轻微增厚，表现多重潮线。各干预组大鼠软骨组织甲苯胺蓝、番红固绿染色区IOD值均升高（P<0.01,P<0.05）。除MGC组外，各干预组大鼠血清中IL-1β水平均降低，TGF-β1表达水平均升高（P<0.01,P<0.05）。软骨组织中MMP13、p38MAPK、p-p38MAPK、IL-6、ADAMTS5蛋白表达水平均降低（P<0.01,P<0.05）;MMP13平均荧光强度均减弱（P<0.01,P<0.05）。结论敦煌芮草膏具有改善大鼠KOA症状的作用。这种作用机制可能是通过抑制p38MAPK信号通路，进而下调p38MAPK、p-p38MAPK、MMP13、ADAMTS5蛋白表达来实现的。

关键词：敦煌芮草膏膝骨关节炎 p38活化蛋白激酶信号通路机制

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“栈道”传奇

摩托车 2024年第7期 80-85页

作者：杜启弘不详

20年前的那个夏天,我翻过秦岭来到汉中盆地。与当地车友前辈杨泽民见面后,得知他的车迷儿子刚与车友们成立了一家名为“栈道”的摩托车俱乐部,应邀前去交流。那天,我在城区拜将坛附近的俱乐部里见到了一帮激情洋溢的摩托青年,并在随后... 详细信息

20年前的那个夏天,我翻过秦岭来到汉中盆地。与当地车友前辈杨泽民见面后,得知他的车迷儿子刚与车友们成立了一家名为“栈道”的摩托车俱乐部,应邀前去交流。那天,我在城区拜将坛附近的俱乐部里见到了一帮激情洋溢的摩托青年,并在随后用20年的时间,见证了这家俱乐部的传奇历程…….

关键词：汉中盆地杨泽民俱乐部栈道传奇

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圆梦在路上

摩托车 2024年第1期 72-77页

作者：杜启弘不详

全长10065千米的G219是我国目前最长的一条国道,从新疆的喀纳斯到广西的东兴,所以又名为喀东线。路程万里,风景旖旎,沿线可见雪山、草原、沙漠、戈壁、无人区、丹霞地貌、湿地热带雨林、海洋风景。是我国重要的边境公路,其国防意义重大... 详细信息

全长10065千米的G219是我国目前最长的一条国道,从新疆的喀纳斯到广西的东兴,所以又名为喀东线。路程万里,风景旖旎,沿线可见雪山、草原、沙漠、戈壁、无人区、丹霞地貌、湿地热带雨林、海洋风景。是我国重要的边境公路,其国防意义重大。是户外运动爱好者和摩旅骑行者的梦想之路。我们有幸分阶段走完了全程,也圆了G219之梦!

关键词：丹霞地貌户外运动无人区热带雨林喀纳斯

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