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“恒定电流”概念的学习进阶研究

“恒定电流”概念的学习进阶研究

作者：赵德楠山西师范大学

学位级别：硕士

学习进阶理论是在心理学、教育学理论基础上诞生的,致力于以学生的认知发展特征为依据的课程理论研究,同时也从一定程度上促使教师统整课程、指导教学、建立更加有效的课程评价体系。在我国相关研究中发现,学习进阶可以揭示学生的思维... 详细信息

学习进阶理论是在心理学、教育学理论基础上诞生的,致力于以学生的认知发展特征为依据的课程理论研究,同时也从一定程度上促使教师统整课程、指导教学、建立更加有效的课程评价体系。在我国相关研究中发现,学习进阶可以揭示学生的思维发展特征,以及学生从低年级到高年级对科学概念的不同理解与运用。因此,我国近几年学习进阶理论的研究大都围绕某学科下的某一主题或核心概念而进行。本文是物理“恒定电流”概念的学习进阶研究,着重建构“恒定电流”概念的学习进阶框架。经过前期课标课本分析、理论框架构建、进阶水平前概念测试后,得到完善后的进阶框架。用理论与实际学情构建的框架指导设计测验试题,以便用于改进该部分内容的教学评价及学业评价。同时对教学实际中面临的教学问题,进行基于“恒定电流”概念学习进阶的“电流”概念转变教学设计;最终得出研究结论。具体研究内容与结论如下:1.文献研读,进阶理论框架的建构。本文通过阅读、翻译大量国内外相关文献,了解学习进阶理论的发展以及在教学方面的研究,进行综述研究。在美国《新一代科学教育标准》和我国小学科学、初中物理、高中物理三个学习阶段课程标准的基础上,结合教材梳理“恒定电流”概念相关知识,并绘制概念图。基于以上的工作,建构了“恒定电流”概念学习进阶框架的理论框架。2.结合实际学情,进阶框架的再构。通过研读各版本课本、相关测试题和“恒定电流”相关知识前概念的研究,设计三份《“恒定电流”概念相关知识进阶水平的前概念测验试题》。然后分别对小学、初中、高中尚未学习该年级阶段“恒定电流”相关内容的学生进行施测,获得三个阶段学生恒定电流相关知识的前概念情况,在“恒定电流”概念进阶理论框架的基础上,结合水平1、水平2、水平3的前概念测试结果对学习进阶理论框架进行修改和完善,得到理论与实际学情相结合的“恒定电流”概念的学习进阶框架。3.进阶测试题的开发、测验、数据处理及分析。对初三和高二年级学生施测,检测学生是否达到该阶段学习进阶中所描述的水平。同时,根据测试结果用Rasch模型对测验试题的拟合度、试题难度、试题信度进行分析。测试结果的有效性,反向验证进阶框架的合理性。模型分析结果显示,两份试题均有较高的信度,大部分测试项目的拟合度和难度都较好,仅有个别题目稍作修改。4.基于学习进阶进行概念转变教学设计。经过以上研究发现,现如今各阶段大部分学生对知识点的掌握处于进阶状态,但也有部分学生可能在学习的某一阶段或某一环节上出现“迷失”,有待教师在教学中完善教学设计。结合第四章、第六章两次测试的结果,基于“恒定电流”概念的学习进阶进行“电流”概念转变教学设计,为教师如何改进教学提供示范。本文通过文献法、文本分析法、测验法等教育研究方法所构建和验证的学习进阶,呈现了该主题下各学段知识的连贯性,为该主题的学业评价提供参考依据,以及相关教学实践提供理论参考。

关键词：学习进阶恒定电流核心概念测试题教学设计

基于改进YOLOv5s的自然场景下生姜叶片病虫害识别

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农业工程学报 2024年第1期40卷 210-216页

作者：兰玉彬孙斌书张乐春赵德楠山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255049 山东省农业航空智能装备工程技术研究中心淄博255049 山东理工大学生态无人农场研究院淄博255049

为提高自然环境下生姜叶片病虫害的识别精确率,提出一种基于改进YOLOv5s的生姜叶片病虫害识别模型。建立了田间不同自然环境条件下的生姜叶片病虫害数据集,为保证模型在田间移动设备上流畅运行,实现网络模型的轻量化,在YOLOv5s中引入Gho... 详细信息

为提高自然环境下生姜叶片病虫害的识别精确率,提出一种基于改进YOLOv5s的生姜叶片病虫害识别模型。建立了田间不同自然环境条件下的生姜叶片病虫害数据集,为保证模型在田间移动设备上流畅运行,实现网络模型的轻量化,在YOLOv5s中引入GhostNet网络中的Ghost模块和Ghost BottleNeck结构。同时,为避免生姜叶片病虫害图像小目标特征丢失的情况,增强图像特征提取,加入CA注意力机制模块,提升生姜叶片病虫害的识别准确率和定位精确度。改进后的模型参数量、计算量和权重文件大小分别为YOLOv5s模型的52.0%、50.6%和55.2%,对生姜叶片病虫害识别平均精度均值达到了83.8%。与Faster-RCNN、SSD、YOLOv4、YOLOv5s、Tea-YOLOv5s等算法相比,平均精度均值分别提高37.6、39.1、22.5、1.5、0.7个百分点,将改进后的目标检测模型部署在Jetson Orin NX开发板上,并使用TensorRT、Int8量化和CUDA等方法对检测模型加速,加速后的模型检测速度为74.3帧/s,满足实时检测的要求,测试结果显示,改进后的模型减少了漏检、误检的情况,并且对目标定位更加精准,适用于自然环境下生姜叶片病虫害的精准识别,为后续生姜机械自动化施药作业提供技术理论支持。

关键词：图像识别深度学习目标检测轻量化病虫害生姜叶片

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生态无人农场模式探索及发展展望

农业工程学报 2021年第9期37卷 312-327页

作者：兰玉彬赵德楠张彦斐朱俊科山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000 山东理工大学生态无人农场研究院淄博255000 山东省旱作智能农机装备协同创新中心淄博255000 山东省农业航空智能装备工程技术研究中心淄博255000 中英智能农业联合研究中心淄博255000

中国的农业生产建立在过量农药化肥投入的基础上,导致农田生态环境失衡,不利于农业的可持续发展,同时,农业劳动力短缺问题日益凸显,寻求一种生态化、高效化、智慧化的农业模式势在必行。基于多年的实践与探索,该文作者团队在山东淄博落... 详细信息

中国的农业生产建立在过量农药化肥投入的基础上,导致农田生态环境失衡,不利于农业的可持续发展,同时,农业劳动力短缺问题日益凸显,寻求一种生态化、高效化、智慧化的农业模式势在必行。基于多年的实践与探索,该文作者团队在山东淄博落地建成了中国首个生态无人农场,提出了“生态无人农场”的模式与发展理念。文章总结出农药、化肥和土壤耕作制度对农田生态系统造成的不利影响最为明显,提出通过一系列无人化作业手段与模式对农田生态系统进行生态化管理与改造,来实现农业生产的可持续发展。在此基础上,通过天空地一体化农情信息获取、地空一体化无人机群协同作业以及构建能够完全自主决策的智慧云大脑的技术集成创新模式,来实现农田信息的自动采集和处理、科学决策以及无人农机的远程控制等功能。文章对生态无人农场关键技术与模式进行了总结论述,提出了生态无人农场模式的实施内涵,以期为未来农业、智慧农业的发展以及推进农业农村现代化高质量发展提供借鉴。

关键词：物联网人工智能无人驾驶生态农业无人农场智慧农业大数据农业模式

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7岁秘鲁男孩创办儿童银行

农家书屋 2019年第6期 46-47页

作者：赵德楠不详

人们小时候都听过这样的话,'今年的压岁钱给妈妈,妈妈帮你存起来放在银行里。'信以为真的孩子每次路过银行,都以为自己的压岁钱静静地躺在里面,然而,压岁钱存着存着就无影无踪了。秘鲁一个7岁的小男孩何塞·孔多里就很不一样了,他不需... 详细信息

人们小时候都听过这样的话,'今年的压岁钱给妈妈,妈妈帮你存起来放在银行里。'信以为真的孩子每次路过银行,都以为自己的压岁钱静静地躺在里面,然而,压岁钱存着存着就无影无踪了。秘鲁一个7岁的小男孩何塞·孔多里就很不一样了,他不需要妈妈代为保管压岁钱,他直接创办了一家名为'巴塞拉纳学生银行'的儿童储蓄银行,自己当银行行长去管理这些钱。

关键词：儿童银行

航空静电喷雾系统构建与雾滴沉积效果影响因素探究

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农机化研究 2021年第8期43卷 204-207,213页

作者：赵德楠兰玉彬沈为国山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255000 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心山东理工大学分中心山东淄博255000 山东省农业航空智能装备工程技术研究中心山东淄博255000 太仓市金港植保器械科技有限公司江苏太仓215400

农业航空静电喷雾技术结合了航空植保作业效率高和静电喷雾增加靶标沉积等优势,具有广泛的应用前景,但该技术在靶标背面增加沉积的优势并不明显。为此,构建了喷雾时间可控制、充电(接触式)电压可调整、喷雾高度可调节的室内航空静电喷... 详细信息

农业航空静电喷雾技术结合了航空植保作业效率高和静电喷雾增加靶标沉积等优势,具有广泛的应用前景,但该技术在靶标背面增加沉积的优势并不明显。为此,构建了喷雾时间可控制、充电(接触式)电压可调整、喷雾高度可调节的室内航空静电喷雾试验台,并探究了以上3种因素对航空静电喷雾在水平靶标叶片背面、正面的雾滴沉积效果的影响。试验结果表明:(1)构建的航空静电喷雾系统能够同时实现水平叶片靶标背面和正面的良好沉积,在室内条件下水平叶片靶标背面与正面的雾滴沉积密度比(Back-Front Ratio,简称BFR)最高可达158.8%,但靶标背面的雾滴粒径相对正面更小;(2)增加喷雾时间起到了对雾滴数量的沉积累加作用,但对BFR没有显著影响;(3)在保证系统安全的前提下,更高的充电电压和较低的喷雾高度能够实现更高的BFR及更强的靶标背部沉积效果。本研究可为优化航空静电喷雾系统参数、改善静电喷雾效果提供参考。

关键词：航空喷雾静电喷雾静电吸附叶背沉积

基于情境创设的高中生物理过程模型建构教学研究——以自由落体运动为例

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广西物理 2020年第4期41卷 113-115页

作者：黄变变赵德楠石杰马超山西师范大学教师教育学院山西临汾041000 宝鸡文理学院物理与光电技术学院陕西宝鸡721000

随着物理核心素养的提出,学生物理模型建构能力的培养、关于物理模型建构的评价等研究话题逐渐受到了关注,近年很多硕士毕业生的论文也更加深入的对物理模型的建构进行了研究。物理模型的建构,能够帮助学生更好的掌握知识,有助于学生更... 详细信息

随着物理核心素养的提出,学生物理模型建构能力的培养、关于物理模型建构的评价等研究话题逐渐受到了关注,近年很多硕士毕业生的论文也更加深入的对物理模型的建构进行了研究。物理模型的建构,能够帮助学生更好的掌握知识,有助于学生更加清楚的理解科学思维和科学本质,所以对于物理模型的研究受到了学者们的重视。而在建构物理模型的过程中,创设情境来进行教学可以让学生对物理的学习更感兴趣,更容易进入学习的状态,也更加容易理解知识点。文中选取物理模型中的过程模型,以情景创设为基础进行了高中物理过程模型建构的部分片段教学设计。

关键词：物理教学研究情境创设过程模型建构

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四旋翼无人机撒播参数对黄芪种子分布的影响

农机化研究 2020年第11期42卷 127-132页

作者：刘琪兰玉彬单常峰毛越东赵德楠鲁文霞山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255000 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心山东理工大学分中心山东淄博255000 山东省农业航空智能装备工程技术研究中心山东淄博255000 深圳高科新农技术有限公司广东深圳518000

为了提高无人机撒播种子分布均匀度和撒播质量,研究了搭载撒播系统的无人机作业参数对种子分布的影响。通过设计正交试验研究了无人机撒播系统出料口大小、飞行高度和转盘转速对黄芪种子在田间的分布影响。试验以电动四旋翼无人机为载... 详细信息

为了提高无人机撒播种子分布均匀度和撒播质量,研究了搭载撒播系统的无人机作业参数对种子分布的影响。通过设计正交试验研究了无人机撒播系统出料口大小、飞行高度和转盘转速对黄芪种子在田间的分布影响。试验以电动四旋翼无人机为载体、圆形接收盘为种子采集器。结果表明:极差分析法中,RB(14.9%)﹥RA(13.4%)﹥RC(5.4%),说明影响种子分布均匀性的主次因素依次为飞行高度、出料口大小、转盘转速;出料口大小、飞行高度和转盘转速的最小Ki值分别为36.5%、37.5%和40.6%。因此,最优作业参数为:撒播系统出料口大小为13/30,飞行高度为1.5m,转盘转速为10/30。该研究可为无人机撒播作业提供参考。

关键词：无人机撒播优化离心式

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接触式静电喷雾喷嘴选择试验

南方农机 2020年第9期51卷 8-9页

作者：赵德楠兰玉彬单常峰闫春雨山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255049 山东省农业航空智能装备工程技术研究中心山东淄博255049

使用红外热成像仪对接触式静电喷雾和常规喷雾的雾化角进行比对,发现接触式静电喷雾的雾化角增大,存在二次雾化现象,雾化角的变化可以反映静电喷雾的荷电和雾化性能。使用红外热成像仪对不同材质和孔径的喷嘴进行了雾化角的图像获取,以... 详细信息

使用红外热成像仪对接触式静电喷雾和常规喷雾的雾化角进行比对,发现接触式静电喷雾的雾化角增大,存在二次雾化现象,雾化角的变化可以反映静电喷雾的荷电和雾化性能。使用红外热成像仪对不同材质和孔径的喷嘴进行了雾化角的图像获取,以静电力导致的雾化角增量表征二次雾化程度。得出二次雾化角增量排序:相同孔径下,黄铜>不锈钢>陶瓷;相同材质下,孔径0.5mm>1.0mm>1.5mm。由此可知:接触式静电喷雾并非可任意选用现有喷嘴使用,孔径较小和导电性较高的喷嘴能取得更好的静电雾化效果。本研究为接触式静电喷雾研究、应用中的喷嘴选择提供参考。

关键词：喷嘴静电喷雾二次雾化孔径材质雾锥角

植保无人机低容量喷雾防除玉米田杂草的雾滴沉积特性及除草效果

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