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基于STEAM教育理念的高中物理教学研究与实践 ——以“牛顿第三定律”为例

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基于STEAM教育理念的高中物理教学研究与实践 ——以“牛顿第三定...

作者：鲁马晶洛阳师范学院

学位级别：硕士

新时代对人才培养的质量提出了新要求,《普通高中物理课程标准》(2017版2020修订,以下简称《新课标》)将培养学生创新精神、实践能力作为重要目标之一。STEAM倡导跨学科式学习的教育理念与我国当下教育不谋而合。STEAM教育理念主要是将... 详细信息

新时代对人才培养的质量提出了新要求,《普通高中物理课程标准》(2017版2020修订,以下简称《新课标》)将培养学生创新精神、实践能力作为重要目标之一。STEAM倡导跨学科式学习的教育理念与我国当下教育不谋而合。STEAM教育理念主要是将日常生活中基本的技术问题导入课堂教学,以问题和案例为立足点,充分调动学生的学习积极性,通过训练学生的动手技能、问题探索意识实现对学生探索能力与问题解决能力的提高。但是目前国内中学教育仍是以分科教育和传统教学方式为主,这导致STEAM教学理念在中学的发展受到一定的限制,国内融入STEAM教育理念的高中物理教学尤其是从培养学生创新能力和综合实践能力方面的问题研究尚不多见,因此在高中物理教学中如何融入STEAM教育理念具有重大研究意义。本研究以洛阳市洛阳师范学院附属高级中学576名高一学生为调查对象,围绕“如何将STEAM教育理念融入到高中物理教学中”这一问题进行研究。首先运用文献研究法对国内外STEAM教育理念研究现状进行综述;其次设计问卷,采用集体施测方法,发放问卷,对收集的数据运用社会科学统计软件(SPSS 22.0)进行定量分析,对问卷结果进行定性分析;根据问卷调查结果,结合STEAM教育理念以“牛顿第三定律”为例进行教学设计,并进行实验;用SPSS对实验前后的学业成绩进行定量分析,根据学生课堂表现用评价量表对教学效果进行评估。希望为学者和一线教师在提升学生创新能力和综合素养提供参考。问卷调查结果表明:STEAM教育在中小学的普及渗透率很低且还未深入推进,但有部分学生和教师都了解一些STEAM教育方面的内容且他们对将来STEAM教育理念进课堂持有积极的欢迎和接受态度。经过问卷调查还发现情境式教学在高中物理课堂中应用效果很好,对于学生理解知识、应用知识有很大的帮助。实践研究结果表明,用融入STEAM教育理念的物理教学在提高学生综合素养、科学思维、创新能力等方面有较好的效果,因为STEAM元素跟高中物理学科性质相符,且大多数学生都对情景式教学很熟悉,有一定的知识迁移能力,能够将物理知识与实际生活应用起来并乐意动手制作小实验,学生不仅易于接纳知识,而且对学生未来发展和知识的迁移应用也有很大的帮助。对接受访谈的教师表示STEAM教育若真能在学校中推广开来,不仅对学生科学素养、动手能力和核心素养的提升帮助巨大,同时也能促进教师不断学习STEAM教育理念,增强教师的专业素养。

关键词： STEAM教育理念综合素养高中物理创新能力

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半乳甘露聚糖的性质、改性及应用

中国食品学报 2024年第4期24卷 480-489页

作者：曾志鲁杨森唐忠盛华洋林广东海洋大学食品科学与工程学院广东阳江529599

半乳甘露聚糖是一种中性多糖,具有优异的增稠、胶凝特性。此外,它还具有多种生理功能,例如促进肠道双歧杆菌的增殖,降低血压和血糖,预防便秘、结肠癌、心血管疾病。其性质受到分子质量大小,甘露糖/半乳糖比例及半乳糖基沿主链的分布等... 详细信息

半乳甘露聚糖是一种中性多糖,具有优异的增稠、胶凝特性。此外,它还具有多种生理功能,例如促进肠道双歧杆菌的增殖,降低血压和血糖,预防便秘、结肠癌、心血管疾病。其性质受到分子质量大小,甘露糖/半乳糖比例及半乳糖基沿主链的分布等因素影响。随着亲水胶体工业的发展,半乳甘露聚糖的改性(物理、化学、酶法)已成为其在食品、制药、生物医学等领域应用的重要研究课题。近年来,国外对半乳甘露聚糖的研究较多,本文概述半乳甘露聚糖的物理性质、生理活性、改性及应用,以期为我国半乳甘露聚糖的发展提供参考。

关键词：半乳甘露聚糖性质改性应用

不同退化程度苔草草丘沼泽湿地土壤细菌群落结构及功能特征

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环境科学 2024年

作者：张苗苗张曼胤李晶崔丽娟郭子良刘魏魏王贺年王大安中国林业科学研究院生态保护与修复研究所河北衡水湖湿地生态系统国家定位观测研究站中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室

为了探究退化沼泽湿地土壤细菌群落特征及影响因素，以东北地区苔草沼泽湿地为研究区，划分自然未退化（ND）、轻度退化（LD）和重度退化（HD）这3种退化程度，利用高通量测序技术以及PICRUSt细菌功能预测等工具，对退化湿地土壤环境特... 详细信息

为了探究退化沼泽湿地土壤细菌群落特征及影响因素，以东北地区苔草沼泽湿地为研究区，划分自然未退化（ND）、轻度退化（LD）和重度退化（HD）这3种退化程度，利用高通量测序技术以及PICRUSt细菌功能预测等工具，对退化湿地土壤环境特征、土壤微生物群落结构特征进行分析，并探讨影响退化湿地微生物变化的影响因素。结果表明：①退化湿地土壤pH值总体上呈中性偏碱，随退化程度增加，土壤有机碳、全氮、全碳和锌含量显著降低（P<0.05），全钾含量显著增加（P<0.05）②退化湿地土壤细菌优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）和芽单胞菌门（Gemmatimonadota）。③土壤细菌群落Alpha多样性随着湿地退化程度的增加显著增加（P<0.05），退化湿地与未退化湿地在细菌群落组成上存在明显差异。④从细菌群落功能来看，随着退化程度的增加，新陈代谢、遗传信息处理、细胞过程和环境信息处理等主要一级代谢功能显著减弱（P<0.05）;氨基酸代谢、碳水化合物代谢和外源性物质的生物降解与代谢等主要二级功能显著减弱（P<0.05）。⑤Pearson相关性分析表明退化湿地土壤细菌Alpha多样性的变化与土壤全氮、全碳、有机碳含量和草丘物理特征（直径、高度和数量）呈显著相关（P<0.05），RDA结果表明pH值为影响退化湿地土壤细菌群落结构的关键因素（P<0.05），细菌群落功能差异主要受到土壤全铁和锌含量的显著影响（P<0.05）。综上所述，苔草草丘沼泽湿地土壤理化性质、细菌群落多样性及结构特征和细菌群落功能随退化程度的加深均发生有规律的变化，且土壤pH值、全氮、全碳、有机碳含量以及草丘物理特征是影响退化湿地微生物群落的关键因素。研究可为认识苔草沼泽生态系统的退化与恢复过程提供科学依据。

关键词：苔草草丘沼泽湿地退化土壤细菌群落结构与功能

肺癌脑转移与基于影像的脑衰老相关性的研究及预测模型的建立

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肺癌脑转移与基于影像的脑衰老相关性的研究及预测模型的建立

作者：温艳鲁吉林大学

学位级别：硕士

目的:本研究主要探讨肺癌患者发生脑转移风险与基于影像的脑衰老的相关性并建立预测模型。材料及方法:本研究分别回顾性收集吉林大学中日联谊医院自2014年7月至2023年7月、吉林大学白求恩第二医院和济宁市第一人民医院自2021年2月至2023... 详细信息

目的:本研究主要探讨肺癌患者发生脑转移风险与基于影像的脑衰老的相关性并建立预测模型。材料及方法:本研究分别回顾性收集吉林大学中日联谊医院自2014年7月至2023年7月、吉林大学白求恩第二医院和济宁市第一人民医院自2021年2月至2023年7月间经病理证实为肺癌的患者共两组:分组1患者为吉林大学中日联谊医院自2014年7月至2023年7月经病理证实为肺癌并根据最终是否发生脑转移分为未脑转移组1和脑转移组1,共246例患者;分组2患者为自2021年2月至2023年7月间上述三家医院的肺癌患者,也分为未脑转移组2和脑转移组2,共纳入136例患者。上述所有入组患者均进行头颅MRI检查,并收集入组患者的临床及病理学资料,包括性别、年龄、吸烟史、组织病理学类型、初诊原发肿瘤最大径、是否合并肺外及脑外转移。对分组1患者利用四种视觉评定量表,即全脑皮层萎缩评定量表(GCA scale)、内侧颞叶萎缩评定量表(MTA scale)、顶叶萎缩评定量表(Koedam scale)及脑白质损害评定量表(Fazekas scale)对入组患者头颅MRI图像进行脑衰老评级并分析其与发生脑转移是否相关。对分组2患者利用上海联影MR脑结构智能分析系统对患者头颅MRI图像进行后处理,获得全脑及111个脑亚区容积、脑占比数据,并对临床特征进行单、多因素分析,从多因素分析结果中选出具有统计学差异的指标用于模型建立。在u AI Research Portal平台分别基于各脑区容积、脑区脑占比、脑区容积+临床、脑区脑占比+临床、脑区容积+脑区脑占比+临床建立肺癌脑转移相关预测模型,最终以受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)评价各模型预测效能,采用曲线下面积(area under the curve,AUC)、敏感性、特异性及准确性来进行模型评估。结果:通过视觉量表评分结果显示海马萎缩与肺癌患者发生脑转移无显著相关性(P=0.169),全脑皮层萎缩(P=0.003)、顶叶萎缩(P<0.001)及脑白质病变(P=0.012)均具有统计学差异。基于各脑区容积、脑区脑占比、脑区容积+临床、脑区脑占比+临床建立预测模型预测肺癌患者发生脑转移在训练集、测试集中AUC分别为0.950和0.812,0.875和0.812、0.915和0.869、0.903和0.847,敏感性分别为0.809和0.727、0.681和0.727、0.660和0.727、0.851和0.818,特异性分别为0.952和0.750、0.839和0.625、0.984和0.812、0.855和0.688,准确性分别为0.890和0.741、0.771和0.667、0.844和0.778、0.853和0.741,基于脑区容积+脑区脑占比+临床综合预测模型在训练集、测试集中AUC值、敏感性、特异性及准确性分别为0.965和0.909、0.915和0.818、0.887和0.875、0.899和0.852。结论:1.肺癌患者中基于影像的脑衰老程度高的患者发生脑转移的概率低于脑衰老程度低的患者,其中全脑皮层萎缩、顶叶萎缩及脑白质损害均与脑转移发生有关。2.基于脑区容积、脑占比特征可以预测肺癌患者脑转移的发生,影像及临床联合模型具备较好检出高危肺癌脑转移患者的能力。

关键词：脑转移瘤脑衰老脑区容积脑区脑占比肺癌

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无人机航迹智能规划算法研究

无人机航迹智能规划算法研究

作者：丁旭鲁长春工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着人工智能、5G移动通信等高新技术的快速发展,无人机机动性强、灵活性高及使用成本低等特点越来越突出,因此其无论在军用领域还是民用领域都得到广泛应用。在应用过程中,面临复杂的任务环境,无人机顺利完成飞行任务的关键是... 详细信息

近年来,随着人工智能、5G移动通信等高新技术的快速发展,无人机机动性强、灵活性高及使用成本低等特点越来越突出,因此其无论在军用领域还是民用领域都得到广泛应用。在应用过程中,面临复杂的任务环境,无人机顺利完成飞行任务的关键是找到一条安全、高效的飞行航迹。因此无人机航迹规划问题已成为当今的研究热点,针对此课题内容,本文主要进行了以下方面的研究:(1)三维切片式航迹规划模型规划环境从二维变到三维后,由于约束条件的增加,导致三维航迹规划过程难度较大、复杂性较高。针对此问题本文提出一种基于二维栅格建模法的三维切片式航迹规划模型。该模型通过将无人机的三维飞行环境进行多层切片处理,将不同高度的切片按照二维栅格法进行划分。然后根据飞行环境中的地形信息及切片高度,将所有栅格分为可行栅格与障碍栅格。在三维航迹规划过程中,通过从起点开始不断选择合适的可行栅格最终到达目标点,完成三维航迹的规划。该模型有效降低了三维航迹规划的复杂性及规划过程中的数据量。(2)基于自适应蚁群算法的无人机航迹规划针对蚁群算法在航迹规划时存在的收敛速度慢、易陷入局部最优解等问题,提出一种自适应蚁群算法。该算法通过在启发函数中加入自适应偏离距离因子,有效引导无人机向目标点寻优;同时对状态转移函数中的信息素权重因子、启发函数权重因子及信息素挥发系数进行自适应处理并将信息素更新与航迹适应度相关联,加快算法的收敛速度。通过实验仿真,对航迹规划效果、航迹适应度及算法收敛速度进行对比分析,验证了自适应蚁群算法的有效性。(3)基于融合算法的无人机航迹规划针对单一航迹规划算法因算法原理及设计局限性在航迹规划过程中存在的固有不足,提出一种融合航迹规划算法。该融合算法结合了遗传算法全局搜索能力强和自适应蚁群算法具有正反馈机制的特点,采用分段融合策略实现两种算法的协同规划,弥补了单一遗传算法局部搜索能力较差及自适应蚁群算法搜索初始阶段具有盲目性的不足。经仿真验证,与单一算法相比,融合算法在收敛速度及航迹适应度方面均表现更优。

关键词：无人机航迹规划三维建模蚁群算法融合算法

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数字经济时代商品包装设计新理念

山西财经大学学报 2024年第S1期46卷 154-156页

作者：鲁仕贵四川文理学院四川达州635000

在数字经济蓬勃发展的今天,消费者群体的消费需求和消费行为都发生了深刻的变化,并且对商品包装设计提出了更高的要求。当前商品包装设计不仅要保护商品、传递信息、吸引消费者注意,还要适应数字经济时代下的数字化销售模式、满足消费... 详细信息

在数字经济蓬勃发展的今天,消费者群体的消费需求和消费行为都发生了深刻的变化,并且对商品包装设计提出了更高的要求。当前商品包装设计不仅要保护商品、传递信息、吸引消费者注意,还要适应数字经济时代下的数字化销售模式、满足消费者心理需求、体现品牌价值且达到美观低碳的要求。本文主要分析了数字经济时代消费者群体对商品包装设计的主要需求,并指出商品包装设计未来发展的新理念、新形态、新趋势,总结了商品包装设计模式的未来变革路径。

关键词：数字经济时代商品包装设计新理念

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基于结构分解的多模态医学图像融合算法

基于结构分解的多模态医学图像融合算法

作者：鲁野吉林大学

学位级别：硕士

医学影像在医学领域扮演着不可或缺的角色。不同成像设备所得到的医学图像呈现出不同的模态特征,每种模态都有其优点和局限性。在进行临床诊断时,医生通常需要反复地分析不同模态的图像,以获取足够多的疾病描述信息。多模态医学图像融... 详细信息

医学影像在医学领域扮演着不可或缺的角色。不同成像设备所得到的医学图像呈现出不同的模态特征,每种模态都有其优点和局限性。在进行临床诊断时,医生通常需要反复地分析不同模态的图像,以获取足够多的疾病描述信息。多模态医学图像融合技术可以融合不同模态的医学图像,保留其中包含的有效信息,生成一张更为全面且高质量的融合图像,从而为临床诊断提供了关键的辅助。本文对多模态医学图像融合问题进行研究,提出了两种医学图像融合算法。针对现有计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)图像和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)图像融合算法存在的信息丢失的问题,本文提出了一种基于结构纹理感知的医学图像融合算法。首先,基于所提出的三层分解框架,将源图像分解为信号强度层、基础层和纹理层。然后,采用基于迭代最小二乘的显著性检测方法对信号强度层进行融合。纹理层融合采用空间频率最大原则。对于基础层的融合,设计了一个非线性函数来计算融合权重,给能量高的像素赋予更高的权重值。最后,通过将各融合分量线性相加得到最终的融合结果。将该算法与目前常用的九种CT/MRI图像融合算法进行了比较以验证其优越性,实验结果表明,该方法能有效地保留CT图像的亮度信息和MRI图像的细节纹理。为了解决结构纹理感知方法尺度单一的问题,提出了一种基于多级结构纹理分解的医学图像融合方法。首先,将多尺度思想引入到结构纹理感知模型中,提出一种多级结构纹理分解框架,该框架可以获取多尺度纹理细节信息,并节省时间开销。通过该分解方法将源图像分解为一张结构层图像和一组纹理层图像。然后,采用本文设计的非线性函数来计算结构层融合权重。针对纹理层融合,提出了一种新的度量,即空间频率能量,利用空间频率能量最大原则融合纹理层。最后,将各融合分量线性相加生成最终的融合图像。该方法在融合CT/MRI图像时,比本文提出的第一种方法表现更好。此外,将该算法与通用的解剖图像和功能图像融合算法进行对比。实验表明,该算法的性能优于对比算法,能够在保留纹理信息的同时避免颜色失真。

关键词：多模态医学图像融合结构纹理感知权重图空间频率能量

高中地理职前教师G-TPACK水平分析及提升策略研究

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高中地理职前教师G-TPACK水平分析及提升策略研究

作者：鲁斐山东师范大学

学位级别：硕士

教育信息化改革对教师教育发展提出了新的要求,教师信息化素养成为教师专业素养中重要的一部分,高中地理职前教师是未来教师队伍中的新生力量,在很大程度上会影响未来中学地理教师队伍的信息化水平。整合技术的地理学科教学知识(G-TPACK... 详细信息

教育信息化改革对教师教育发展提出了新的要求,教师信息化素养成为教师专业素养中重要的一部分,高中地理职前教师是未来教师队伍中的新生力量,在很大程度上会影响未来中学地理教师队伍的信息化水平。整合技术的地理学科教学知识(G-TPACK)是地理技术知识、地理学科知识、地理教学法知识在境脉中的整合知识,为高中地理职前教师教育教学信息化提供了途径。本研究目的在于了解高中地理职前教师G-TPACK水平现状,分析影响高中地理职前教师G-TPACK水平的因素,并结合现状提出针对性的提升策略。本文采用问卷调查法进行定量研究,从高中地理职前教师G-TPACK整体水平、各维度水平进行分析,并对相关性、差异性进行分析,对高中地理职前教师G-TPACK现状进行全面的描述。本文的研究结论如下:(1)高中地理职前教师G-TPACK处于中等水平,对地理学科内容知识(GCK)和地理教学法知识(GPK)掌握最好;(2)高中地理职前教师G-TPACK各维度具有显著正相关性,各维度知识水平的提高能够促进高中地理职前教师G-TPACK整体水平的提高;(3)男性核心要素的知识水平更高,女性复合要素的知识水平更高;(4)本科生和研究生具有一定的差异,研究生的G-TPACK水平整体上高于本科生(5)教育技术类课程、地理教学法类课程、地理技术类课程对高中地理职前教师G-TPACK水平的提高具有明显的促进作用;(6)有过教学或实习经验的高中地理职前教师G-TPACK水平高于没有过的;(7)对地理专业、未来从事地理教师职业具有积极态度的高中地理职前教师G-TPACK水平更高。根据高中地理职前教师G-TPACK现状,以提高高中地理职前教师G-TPACK水平为目的出发,从高等师范院校、高中地理职前教师自身、G-TPACK框架内部结构三个层面提出一些策略:(1)高等师范院校要优化地理技术课程体系,创设地理技术感知环境。(2)高中地理职前教师要深化地理教育实践,融合地理案例与技术手段;增强地理职业认同感,主动学习G-TPACK理论;构建G-TPACK水平提升学习共同体。(3)从G-TPACK框架内部七个维度出发,要奠定核心要素知识基础,增强复合要素知识水平。

关键词： G-TPACK 高中地理职前教师水平分析提升策略

水稻细条斑病菌菌株GD41对水稻不同品种毒性差异的研究

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水稻细条斑病菌菌株GD41对水稻不同品种毒性差异的研究

作者：鲁滕山东农业大学

学位级别：硕士