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充分挖掘习题功效培养学生思维品质——以“浮力与压强”教学中的“弹簧升降台”模型为例

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物理教学探讨 2024年第10期42卷 9-14页

作者：周艳卿昭才重庆市凤鸣山中学重庆400037 重庆市第七中学校重庆400030

良好的思维品质是科学思维要素中关键能力的体现,表现为在解决问题中思维的发散性、深刻性和收敛性等品质。初中阶段是培养学生科学思维的最佳时期,教学中有意识地培养学生的思维品质,既可以活跃学生的思维,也能改变学生的思维方式,最... 详细信息

良好的思维品质是科学思维要素中关键能力的体现,表现为在解决问题中思维的发散性、深刻性和收敛性等品质。初中阶段是培养学生科学思维的最佳时期,教学中有意识地培养学生的思维品质,既可以活跃学生的思维,也能改变学生的思维方式,最终使学生具备可持续性学习和发展的能力。

关键词：一题多变一题多解多题归一思维品质

基于CNN与LSTM复合深度模型的恒星光谱分类算法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1668-1675页

作者：李浩赵青崔辰州樊东卫张成奎史艳翠王嫄天津科技大学人工智能学院天津300457 中国科学院国家天文台北京100012

恒星光谱分类是天文学领域中非常重要的研究方向。随着科技的迅猛发展,大型巡天望远镜采集的恒星光谱数据已经达到了TB或甚至PB级别,传统的分类方法已经无法满足如此庞大数据量的处理需求。正确分类光谱对于研究恒星的物理性质以及演化... 详细信息

恒星光谱分类是天文学领域中非常重要的研究方向。随着科技的迅猛发展,大型巡天望远镜采集的恒星光谱数据已经达到了TB或甚至PB级别,传统的分类方法已经无法满足如此庞大数据量的处理需求。正确分类光谱对于研究恒星的物理性质以及演化过程具有重要意义。CNN通过卷积运算学习数据的局部特征,去除冗余信息,并通过最大池化运算对特征进行压缩。然而,由于原始CNN模型的全连接层缺乏长距离依赖挖掘的功能,如果加入LSTM网络,通过其独特的三个“门”的远距离依赖挖掘能力可提取的重要特征,并检测特征中的微小差异,恰好可以解决这个问题。因此,提出了一种基于CNN和LSTM复合的深度模型,用于对LAMOST DR8中的恒星光谱进行分类。这种模型能够更好地学习恒星光谱的特征,为恒星演化研究提供了重要的帮助。为了提高模型的收敛速度,使用了常见的Z-Score标准化方法对数据进行处理。提出的模型在F、G、K三分类实验中取得了94.56%的分类准确率。同时,与前人使用过的RBM、PILDNN、PILDNN、DBN、Inception v3、1D-SSCNN、LSTM方法进行对比,结果表明该方法具有更高的分类准确率。在十分类实验中,该方法取得了97.35%的准确率,并且相比于仅使用LSTM、1D-SSCNN方法的实验结果,该方法的结果更好,且训练时间减少了近十倍。使用F1-score对每类恒星光谱分类准确度进行说明,在三分类和十分类实验中,每类的F1值都在0.9以上。与前人在文献中的实验结果进行对比,该模型的结果更好。通过混淆矩阵的结果,可以得出该模型在光谱种类越多的实验中准确率越高,甚至可以达到100%。综上所述,所提出的基于CNN和LSTM相结合的模型可以有效地对大规模恒星光谱数据进行分类,并取得了优异的分类效果。

关键词： LAMOST 恒星光谱分类卷积神经网络长短期记忆网络 Z-Score标准化

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污水中十二烷基磺酸钠快速检测试纸的研制

现代化工 2024年第4期44卷 228-232页

作者：赵文青解清杰董进波王超林华星江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 江苏满江春城市规划设计研究有限责任公司江苏镇江212008

基于结晶紫与十二烷基磺酸钠在pH为7.00的缓冲溶液下发生反应,建立了一种十二烷基磺酸钠的快速检测试纸来判断污水中是否含有阴离子表面活性剂。结果发现,当浸渍1 mg/L结晶紫溶液的试纸和pH为7.00的缓冲溶液混合时(结晶紫溶液与缓冲溶... 详细信息

基于结晶紫与十二烷基磺酸钠在pH为7.00的缓冲溶液下发生反应,建立了一种十二烷基磺酸钠的快速检测试纸来判断污水中是否含有阴离子表面活性剂。结果发现,当浸渍1 mg/L结晶紫溶液的试纸和pH为7.00的缓冲溶液混合时(结晶紫溶液与缓冲溶体积比是3∶1)显色更明显;十二烷基磺酸钠浓度与显色深浅呈正比。该十二烷基磺酸钠检测试纸的检测最低值为0.05 mg/L,最高值为2 mg/L。配制样品测定结果的相对误差范围为1.167%~4.233%,表明该方法具有良好的准确性。

关键词：十二烷基磺酸钠结晶紫标准比色卡试纸检测试纸浸渍液

鄂尔多斯盆地中元古界蓟县系白云岩中硅质赋存特征及成因机制

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地质学报 2024年第10期98卷 3117-3133页

作者：赵青刘波魏柳斌白海峰芦飞凡吴淳石开波北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018

鄂尔多斯盆地及周缘中元古界蓟县系白云岩中广泛发育硅质,硅质被认为是这套白云岩致密化的主要因素。但对硅质赋存特征及其矿物相态关系缺乏详细研究,进而影响了对这套硅质白云岩的硅化和致密化机理的合理解释。野外剖面观测和室内岩石... 详细信息

鄂尔多斯盆地及周缘中元古界蓟县系白云岩中广泛发育硅质,硅质被认为是这套白云岩致密化的主要因素。但对硅质赋存特征及其矿物相态关系缺乏详细研究,进而影响了对这套硅质白云岩的硅化和致密化机理的合理解释。野外剖面观测和室内岩石学及地球化学研究表明,白云岩中赋存的硅质以层纹状/条带状、结核状/团块状和弥散状产出。层纹状/条带状硅质以大规模硅质和白云岩相互叠置发育为特征,微观光学显微镜下表现为隐/微晶石英,具有低稀土元素含量、弱Ce负异常、微弱Eu正异常、高Al_(2)O_(3)和TiO_(2)含量等特征,是由海水中SiO_(2)在大陆边缘浅水区域直接沉淀和海水中微生物诱导SiO_(2)在含氧光合生物蓝细菌周围进行沉淀形成。结核状/团块状硅质常以不规则的形式分布在基岩中,主要硅质相态为玉髓、微晶石英,其LaN/CeN值接近1,伴随着弱Ce负异常、微弱Eu负异常,是由海水中的SiO_(2)和陆源碎屑输入的SiO_(2)在晚成岩阶段充填于铸模孔、格架孔形成。弥散状硅质在宏观上不具明显组构特征,微观光学显微镜下以隐/微晶石英为主,具有较高Eu正异常的特征,是由SiO_(2)对白云石进行交代形成。蓟县系白云岩中硅化具有明显的选择性和旋回性,从而导致该套硅质白云岩致密化,致使岩石孔隙度降低,对优质储层的发育不具有建设性作用。

关键词：鄂尔多斯盆地中元古界蓟县系硅质条带硅化

HTPB/Al/AP/RDX推进剂初始燃烧的分子模拟

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火炸药学报 2024年第3期47卷 254-261,I0005页

作者：初庆钊付小龙郑学明刘金龙陈东平北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 西安近代化学研究所陕西西安710065 黑龙江北方工具有限公司黑龙江牡丹江157013

针对一种四组元HTPB推进剂(HTPB/Al/AP/RDX)关键组分,基于第一性原理计算的数据集,使用深度神经网络模型开发了一个机器学习势函数;基于新开发的势函数,建立了四组元HTPB推进剂燃面模型,并进行了大规模的分子动力学模拟计算,对推进剂燃... 详细信息

针对一种四组元HTPB推进剂(HTPB/Al/AP/RDX)关键组分,基于第一性原理计算的数据集,使用深度神经网络模型开发了一个机器学习势函数;基于新开发的势函数,建立了四组元HTPB推进剂燃面模型,并进行了大规模的分子动力学模拟计算,对推进剂燃烧时的微观结构、温度、反应组分的时空演化进行了系统统计分析。结果表明,新开发的势函数能够准确描述推进剂组分单质及两两之间界面的能量和受力特性,是一个高精度、高效率的机器学习势函数;燃面模型实现了对推进剂燃烧过程中的AP、RDX、HTPB热解过程精准模拟,阐明了扩散火焰的形成机理以及铝粉从燃面剥离等微观过程,揭示了其中的各组分界面相互作用机制。表明分子动力学模拟能够在原子尺度上实现时间分辨的三维重建,进而获得推进剂燃烧的微观机理,可为固体推进剂的理论研究提供了新的工具。

关键词：物理化学 HTPB推进剂燃烧性能机器学习势函数分子动力学神经网络模型

基于小胶质细胞-神经元串扰信号CD300f/TLR4探讨左归降糖解郁方对糖尿病并发抑郁症大鼠海马突触微环境损伤的保护作用及机制

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中国中药杂志 2024年第17期49卷 4597-4606页

作者：刘检杨蕙赵洪庆李薇柳卓王宇红湖南中医药大学第一附属医院医学创新实验中心湖南长沙410007 抑郁类疾病中医药防治湖南省重点实验室湖南长沙410208 湖南中医药大学科技创新中心湖南长沙410208 湖南省中医药研究院附属医院湖南长沙410006

探讨左归降糖解郁方调控小胶质细胞免疫受体分子样家族成员f(CD300f)/Toll样受体4(TLR4)信号改善糖尿病并发抑郁症(DD)大鼠海马突触微环境损伤的保护作用及机制。首先通过2周高脂饲料喂养+STZ注射+28 d慢性温和不可预测性应激加孤养复... 详细信息

探讨左归降糖解郁方调控小胶质细胞免疫受体分子样家族成员f(CD300f)/Toll样受体4(TLR4)信号改善糖尿病并发抑郁症(DD)大鼠海马突触微环境损伤的保护作用及机制。首先通过2周高脂饲料喂养+STZ注射+28 d慢性温和不可预测性应激加孤养复制DD大鼠模型,实验设正常组、模型组、CD300f阻断剂组(CLM1,2μg·kg-1)、CD300f激动剂组(Fcγ,5μg·kg^(-1))、阳性药组(二甲双胍0.18 g·kg^(-1)+氟西汀1.8 mg·kg^(-1))以及左归降糖解郁方高、低剂量组(20.52、10.26 g·kg^(-1))。采用旷场、强迫游泳实验评估大鼠抑郁样行为;生化分析检测血糖、胰岛素水平;酶联免疫吸附法检测海马组织中肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)、5-羟色胺(5-HT)、多巴胺(DA)水平;透射电镜观察大鼠海马神经元突触超微结构变化情况;免疫荧光、Western blot分别检测大鼠海马小胶质细胞中CD300f、TLR4及海马神经元中突触素(SYN)、突触后密度蛋白95(PSD-95)表达情况。结果表明,与正常组比较,模型组大鼠旷场总活动路程减少,强迫游泳不动时间增加,血清胰岛素、海马组织中TNF-α、IL-1β、IDO水平升高,而5-HT和DA水平明显下降,且海马小胶质细胞中CD300f表达下调、TLR4表达上调,海马神经元中突触相关蛋白SYN、PSD-95表达降低,同时海马神经元突触超微结构明显受损;与模型组比较,CD300f阻断剂和激动剂分别加重和减轻上述异常改变;左归降糖解郁方高、低剂量则能显著改善大鼠上述抑郁样行为,分别抑制TNF-α、IL-1β、IDO异常升高和5-HT、DA减少,并有效增加小胶质细胞中CD300f表达,降低TLR4表达,上调海马神经元中突触前膜SYN和突触后膜PSD-95蛋白表达水平,最终改善海马突触微环境损伤。综上,该文证实了左归降糖解郁方能有效改善糖尿病并发抑郁症大鼠抑郁样行为,抑制海马小胶质细胞炎症激活,其机制可能与调控CD300f/TLR4信号进而缓解海马突触微环境损伤有关。

关键词：糖尿病并发抑郁症小胶质细胞 CD300f/TLR4 突触微环境左归降糖解郁方

三文鱼燃气烤制过程单增李斯特菌失活数值模拟

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中国食品学报 2024年第4期24卷 211-222页

作者：王伶唐宇宏赵清刘斌雄田美玲方婷李长城福建农林大学食品科学学院福州350002

旨在构建三文鱼扒燃气烤制过程的热量传递模型,并结合微生物热失活动力学评估不同烤制条件下单增李斯特菌的失活行为。通过构建一维非稳态传热模型,基于有限差分法和最小二乘优化算法求解模型参数,获得三文鱼扒烤制过程中的温度分布;再... 详细信息

旨在构建三文鱼扒燃气烤制过程的热量传递模型,并结合微生物热失活动力学评估不同烤制条件下单增李斯特菌的失活行为。通过构建一维非稳态传热模型,基于有限差分法和最小二乘优化算法求解模型参数,获得三文鱼扒烤制过程中的温度分布;再结合“一般法”计算单增李斯特菌的致死量。结果表明,三文鱼扒的热扩散系数、火焰侧对流换热系数、空气侧对流换热系数分别为1.83×10^(-7)m/s^(2),15.18 W/(m^(2)·℃)和16.36 W/(m^(2)·℃)。验证试验显示,模型可用于描述三文鱼扒燃气烤制过程中的热量传递,中心温度预测值与实测值之间的RMSE介于1.48~3.33℃。此外,场景模拟计算表明,如果三文鱼扒烤制过程中翻转不均匀,即使加热至中心温度为71℃,则单增李斯特菌仍可能存活。在三文鱼扒烤制过程中,以2,3,4 min或5 min间隔翻转,当中心温度达到71℃时,各位置的单增李斯特菌累积致死量均大于5.21 lg(CFU/g)。本研究结果可为三文鱼安全烹饪提供科学指导。

关键词：三文鱼单增李斯特菌燃气烤制热量传递数值模拟

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基于元学习的图神经网络冷启动推荐

计算机工程与科学 2024年第9期46卷 1675-1684页

作者：吴斯琦赵清华于雨晨太原理工大学电子信息与光电工程学院山西晋中030619

为解决推荐过程中冷启动问题对新用户或新项目场景性能的限制,提出了一种基于元学习的图神经网络冷启动推荐模型MetaNGCF,以提高推荐的准确性和多样性。首先,提出具有自适应的感知元学习结构来构建用户与项目交互图和神经图混合的模型,... 详细信息

为解决推荐过程中冷启动问题对新用户或新项目场景性能的限制,提出了一种基于元学习的图神经网络冷启动推荐模型MetaNGCF,以提高推荐的准确性和多样性。首先,提出具有自适应的感知元学习结构来构建用户与项目交互图和神经图混合的模型,将用户行为与项目知识统一表达,融合自适应加权损失策略来实时校正元学习路径,以避免噪声任务对模型造成的损害;其次,运用聚类算法将高维特征空间转化为低维低秩特征空间,并利用用户偏好学习任务聚合层梯度对协作信号进行编码,自动归纳出用户与项目之间的高阶连通性,进而捕捉NGCF通用知识语义;最后,与现有的MetaHIN算法进行对比验证,实验结果表明MetaNGCF在Recall@20和NDCG@20上具有更佳的性能。

关键词：元学习冷启动推荐协同过滤图神经网络

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Distribution and removal of antibiotic resistance genes during anaerobic sludge digestion with alkaline, thermal hydrolysis and ultrasonic pretreatments

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2019年第3期13卷 163-172页

作者： Mengli Wang Ruying Li qing zhao School of Environmental Science and Engineering Tianjin University Tianjin 300350 China

Sewage sludge in the wastewater treatment plants contains considerable amount of antibiotic resistance genes (ARGs). A few studies have reported that anaerobic digestion (AD) could successfully remove some ARGs from sewage sludge, but information on the fate of ARGs in sludge pretreatment-AD process is still very limited. In this study, three sludge pretreatment methods, including alkaline, thermal hydrolysis and ultrasonic pretreatments, were compared to investigate the distribution and removal of ARGs in the sludge pretreatment-AD process. Results showed that the ARGs removal efficiency of AD itself was approximately 50.77%, and if these three sludge pretreatments were applied, the total ARGs removal efficiency of the whole pretreatment-AD process could be improved up to 52.50%-75.07%. The ultrasonic pretreatment was more efficient than alkaline and thermal hydrolysis pretreatments. Although thermal hydrolysis reduced ARGs obviously, the total ARGs rebounded considerably after inoculation and were only removed slightly in the subsequent AD process. Furthermore, it was found that the total ARGs concentration significantly correlated with the amount of 16S rRNA gene during the pretreatment and AD processes, and the bacteria carrying ARGs could be mainly affiliated with Proteobacteria.

关键词： Tetracycline resistance genes Sulfonamide resistance genes 16S rRNA gene Sludge pretreatment Anaerobic sludge digestion