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一种支持安全联邦学习的主动保护模型水印框架

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计算机工程 2025年第1期51卷 138-147页

作者：陈先意丁思哲王康闫雷鸣付章杰南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心江苏南京210044 南京信息工程大学计算机学院网络空间安全学院江苏南京210044

联邦学习作为一种新型的深度学习范式,允许多个参与方在客户端本地共同训练模型,极大地保护了用户的数据隐私,得到了广泛关注和研究。然而,联邦学习作为一种分布式学习方式,极易遭受非法复制、恶意分发及客户端懒惰不作为等攻击。针对... 详细信息

联邦学习作为一种新型的深度学习范式,允许多个参与方在客户端本地共同训练模型,极大地保护了用户的数据隐私,得到了广泛关注和研究。然而,联邦学习作为一种分布式学习方式,极易遭受非法复制、恶意分发及客户端懒惰不作为等攻击。针对上述问题,提出一种支持安全联邦学习的主动保护模型水印框架。首先,设计了一个基于护照层水印的个性化参数聚合方法,在解决水印冲突问题的同时防止懒惰客户端盗窃模型;其次,设计了一个基于向量承诺的全局水印聚合方法,有效抵御了恶意攻击者伪造私有水印进行歧义攻击。实验结果表明,与当前最好的FedIPR相比,所提方法具有更高的水印容量,可以支持更大型的联邦学习系统;在差分隐私、客户端选择等安全联邦学习策略下能保持近100%的水印提取率,在遭遇微调、剪枝等攻击时也能保持98%以上的水印提取率。

关键词：版权保护联邦学习向量承诺歧义攻击懒惰客户端

教师数字化教学能力影响因素实证研究——基于PLS-SEM和fsQCA方法

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现代教育技术 2025年第3期35卷 66-76页

作者：周欣王耀斌贺相春西北师范大学教育科学学院甘肃兰州730070 南京晓庄学院教师教育学院江苏南京211171 西北师范大学教师技术学院甘肃兰州730070

数字化教学能力是教育数字化转型时期教师必备的关键能力,深入探究并分析教师数字化教学能力的影响因素,是教育管理者和教师应对技术挑战、提升教学质量、培养创新人才的关键环节。基于此,文章依托统一接受和使用技术(Unified Theory of... 详细信息

数字化教学能力是教育数字化转型时期教师必备的关键能力,深入探究并分析教师数字化教学能力的影响因素,是教育管理者和教师应对技术挑战、提升教学质量、培养创新人才的关键环节。基于此,文章依托统一接受和使用技术(Unified Theory of Acceptance and Use of Technology,UTAUT)模型,采用偏最小二乘结构方程模型(Partial Least Squares Structural Equation Modeling,PLS-SEM)和模糊集定性比较分析(Fuzzy-Set Qualitative Comparative Analysis,fsQCA)方法,对教师数字化教学能力的影响因素及其组合效应进行了实证分析。其中,PLS-SEM分析结果表明,绩效期望、努力期望、社群影响、便利条件和自我效能感对教师数字化教学意愿有显著的正向影响,并进一步正向影响教师的数字化教学能力;教师的自我效能感对数字化教学能力有显著的直接影响,且影响效应最强。而fs QCA分析结果显示,存在四条激发教师数字化教学能力的路径,在这些路径中数字化教学意愿和自我效能感是两个重要的前因变量,这弥补了结构方程模型分析的相对不足。文章通过研究,旨在为教育数字化转型时期教师数字化教学能力的提升提供实证依据。

关键词：数字化教学能力技术统一接受理论偏最小二乘结构方程模型模糊集定性比较分析

基于改进YOLOv8算法的在线听课行为识别模型研究

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计算机工程 2025年第1期51卷 287-294页

作者：李猛坤袁晨王琪赵冲陈景轩刘立峰首都师范大学管理学院北京100089 首都师范大学教师教育学院北京100037 上海大学环境与化学工程学院上海200444

目前目标检测技术日趋成熟,但是针对在线听课行为的识别仍存在挑战。针对在线课堂人为监管力度不足、目标检测模型复杂度较高所导致的在线课堂行为识别不精准、模型计算量较高等问题,提出一种基于改进的YOLOv8在线听课行为检测与识别方... 详细信息

目前目标检测技术日趋成熟,但是针对在线听课行为的识别仍存在挑战。针对在线课堂人为监管力度不足、目标检测模型复杂度较高所导致的在线课堂行为识别不精准、模型计算量较高等问题,提出一种基于改进的YOLOv8在线听课行为检测与识别方法。首先在YOLOv8n的基础上添加BiFPN双向特征金字塔网络来进行特征融合,以增加特征提取的能力,提高模型识别准确度;其次在Head端采用C3Ghost模块替代C2f模块,以大幅减少模型计算量。实验结果表明,提出的YOLOv8n-BiFPN-C3Ghost模型在线上听课行为数据集上的mAP@0.5和mAP@0.5∶0.95指标分别为98.6%和92.6%,相比其他课堂行为识别模型在精度上最高提升了4.2%和5.7%,计算量为6.6 GFLOPS,比原模型降低了19.5%。YOLOv8n-BiFPN-C3Ghost模型能以更低的运算成本精确地实现在线听课行为的检测和识别,可以实现对学生在线课堂学习情况的动态、科学识别。

关键词：目标检测在线课堂听课行为识别性能优化特征融合

子女普高升学机会如何影响母亲多孩生育行为?——基于中考分流的制度背景

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人口与经济 2025年第1期 47-60页

作者：顾和军彭聪聪张永梅南京信息工程大学商学院江苏南京210044 南京信息工程大学共同富裕研究院江苏南京210044 湖州师范学院经济管理学院浙江湖州313000

党的二十大报告指出要“建立生育支持政策体系,降低生育、养育、教育成本”,然而现行的中考分流制度背景下普高升学机会不足却可能加重家庭教育焦虑、推高教育成本、导致育龄女性不愿或不敢多生。从理论视角分析子女普高升学机会与母亲... 详细信息

党的二十大报告指出要“建立生育支持政策体系,降低生育、养育、教育成本”,然而现行的中考分流制度背景下普高升学机会不足却可能加重家庭教育焦虑、推高教育成本、导致育龄女性不愿或不敢多生。从理论视角分析子女普高升学机会与母亲多孩生育行为的影响关系及作用机制。基于CFPS2016、2018、2020三年的面板数据,使用OLS回归模型估计中考分流背景下,子女普高升学机会对母亲多孩生育行为的影响,为识别教育压力对多孩生育的影响提供了微观证据。实证结果表明,普高升学机会提高有利于多孩生育水平提升。异质性分析发现,在中部地区,普高升学机会提高对多孩生育水平提升有显著的正面影响;中低收入阶层、中低教育水平阶层、中部地区女性的再生育行为更容易受到普高升学机会的影响。机制分析表明,在中考分流背景下普高升学机会通过改变教育支出的方式作用于育龄女性多孩生育行为。研究结果为理解教育压力与生育之间的关系提供了新的观察视角,对于推进教育与生育领域联动改革、提高生育水平具有现实意义,为相关政策的制定与实施提供了参考。

关键词：中考分流普高升学机会教育成本多孩生育

指向乡村教师数字素养提升的远程学习支持服务体系研究

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现代教育技术 2025年第1期35卷 120-127页

作者：徐如梦孙众浙江大学教育学院浙江杭州310058 首都师范大学信息工程学院北京100048

作为数字素养的重要组成部分,乡村教师数字化教学能力的提升是推动乡村教育数字化转型、实现乡村教育高质量发展的关键所在。然而,当前我国乡村教师的数字教育资源应用意愿不强、数字技术应用创新能力不足、数字技术与教育教学融合深度... 详细信息

作为数字素养的重要组成部分,乡村教师数字化教学能力的提升是推动乡村教育数字化转型、实现乡村教育高质量发展的关键所在。然而,当前我国乡村教师的数字教育资源应用意愿不强、数字技术应用创新能力不足、数字技术与教育教学融合深度不够等问题较为突出。对此,文章依托空间生产理论,结合深度访谈,聚焦乡村教师的远程学习支持服务需求,构建了指向乡村教师数字素养提升的远程学习支持服务体系。该体系包含三方支持主体(即学术导师、以师范生为主的助教团队、乡村教师),四类支持服务(即知识支持服务、管理支持服务、情感支持服务、技术支持服务),三种支持机制(即反馈机制、协调机制、动力机制),以期提升乡村教师的数字化教学远程研修效果,助推乡村教育数字化转型与教育公平发展。

关键词：远程学习支持服务数字素养乡村教师教育数字化转型

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基于脑功能网络的虚拟现实晕动症检测

南京信息工程大学学报 2025年

作者：杨文清化成城殷利平陶建龙陈玥池戴志安刘佳南京信息工程大学自动化学院南京信息工程大学江苏省智能气象探测机器人工程研究中心南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心

基于对不同眩晕状态下的脑电信号（EEG）解码提出有效的检测方案，有助于研究虚拟现实晕动症的缓解方法。本文采用多元变分模态分解将EEG划分为5个频段，并根据晕动症量表结果将数据划分为不同眩晕状态组，利用PLV（锁相值）方法计算EE... 详细信息

基于对不同眩晕状态下的脑电信号（EEG）解码提出有效的检测方案，有助于研究虚拟现实晕动症的缓解方法。本文采用多元变分模态分解将EEG划分为5个频段，并根据晕动症量表结果将数据划分为不同眩晕状态组，利用PLV（锁相值）方法计算EEG频段内和频段间的功能连接以构建超邻接矩阵，并基于SVM（支持向量机）和CNN（卷积神经网络）等模型进行分类识别。研究结果显示，聚类系数、局部效率和加权节点度三种具有显著性差异的拓扑特征融合后，在眩晕vs.非眩晕，高眩晕vs.低眩晕两个任务中的最高平均分类准确率分别为91.70%和96.00%。此外，本文还将超邻接矩阵直接输入CNN模型，在两个任务中得到的平均分类准确率分别达到93.40%和98.50%。结果表明本研究所提方法可用于虚拟现实晕动症的检测，并为进一步研究晕动症对各脑区功能耦合的影响提供了参考。

关键词：虚拟现实晕动症脑电信号(EEG) 多元变分模态分解脑功能连接网络拓扑特征

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“重组DNA技术的基本工具”教学设计

生物学教学 2025年第03期 34-36页

作者：金兵李梓涵徐爱琳四川省成都市石室天府中学南京师范大学教师教育学院四川省成都高新区教育发展中心

以“重组DNA技术的基本工具”为例，探讨培养科学思维、技术思维和工程思维的教学案例。通过生活情境，引发工程思维；通过自主阅读、比较分析、归纳总结、模型与建模、批判质疑，提升科学思维；通过探寻重组DNA技术所需基本工具，发展... 详细信息

以“重组DNA技术的基本工具”为例，探讨培养科学思维、技术思维和工程思维的教学案例。通过生活情境，引发工程思维；通过自主阅读、比较分析、归纳总结、模型与建模、批判质疑，提升科学思维；通过探寻重组DNA技术所需基本工具，发展技术思维；通过提出、完善抗虫棉培育流程，设计酶切方案，深化、拓展工程思维。

关键词：重组DNA技术工程思维技术思维科学思维设计与实施

夏季西北太平洋副热带高压主模态年际变化特征及其季节预报模型

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大气科学 2025年第1期49卷 67-92页

作者：刘菲菲陶丽张俊凯南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 云南省临沧市气象局临沧677099

作为东亚夏季风环流系统的重要成员，夏季西北太平洋副热带高压（简称副高）活动对我国降水和西北太平洋上热带气旋活动有重要影响，但副高季节预测仍然具有挑战性。本文采用1979～2022年月平均海气资料和海气指数，基于信息流方法特有... 详细信息

作为东亚夏季风环流系统的重要成员，夏季西北太平洋副热带高压（简称副高）活动对我国降水和西北太平洋上热带气旋活动有重要影响，但副高季节预测仍然具有挑战性。本文采用1979～2022年月平均海气资料和海气指数，基于信息流方法特有的因果关系来挑选副高主模态变化的预报因子，并建立预报模型。本文首先利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）分解，得到1979～2020年副高变化的前两个主模态及其对应的主成分（PCs），其分别与El Niño衰减和La Niña发展关系密切。然后利用信息流和多元逐步回归筛选1980～2015年建模期间PC1和PC2的预报因子。PC1、PC2的预报因子均为7个，PC1的预报因子主要包括了Niño 4指数、赤道中太平洋北部海表温度（SST）等。PC2的预报因子主要包括了热带中太平洋北部SST、大西洋多年代际振荡（AMO）指数等，表明由春季PMM（Pacific meridional mode）发展起来的夏季La Niña和北大西洋SST对接下来夏季EOF2模态的形成有重要影响。1980～2015年期间预报PCs和实际PCs序列的相关系数达到0.91和0.88，并用该预报模型预报2016～2020年PCs序列，相关系数分别达到0.74和0.85。1980～2022年的预报重构场与实际观测场的区域平均时间相关系数、多年平均的空间相关系数分别为0.63、0.48，均通过99%的信度检验，且预报的效果很大程度上依赖于预报上限。我们还通过PCs值进行相似年份预报，以弥补重构场异常较弱的缺陷。

关键词：西北太平洋副热带高压信息流预报模型相似年预报

GIS空间信息可视化功能在地理教学中的应用——以“地貌的观察”为例

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中学地理教学参考 2025年第5期 44-47页

作者：杨雨欣徐非儿李发源南京师范大学教师教育学院南京师范大学地理科学学院

GIS空间信息可视化功能有助于直观、形象地呈现地理事物的空间分布、地理要素间的相互关系等。地形数据可视化是空间信息可视化的重要组成部分,可以较好地解决地形特征的直观显示和分析问题。文章以“地貌的观察”为例,具体说明了如何... 详细信息

GIS空间信息可视化功能有助于直观、形象地呈现地理事物的空间分布、地理要素间的相互关系等。地形数据可视化是空间信息可视化的重要组成部分,可以较好地解决地形特征的直观显示和分析问题。文章以“地貌的观察”为例,具体说明了如何基于数字地形数据,运用GIS软件突破地形图教学的“瓶颈”。

关键词： GIS 地形数据可视化地貌的观察