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高考综合改革背景下北京市等级考生物学试卷特点的变化

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生物学教学 2024年第7期49卷 71-73页

作者：孙鹏马会放北京教育考试院北京100083 北京市顺义区教育研究和教师研修中心北京101300

北京市生物学高中学业水平等级性考试试卷具有“强调系统性、注重整体性、聚焦学科性、坚持创新性、突出导向性”的试题特色,更好地发挥了试卷的功能。

关键词：高考综合改革学业水平考试等级性考试生物学试题特点

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基于无监督语义哈希的高效相似题检索模型

计算机应用 2024年第1期44卷 206-216页

作者：佟威何理扬李锐黄威黄振亚刘淇教育部教育考试院北京100084 中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 认知智能全国重点实验室合肥230088

相似题检索旨在从数据库中找到与给定查询试题考查目标相似的试题。随着在线教育的不断发展,试题数据库日益庞大,且由于试题数据的专业属性使标注相关性非常困难,因此需要一种高效且无需标注的相似题检索模型。无监督语义哈希能在无监... 详细信息

相似题检索旨在从数据库中找到与给定查询试题考查目标相似的试题。随着在线教育的不断发展,试题数据库日益庞大,且由于试题数据的专业属性使标注相关性非常困难,因此需要一种高效且无需标注的相似题检索模型。无监督语义哈希能在无监督信号的前提下将高维数据映射为低维且高效的二值表征。但不能简单地将语义哈希模型应用在相似题检索模型中,因为试题数据具有丰富的语义信息,而二值向量的表征空间有限。为此,提出一个能获取、保留关键信息的相似题检索模型。首先,设计了一个关键信息获取模块获取试题数据的关键信息,并引入去冗余目标损失去除冗余信息;其次,在编码过程中引入随时间变化的激活函数,减少编码信息损失;再次,为了最大化利用汉明空间,在优化过程中引入比特平衡目标和比特无关目标以优化二值表征的分布。在MATH和HISTORY数据集上的实验结果表明,相较于表现最好的文本语义哈希模型DHIM(Deep Hash InfoMax),所提模型在2个数据集的3个召回率设置上分别平均提升约54%和23%;在检索效率方面,所提模型比最优的相似题检索模型QuesCo具有明显的优势。

关键词：相似题检索无监督语义哈希表征学习对比学习

基于人在回路机制的个性化作业设计:理论模型及实践理路

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现代远程教育研究 2024年第1期36卷 93-100页

作者：武法提李坦任伟祎夏志文北京师范大学数字学习与教育公共服务教育部工程研究中心北京100875 北京师范大学教育学部北京100875

个性化作业是落实“双减”政策,实现减负提质的重要途径。人工智能为实现个性化作业提供了技术支撑,但在实践中,由于其内部工作原理对用户不可见,且存在价值观、情感等方面的缺失问题,降低了其在个性化作业实践中应用的深度与效果。人... 详细信息

个性化作业是落实“双减”政策,实现减负提质的重要途径。人工智能为实现个性化作业提供了技术支撑,但在实践中,由于其内部工作原理对用户不可见,且存在价值观、情感等方面的缺失问题,降低了其在个性化作业实践中应用的深度与效果。人在回路机制是指通过置信度评估的方法对人工智能算法生成的结果进行评估,进而决定是否执行算法结果的人机协同方法。基于人在回路机制的个性化作业设计理论模型,以作业实践为核心流程,以人机协同、认知诊断、干预反馈等为理论指导,将人在回路机制融入作业布置、作业诊断和作业辅导的关键环节中,实现了人类智能与人工智能的协同工作。在此基础上提出的个性化作业实践路径,包含基于学习者画像的作业习题推荐、基于多模态学习分析技术的错因诊断,以及基于多模态资源推送的作业辅导三个阶段,分别回答了做什么题、错在哪里,以及如何辅导等作业实践中的关键问题,形成了人机协同机制下智能技术赋能作业实践的闭环。基于该实践路径研发的原型系统,已在一线教学单位开展了实践,初步验证了方法的可行性。

关键词：双减个性化作业作业设计人在回路人机协同

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中国老年髋部及椎体骨折大数据分析报告

中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志 2024年第4期17卷 303-307页

作者：宋纯理北京大学第三医院骨科、骨与关节精准医学教育部教育部工程研究中心、脊柱疾病北京市重点实验室北京100191

骨质疏松及骨质疏松性骨折是一个全球性公共卫生问题,具有发病率高、致死致残率高、社会医疗负担重的特点。然而,全国性的骨质疏松性骨折的流行病学数据不足。我们利用中国城镇职工基础医疗保险(Urban Employee Basic Medical Insurance... 详细信息

骨质疏松及骨质疏松性骨折是一个全球性公共卫生问题,具有发病率高、致死致残率高、社会医疗负担重的特点。然而,全国性的骨质疏松性骨折的流行病学数据不足。我们利用中国城镇职工基础医疗保险(Urban Employee Basic Medical Insurance,UEBMI)和城镇居民基础医疗保险(Urban Resident Basic Medical Insurance,URBMI)数据库对55岁(椎体骨折为50岁)及以上老年人群的髋部/椎体骨折进行了分析,并计算其发生率和医疗费用。研究共纳入190560例髋部骨折(女性121933例,男性68509例,平均年龄77.05岁)和271981例椎体骨折(女性186428例,男性85553例平均年龄70.26岁)。中国55岁及以上老年人群的髋部骨折发生率从2012年的148.75/10万缓慢下降到2016年的136.65/10万。中国50岁及以上老年人群的椎体骨折发生率从2013年的85.21/10万增加到2017年的152.13/10万。髋部骨折住院总费用五年间增长约4倍;椎体骨折的医疗费用则增长了5.45倍;无论髋部骨折还是椎体骨折,人均治疗费用稳步降低。中国城镇老年人群髋部骨折发生率达到了一个平台期,但椎体骨折发病率呈上升态势。与此同时,髋部骨折和椎体骨折的总人数和总相关医疗花费仍然在迅速增长。研究结果提示我们应更加重视骨质疏松症的管理和骨质疏松骨折的防控。

关键词：骨质疏松流行病学髋部骨折椎体骨折医疗花费

基于双光栅和柱透镜的高分辨率近红外微型光谱仪

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1144-1150页

作者：吴婧仪周哲海赵爽闵昆龙李慧宇北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京航天测控技术有限公司北京100041

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大... 详细信息

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大不便于携带等问题,为此,提出了一种独特的基于双光栅和柱透镜的微型光谱仪结构,开展了理论和实验研究。相对于传统的微型光谱仪结构,新的设计主要有三个特征:使用光纤代替入射狭缝,以减少光能损失;采用双光栅将光束进行二次衍射;使用柱透镜以改变线阵CCD阵列表面的成像尺寸。首先,利用Zemax软件进行了光学设计和仿真分析,光谱范围为1525~1570 nm,光学系统结构在66 mm×40 mm×24 mm的体积范围内,光谱分辨率理论上达到0.2 nm,比未加柱透镜的结构提升了2.5倍。然后,根据理论分析,选购了合适的光电器件进行了系统封装,与匹配的电路模块结合,实现了微型光谱仪的光谱检测功能。光谱仪的光学系统安装在66 mm×40 mm×30 mm的体积范围内,实际测量的光谱分辨率为0.215 nm,与理论结果较为吻合。进一步地,搭建了一套基于该微型光谱仪的光纤光栅温度传感测量系统,该微型光谱仪作为信号解调仪,选择了四个中心波长分别为1534、1538、1542和1545 nm的光纤光栅作为传感器,温度在0~50℃范围内以1℃为间隔连续变化,最终实现了温度实时测量和信号解调,系统温度灵敏度分别达到9.58、9.68、9.69和9.6 pm·℃^(-1),验证了该微型光谱仪的高分辨率和高可靠性。研制的微型光谱仪的子组件可以固定在外壳上,系统内部无可移动元器件,体积小、分辨率高、稳定性好,可应用于其他诸如物质浓度分析、传感信号测量等需要高分辨光谱分析的场合。

关键词：微型光谱仪双光栅柱透镜高分辨率近红外波段

10年氮磷添加对海南尖峰岭热带雨林优势植物叶片非结构性碳水化合物的影响

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植物生态学报 2024年第6期48卷 690-700页

作者：俞庆水倪晓凤吉成均朱江玲唐志尧方精云北京大学城市与环境学院生态研究中心地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

非结构性碳水化合物(NSCs)包括淀粉和可溶性糖,两者之间的相互转化可以增强植物对环境胁迫的抵抗力。热带雨林在陆地生态系统碳库和缓解气候变化中占有重要地位,同时也是大气氮磷沉降的热点区域。目前,热带雨林原始林和次生林优势植物叶... 详细信息

非结构性碳水化合物(NSCs)包括淀粉和可溶性糖,两者之间的相互转化可以增强植物对环境胁迫的抵抗力。热带雨林在陆地生态系统碳库和缓解气候变化中占有重要地位,同时也是大气氮磷沉降的热点区域。目前,热带雨林原始林和次生林优势植物叶片NSCs对长期氮磷输入的响应尚不清楚。该研究基于海南尖峰岭原始林和次生林10年的氮磷添加实验,探究长期氮磷输入对两种森林各8个物种叶片NSCs的影响,并分析叶片性状、光合作用参数和土壤养分含量与NSCs的关系。研究结果表明,次生林优势植物叶片相对于原始林优势植物叶片有更高的可溶性糖和NSCs含量。低氮添加显著降低了原始林优势植物叶片淀粉的含量,磷添加显著增加了原始林优势植物叶片可溶性糖的含量,氮磷同时添加提高了原始林优势植物可溶性糖与淀粉的比值,而氮磷添加对次生林优势植物叶片NSCs含量均无显著影响。两种森林8个物种的叶片NSCs含量均与叶片pH和比叶面积负相关,而与叶片碳含量、光合速率和光合氮利用效率正相关。次生林土壤有效氮含量、总磷含量与叶片NSCs含量显著正相关。上述结果表明热带雨林优势植物叶片NSCs受到叶片性状和土壤养分的综合影响。该研究从叶片碳经济角度揭示了原始林优势植物相对于次生林优势植物对大气氮磷沉降的响应更敏感,并呼吁加强对热带原始雨林的保护。

关键词：热带雨林次生林氮沉降磷沉降非结构性碳水化合物

2.5D机织SiC_(f)/SiC复合材料制备与吸波性能

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3630-3642页

作者：赵马娟王晓猛王岭邱海鹏张典堂江南大学生态纺织教育部重点实验室无锡214122 航空工业复合材料技术中心北京101300

为满足高温吸波结构复合材料要求,选用SiC纤维(SiC_(f)),设计并制备了2.5D机织SiC_(f)/SiC复合材料,采用实验与仿真相结合的方法研究了吸波性能。利用弓形法开展了反射损耗测试,采用X射线计算机断层扫描(Micro-CT)技术提取材料几何结构... 详细信息

为满足高温吸波结构复合材料要求,选用SiC纤维(SiC_(f)),设计并制备了2.5D机织SiC_(f)/SiC复合材料,采用实验与仿真相结合的方法研究了吸波性能。利用弓形法开展了反射损耗测试,采用X射线计算机断层扫描(Micro-CT)技术提取材料几何结构参数,建立了全厚度细观模型,在CST电磁仿真软件上模拟计算了材料的反射损耗,并与实验结果进行对比分析。通过等效电磁参数理论和场分布图分析了吸波机制,并研究了几何结构参数、电磁参数、电磁波电场极化方向和入射角度对材料吸波特性的影响规律。实验结果表明:在1~18 GHz频率范围内,本文所制备的2.5D机织SiC_(f)/SiC复合材料具有3 GHz的有效吸波带宽,在吸收峰9.3 GHz处,最大反射损耗达到-17 dB,这与仿真结果基本一致。该复合材料主要通过电损耗的方式吸收电磁波,其良好的吸波性能是结构设计和材料特性协同作用的结果,材料整体厚度和纤维介电常数是影响2.5D机织SiC_(f)/SiC复合材料吸波性能的关键因素。

关键词： 2.5D机织结构 SiC_(f)/SiC复合材料细观模型重构电磁仿真吸波性能影响因素

等离子体轰击单层WS_(2)引入缺陷态对束缚激子光学性质的影响

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物理学报 2024年第13期73卷 9-19页

作者：刘海洋范晓跃范豪杰李阳阳唐天鸿王刚北京理工大学物理学院量子物理实验中心先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室北京100081

单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能,使其在自旋电子学、光电子学等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷,这可能是在样品制备和生长过程中形成的,也可以经过后期处... 详细信息

单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能,使其在自旋电子学、光电子学等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷,这可能是在样品制备和生长过程中形成的,也可以经过后期处理产生,这些缺陷会显著改变其物理化学性质.因此,控制和理解缺陷是调控材料性质的重要途径.本文利用氩等离子体对机械剥离的单层WS_(2)进行轰击处理,通过控制轰击时间引入不同密度的缺陷.光致发光和拉曼测试结果表明,在未改变晶格结构的前提下,引入了两种缺陷态的束缚激子,两种激子的动力学过程与中性激子相比明显变慢.对比真空和大气环境下的光致发光光谱(photoluminescence spectroscopy,PL),两种激子的强度变化呈现相反的行为.本文的研究结果可为二维材料缺陷的引入和调控以及特征光谱的研究提供依据.

关键词：二维半导体 WS_(2) 缺陷态激子

基于误差函数相位偏移的电场式时栅角位移传感器自标定

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光学精密工程 2024年第18期32卷 2803-2813页

作者：于治成黎自豪蒲红吉吴昶亮展丙男重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

比对标定对于传感器测量精度的保持和提升具有重要意义,但其易受现场环境限制,且成本昂贵。电场式时栅精度不断刷新,寻找外部参考基准也变得日益困难。针对这一难题,提出了以圆周封闭原则为基准,利用傅里叶级数的平移定律,将电场式时栅... 详细信息

比对标定对于传感器测量精度的保持和提升具有重要意义,但其易受现场环境限制,且成本昂贵。电场式时栅精度不断刷新,寻找外部参考基准也变得日益困难。针对这一难题,提出了以圆周封闭原则为基准,利用傅里叶级数的平移定律,将电场式时栅的误差序列值以2π/n角位移值进行移相,利用具有不同移相次数的误差序列值进行频谱分析,互相补偿缺失的谐波分量,最终利用各次谐波分量重构传感器误差函数的自标定方法。并据此设计、搭建了相应的自标定实验平台。实验结果表明,该自标定方法对于电场式时栅角位移传感器中所包含的周期性误差补偿效果显著。对极内,使用该自标定方法与用光栅作为参考基准所获得的标定精度基本相当,两者误差为0.05",对极内误差下降67%;整周范围内,两者误差为0.15",整周误差下降80%。该自标定方法相比于传统的比对标定法在效率、应用范围及标定成本方面均拥有显著优势。

关键词：电场式角位移传感器自标定误差移相谐波分量