课程文献中心 更多>>

关键词： 数学   新高考   试题   逻辑推理   SOLO分类理论  

摘要： 新高考打破了传统“考试本位”“分数本位”的教学观念,更注重考查学生的综合素质及学科素养。2017年版的高中数学课程标准将逻辑推理素养列为数学学科的核心素养,2020年修订的课程标准在原来的基础上进一步凸显核心素养理念。值得注意的是,逻辑推理最初被确立为课程标准中的能力目标,而如今作为素养目标具有更丰富的内涵,新高考数学试题也随之更加注重对学生逻辑推理素养的考查。因此,聚焦逻辑推理素养评价新高考数学试题具有重要的研究意义。 本文在新高考改革背景下,结合现有的评价理论和模型,构建新高考数学试题的逻辑推理素养评价体系,以此对2021-2023年新高考数学Ⅰ卷和Ⅱ卷进行综合评价和分析,并给出相应的建议。具体研究内容如下: 1.构建新高考数学试题逻辑推理素养评价体系。首先,结合新课标逻辑推理素养水平划分、SOLO分类理论以及核心素养评价理论给出新高考数学试题逻辑推理素养评价的整体框架。其次,在该框架上给出相应的评价标准与归类编码操作规则,并对试题知识点与题型进行初步分析,从而构建“三位一体”的新高考数学试题逻辑推理素养评价体系。 2.基于逻辑推理素养评价体系的新高考数学试题综合评价。以2021-2023年新高考数学Ⅰ卷、Ⅱ卷为例,按照试卷的横纵向、内容主线、题型等角度进行划分;运用所建立的新高考数学试题逻辑推理素养评价体系,分别从试题题型的逻辑推理素养层次分布、试题内容的SOLO知识结构水平以及试卷的逻辑推理素养水平分布等方面,综合评价2021-2023年新高考Ⅰ卷、Ⅱ卷的逻辑推理素养考查情况。 3.新高考数学试题逻辑推理素养综合评价结果分析。根据2021-2023年新高考Ⅰ卷、Ⅱ卷试题的逻辑推理素养的综合评价结果,从不同试卷、内容主线、试题题型来分析新高考数学试题逻辑推理素养的考查特点,从而得出新高考数学试题的逻辑推理素养导向:强调逻辑推理素养,夯实基础知识;创设真实情境,重视理性思维;调整试卷结构,渗透逻辑推理。 4.基于新高考数学试题逻辑推理素养综合评价的建议。根据前面三部分关于新高考数学试题逻辑推理素养评价体系的构建、综合评价结果和分析,从教师教学、学生学习和高考命题三个方面提出相应的建议。

关键词： 物联网   施肥器   无土栽培   水肥一体化   模糊PID  

摘要： 温室的水肥一体化设备在施肥时,绝大多数是将不同种类的固体肥先预溶解在肥液罐内存储备用,再由施肥机泵送至灌溉系统,经管道输送到灌溉区域。由于不同元素的高浓度肥液直接进入施肥机时会受到自身管道内液体压强与流速影响,使得施肥机肥液进口处浓度剧烈波动,继而影响施肥机出口处肥液浓度的稳定性。高浓度液态肥经过施肥机连同清水一起进入灌溉管道,一般是由文丘里施肥器来完成肥液与清水的混合,因此灌溉水肥的浓度还会受到文丘里施肥器喉部压差的影响。设备的调控还需要结合环境数据、培养槽液面深度等其它重要农业数据,再作出施肥、补水等操作,方能满足无土栽培作物的生长发育需要。目前国产的水肥一体化设备存在控制精度偏低、操作复杂等问题。在实施农业中使用整套的进口设备,项目的资金投入大。因此开发具备成本可控、混肥均匀、吸肥量大、施肥区肥液浓度自动控制的温室水肥一体化装置,并研究装置的施肥、补水性能,具有重要的农业工程应用价值和科学研究意义。 本文运用理论分析、实验、仿真模拟等方法,设计了一套应用于温室无土栽培的水肥一体化设备。 主要研究内容及研究成果如下: (1)研究了水肥一体化技术的重要混肥部件文丘里施肥器。依据R studio软件对实验数据的分析发现对称型、向上偏心型、吸肥口带有空腔型文丘里施肥器临界压差与进口压力之间存在线性相关性。基于对三种类型文丘里施肥器的内部流体运动、压力分布等情况的仿真研究,发现吸肥口带有空腔型文丘里施肥器内部流体流场图类似喷射的火焰,尾部呈现流线型,喉部及扩散段无回旋紊乱区域,能量传递基本沿直线推进,综合性能优于其它两种类型的文丘里施肥器。 (2)依靠仿真平台和CFD仿真模拟技术,以大吸肥量为寻优目标,对吸肥口带有空腔的文丘里施肥器关键结构参数范围进行了优化。依据优化的参数范围,测试选取收缩角为22°、扩散角为8°、喷嘴直径为5mm、喉部直径为6.5mm、喉管长度为30mm,定制出优化后的施肥器样品。测试结果显示优化后的施肥器吸肥流量比优化前提高40.5﹪。 (3)通过实验与数据分析相结合的方法,分析了在注肥速度及肥液种类增加条件下,预混罐开启搅拌与不搅拌功能对肥液稳定性的影响。研究表明同等条件下不开启搅拌模式时肥液EC值波动时间持续约50s,开启搅拌模式并控制转速在250r/min～300r/min时,肥液EC值波动时间可降低至26s。对比实验结果可知预混罐可以有效降低肥液混合时的EC值波动性。 (4)基于对传统PID控制算法和模糊PID控制算法的研究,并结合数学理论分析明确了传统PID控制算法的传递函数以及肥液EC的函数模型。使用Matlab2022软件建立起模糊PID控制器动态系统模型,并对该动态系统模型进行了仿真探究。仿真结果表明模糊PID控制的肥液调整时间在68s～98s之间,优于传统PID控制的调整时间。传统PID控制的超调量在30%～40%之间,波形图的振幅宽,超调量大。 (5)基于对水肥一体化控制系统的整体设计、相关硬件的选型及系统的可视化研究,同时结合优化后的文丘里施肥器、肥液预混、物联网技术和模糊PID控制策略,设计出了整套水肥一体化设备,并对设备进行了实际场地性能测试。测试结果表明在加肥流量调节阶段,模糊控制的偏差百分比最高仅有2.6%。在供水流量调节阶段,模糊控制的偏差百分比在2.5%～5%之间。模糊控制的施肥机出口处的灌溉肥液EC值与设定值之间的波动幅度小、达到稳定值的时间低于120秒。

摘要： Understanding the pH sensitivity of proteins and enzymes across intracellular compartments is crucial for fundamental research. Lizatović et al. [1] aimed to design a peptide incorporating a specific amino acid to form a hexamer structure and lacking it to form a pentamer structure. Unexpectedly, two distinct structures emerged based on pH. At pH 6, a hexamer structure formed, albeit with a surprising arrangement, while at pH 8, a pentamer structure appeared despite the presence of the specific amino acid. This peptide came to be abbreviated as pHios (pH-induced oligomerization switch).The pH-induced oligomerization switch prompts several questions: is it feasible to use the designed peptide to regulate the structure and function of other proteins within a tightly controlled pH range? This would involve fusing pHios with the desired protein to exploit its pH-induced oligomerization capability to modulate the structure and activity of the fused protein. Can new sequences with similar properties be rationally designed? Will slight alterations to the designed sequence still maintain functionality?Experimental methods, including size exclusion chromatography (SEC) to assess protein size changes, and circular dichroism (CD) to study secondary structure alterations, were employed on redesigned sequences of the wild-type (WT) peptide at varying pH levels. Results indicate limited tolerance to sequence modifications, although cautious interpretation is warranted due to suboptimal fitting and low concentrations. Certain sequences exhibit differing stability at pH 6 or pH 8. The fusion of pHios to the target protein faced expression challenges, highlighting the need for optimized protein expression protocols. (Less)

关键词： 水下突出体   锯齿结构   流动控制   流激噪声  

摘要： 自流冷却系统是水下航行器动力冷却系统的重要组成部分之一。内埋式突出体作为自流冷却系统进水口和出水口的大跨度吸水和排水一体化装置,在进水口和出水口之间建立压强差,通过压强差将外部海水压入自流冷却系统的冷凝腔中,于换热管束进行热交换后再从出水口排入外部海水中。虽然通过压强差进行海水驱动,减少额外的吸水机械装置的机械噪声,但内埋式突出体相较于航行器的整体流线型表面,这类突兀结构损害其流线过渡构型,从而产生额外的水动力噪声。目前对于这类突出体结构形式主要为小跨度吸水和排水分开式结构,即在进水口和出水口附近分别设置突出体压头装置或者仅在进水口附近设置突出体压头装置,而这类突出体结构优化研究主要集中在进水口处的突出体入口流量、减阻和水力能力优化。对于大跨度吸水和排水一体化的突出体噪声优化较少。 针对大跨度吸水和排水一体化的突出体流激辐射噪声研究,先以翼型为流向截面基础构建突出体模型和相对应的冷凝器腔体模型。再通过布尔运算进行流域和声场传播域搭建,同时将冷凝器腔体划分出多孔介质区域以便模拟腔内换热管束的阻力。通过理论分析和流场与声场的数值模拟计算,总结出内埋式突出体结构流激噪声产生机理和原因,并探索了其表面流激声带来的噪声辐射特性。另外还研究了锯齿结构对内埋式突出体表面涡流结构和脉动激励的噪声优化效果。分析了加装在突出体不同位置时锯齿结构对其流激噪声的优化机理,并获得了最优降噪效果的锯齿加装位置。研究发现:锯齿结构能够有效地将突出体表面的大尺度涡流结构切割成小尺度涡流结构,优化出水口导流板表面因涡量堆积产生的脉动激励情况,从而降低了突出体结构整体的流激振动噪声。 最后,制作了原始和优化效果最佳的两种突出体实体模型以及冷凝器腔体和换热管束,以便于组成一个完整的自流冷却装置。从三个模型在重力式水洞进行的水动力噪声试验测量结果可知:内埋式突出体的主要脉动激励集中在中低频段。相较于原始模型,两种加装锯齿结构的突出体在2.46m/s、5.71m/s和10.09m/s三种工况下的500Hz～6000Hz辐射噪声总声功率级减少了3dB以上。

关键词： 调频连续波激光测距   大气湍流   小波阈值去噪   综合全相位FFT算法   FPGA  

摘要： 湍流信道激光精密测距技术是目前测量领域的研究热点之一。高精度测量目标距离是测距技术研究的主要内容和研究方向。 湍流信道激光测距受到大气湍流乘性噪声、高斯白噪声和信号处理算法的影响,其测距结果会产生较大误差。论文针对解决上述影响因素带来的误差影响,采用理论分析、仿真分析及实验验证的方法开展了相应研究。 1、基于对FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)激光测距差频原理的分析,对系统中乘性噪声和加性噪声对测距系统带来的误差影响进行分析和研究。对传统FFT算法的栅栏效应、截断效应和频谱混叠进行仿真分析,验证传统FFT算法给测距系统带来的弊端。 2、分析了由于大气湍流效应导致的光相位变化,从而导致接收端产生光斑扩展、漂移和光强闪烁等现象,设计使用了1550nm工作波长、增大接收天线孔径和APD-AGC系统等,确定了FMCW激光测距系统方案,并完成实验平台搭建。 3、针对噪声问题,论文使用了小波阈值去噪算法对差频信号进行滤波去噪,并利用MATLAB仿真分析和Vivado仿真分析,验证其滤波效果。针对直接对信号进行FFT变换而带来的误差影响,论文运用综合的全相位FFT频谱算法对差频信号进行频率估计。 基于对测距及湍流信道激光传输等基础理论的分析,论文设计了基于FMCW的精密测距方案,完成了考虑大气湍流条件的FMCW测距系统设计。论文搭建了基于FPGA的实测验证平台并开展了测试验证工作,验证结果表明:湍流信道条件下传输距离在100m范围内具有m级误差。测试结果验证了论文所设计方案的有效性。