案例式教学-翻转课堂混合式教学模式研究及应用——以水文地质勘察课程为例

课题组针对水文与水资源工程专业水文地质勘察课程教学过程中存在的问题开展了案例式教学(Case-Based Teaching,CBT)和翻转课堂(Flipped Class Model,FCM)混合式教学模式的研究及应用,采用超星学习通平台数据和问卷调查结果对教学效果进行评价。结果表明,该教学模式提高了学生解决实际工程问题的能力,增强了学生学习的积极性和主动性,提升了课程的教学效果。研究成果可为一流课程建设背景下水文地质勘察课程教学模式的持续改进提供参考。

钛铁矿在捕收剂1,10-菲罗啉作用下的浮选行为

引入1,10-菲罗啉(Phen)作为钛铁矿与钛辉石选择性分离的新型捕收剂。浮选实验表明,与苯甲羟肟酸(BHA)相比,在pH 2~12之间,Phen是钛铁矿浮选更加有效的捕收剂,并且在pH 6时钛铁矿的回收率提高最大(约为20%)。在浮选过程中,钛辉石的可浮性保持在非常低的水平(回收率<5%)。FTIR和XPS分析表明,Phen和BHA以化学吸附的方式吸附在钛铁矿表面,并且钛铁矿与Phen之间的相互作用比BHA更强。XPS结果还表明,Phen在钛铁矿表面与铁(亚铁和铁)和钛发生反应,在Phen吸附到钛铁矿表面的过程中形成五元环结构。

基于轻量级卷积神经网络的多视觉特征图像分割研究

研究基于轻量级卷积神经网络的多视觉特征图像分割方法,以适应资源受限环境并满足实时性需求。在Linknet网络基础上设计轻量级多视觉特征图像分割模型,以原始多视觉特征图像为编码器输入,经过初步特征提取后,多尺度特征提取模块利用不同尺度卷积核学习其颜色、纹理等特征,通道注意力模块采用压缩-激励块对不同尺度特征作重定向,利用引入深度可分离卷积的特征提取模块A学习更抽象的特征表示,解码器利用特征提取模块B、反卷积层和标准卷积层对编码器提取的特征表示作转换处理,生成包含语义信息的特征图。通过双向特征金字塔网络融合编解码器输出特征,利用Sigmoid函数获得多视觉特征图像分割结果。实验结果表明:该方法训练损失仅为0.08;可实现多视觉特征图像的精准分割,MIoU、F1-score指标分别为0.9128、0.9068;分割模型参数量、计算量、存储空间分别为6.14 MB、1.52 GMac、0.146 GB,满足轻量级要求。

PTPRO通过减少STAT3磷酸化抑制黑色素瘤的恶性行为

目的探讨酪氨酸磷酸酶O型变体(PTPRO)对黑色素瘤恶性行为的抑制作用及可能机制。方法应用针对人PTPRO基因启动子区的小激活RNA过表达黑色素瘤B16-F10细胞中的PTPRO,利用CCK8、平板克隆形成实验、划痕愈合实验、Trannswell小室迁移和侵袭实验分别检测激活PTPRO后黑色素瘤B16-F10细胞的存活、增殖、迁移和侵袭能力的改变。并用Western blot检测STAT3和磷酸化的STAT3的表达变化。结果PTPRO-saRNA组显著抑制黑色素瘤B16-F10细胞的活力(P<0.01)、克隆形成能力(P<0.01)、划痕愈合能力(P<0.01)、迁移和侵袭能力(P<0.01);而且,过表达PTPRO减少STAT3蛋白的磷酸化。结论过表达PTPRO通过减少STAT3的磷酸化抑制皮肤黑色素瘤的恶性行为。

低碱条件下糊精与钙离子协同作用对闪锌矿与黄铁矿浮选分离的影响

闪锌矿与黄铁矿的浮选分离大多在高碱条件下进行,但这会导致药剂用量大、设备腐蚀严重等问题,为此,采用清洁高效的有机抑制剂糊精作为黄铁矿的抑制剂,通过矿物表面润湿性检测、吸附量测试以及红外光谱检测阐明糊精与矿物之间的作用机理,并利用浮选溶液化学理论分析钙离子、糊精与黄铁矿三者之间的吸附方式。研究结果表明:在弱碱性条件下,糊精单独作用时,对黄铁矿的抑制效果不佳,但加入钙离子后,糊精对黄铁矿的抑制作用显著增强;在弱碱性条件下,钙离子会以Ca(OH)^(+)的形式强烈地吸附在黄铁矿表面,同时,Ca(OH)^(+)与糊精之间也具有很强的吸附力,促进糊精在黄铁矿表面的吸附,从而加强了糊精对黄铁矿的抑制,实现闪锌矿与黄铁矿的浮选分离。

猎豹优化算法在水资源优化配置中的应用

水资源优化配置能够解决区域水资源短缺及不合理利用问题,近年来优化算法成为获得水资源优化配置结果的重要工具。为有效缓解现有优化配置算法中存在的收敛缓慢、局部优化和早熟等问题,介绍了一种新型的元启发式算法:猎豹优化算法(the Cheetah Optimizer,CO),利用该算法收敛速度快、鲁棒性强、寻优能力强等优点,将其运用至水资源优化配置问题中。以太原市为研究区域,建立了以经济效益、社会效益和生态效益为目标的水资源优化配置模型,采用CO求解该模型,并与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)结果进行对比分析。结果表明:CO的污染物排放总量在规划年(2030)控制目标内,区域用水满意度达到0.98,能够满足基本用水和发展用水需求;与现状年(2020)相比,生活用水占比下降22.58%,三次产业用水占比分别上升10.53%、25.81%、12.5%,地表水和地下水供水比例分别降低21.70%、11.14%,回用水和引黄水供水比例分别提高了5.43%、27.40%,符合太原市水资源配置思路,验证了CO的有效性;与GA相比,CO的区域满意度、综合用水价值和配水公平性分别提高了7.10%、3.57%和56.52%,污染物排放量和缺水率分别降低了3.11%和3.85%,同时有更好的协调性,验证了CO的优越性。研究成果表明用CO求解水资源优化配置模型合理可行,为水资源优化配置模型求解提供了新方法。

比较盐酸羟考酮和吗啡对肝癌模型大鼠术后镇痛效应和免疫细胞的影响

目的比较盐酸羟考酮和吗啡对肝癌大鼠的术后镇痛效果及免疫细胞功能的影响。方法给予大鼠50 mg·kg^(-1)0.19%的二乙基亚硝胺(DENA)腹腔注射,每周2次,连续给药16周,直至肝癌模型构建成功。将18只模型大鼠随机分为阴性对照组(NC)、盐酸羟考酮组(OH组)及吗啡组(MO组),每组6只,进行腹腔探查术后,分别埋入装有生理盐水、盐酸羟考酮和吗啡的Alezt微量泵进行镇痛,分别于术后第1、3、7天进行糖水偏好实验、旷场实验(OFT),7天后心脏采血,流式细胞术检测外周血中NK细胞及Treg细胞百分比。结果与NC组相比,OH组和MO组大鼠糖水偏好率均显著升高(P<0.05);旷场试验中,OH组和MO组大鼠移动距离(P<0.05)及中央格持续时间明显增加(P<0.05);OH组大鼠糖水偏好率、旷场移动距离及中央格持续时间与MO组比较,差异均无统计学意义(P>0.05);OH组和MO组大鼠外周血Treg细胞比例均显著低于NC组(P<0.05),且OH组表现出比MO组更低的Treg细胞比例(P<0.05);OH组NK细胞比例显著高于NC组(P<0.05),而MO组NK细胞比例显著低于NC组(P<0.05)。结论盐酸羟考酮和吗啡在术后镇痛方面表现出类似效果,而盐酸羟考酮可显著抑制Treg细胞、增加NK细胞,从而增强机体抗肿瘤免疫功能,是更理想的围术期镇痛药物。

基于人工智能的体外受精-胚胎移植患者需求的大数据分析

目的基于人工智能(artificial intelligence,AI)与大数据技术分析接受(或意向接受)体外受精-胚胎移植(IVF-ET)助孕治疗患者(IVF-ET患者)的需求,为专科医护提供参考。方法通过互联网数据采集和算法建模收集2010—2019年IVF-ET患者在社交媒体上交流的信息,分析IVF-ET患者的年龄和性别分布、网络交流健康信息趋势、患者所患疾病类型、给药情况、患者关注重点等信息,并对影响患者情绪的相关因素进行分析。结果2010—2019年,IVF-ET患者在社交媒体上交流相关问题的热度越来越高。30~35岁的IVF-ET需求人群在互联网上最为庞大,选择网上咨询IVF-ET相关事宜的患者多为女性不孕患者。患者给药情况中,提及次数最多的药物为黄体酮注射液,提及最多的给药方式为阴道给药,且接受一种黄体酮类药物治疗的患者最多。患者在IVF-ET过程中关注的重点主要包括负面心理、妊娠指标及经济因素。未受孕及阴道给药的患者,容易产生负面情绪。结论基于AI的大数据分析能帮助专科医护了解IVF-ET患者的实际需求,医护人员需加强宣教及指导,帮助患者树立正确的认识及维持良好的情绪状态。

PSME2和STAT3双重抑制通过合成致死效应诱导食管鳞癌细胞死亡

蛋白酶体激活物复合物亚基2(proteasome activator complex subunit 2,PSME2)表达异常与多种肿瘤发生发展密切相关,但在食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中功能及临床意义尚不明确。本研究分析了TCGA-ESCC和GSE53625数据库中ESCC转录物组数据,发现PSME2高表达组ESCC患者预后不良,且ESCC组织中PSME2蛋白表达水平高于癌旁组织。沉默KYSE30细胞和NE6-T细胞中PSME2表达,ESCC细胞的增殖、侵袭、迁移和克隆能力均显著下降,同时伴随着LC3-II/LC3-I蛋白表达明显升高、p62蛋白表达降低和自噬激活。GSEA富集分析表明,PSME2低表达组IL-6/STAT3信号通路激活,沉默KYSE30细胞和NE6-T细胞诱导了IL-6分泌和p-STAT3表达增加。上述PSME2沉默诱导的分子变化,能够被LMT28或WP1066逆转。PSME2沉默联合WP1066,使KYSE30与NE6-T细胞培养上清中LDH含量明显升高,Calcein/PI染色表明,死亡细胞率分别为36.69%和32.55%,显著高于PSME2沉默(6.78%和6.74%)或WP1066单独处理组(18.34%和9.70%)。本研究表明,PSME2促进ESCC恶性进展,PSME2沉默通过IL-6/STAT3信号通路代偿性激活ESCC自噬,联合PSME2沉默和STAT3抑制通过合成致死效应诱导食管鳞癌细胞死亡,表明PSME2是ESCC潜在分子治疗靶点,联合抑制PSME2和STAT3是ESCC治疗的新选择。

放射治疗对食管鳞癌患者口腔牙龈卟啉单胞菌的清除作用

目的检测食管鳞癌患者放疗前、中、后口腔牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)的变化,探讨放射治疗对口腔Pg的清除作用。方法30例经病理证实的食管鳞癌患者,采用Elekta-precise计划系统制定适形调强放疗计划,处方剂量为50~50.4 Gy/25~28次,放疗前、中、后每周1次收集患者口腔拭子(每人6份,共180份),用qPCR法进行Pg定量检测。统计学数据采用秩和检验分析。结果30例食管鳞癌患者初始口腔Pg检测结果为:60%(18/30)为阴性,40%(12/30)为阳性,其中12例阳性患者在放疗结束后83.33%(10/12)转为阴性,16.67%(2/12)仍为阳性(2例未转阴患者口腔Pg量较放疗前明显减少(P<0.05)。结论食管鳞癌患者在接受食管肿瘤部位放射治疗过程中,口腔Pg可被同时清除或减少。

河南食管鳞癌高低发区口腔健康和牙龈卟啉单胞菌感染状况比较

目的比较分析河南食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)高发区和低发区无症状人群中口腔卫生和牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)感染特征,为ESCC病因学预防提供理论依据。方法选择河南ESCC高发区1388个和毗邻低发区486个无症状当地居民,通过面对面的问询方式收集人口学特征并评估口腔健康状况,采集口腔拭子和外周血样本,实时定量PCR检测Pg,比较分析ESCC高发区和低发区口腔健康状况和Pg感染特征,Logistic回归分析口腔Pg丰度对口腔健康不良的影响。结果河南ESCC高发区无症状研究对象中度和重度牙龈出血、牙齿缺失>17颗、每天刷牙多于1次、Pg感染等百分比高于低发区研究对象,口腔Pg丰度与不良口腔健康指征显著相关,并显著增加ESCC高发区研究对象牙结石、牙龈出血和牙齿缺失的发生风险。结论河南ESCC高发区无症状居民口腔卫生不良和Pg感染率显著高于紧邻的低发区人群,且口腔高丰度Pg显著增加口腔卫生不良指征的发生风险,为ESCC高发区易感人群食管癌病因预防提供了理论依据。

青海某微细浸染型难处理金矿石工艺矿物学研究

为了进一步提高青海某微细粒浸染型金矿石回收指标,对其进行详细的工艺矿物学研究。研究结果表明:影响金回收率的主要因素是细粒和微细粒级黄铁矿、毒砂的回收问题。由于大部分微细粒级黄铁矿和毒砂在磨矿作业时不易单体解离,造成部分金矿物损失。除此之外,脉石矿物包裹微细粒金也是金矿物的重要损失形式。建议采用阶段磨矿阶段选别的浮选工艺,提高金回收率。

新时代高校推进大学生劳动素养培育的现实意义、困境与实施路径

新时代精准探究高校扎实推进大学生劳动素养培育路径,是构建富有中国特色的劳动教育体系的迫切需要,是落实新时代劳动教育具体内涵要求的必然选择,亦是促进时代新人德智体美劳全面发展的内在要求。当前,我国大学生劳动素养培育仍存在协同性不足、实践性贫乏和实效性较差等现实困境。为此,亟需通过深化多方参与、秉承知行合一、健全体制机制等方式来不断增强大学生劳动素养培育力度、准度和效度,以期有效实现大学生劳动素养的全面提升。

EP300调控肝癌细胞侵袭迁移的机制

目的 探讨组蛋白乙酰基转移酶家族成员腺病毒E1A结合蛋白P300(EP300)调控肝癌细胞侵袭、迁移的作用及机制。方法 收集我院45例肝癌患者的癌旁组织与癌组织,利用qRT-PCR检测EP300在组织中的表达。在肝细胞癌细胞系HepG2中构建EP300稳定干扰细胞系,细胞划痕实验和Transwell实验观察干扰EP300表达对HepG2细胞侵袭和转移的影响。Western blotting分析EP300对WNT通路的影响。结果 与癌旁组织相比,EP300在肝癌组织中的表达明显增加。与对照组相比,EP300低表达HepG2细胞划痕愈合更慢(P<0.05),穿膜细胞明显减少(P<0.05),SNAIL表达明显减少,E-cadherin表达明显增加。结论 EP300能够通过激活WNT通路促进肝癌细胞侵袭和迁移。

高效联邦学习:范数加权聚合算法

在联邦学习中,跨客户端的非独立同分布(non-IID)数据导致全局模型收敛较慢,通信成本显著增加。现有方法通过收集客户端的标签分布信息来确定本地模型的聚合权重,以加快收敛速度,但这可能会泄露客户端的隐私。为了在不泄露客户端隐私的前提下解决non-IID数据导致的收敛速度降低的问题,提出FedNA聚合算法。该算法通过两种方法来实现这一目标。第一,FedNA根据本地模型类权重更新的L 1范数来分配聚合权重,以保留本地模型的贡献。第二,FedNA将客户端的缺失类对应的类权重更新置为0,以缓解缺失类对聚合的影响。在两个数据集上模拟了四种不同的数据分布进行实验。结果表明,与FedAvg相比,FedNA算法达到稳定状态所需的迭代次数最多可减少890次,降低44.5%的通信开销。FedNA在保护客户端隐私的同时加速了全局模型的收敛速度,降低了通信成本,可用于需要保护用户隐私且对通信效率敏感的场景。

基于C#语言与ArcGIS Engine 的开采沉陷预计系统开发

为了预计煤层开采引发的地表移动变形,基于极坐标系的概率积分法,借助C#语言和ArcGIS Engine组件工具库设计开发了矿区开采沉陷预计系统。开采沉陷预计系统适用于不规则形状的开采工作面,能够对开采区域地表各点不同开采时间后的下沉、水平移动、水平变形、倾斜、曲率进行预计,并对预计结果进行后处理,绘制地表移动变形云图。以陕西省某矿308工作面开采为例,根据工作面的开采条件、地层岩性等特征选取概率积分参数并代入本系统进行地表移动变形预计,将结果与实测地表移动变形进行对比分析。结果表明:使用该系统预计的地表下沉值与实测下沉值的相对误差小于10%,且下沉盆地形态与实际基本吻合,该系统的预计结果较为可靠,对矿区的开采沉陷预计具有一定的适用性。

计及源-荷多类型备用的虚拟电厂双层优化运行

需求响应行为和共享储能的运行均会对虚拟电厂能量流动产生影响,在此背景下,为提高虚拟电厂对可再生能源的消纳能力,提出一种计及源-荷多类型备用的虚拟电厂双层优化调度方法。文中对风电的不确定性、需求响应参与能量和备用调度以及共享储能运行模式进行建模;建立双层调度模型,上层为考虑风电不确定性的日前能量和备用计划调度模型,下层为考虑风电波动性的日内修正模型。最后通过算例讨论了共享储能和需求响应对虚拟电厂能量和备用调度的影响,验证了模型的正确性和经济性。

考虑交通流量预测的光−氢−电耦合系统规划

为解决制氢、加氢站建设成本高、氢燃料汽车加氢具有不确定性特点等问题,提出一种考虑交通流量预测的光−氢−电耦合系统规划模型。首先,建立包含氢气生产、压缩和储存并通过充氢装置注入至氢燃料电池汽车内的现场制氢模型;其次,提出交通流量的预测方法,为制氢、加氢站系统建模和运行提供支持;最后,以最小化成本为目标,构建考虑交通流量预测的光−氢−电耦合系统规划模型,然后以IEEE30标准算例,以30路网节点为算例分析系统,研究发现制氢、加氢站联合光伏电站有利于降低系统成本;制氢补贴政策的实施使氢气需求增加28%,制氢、加氢站数量增加20%;电解槽制氢量快速响应峰谷分时电价变化。结果表明所提模型具有有效性。

根-土复合体抗剪强度影响因素研究

为比较根-土复合体组分及法向应力对其抗剪强度的影响程度,选取四川省喜德县冕山镇坡面(安宁河流域砾砂区)云南松根-土复合体和素土作为研究对象,通过室内直剪试验获得其抗剪强度,烘干试验获得各组分质量,利用根-土复合体的干土质量、水质量和干根质量进行Pearson相关分析,构建回归分析模型计算根-土复合体各组分质量与抗剪强度的标准化回归系数。结果表明:根-土复合体的干土质量与干根质量间存在显著负相关关系(P=0.002<0.01,r=-0.792),根-土复合体中水质量与干土质量和干根质量之间均无显著相关关系(P>0.05);云南松根-土复合体中干土质量、干根质量和水的质量与抗剪强度的标准化回归系数分别为0.06、0.03和0.03,表明干土质量对根-土复合体抗剪强度的影响程度较水的质量和干根质量的影响程度大;与素土的内摩擦角和黏聚力相比,云南松根-土复合体的内摩擦角增加了1.31%~1.97%,黏聚力增加了16.71%~34.74%。

基于随机森林算法的煤巷顶板位移预测与应用

煤巷围岩稳定控制是保障煤矿安全高效开采的关键,煤巷顶板位移量是反应煤巷围岩稳定性的关键指标,本研究提出机器学习方法对煤巷顶板位移进行超前预测研究。确定了煤巷顶板位移的8个重要影响指标,建立了煤巷顶板位移预测数据库并对数据进行了指标相关性和重要性分析。基于RF、GA-SVM和GA-ANN分别建立了三种煤巷顶板位移预测模型,选用RMSE、MAE和R2三个指标来评价模型的性能。结果显示,RF模型测试性能最佳,R2=0.909,RMSE=20.475,MAE=16.790,GA-ANN模型的性能最差。采用十折交叉方法对RF模型和GA-ANN模型进行可靠性验证,结果显示RF模型的稳定性更高,平均R2为0.891。将RF模型应用到干河煤矿2-1121巷,预测值与实际值的绝对误差为19 mm,相对误差为11.18%,说明了RF模型对煤巷顶板位移预测的准确性与可靠性,研究结果对煤巷顶板位移预测提供了一种新途径。