基于正逆向设计结合的3D打印实践教学

以装配体零件为载体,以正逆向设计结合为思想,以项目式教学为依托的3D打印实践教学项目,引导学生自主创新,注重产品质量。实践过程中部分零件采用正向设计并打印制作成型,其余零件则采用逆向设计并打印制作成型,组装获得完整装配体。教学实施效果表明,实践环节中的产品废品率显著下降,同时学生的课堂参与度显著提升。基于正逆向设计结合的教学方法突破传统的3D打印实践教学思路,锻炼了学生项目管理、自主创新、主动思考解决问题等综合能力,贯彻落实了学生质量观意识的培养。

Asb14a 基因在斑马鱼肌间骨发育中的作用

为进一步研究肌间骨(intermuscular bone)发育的分子机制,利用CRISPR/Cas9打靶技术、茜素红染色及实时荧光定量PCR方法,研究了斑马鱼(Danio rerio)Asb14a基因敲除后肌间骨的发育情况。结果表明:本研究中成功构建了插入2 bp和缺失50 bp的Asb14a基因敲除纯合斑马鱼品系;茜素红染色显示,成年Asb14a^(-/-)突变体与野生斑马鱼相比,肌间骨数量显著减少了35%(P<0.0001),说明敲除Asb14a基因会减少斑马鱼肌间骨的数量;实时荧光定量PCR结果显示,骨骼发育相关基因(bmp6、sp7、sox6、alpl、collala、sox6和smad1)在Asb14a^(-/-)突变体中的表达水平发生了显著性变化,从分子角度验证了Asb14a基因与肌间骨发育间的关联性。研究表明,Asb14a基因参与了斑马鱼肌间骨发育,敲除该基因会影响斑马鱼肌间骨的生成,这一发现为进一步研究肌间骨发育的分子机制提供了重要线索。

3种高原裂腹鱼肝脏组织转录组比较分析

青藏高原低温、低氧的极端环境特征是生物适应性进化的天然实验室。裂腹鱼亚科鱼类广泛分布于青藏高原附近水域,在长期进化过程中适应了独特的高原环境。为揭示裂腹鱼适应高原环境的关键信号通路,以2种高海拔(>3000 m)的高原裂腹鱼[巨须裂腹鱼(Schizothorax macropogon)、拉萨裂腹鱼(S.waltoni)]和1种低海拔(<1000 m)的原始裂腹鱼[齐口裂腹鱼(S.prenanti)]为研究对象,对3种裂腹鱼的能量代谢主要组织—肝脏进行转录组测序比较分析。通过对高海拔与低海拔裂腹鱼肝脏转录组的比较,在2种高海拔裂腹鱼中找到共同差异变化的基因106个,其中66个基因表达上调,40个下调。GO和KEGG富集分析显示,氧化还原过程、血液发生相关途径、氨基酸的代谢和类固醇的生物合成是高海拔裂腹鱼应对高原环境的最重要途径。其中,氧化还原和血液生成相关基因(如:faxdc2、cpox、cyp51和NADH-cytochrome b5 reductase 2)的高表达可能在应对高原环境中发挥着重要作用。该研究为鱼类高原低氧适应的分子机制研究提供了新见解。

节能理念在某生物疫苗生产厂房设计中的运用

在生物疫苗生产企业中,生产厂房是生产活动的主要集中地,并且生产厂房的设施设备能耗较高,其中以空调能耗最为明显。为了践行节能减排要求,也为了降低生物疫苗企业生产成本,在生产厂房设计过程中应秉持节能理念,充分挖掘生产厂房的节能潜力,降低能耗。基于此,结合某生物疫苗生产厂房设计,分析节能理念的运用策略。

吸波预浸料树脂及其复合材料的综合性能研究

将羰基铁粉(CIP)和乙炔炭黑(CB)作为吸波剂引入到中温固化预浸料树脂体系中,通过测试吸波预浸料树脂的流变性能、凝胶时间、固化特征温度、热失重性能等确定吸波剂的加入对预浸料树脂性能的影响。结果表明,CIP和CB吸波粒子的加入对预浸料树脂的凝胶时间、固化特征温度的影响较小,对预浸料树脂的流变特性影响较大。为满足工艺性能要求,CIP吸波粒子的加入量与树脂的质量比宜控制为0~2.5,CB吸波粒子的加入量与树脂的质量比宜控制为0~0.03。相比于单层结构吸波复合材料,双层结构吸波复合材料的吸波性能更为优异,综合考虑其成型工艺性能和吸波性能等,以C3C为透波层、Fe250C为损耗层的材料组合综合性能最佳,其最大有效吸波带宽为3.85 GHz,对应的透波层和损耗层厚度分别为0.9 mm和1.5 mm,最小电磁波的反射损耗RL值为-35.46 dB,对应的透波层和损耗层厚度分别为0.5 mm和1.4 mm。

两种南极鱼类4种组织中微量元素测定与比较

为探究两种南极鱼类——独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)与伯氏肩孔南极鱼(Trematomus bernacchii)的生理差异,采用电感耦合等离子体质谱法检测比较了鱼体内头肾、中肾、脾与肝4种组织中Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Cd、Hg等9种微量元素的含量。结果发现:独角雪冰鱼头肾中Fe、Mn、Zn、Hg,脾中Cr、Mn、Fe、As、Se、Cd与Hg,肝中Fe、Mn、Zn、As、Cd与Hg的含量显著低于伯氏肩孔南极鱼对应组织中的含量(P<0.05);独角雪冰鱼中肾中Se、Cd与Hg含量显著高于伯氏肩孔南极鱼中肾中的含量(P<0.05)。Fe作为血红蛋白的重要组成部分,在两种鱼类的3种组织中差异显著,独角雪冰鱼的头肾、脾与肝中Fe含量均显著低于伯氏肩孔南极鱼(P<0.05),血红蛋白的缺失限制了独角雪冰鱼3种组织对Fe的吸收。与其他普通纬度海域的海洋鱼类相比,两种南极鱼肝脏中Hg的含量显著偏高,提示南极水域可能已经存在一定程度Hg污染。

临床常用指标在肺结核高发地区对结核性及恶性孤立性肺结节的鉴别诊断效能评价

目的:探讨临床常用指标在肺结核高发地区对孤立性肺结核结节鉴别诊断的价值。方法:收集2019年12月至2023年4月新疆维吾尔自治区人民医院胸外科收治并手术切除病理为肺结核和肺癌的536例SPN患者作为研究对象,对比记录并统计分析临床常用指标的危险因素,获得一个预测模型。结果:结核组男性发病率、非老年患者(<60岁)、少数民族比例、毛刺征、入院时血清CRP、ESR、T-SPOT、AFP、CEA高于肺癌组,均无血管集束征,差异有统计学意义(P<0.05);建立二元Logistic回归模型,结果显示男性、<60岁、少数民族、有临床症状、SPN毛刺征、血清CRP、ESR、T-SPOT呈高表达是SPN恶性病变的危险因素(OR>1,P<0.05);绘制ROC曲线结果显示,T-SPOT AUC值为0.7,预测价值较理想,其余单个危险因素AUC均>0.5,预测价值一般;但联合诊断AUC为0.905,特异度为0.823,灵敏度为0.922,预测价值高。结论:新疆作为肺结核病高发地区,结核和肺癌SPN目前难以通过单一检测手段明确鉴别,对于男性、中青年、少数民族、有明显临床症状、胸部CT检查考虑良性可能、血清CRP、ESR、T-SPOT呈高表达的SPN患者,若无明显倍增或其他恶性征象,可考虑定期随访,暂缓手术。

电子设计竞赛水平提升思考

作为旨在培养大学生创新精神和实践动手能力的全国大学生电子设计竞赛,正在成为高校工科专业推进教育教学工作、改革课程教学、推进课程思政的有力抓手以及大学生成长成才的有效途径。文章探讨了高校组织大学生参加电子设计竞赛并获得佳绩的三个重要因素,认为建立旨在培育大学生创新精神和实践动手能力的培养体系是基础,构建合理有效的大学生科研组织体系和教赛融合是保障,强化赛事组织工作并在参赛中选择最优解决方案和团队密切协作是关键。

硼对菜心镉吸收及抗氧化酶和AsA-GSH循环关键酶活性的调控效应

针对华南地区旱地土壤低硼高镉和蔬菜重金属镉污染日益严重的现状,以广东特色蔬菜菜心(Brassica parachinensis L)为研究对象,通过水培实验研究了外源硼添加对菜心生长特性和镉吸收的调控效应,并从抗氧化酶和AsA-GSH循环关键酶活性的角度探讨硼调控蔬菜镉胁迫的生理机制。研究结果显示,在5μmol/L的镉处理下,20和50μmol/L的外源硼添加显著提高菜心株高和根长达50%以上,同时,50μmol/L的外源硼添加较0.25μmol/L硼添加时的地上部和地下部生物量都明显增加114.19%和187.59%,说明适当施加硼元素供应能有效缓解重金属镉对蔬菜的胁迫作用。另外,10、20、50μmol/L 3种浓度的外源硼添加都不同程度地减少了菜心地上部和地下部的镉吸收,下降量达24.0%。从硼影响菜心的抗氧化酶活性和AsA-GSH循环关键酶活性的结果来看,镉胁迫下添加不同浓度外源硼处理后,不同菜心抗氧化酶和AsA-GSH循环关键酶活性变化规律存在一定差异。本文研究结论为,适宜浓度的硼添加可有效提高镉胁迫下的菜心地上部分和地下部分的SOD、POD、CAT、APX、DHAR、GR活性,增强菜心的抗氧化能力,促进其AsA-GSH循环,从而降低镉对菜心植株的胁迫作用并调控菜心对镉的吸收。这意味着有可能通过筛选适合的硼肥类别和施用量,进一步实现控制蔬菜可食部分镉含量在安全限量范围内,研究结论可为合理施用硼肥保障中轻度镉污染土壤上的蔬菜安全种植提供科学的参考依据。

外源秸秆添加对红壤及黑土有机碳固定的影响

土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库,其微小的变化对全球碳循环影响巨大。土壤中铁氧化物对有机碳的固定起重要作用,但不同类型的铁氧化物对有机碳固定的影响还有待进一步研究。选取南、北方两种地带性土壤,设计添加秸秆的培养试验,培养24个月,定期取样。测定土壤中不同类型有机碳和铁氧化物含量并获得其相关性;利用同步辐射红外光谱技术得到铁氧化物、有机物官能团随秸秆、时间变化的空间分布等信息。研究结果表明,1)秸秆还田后,红壤中有机碳在培养12个月后到达平衡,黑土中有机碳在培养20个月后分解量增加;2)在红壤中,晶型铁与总有机碳呈极显著正相关(r=0.519,p<0.01),非晶型铁与总有机碳(r=-0.454,p<0.01)、腐殖酸呈极显著负相关(r=-0.434,p<0.01),说明晶型铁对红壤有机碳的固定起促进作用。在黑土中,晶型铁与总有机碳、腐殖酸呈极显著正相关,r值分别为0.545和0.643;与溶解性有机碳呈极显著负相关(r=-0.433,p<0.01),说明在黑土中晶型铁对有机碳固相组分的固定起促进作用;3)同步辐射红外结果显示,在两种土壤不同处理中,粘粒矿物、铁氧化物优先固定脂肪碳;在红壤中,时间促进了两类矿物与各类型有机碳的结合,秸秆促进了铁氧化物与各类型有机碳的结合;在黑土中,两类矿物与各类型有机碳的结合受时间影响更大。该研究揭示了外源秸秆添加到红壤和黑土中,各类型有机碳、铁氧化物的动态变化过程,明确了各类型铁氧化物对有机碳固定的作用,可为红壤及黑土中有机碳管理提供理论依据。

基于联邦学习和边缘计算的电能质量扰动分类方法研究

【目的】随着现代电网的快速发展,电能质量问题不可忽视,其不仅影响电力系统的安全运行,还可能导致设备损坏和电能浪费。针对传统的电能质量分类方法存在识别效果差、计算复杂度高和数据隐私问题,本文提出了一种结合联邦学习和边缘计算的联邦加权重采样与混合优化(FedWRHO)算法。【方法】首先,设计了一种结合卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合模型,以高效提取电能质量信号的时空特征,并在边缘设备上进行本地训练。然后,将边缘计算与联邦学习相结合,设计了一个分布式的联邦学习框架,使各边缘节点利用本地数据进行训练,并在云端聚合模型,提高整体分类性能。最后,为了验证所提的FedWRHO算法及其结合CNN-LSTM的混合模型的有效性,进行了详细的试验验证。【结果】结果表明,模型对14类电能信号的分类准确率较高,大多数类别的准确率接近或超过95%;边缘训练的数据传输量和存储需求显著低于集中训练。【结论】本文所提方法,不仅在分类性能和数据隐私保护方面表现优越,还解决了计算资源分配和适应性方面的问题,具有广泛的应用前景。

基于精准教学的翻转课堂教学模式在神经外科临床实践教学中的设计应用

目的探讨基于精准教学的翻转课堂教学模式在神经外科临床实践教学中的应用效果。方法选取2018年9月至2019年9月哈尔滨医科大学附属第二医院2016级临床医学专业学生118人,采用随机数表将其分为实验组80人(基于精准教学的翻转课堂教学模式组,即A组,40人;单纯翻转课堂教学模式组,即B组,40人)和对照组(传统教学模式组,即C组,38人),学习周期为1周。按照各组教学方法进行临床实践教学,实习结束后比较各组学生理论课考试成绩、临床实践技能考核成绩并进行不同教学方法满意度调查问卷。结果A组与B组理论课考试成绩差异无显著性(P>0.05),但均优于C组(P<0.05);临床实践技能考核成绩A组优于B组与C组,B组优于C组,差异有显著性(P<0.05);A组学生满意度为95%,高于B组(83.3%)与C组(75%),差异有显著性(P<0.05)。结论基于精准教学的翻转课堂教学模式能够明显提高神经外科临床实践与操作能力,激发学生的学习兴趣,培养自主学习能力,学习效率得到显著提高。

精准混合式教学模式在医学本科生早期接触临床实践中的探索

医学是实践科学,早期接触临床实践更符合其学科特点。如今传统教学模式已不再符合现代化教学发展要求,新型教学模式(如混合式教学)应运而生。同时,为满足学生个性化学习需求,将精准教学引入到新模式下临床教学实践中,也为构建精准化医学教育大数据平台打下基础。引入精准混合式教学模式就是将线上信息化教学与线下临床教学实践巧妙地结合起来,为早期接触临床学生提供不受时间、地点、教学人员限制的个性化、科学化临床实践教学模式。

硅对镉胁迫下菜心微量元素吸收与转运的影响

为探讨镉(Cd)胁迫下,施硅(Si)处理对植物体对微量元素吸收与转运的影响,采用营养液培养方式,研究了在低(1μmol·L^(-1))、高(5μmol·L^(-1))Cd胁迫下施Si处理对菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis)地上部、根部微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)含量,根系质外体、共质体及细胞壁中微量元素含量分配和木质部中各微量元素浓度变化的影响。结果显示,(1)Cd胁迫下菜心地上部对微量元素的吸收均表现出"低促高抑"的趋势,根部吸收紊乱,施Si后,地上部Fe、Cu、Zn含量呈不同程度的增加趋势,但Mn含量降低;根部Fe、Cu、Zn含量在施Si后也普遍增加,但差异不显著,对Mn则表现出拮抗作用。(2)Cd胁迫破坏了根系质外体、共质体、细胞壁中微量元素分布平衡,施Si处理普遍提高根系共质体和细胞壁中Fe、Cu、Zn含量,同时降低了Mn含量,增大了共质体中各微量元素的分配比例。(3)施Si普提高了木质部中Fe、Cu、Zn的浓度,降低了Mn的浓度,缓解了Cd对木质液中微量元素运输的影响。结论:Cd胁迫下,施Si通过提升微量元素在根系共质体及共质体的再分配,增强木质部微量元素的转运能力及其在地上部的富集能力,维持了菜心在Cd胁迫下的微量元素平衡。

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油地球化学特征与运聚意义

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组甜点段页岩油资源丰富,前人在页岩油来源、运聚特征及物性差异原因等方面存在争论。结合芦草沟组纵向分子地球化学特征分析,基于其上、下甜点段及邻近层段泥岩、碳酸盐岩与砂岩抽提物的分子化合物组成、地球化学参数的对比分析,揭示了芦草沟组上、下甜点段页岩油生成与运聚特征,并解释了上、下甜点段原油物性差异原因。研究结果表明:芦草沟组上、下甜点段具有更高的总有机碳质量分数、游离烃质量分数及烃类可采系数,显示明显的生烃聚集特征;上、下甜点段沉积环境还原性与水体咸度相较于其他层段更高,藻类输入生源特征更为显著;上、下甜点段内砂岩储集的烃及原油与泥岩、碳酸盐岩抽提物具有相似的分子组成特征,而与上、下甜点之间的层段显著不同,揭示芦草沟组上、下甜点段之间存在一个由分子组成迥异的石油运聚隔断层,上、下甜点段为2套独立的自生自储、内源成藏的油气系统;芦草沟组上、下甜点段页岩油生成与运聚过程的差异性在一定程度影响了原油物性垂向倒置的形成。

墨江金厂外围观音山地区土壤地球化学特征及金镍找矿方向

墨江金厂位于哀牢山成矿带上,是我国西南地区重要的金镍矿床之一。为掌握墨江金厂外围找矿潜力,在观音山地区开展土壤地球化学测量工作,研究土壤中As、Au、Co、Cu、Ni、Sb、V、W、Ti元素的分布特征。基于区内成矿地质背景,运用聚类分析、冷热点分析和因子分析等方法,归纳总结区内元素成矿规律,共圈定6个综合异常。研究结果表明,Sb、As、Au、Cu、V、Ni在该区域较为富集,Au、Ni高值众多,富集程度强烈,具有局部富集成矿的可能。其中Au与其他元素相关性较弱,成矿具有多期性和复杂性,Co、Ni常伴生于岩体外接触带附近,与超基性岩体关系紧密。揭示了观音山地区具有较好的找矿潜力,应以金矿为主攻矿种,同时兼顾砷锑矿和钴镍矿。研究结果可为在区域内开展新一轮找矿突破战略行动指明找矿方向。

基于CFD的海洋平台桩基冲刷的数值模拟研究

洋流对桩基的冲刷可能导致海洋风电平台结构失稳。因此,需要深入研究洋流对桩基周围的冲刷过程,探索不同桩基直径在洋流下的冲刷规律。文章设计了2.4米、3.5米、4.0米直径的桩基,对桩基和流场进行多尺度的网格划分,通过CFD实验研究了不同直径的单桩基础周围的海床冲刷问题。仿真实验结果表明,当桩基直径增大时,如果冲刷水流速度不变,冲刷孔的深度会增加。根据仿真试验结果,提出了预测风电桩基周围冲刷深度的经验公式。

火箭橇轨道标零卡规专用校准装置研制

对于火箭橇轨道检测用标零卡规,目前缺少标零卡规校准规范以及相应校准装置。为确保火箭橇轨道标零卡规量值的准确、可靠,研制火箭橇轨道标零卡规专用校准装置。基于标零卡规结构特点,提出标零卡规专用校准装置主要技术指标,设计标零卡规专用校准装置,并评定校准结果测量不确定度。评定结果表明,标零卡规专用校准装置测量结果扩展测量不确定度为0.006 mm,小于目标测量不确定度0.01mm,具备对火箭橇轨道标零卡规的溯源能力。

扩展现实(XR)支撑沉浸式学习的技术路径与应用模式——沉浸式学习研究网络国际会议(iLRN 2020)探析

扩展现实(XR)体现了虚拟现实技术的最新发展,其涵盖虚拟现实、增强现实、混合现实等多种形式,能够创设完全沉浸式的虚拟世界,XR也使低成本、高效率营造沉浸式学习环境成为可能。作为研究沉浸式学习的重要国际会议平台,沉浸式学习研究网络(i LRN)从2014年成立以来,已经连续召开多次研讨会。i LRN 2020国际会议,则集中呈现了XR技术所打造的沉浸式学习环境方面的数十项研究新进展。这些研究成果显示:应用扩展现实技术可打造虚实融合的混合学习空间,能够构建虚拟实验室;XR大幅推进了游戏化学习环境的创设,在职业培训中能极大提升知识获取和技能训练;XR还将故事讲述转型为沉浸式叙事,为参与者带来全新的沉浸式体验,并使学习者有机会成为创意设计者和知识创造者。扩展现实技术的应用正从精英走向大众,实施成本在大幅降低,其在营造新型、逼真的沉浸式学习方面潜力巨大,今后沉浸式学习与体验也将日趋普及。

一种融合图像空间特征注意力机制的恶意代码识别模型

恶意代码识别对保护计算机使用者的隐私、优化计算资源具有积极意义。现存恶意代码识别模型通常会将恶意代码转换为图像,再通过深度学习技术对图像进行分类。经恶意代码识别模型转换后的图像呈现两个特点,一是图像的末尾通常被填充上黑色像素,使图像中存在明显的重点特征(即代码部分)和非重点特征(即填充部分),二是代码之间具有语义特征相关性,而在将它们按顺序转换成像素时,这种相关性也在像素之间保留。然而,现有恶意代码检测模型没有针对恶意代码的特点设计,这导致对恶意图像在深层次特征提取方面的能力相对偏弱。鉴于此,文章提出了一种新的恶意代码检测模型,特别针对恶意图像的两个关键特点进行了设计。首先,将原始的恶意代码转换成图像,并对其进行预处理。然后通过一个FA-SA模块提取重点特征,并通过两个FA-SeA模块捕捉像素之间的相关性特征。文章所提模型不仅简化了恶意代码检测的网络结构,还提升了深层次特征提取能力及检测准确率。实验结果表明,文章融合注意力模块的方法对提升模型的识别效果具有显著帮助。在Malimg数据集上,恶意代码识别准确率达到了96.38%,比现存基于CNN的模型提高了3.56%。