转型期地方本科院校生物科学专业多元化应用型人才培养模式构建——以山西电子科技学院为例

文章首先分析了转型期地方本科院校生物科学专业人才培养模式存在的问题,然后论述了转型期地方本科院校生物科学专业多元化应用型人才培养模式构建,包括调整人才培养目标;完善课程体系;改革实践教学体系;建设“双师型”师资队伍;整合资源,完善基础实验室建设;注重校内外长期合作,深化产教融合。

山西省农业面源污染时空变化特征及发展趋势预测

[目的]定量分析山西省2011—2022年农业面源污染时空变化特征并预测其发展趋势,为该省农业面源污染防治工作的开展提供科学参考。[方法]采用排污系数法和等标污染负荷法定量分析山西省农业面源污染的时空变化特征,通过建立自回归移动平均的(ARIMA)时间序列预测模型对其发展趋势进行预测。[结果](1)2022年山西省农业面源污染排放量分别为:化学需氧量(COD)为4.74×10^(5) t,NH_(3)-N为5820 t,TN为2.86×10^(4) t和TP为4180 t。排放量高值区集中在吕梁市和运城市,低值区集中在太原市和阳泉市。等标污染负荷总量为3.95×10^(10)m^(3)。首要污染物为TN,首要污染账户为畜禽养殖账户。(2)2011—2022年,4类污染物变化趋势表现出一致性,总体上表现为波动上升,且各项污染物最高值均出现在2022年。各行政区污染物排放量排序基本稳定,运城市和吕梁市一直占重要地位。根据等标污染负荷计算结果,12 a来TN一直是首要污染物,畜禽养殖一直是首要污染账户,并且占比仍在不断上升。(3)通过确定模型参数,建立ARIMA(1,1,2)模型进行预测。预测期内山西省农业面源污染会有小幅下降,之后发展趋势表现为平稳上升。[结论]需要进一步加强对农业重点污染账户和重点污染物的防治工作,以降低农业面源污染排放量,缓解其上升趋势。

产教融合视角下“山西特色酿造食品”课程的构建与探索

清香汾酒和山西老陈醋历史悠久,工艺精湛,是极具地方特色的酿造食品。为了增强带入感,突出产教融合特征,食品类专业的选修课“山西特色酿造食品”建设过程中,教学内容融入产业文化、详解酿造工艺及重要参数,与国内其他同类名优食品比较以便互相借鉴;在课堂教学方面,通过大量实际生产的照片视频等进行沉浸式教学、透过工艺参数理解酿造过程控制、结合生产工作任务学习工艺流程,同时融入课程思政,感受大国工匠精神。以期为产教融合类课程的建设和应用型人才培养提供参考。

不锈钢激光选区熔化单道成形表面介观模拟与实验验证

目的为了获得不锈钢激光选区熔化单道成形质量好的加工参数,提高成形质量。方法对于316L不锈钢材料的激光选区熔化(SLM)成形,采用离散元方法(DEM)构建颗粒随机分布的三维介观模型,采用流体体积法(VOF)动态追踪SLM成形过程熔池传热、流动和凝固等行为,该模拟考虑相变潜热、热物性参数随温度非线性变化、Marangoni效应,研究了温度梯度引起的表面张力和蒸汽反冲力等现象对熔池液态金属流动和凝固的影响,并对不同激光参数和扫描速度对熔池温度场和内部流动的影响规律进行了分析。结果当激光功率为150 W、扫描速度为400 mm/s时,激光能使不锈钢粉末充分熔化,凝固后的轨迹形貌连续光滑。通过提高激光扫描速度和降低激光功率使得热输入减小,熔道表面成形出现球化等缺陷。结论通过单道成形实验观察和分析熔池与熔道的三维尺寸与形貌,有效验证了数值模拟的正确性,较好地预测出SLM过程中的缺陷种类,为深入理解SLM过程中的复杂物理现象和优化工艺参数提供了参考。

爆炸焊接铜/钢复合管界面组织表征与性能研究

为了研究应用于压力容器的管道或承压部件的铜/钢双金属复合管材料中晶粒存在形式和力学性能之间的关系,通过爆炸焊技术获得了T2铜/316L不锈钢复合管,并对其界面形貌与微观组织进行分析。结果表明,T2铜/316L不锈钢复合管结合界面处呈现平直界面和周期性波状界面,波形结合区域的平均波长203μm、波高58μm。复合管结合界面两侧的元素发生互扩散,扩散层厚度为1μm。界面处Fe侧晶粒尺寸较小,随着结合界面距离的增加晶粒尺寸逐渐变大。通过纳米压痕试验发现,波峰处界面的纳米压痕结果达到了3.16 GPa,波谷处的纳米压痕结果达到了2.44 GPa,同时波峰处界面附近区域的纳米压痕结果均高于波谷处,Fe侧纳米压痕结果均高于Cu侧。纳米压痕试验获得的力学性能分布规律和微观组织的分布规律相一致。

含铜抗菌不锈钢拉伸过程中的微观组织演变EBSD分析

目的研究含铜抗菌不锈钢拉伸性能,为工业生产中的成形工艺优化提供一定的理论依据。方法在拉伸应变分别为5%、15%、30%、45%、60%、75%以及最后拉伸断裂时应变为81%条件下,采用岛津AGS-100KN万能拉伸试验机对含铜抗菌不锈钢进行拉伸试验。通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)表征分析含铜抗菌不锈钢拉伸断裂后的断口形貌以及拉伸过程中的微观组织演变。结果含铜抗菌不锈钢抗拉强度最大值为587.523 MPa,应变最大值为81%。拉伸断口与拉伸方向呈45°开裂,呈杯锥状,断裂模式是韧性断裂。结论随着应变的增大,低角度晶界逐渐增多,高角度晶界与孪晶逐渐减少,GOS值逐渐增大,Goss织构、S织构和R织构含量逐渐减少,Brass织构含量逐渐增加,拉伸断裂后的体积分数为23.3%。在拉伸后期,Copper织构和Brass织构含量较多,在拉伸过程中起到整体稳定协调微观组织作用的S织构不断减少,随应变的增大,组织内部协调变形加快,变形程度快速增大,从而导致S织构向Copper织构和Brass织构转变,出现板条状马氏体,存在应变诱发马氏体相变。位错滑移、形变孪晶和形变诱导马氏体等多种变形机制的共同作用使含铜抗菌不锈钢具有良好的塑性。

基于ProCAST的一模多腔YL112铝合金压铸件数值模拟及工艺优化

针对YL112压铸铝合金一模多铸产品的组织性能均一性需求,采用ProCAST软件对典型一模多铸工艺进行模拟,比较了两种不同充型顺序的压铸方案。结果表明:基于顺序凝固一模多腔压铸件由于充型与凝固过程的温度场分布不均,导致近浇口端铸件出现明显缩松缩孔缺陷,造成铸件性能均一性差。后续采用等流程浇注系统,实现一模多腔铸件同时充型凝固过程,改善了铸件温度场分布,减少了工艺缺陷。经过实际生产验证,获得了组织性能均一性好的压铸件。

藜麦幼苗响应低氮的转录组分析

为探究藜麦响应低氮的分子机制,筛选低氮响应基因,揭示藜麦响应低氮的适应性变化,从不同氮素水平处理下藜麦的生长和叶绿素合成入手,采用RNA-Seq技术从转录组水平分析藜麦对于低氮和缺氮分别处理5 d和30 d后的响应情况。结果表明,藜麦在缺氮条件下根系优先生长;低氮和缺氮均可促使老叶优先变黄或脱落而维持幼嫩叶片的叶色,且均提高了幼苗对氮素的利用效率。GO功能富集分析结果显示,低氮和缺氮分别在处理5 d和30 d后差异表达基因均主要涉及膜的重要组成部分、细胞膜、氧化还原过程、代谢过程、ATP结合及金属离子结合等。KEGG富集分析结果表明,低氮和缺氮处理相对于高氮处理5 d后比较显著的差异代谢通路在于苯丙素的生物合成和谷胱甘肽代谢;而处理30 d后比较显著的差异代谢通路在于碳代谢通路。进一步挖掘藜麦响应低氮的关键基因,结果显示,低氮和缺氮处理5 d后过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶、抗坏血酸过氧化物酶基因上调,表达量较高;低氮和缺氮处理30 d后磷酸甘油酸激酶、半胱氨酸合成酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶(NADP)、磷酸烯醇丙酮酸羧化酶基因上调,表达量较高。qRT-PCR验证结果与RNA-Seq测序结果一致。

压缩剪切平面应变试样的应力状态响应

为模拟金属塑性变形过程中的压缩剪切应力状态的平面应变特征,构建了平面压缩剪切试样。通过数字图像相关(DIC)技术和有限元模拟表征变形区Y方向的应力状态分布特征及压缩断裂过程。DIC结果显示,在压缩实验过程中,变形区的应变场分布与有限元结果吻合良好,有限元结果可靠。有限元结果表明,通过改变试样的缺口倾角,可以定量控制应力三轴度的大小,并且主应变方向与缺口倾角方向一致。在变形区Y方向发生压缩剪切的平面应变,同时试样边缘位置相对于中心位置具有更低的Lode角参数,具有双向压缩加载特征,使得静水压力增大,应力三轴度进一步降低至-0.823。

基于可视图特征与CatBoost的转辙机故障诊断

针对道岔转辙机转换油压信号难以提取有效的故障特征且传统的故障诊断方式效果差的问题,本文提出一种基于可视图特征与CatBoost的道岔转辙机故障诊断方法。首先,采用可视图算法将时域信号转换为复杂网络图。然后,提取复杂网络图的5种统计特征,即网络平均度、全局聚类系数、平均路径长度、传递性特征与网络图密度。最后,通过CatBoost算法实现道岔转辙机故障诊断。将该方法分别与其它特征提取方法、故障分类算法进行比较。实验结果表明:可视图特征能够更有效表征道岔转辙机的工作状态,CatBoost算法对道岔转辙机4种工作状态的诊断准确率达到97.5%,验证了该方法的有效性和优越性。

基于多任务联合训练的长文本多实体情感分析

多实体情感分析旨在识别文中的核心实体并判断其对应的情感,是目前细粒度情感分析领域的研究热点,对长文本多实体情感分析的研究目前还处于起步阶段。文中提出了一种基于多任务联合训练的长文本多实体情感分析模型(PAM),首先采用TF-IDF算法提取文章中与标题相似的句子,剔除冗余信息以缩短文本长度,通过两个BiLSTM分别进行核心实体识别和情感分析任务的学习,获取各自需要的特征,然后利用融入相对位置信息的多头注意力机制将实体识别任务学习到的知识向情感分析任务传递,实现两个任务的联合学习,最后利用提出的Entity_Extract算法根据实体词在文本中出现的次数和先后位置从模型预测的候选实体中确定核心实体并获取其对应的情感。在搜狐新闻数据集上的实验结果证明了PAM模型的有效性。

FeCr合金波纹形貌对滚滑摩擦性能影响的原子分析

目的研究FeCr合金不同表面波纹形貌对滚滑摩擦力学特性的影响,旨在指导高精密零件表面加工。方法采用分子动力学方法构建了光滑表面、一维和二维正弦波纹表面。综合分析了不同形貌特征对纳米压痕和滚滑摩擦过程中FeCr合金的变形、亚表面损伤以及摩擦性能的影响。结果在纳米压痕试验中,光滑表面接触面积最大,受压后变形最大,且压痕力与接触面积呈正相关。不同表面形貌的塑性变形临界压深存在显著差异,其中二维正弦波纹表面的临界压深最大。在纳米滚滑摩擦试验中,原子相互作用占主导作用,在3种表面中,光滑表面摩擦力和摩擦因数最高。在纯滑动或高速滚动时,一维正弦波纹表面的摩擦因数最小。此外,在摩擦试验中,磨损原子堆积高度、分布与界面形貌特征、滚动速度相关。磨屑原子堆积的体积和高度与接触面积呈正相关,与滚动速度呈负相关。二维正弦波纹表面磨屑原子堆积高度最低,亚表面最为稳定。结论波纹形貌表面能够减小实际接触面积,密集的波峰和波谷能够减小材料的变形,提高亚表面稳定性。

基于BERT字句向量与差异注意力的短文本语义匹配策略

短文本语义匹配是自然语言处理领域中的一个核心问题,可广泛应用于自动问答、搜索引擎等领域。过去的工作大多只考虑文本之间的相似部分,忽略了文本之间的差异部分,从而使模型无法充分利用到决定文本之间是否匹配的关键信息。针对上述问题,提出一种基于BERT字句向量与差异注意力的短文本语义匹配策略,利用BERT对句子对进行向量化表示,使用BiLSTM并引入多头差异注意力机制获取当前字向量与文本全局语义信息之间表征意图差异的注意力权重,结合一维卷积神经网络对句子对的语义特征向量进行降维,最后拼接字句向量并送入全连接层计算出2个句子之间的语义匹配度。通过在LCQMC和BQ Corpus数据集上的实验表明,该策略可以有效提取文本语义差异信息,从而使模型表现出更好的效果。

中厚板阻尼单辊驱动轧制的接触摩擦特性研究

为了发挥中厚板的单辊驱动轧制优势,对单辊驱动轧制进行改进,使用电机仅驱动下辊时,在上辊系添加阻尼。采用弹塑性有限元方法建立中厚板加阻尼式单辊驱动轧制有限元仿真分析模型,并对不同摩擦系数下的多种工况进行仿真分析。计算结果表明:接触面摩擦因数越大,材料流动速度分布不对称性、搓轧区长度、摩擦应力差值和轧制压力均增大,接触弧长无明显变化。

Mg-1Ge-1In镁空气电池阳极的放电性能研究

提出了一种利用锗和铟在镁中的固溶度差异调控Mg-1Ge-1In合金显微组织的策略。经过均匀化退火处理,合金中的Mg_(2)Ge相呈现出连续的网络状结构。Mg-1Ge-1In合金展现出优异的阳极放电性能,包括低至2.48 mm/y的腐蚀速率、在1 mA/cm^(2)放电电流下达-1.70 V的放电电压,以及在10 mA/cm^(2)放电1 h后高达59.49%的阳极利用率。此外,在5 mA/cm^(2)的放电条件下,Mg-1Ge-1In合金能维持稳定电压,表面呈现层状剥落现象;但当放电电流增至10 mA/cm^(2)时,其放电电压减小且放电稳定性降低。Mg-1Ge-1In合金的放电活化机理基于Mg_(2)Ge相的电偶效应与In原子的氧化-还原循环,放电活性位点正是源于Mg_(2)Ge相与镁基体间的连续网状界面,而In元素的加入则进一步增强了镁基体表面的活化,两者协同作用,确保了放电反应的稳定持续进行。

应用型本科高校“细胞生物学实验”课程教学改革研究

应用型本科高校“细胞生物学实验”课程教学改革,在培养科研创新人才的基础上,提高细胞生物专业人才思想先进性。但是在现阶段,应用型本科高校“细胞生物学实验”课程环境仍需改善。文章研究应用型本科高校“细胞生物学实验”课程,针对其教学改革目标,提出主体性、综合性、时代性原则,以及“以教学流程为切口,改进自主实验”等具体策略,具有一定的指导作用。

融合多策略改进黑猩猩优化算法的UAV航迹规划

针对三维复杂环境中无人机航迹规划容易出现搜索停滞、收敛于局部最优的不足,提出一种多策略混合改进黑猩猩优化算法的航迹规划方法。针对黑猩猩优化算法寻优精度不足的问题,引入收敛因子非线性更新均衡算法全局搜索与局部开发能力;设计权重因子避免个体跟随的盲目性及迭代后期个体趋于同化,提升搜索精度;设计黄金正弦莱维飞行引导机制防止因多样性逐步贫化而陷入局部最优。利用改进黑猩猩算法求解无人机航迹规划,结合无人机飞行环境三维地形图构建航迹规划模型,设计多约束飞行代价函数,并将其作为适应度函数,对无人机三维航迹规划方案迭代求解。结果表明,改进算法能够搜索到一条安全避障且航迹代价更小的路径,搜索精度高于类比算法。

羧基苯基卟啉的合成及其复合物的光催化性能

卟啉具有较强的结构可修饰性和可见光吸收能力,被广泛应用于新型光催化剂和光敏剂的设计研究中.但是,不同结构的卟啉材料催化活性差异较大,且卟啉单体催化稳定性较差,无法充分发挥出高效的光催化活性.为探究影响卟啉光催化活性产生差异的本征原因以及增强卟啉在光催化过程中的稳定性,我们设计合成了三种不同分子结构的羧基卟啉TCPP、TmCPP和H8OCPP.实验结果表明,H8OCPP催化剂光催化产氢速率为4111μmol·g^(−1)·h^(−1),远高于另外两种羧基卟啉.利用胺基与羧基间的静电相互作用,将g-C_(3)N_(4)和TDPP负载于H8OCPP表面,大幅提高了羧基卟啉的光催化稳定性.强极性羧基基团数目的增加,有利于卟啉分子光生空穴-电子的分离,提升光催化分解水产氢性能,另外胺基修饰分子的引入提高了羧基卟啉在催化反应体系中的稳定性和催化活性.

一种新型最速控制技术:原理和应用

在实际的控制工程领域中,传统的比例–积分–微分(PID)控制仍然占主导地位.一阶惯性滤波器(FOIF)是构建PID结构的基础.加速型工程最速比例–积分(AEFPI)控制器则是以加速型工程最速跟踪滤波器(AEFTF)为基础构造的,然而,对于AEFPI的全面研究和分析还缺乏.本文提出了FOIF原型的问题,并通过研究和分析最速跟踪滤波器机理与物理缺陷、工程化重构加速型工程最速滤波器输出跟踪输入特性、频域滤波特性以及所构造的AEFPI控制器的控制性能等方面,从技术角度揭示了低通滤波器属性对所构造控制器性能具有决定作用.通过数学计算分析、仿真实验验证以及现有工程实践结合,说明了这种AEFPI控制器具备显著反馈控制性能.

激光熔覆铁铬梯度涂层界面调控与性能研究

为解决螺杆钻具磨损问题,通过激光熔覆技术在45钢基材上制备了铁铬梯度涂层。针对梯度涂层熔覆过程中常见的开裂问题,提出了调控熔覆层粉末成分的优化策略,采用不同碳含量的熔覆粉末构建了硬度梯度,并通过熔覆JG-3过渡层优化了界面结合。研究表明,梯度涂层硬度呈梯度上升,耐磨性逐步提升;JG-3过渡层可以促进基体与熔覆层之间的界面结合,有效连接了不同硬度的熔覆层,避免了裂纹产生;断口形貌分析表明,熔覆层呈现出典型的“河流花样”的解理断裂特征,不规则的金属氧化物可以撕裂熔覆层基体,显著降低其熔覆层性能,应对熔覆后的每层表面进行抛光处理,以保证完全清除界面间的氧化层。制备的铁铬梯度层的连接界面保持平整无裂纹。该研究结果为解决梯度涂层熔覆时的开裂问题提供了有效的解决方案与依据。