促进大学生深度学习的PBL教学方法研究与实践

学习科学视角下深度学习能力受到社会各界的广泛关注,促进学生的深度学习已经成为高等教育的重要议题和研究热点。以问题为导向的PBL教学方法是更强调能力导向的教学,是促进学生深度学习的重要教学理念和方法。为评价分析大学生深度学习现状及其影响因素,在设计性实验课程中开展PBL教学,并在此基础上研究PBL教学方法对大学生深度学习的促进作用及改进策略。研究结果表明,实验班八个二级评价指标的平均值均略高于对照班,一定程度上可以说明PBL教学设计与实施可以促进大学生的深度学习。大学生深度学习的进一步促进策略可以从团队学习能力和反思评价能力方面重点实施。

基于拓扑思想对海伦喷泉实验原理的分析

海伦喷泉是一种既简单又有趣的实验装置,可用作大中学生综合素质训练的教学素材。与普通喷泉不同,海伦喷泉喷射高度可高于初始液面高度,因此其工作原理常常困惑一些中学生和大学生。本文基于拓扑分析,可以发现海伦喷泉原理上可等效于其内液柱之间密封一段气体的U形管;其喷水高度在准静态条件下等于密封气柱的高度。实际喷射高度受初始条件或操作过程等主要因素的影响,也可以在该模型下得到简洁解释。相关拓扑分析思想也可应用于其他实验的设计与探究。

基态^6LiH和^7LiD分子的精确Rydberg—RKR势能

本文将代数方法(AM;Sun et al,J.Mol.Spectrosc.2002,215:93)和Rydberg-Klein-Rees(RKR)方法相结合,获得了基态6Li H和7Li D同位素分子的高振动激发态能谱和Rydberg-RKR势能.所得势能产生的振动能谱同实验数据及AM结果均很好相符.这套方法可以用来有效研究分子内长程相互作用势.

基于RBF神经网络的较低浓度下同步荧光光谱的溢油鉴别

针对海面溢油样品的含量难以确定,同时考虑到海水掺杂及风化等问题的影响,提出了在较低非线性浓度范围内采集溢油嫌疑样品的同步荧光光谱,获取其训练样本集,利用主成分分析法(Principal com-ponent analysis,PCA)提取其特征光谱,结合径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络对肇事样本和嫌疑样本进行模式识别的方法。通过对相近油源原油样品分类识别研究表明:该方法仅需单次对肇事样本同步光谱测量,再借助数据分析,就可以很好区分相近油源溢油样品,外扰对识别率影响也不大。RBF神经网络算法识别率在92%左右。该结论对海洋环境中溢油的实时检测及油指纹数据信息库的建立有重要意义。

双原子分子体系的振动结构研究

最近通过微扰理论得到了双原子分子体系的能量表达式、振动光谱常数和转动光谱常数 ,并建议用代数方法和势能变分法由有限的振动能级求得收敛的振动能级的完全谱和高阶的振动力常数 .用该方法对一些双原子分子电子态的计算结果表明 :(1)代数方法得到的最高振动能收敛于正确的分子离解能 ;(2 )代数方法产生的振动能级不但能重复已知的精确能级 ,而且还能得到实验上和其他理论方法难以得到的高振动激发态的能级 ;(3)可用获得的各阶振动力常数fn比较同一分子的不同电子态的化学键的相对强度 .

辽宁建昌早白垩世孔子鸟一新材料

记述了辽宁建昌头道营子早白垩世九佛堂组发现的孔子鸟化石一新种—建昌孔子鸟(Confuci-usornis jianchangensis sp.nov.)。尽管新种缺失前肢及肩带,还是在许多特征上很容易与属型种(圣贤孔子鸟)相区别。例如,个体小、鳞骨近三角形、方骨粗大、齿骨前端有突起、跗蹠骨近端愈合、第V跗蹠骨不存在和尾综骨粗大等。新种是孔子鸟类在建昌地区的首次发现,对于展示孔子鸟类的多样性等具有较重要意义。

辽宁朝阳九佛堂组今鸟类(红山鸟科)一新属种

记述了辽宁朝阳原家洼九佛堂组发现的原始今鸟类一新属种:朝阳副红山鸟(Parahongshanornischaoyangensis gen.et sp.nov.)。尽管缺失头骨,但其头后特征和红山鸟及一件属于红山鸟科的长腿鸟最为接近,具有该科的一些明显鉴定特征,如前肢相对后肢十分短小,"U"字形的叉骨长明显大于宽等,因此可以归入红山鸟科。新鸟在以下特征上可与红山鸟及长腿鸟相区别,如叉骨支近端侧向压扁,联合处有一条深沟;胸骨末端有两对后凹陷,在龙骨突与侧突之间有短的后突;第Ⅱ指第1指节相对更加短粗,第2指节细长;耻骨具有膨大的耻骨脚等。新材料的发现为红山鸟类提供了新的解剖学特征,还为研究早期今鸟类的多样性提供了新材料。

辽西早白垩世一反鸟类新属种的发现

新反鸟化石(Gracilornis jiufotangensisgen.et sp.nov.)产于辽宁省朝阳地区早白垩世九佛堂组。根据该反鸟的骨骼细弱、肢骨关节发达、胸骨与躯干相比较小(胸骨宽与躯干长比率约为0.11;胸骨长与躯干长比率约为0.13)等不同于其他已知反鸟的特征,建立一新属种,归于华夏鸟科(Cathayornithidae)。

中国热河生物群的鸟类及其生态环境背景

近年来生物地层学和年代地层学的工作表明,热河生物群中的鸟类主要属于早白垩世的中晚期（131~120 Ma）,延续了至少11 Ma,但主要的辐射发生在125~120 Ma间。依据已发表的化石,按基干鸟类（basal birds）、反鸟类（Enantiornithes）及今鸟类（Ornithurine）三个演化阶段进行介绍。进一步揭示了鸟类出现以来第一次大规模的辐射事件。这一大的辐射还表现在鸟类形态、个体大小、食性和生态习性等均出现了显著的分异。对热河生物群鸟类的生态环境进一步分析表明,早期的鸟类以食昆虫为主,尔后才出现了特化的植食性和肉食性（如食鱼类）的种类。树栖的适应对鸟类飞行的起源及其早期演化具有重要的影响,同样,适应湖岸生活方式对今鸟类的起源演化具有重要的意义。

薄煤层N00工法巷道顶板控制机理及分区补偿支护技术

薄煤层N00工法的提出,革新了传统的煤矿开采模式、关键技术与装备系统,并取得了成功应用。而新开采模式下的巷道围岩控制技术尚不完善,为实现薄煤层N00工法巷道顶板结构的安全稳定,考虑其工艺流程和顶板变形特点,将巷道划分为超前硐室、垮落成巷两个阶段。并基于Hoek-Brown非线性岩体强度破坏准则,确定了巷道顶板不同阶段的锚杆/索预紧力的计算公式,提出了巷道顶板锚杆/索预紧力及长度设计方法。此外,结合数值模拟研究了不同阶段巷道顶板锚杆/索支护作用机理及不同锚杆/索支护组合对围岩应力分布的影响,揭示了锚杆/索支护关键参数对顶板稳定性的影响机制。最后,综合理论与数值模拟分析结果,提出了分区补偿支护技术,确定了锚杆/索预紧力、长度及选材的设计原则,该技术在现场取得了良好的应用效果。

切顶卸压无煤柱自成巷顶板变形机制及控制对策研究

为了探究切顶卸压无煤柱自成巷开采技术下短臂梁顶板的变形机制和影响因素,分析了该技术条件下的顶板结构及运动过程,建立了短臂梁顶板的力学模型,运用功能原理推导了短臂梁顶板在前期、中期和后期3个阶段的变形量计算公式,讨论了短臂梁顶板在各变形阶段的影响因素及其敏感性,并针对各变形阶段的主控因素提出了相应的控制思路。结果表明:短臂梁顶板在前期阶段的变形量较小,此阶段基本顶弹性模量、巷内及切顶支护强度、切顶高度对其影响比较显著;在中期阶段的变形量较大,碎胀系数、短臂梁弹性模量、留巷宽度对其影响比较显著;后期阶段顶板处于相对稳定状态,变形量基本不再变化。为此针对柠条塔矿S12012工作面提出了"巷内及时高强支护+切顶方案优化"的阶段性主控因素控制对策,现场应用效果良好。

无煤柱自成巷采空区顶板碎胀系数测定方法

以宝山煤矿6302工作面垮落细砂岩顶板碎石帮为研究对象,对岩石碎胀系数的现场实测方法及其对巷道顶板变形的影响展开研究;通过分析碎胀系数的机理,结合工程实际,建立了自然标定准线法测量碎胀系数模型,确定了碎胀系数现场实测的方法。现场实测结果表明:采空区顶板垮落后至压实稳定经历3个阶段,快速压实阶段碎胀系数由1.83~1.88迅速降至1.37~1.42,初步稳定阶段碎胀系数变化速度减缓,为1.35~1.39,在缓慢压实阶段,碎胀系数变化值≤0.01;巷道围岩变形规律与采空区矸石碎胀系数变化规律呈现一定相关性,同样存在3个区段,最终巷道顶底板的移近量为296 mm,两帮移近量为135 mm;根据采空区矸石碎胀系数和巷道围岩变形规律,切顶卸压自动成巷期间需要进行巷内临时补强支护,且支护距离≥120 m。

特细砂煤矸石混凝土力学性能试验研究

为实现煤矸石的高效利用,制作可直接用于矿井巷道地面的煤矸石混凝土,以煤矸石取代天然粗骨料的取代率、水灰比大小、外加剂掺量为影响因素,通过三因素三水平正交设计的方法对C20、C30、C40三种强度煤矸石混凝土的力学性能进行试验研究,探索各因素对煤矸石混凝土立方体试验试件的力学性能影响机制。结果表明:煤矸石取代率对混凝土立方体抗压强度的影响最大,对于C20、C30、C40三种强度等级的煤矸石混凝土,取代率为80%的28 d混凝土立方体抗压强度分别为取代率为0时的64.1%、63.4%、62.2%,而取代率为100%的28 d混凝土立方体抗压强度分别为取代率为0时的53.0%、56.8%、61.5%,与天然骨料混凝土相比,煤矸石骨料混凝土力学性能较弱,总体上强度偏低;对7、28 d两种龄期,取代率分别为80%和100%的煤矸石混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度进行回归分析,得到的结果与现行国家规范中对普通混凝土的要求相近,表明取代率为80%和100%的煤矸石混凝土轴心抗压强度能够满足要求;由于煤矸石骨料自身力学性能较差,导致煤矸石混凝土劈裂强度不能达到规范要求,弹性模量明显低于普通混凝土,泊松比试验值离散性较大,变化规律不明显。基于试验结果,确定陕北矿业公司柠条塔煤矿巷道地坪C20级强度煤矸石混凝土最佳配比为:煤矸石取代率为100%、水胶比为0.45、不掺加减水剂,即水泥、水、黄砂、煤矸石质量比为1∶0.45∶1.31∶2.67。

厚煤层切顶留巷散体帮挡矸支护技术现场试验研究

为了探究更为有效的散体帮控制方法,以柠条塔煤矿切顶留巷开采工业性试验为工程背景,分别设计了2种挡矸支护方案,并对2种方案支护条件下的散体帮移近量及侧向压力进行了对比分析。结果表明:挡矸支护采用墩式护帮支架比单体斜撑侧向压力小且控制巷旁侧向移近量效果明显。研究结果为切顶留巷开采过程中的散体帮变形控制提供了一种新的支护思路。

厚煤层切顶留巷动载期间临时支护技术现场试验研究

为解决厚煤层切顶留巷动载期间临时支护困难的问题,本文以陕煤集团柠条塔煤矿切顶留巷开采工业性试验为工程背景,分别设计了两种巷道顶板临时支护方案,并对两种临时支护条件下的散体帮顶底板移进量进行了对比分析。结果表明:采用墩式护帮支架比采用单体液压支柱控制顶底板移进量效果更为明显,其提供了更加稳定可靠的支护条件,研究结果为采用切顶留巷开采方式的工程提供了一种厚煤层切顶留巷动载期间临时支护的新思路,对切顶留巷技术的推广具有重要意义。

用振动光谱常数计算双原子分子离解能的研究及应用

用极值法推导了双原子分子的离解能De与振动光谱常数之间的解析关系式,其结果与Rees表达式相同;并得到了包含高阶的ω_eZ_e在内的非谐性振动常数同离解能之间的一般解析式。对于包含更高阶非谐性振动常数的情形,也可以由求解数值极值得到离解能。对OH,BH,N_2,Br_2,CIF和CO等体系一些电子态的研究表明,若电子态的振动光谱常数的收敛性较好,则用极值法求得的离解能的误差随着所用光谱常数的数目的增加而减小。极值法从理论上给出了获得离解能精确数值的一种方法。建议用离解能的收敛性质作为判别振动光谱常数良莠的一种物理标准,用于分析不同研究工作获得的同一双原子分子稳定电子态体系的不同振动光谱常数集合的优劣。

N_2分子部分电子态的完全振动能谱和分子离解能的精确研究

对于大多数双原子分子的电子态,往往很难直接用现代实验技术或精确的量子理论方法获得体系精确的全部高激发态振动能级和分子离解能De,而且从理论上推导分子离解能的精确解析表达式也很困难.以LeRoy和Bernstein基于WKB理论的能量表达式为基础,建立了计算精确分子离解能的新解析表达式.并用作者最近建立的代数方法(AM)获得了N2分子部分电子态的包含所有高振动激发态的完全振动能谱,进而将AM完全振动能谱与建立的新解析表达式相结合,计算了这些电子态的精确分子离解能.研究表明:AM方法和新的离解能解析表达式优势互补,获得的结果与实验值符合得非常好,从而在理论上提供了计算双原子分子电子态的精确分子离解能的一个物理新方法.

无煤柱自成巷短臂梁顶板补偿支护力设计方法及其影响因素分析

为实现无煤柱自成巷开采条件下短臂梁顶板结构安全稳定,研究短臂梁顶板结构平衡机制及其动态演化机制,明确锚索的补偿支护作用机制,利用Hoek-Brown强度准则和塑性力学中的上限分析方法分析锚索支护作用下短臂梁顶板围岩的冒落破坏机制,推导短臂梁顶板在摩擦垮落、动压影响、成巷稳定3个阶段的锚索补偿支护力计算公式,形成无煤柱自成巷短臂梁顶板补偿支护力设计方法。在此基础上,建立敏感性分析指标,分析不同参数对锚索补偿支护力的影响程度。研究表明:围岩应力、切缝参数、巷道宽度是锚索补偿支护力的主控因素,其中围岩应力为最敏感指标,据此提出短臂梁顶板稳定性控制相关工程建议。研究成果在新泰煤矿N00工法5101工作面运输巷进行了应用,现场应用效果良好。

无煤柱自成巷动压承载支护作用机理与设计方法

为探究切顶卸压无煤柱自成巷开采动压影响期间巷内临时支护的设计方法,分析了自成巷道顶板结构的演化过程与变形特征,阐明了动压承载临时支护的作用机理,基于Hoek-Brown强度准则,建立了切顶短臂梁顶板破断力学模型,利用极限分析上限法,推导出了短臂梁在临界位置断裂时的支护阻力计算方法,探究了有关因素对支护阻力大小的影响规律,将设计方法应用至柠条塔矿现场试验,效果良好.研究表明:动压承载临时支护的作用为控制顶板离层变形并适应顶板回转变形;支护阻力随着顶板岩体容重、上覆岩层垂直应力、采动应力集中系数和巷道宽度的增大而逐渐增大,随着顶板岩体内聚力、内摩擦角、碎胀矸石支承系数、短臂梁顶板厚度和支护非对称系数的增大而逐渐减小.相较于其他因素,顶板岩体内聚力、上覆岩层垂直应力与巷道宽度对支护阻力的影响更加显著.

Studies on dissociation energies of diatomic molecules using vibrational spectroscopic constants

New analytical expression and numerical approach are suggested to calculate dissociation energiesD e of diatomic molecular states using an extreme value method (EVM). Studies on some electronic states of OH, BH, N2, Br2, CIF and CO molecules show that the accuracy of the EVM dissociation energies depends on the number of correct vibrational constants used in the calculations. The convergence qualities ofD e are suggested to be an alternative physical criterion to measure the qualities of the various sets of vibrational constants from different literature for the same diatomic state.