“三教改革”背景下教学设备的自主开发与应用--以运动控制系统实训装置为例

为推进“三教改革”落地实施,破解实训项目难以跟随技术发展变化的问题,对接“1+X证书”技能等级标准,把企业实际项目进行研学转化,设计出一种具有电气控制盘开放、控制系统可选择、执行机构可拼装、末端执行器可互换可升级的运动控制系统实训装置。这种教学实训装置的开放性和灵活性,为教学设备提高复合利用率、降低报废率、设备长期保持技术先进性提供了一种新方法;为机电一体化系统设计类岗位个性化的技术训练以及职业素养养成训练提供了一种“教法改革”新思路,设备研发过程中对于职业院校教师技术能力提升也提供了一种“教师改革”新途径。

NaCl胁迫下pH值和氮素形态对狗牙根生长及钠钾离子调控的影响

以狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)为实验材料、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)为pH缓冲剂,采用水培法研究NaCl胁迫下pH值和氮素形态(铵态氮和硝态氮)对狗牙根生长和钠钾离子调控的影响。结果表明:处理1周后,若不添加MES,铵态氮处理组培养液的pH值下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则上升到pH 9.0左右;添加20 mmol·L^(-1)MES的铵态氮处理组培养液的pH值也下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则接近pH 7.0。与0 mmol·L^(-1)NaCl处理组相比,300 mmol·L^(-1)NaCl处理组狗牙根的枝条长度和枝条干质量显著(P<0.05)下降,而根长度、根干质量、根和叶中Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量及分泌物Na^(+)/K^(+)比总体上显著升高。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,硝态氮处理组狗牙根的枝条长度、根长度、根干质量、根冠比、根中Na^(+)含量总体上显著高于铵态氮处理组,而叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量明显低于铵态氮处理组。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,20 mmol·L^(-1)MES处理组狗牙根的多数生长指标显著高于0 mmol·L^(-1)MES处理组,而根和叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数在0和20 mmol·L^(-1)MES处理组间的差异不显著。三因素方差分析结果表明:3个因子的单一和交互作用对多数生长指标、叶中Na^(+)含量和泌盐量相关指标的影响具有统计学意义。研究结果显示:硝态氮能缓解NaCl胁迫对狗牙根的伤害,而用MES缓冲根际酸碱环境对NaCl胁迫下狗牙根生长有一定的促进作用,因此,施用硝态氮或添加MES均有利于提高狗牙根的抗盐性。

狗牙根诱变后代生长速度评价及DNA指纹图谱构建

狗牙根(Cynodon dactylon)是一种常见的暖季型草,利用诱变技术处理现有品种进行改良,是快速选育优良新品种的一种途径。本研究以国审品种‘阳江’狗牙根通过60Co-γ辐射处理获得的12个诱变后代为材料,进行生长速度评价和基于序列相关的扩增多态性(SRAP)分子标记技术的DNA指纹图谱构建。结果表明,诱变后代间匍匐茎总长度、地上部分干重、匍匐茎数量、地下部分干重等4个指标均存在显著的变异。对这4个指标进行隶属函数分析,对诱变后代的生长速度进行综合评价,认为其生长速度由快到慢依次为M37>M16>M1>M25>M10>M18>M28>M29>M26>‘阳江’>M22>M31>M4。利用12对SRAP引物对12个诱变后代和6个狗牙根主栽品种进行指纹图谱构建,其中7对引物组合可以直接对18份参试材料进行准确鉴定。本研究为进一步国产狗牙根新品种的选育和保护提供了可靠的实验依据。

不同LED光质对紫花苜蓿种子萌发及幼苗酚类化合物合成的影响

[目的]本文旨在研究不同LED光质对紫花苜蓿种子萌发及幼苗光合色素和酚类化合物含量的影响,为紫花苜蓿芽苗菜生产和植物工厂化生产的光质调控技术提供基础。[方法]以黑暗处理(D)为对照,研究10种LED光质(红光R660和R630,蓝光B450和B465,绿光G520,黄光Y590,红蓝光组合R5B2、R1B1和R2B5,白光W)对紫花苜蓿‘WL656’种子萌发、幼苗生长、解剖及酚类化合物合成的影响。[结果]不同处理对紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、发芽指数无显著影响。单色光处理中,2种纯红光均促进紫花苜蓿幼苗胚根伸长;B465处理使幼苗下胚轴直径、表皮细胞厚度、皮层厚度和单个导管面积均显著增加,B450使维管束直径显著增加。不同单色光对叶绿素a含量无显著影响,而2种蓝光处理下叶绿素b含量最低,R660处理下类胡萝卜素含量最高;2种纯蓝光均对幼苗中花青素、总酚和类黄酮的积累有促进作用,而在G520、Y590和D处理下幼苗几乎不含花青素。R630提高下胚轴中查尔酮合成酶(CHS)活性,G520显著提高子叶中CHS活性;W提高幼苗下胚轴的花青素合成酶(ANS)活性,Y590提高幼苗中ANS活性。3种红蓝光组合中,随着红光比例降低,茎直径、皮层厚度和下胚轴CHS活性降低,根长、表皮细胞厚度、维管束直径和下胚轴中花青素含量先减少后增加,子叶中光合色素含量和CHS活性上升。下胚轴中总酚和类黄酮含量在R2B5处理中最高,子叶中3种酚类化合物含量无差异。下胚轴中ANS活性在R1B1处理下最高,子叶中ANS活性在R5B2处理下最高。[结论]纯红光促进种子发芽后的幼苗伸长,纯蓝光促进幼苗中花青素、类黄酮和总酚生成,红蓝光组合对幼苗生理特性影响较为复杂。综合考虑生长生理指标,R2B5处理下生长量适中,叶绿素和酚类物质含量较高,是较适合紫花苜蓿幼苗生长的LED光质。

离子束抛光去除函数的在位快速计算与抛光实验

目的基于BP神经网络使用法拉第杯扫描离子束流实现离子束抛光去除函数的在位快速计算。方法对于空间分布不同的离子束流,通过法拉第杯扫描方法获得电流密度分布信息,通过刻蚀实验计算去除函数分布信息,使用BP神经网络对电流密度和去除函数分布之间的关系进行拟合,建立基于BP神经网络计算去除函数的模型。使用该模型可以实现对去除函数的在位快速计算,并应用于光学元件的离子束抛光实验中。结果利用上述方法建立的BP神经网络模型计算的去除函数体积去除率和实验方法获得的去除函数体积去除率的误差为5.09%,使用计算的去除函数进行了离子束抛光实验,抛光样件为直径320 mm的融石英,抛光后光学元件表面PV值为0.197λ(波长λ=632.8 nm),RMS值为0.009λ,收敛率达到4.19,实现了光学元件表面的超精密抛光。结论使用建立的BP神经网络模型可以实现离子束抛光去除函数的在位快速计算,该模型对融石英及其他材料的光学元件均适用,计算的去除函数精度满足光学元件离子束超精密加工需求,并提高了离子束抛光的效率。

离子束抛光对单晶硅表面质量影响的分子动力学模拟研究

离子束抛光作为一种超精密加工技术,被应用于材料表面抛光的精抛阶段,而其原子量级的去除效果使得它的加工过程与加工效果难以直接观察,因此为了能够从微观尺度研究离子束抛光的加工效果以及加工参数对材料表面粗糙度与表面损伤的影响,提出使用分子动力学模拟的方法研究离子束抛光过程,通过对氩离子轰击单晶硅的仿真模拟,分析加工参数对单晶硅表面粗糙度与晶格损伤的影响规律,指导实际的加工工艺设计.研究发现,在不同加工角度下,离子剂量对于表面粗糙度的影响规律不同,低角度(0°~40°)低剂量以及高角度(>50°)高剂量的加工有助于达到较低的表面粗糙度;随着加工角度的增加,离子束对晶体表面造成的损伤逐渐减少,当加工角度大于40°时能够大幅度减少晶格损伤.模拟结果显示在实际的离子束抛光过程中,为了得到高质量的表面,应该采取高角度高剂量的加工方式以达到既降低材料表面粗糙度又减小对材料表面晶格产生损伤的目的.

不同暖季型草坪草品种对盐碱地土壤理化性质和微生物群落的影响

在江苏盐碱地中种植暖季型草坪草狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)和杂交结缕草(Zoysia sinica×Z.matrella)品种‘苏植3号’(‘Suzhi No.3’),探索这2个品种对盐碱地的植株地下部生物量以及土壤理化性质和微生物群落的影响。结果表明:‘阳江’和‘苏植3号’种植样地的植株地下部生物量和土壤有机质含量均显著高于对照样地;土壤的pH值和电导率均显著低于对照样地。细菌群落结构和真菌群落结构与对照样地均有显著差异,‘阳江’和‘苏植3号’种植样地的细菌Shannon-Wiener多样性指数均显著高于对照样地;固氮细菌、丛枝菌根真菌和粪腐生真菌的相对丰富度均显著高于对照样地。总体上看,‘阳江’和‘苏植3号’种植样地土壤中功能细菌类群关系较近,二者与对照样地的关系均较远;而3种样地土壤中功能真菌类群关系均较远。‘阳江’和‘苏植3号’种植样地的植株地下部生物量和土壤理化性质明显影响土壤中细菌多样性,植株地下部生物量以及土壤的pH值和电导率明显影响土壤中部分功能细菌的丰富度,植株地下部生物量和土壤pH值明显影响土壤中部分功能真菌的丰富度。综合分析认为,在江苏滨海盐碱地中种植‘阳江’和‘苏植3号’对盐碱地的植株地下部生物量以及土壤理化性质和微生物群落有明显的积极影响,在盐碱地生态修复中具有重要作用。

拉伸载荷下含缺陷管道宽板力学响应与断裂失效试验

为探究缺陷与焊缝的相对距离和夹角对X65螺旋埋弧焊钢管失效的影响,开展宽板拉伸试验,采用三维数字图像相关法分析轴向拉伸载荷下缺陷到焊缝的距离、缺陷与焊缝的夹角对管道宽板的力学响应和断裂失效行为的影响特征.结果表明:焊缝和缺陷的存在,以及缺陷到焊缝的相对距离和夹角对管道宽板的应变变化和断裂失效行为有影响,且不同的相对距离和夹角对其抗拉强度、应变分布和断裂失效行为的影响程度不同;当缺陷与焊缝的夹角为30°且当缺陷到焊缝的距离为39 mm时,管道宽板的抗拉强度最低、裂纹萌生及断裂失效所需位移载荷最小,此时其承载能力最差,最容易断裂失效.

策略动态组合优化多元演绎算法及应用

一阶逻辑自动定理证明是人工智能领域重要的研究分支,其中子句选择策略对于提升定理证明能力具有重要作用。多元矛盾体分离演绎具有许多良好的演绎特性。为更好地指导多元演绎中的子句选择,提出了一种策略动态组合优化多元演绎方法,通过将子句文字数大小和函数项深度进行动态组合并迭代优化,在充分发掘现有多元演绎启发式策略的同时,提升策略应对不同问题的自适应性,实现多元演绎中的子句高效选择。基于该方法给出了相应的算法实现,根据不同问题的演绎过程动态调整子句的选择策略,提升了多元演绎的定理证明能力。同时,将该算法应用于国际先进的证明器Eprover 2.6,形成了改进的证明器SDCO_E,进一步通过2组实验评估SDCO_E的性能。实验1用2021—2023年国际一阶逻辑自动定理证明器竞赛组的共1500个问题进行测试,结果表明,SDCO_E比Eprover 2.6多证明了35个问题,证明定理总数增加了3.06%;实验2用TPTP库中难度系数为1的问题进行测试,结果表明,SDCO_E能证明其他证明器无法证明的6个数论与集合论领域的问题。实验结果表明,策略动态组合优化多元演绎算法能有效应用于一阶逻辑自动定理证明。

基于成果导向的在线开放课建设与使用研究

将成果导向教育理念引入到在线开放精品课程建设中,结合“工业机器人集成技术”课程实例,进一步阐述基于成果导向的在线开放课建设与实施路径,以期为同类在线开放课程建设与实施提供借鉴与参考,也是成果导向教育理念在在线开放课程实践中的一次有益尝试。

双面抛光机床抛光盘静动态特性分析

为解决传统抛光方法上下表面平行度无法保证和形成工件规律性同轴圆环痕迹的难题,文中设计了工件旋转和二维运动独立控制的大口径光学元件双面快速抛光机床。采用ABAQUS有限元软件对其关键结构件抛光盘组件的静动态特性进行了仿真分析。结果表明:加载后抛光盘最大等效应力为12.63 MPa,最大形变量为8.26μm,能够满足工作精度和工作强度的要求;通过模态仿真计算出抛光盘组件的固有频率高于79 Hz,工作中不会出现共振情况,所建立的仿真模型为抛光盘组件的研制提供了理论参考。

基于图像的地铁车站施工人员不安全行为识别研究

为了解决人工监测不能实时看护和及时管理地铁车站施工人员的不安全行为等问题,构建了基于KNN,MLP和LSTM模型的不安全行为识别神经网络模型。首先,通过行为理论研究和现场调查分析,对地铁车站施工不安全行为进行了分类;其次,通过实验构建人体数据集,基于人体骨骼关节点提取不安全行为特征,并进行模型训练;最后,基于MobileNet V1的SSD目标检测算法对施工人员进行定位和追踪,结合射线法判断目标是否跨越不安全区域并发出警报,搭建神经网络模型对施工人员的不安全行为进行识别,并获得计算识别率。结果表明:传统机器学习算法KNN总体准确率为93.45%,优化后的MLP和LSTM两种神经网络模型总体准确率分别达到93.94%和93.68%,相对KNN算法分别提高了0.49%和0.23%。因此所提模型能有效识别施工人员不安全行为,可为地铁施工安全智能识别技术应用提供参考。

基于眼动特征的可变信息标志视认性影响研究

为了补充可变信息标志在昼夜交替时的亮度要求,改善在昼夜交替时的视认效果,开展了环境照度和字体亮度对可变信息标志视认性的影响研究。首先,通过实测环境照度和字体参数实验,确定影响视认性的关键参数;其次,开展视认可变信息标志眼动实验,分析字体亮度和环境照度对视认性的影响;最后,建立最佳字体亮度与环境照度的最优匹配函数。结果表明:在200,400,600,800,1000 lx环境照度下,红色字体最佳显示亮度分别为170,200,230,260,270 cd/m^(2),黄色字体最佳显示亮度分别为185,225,265,305,325 cd/m^(2),绿色字体最佳显示亮度分别为200,240,280,320,340 cd/m^(2);在达到最佳视认效果的情况下,字体亮度随环境照度的增大而增大,且增长速率逐渐变小。研究所得影响规律及字体亮度与环境照度最优匹配函数可得不同环境照度下不同颜色字体的最佳显示亮度,为昼夜交替时不同环境照度下不同颜色字体显示亮度的参数设置提供了依据,对提高城市道路交通可变信息标志的视认性、降低事故率具有重要意义。

假俭草 NRAT1 基因生物信息学和表达特性分析

为探析NRAT1基因在假俭草〔Eremochloa ophiuroides(Munro)Hack.〕耐铝分子机制中的作用,本研究基于假俭草全长转录组测序数据,采用PCR和RACE技术从假俭草耐铝基因型品系E105中克隆到1个NRAT1基因,命名为EoNRAT1,并对其进行了生物信息学分析;同时,采用qRT-PCR技术对1.0 mmol·L^(-1) Al^(3+)胁迫48 h内假俭草根、茎和叶中该基因的相对表达量进行了比较。结果显示:EoNART1基因开放阅读框(ORF)长度为1614 bp,编码538个氨基酸。EoNART1蛋白的理论相对分子质量约58430,理论等电点为pI 7.03,不稳定指数为30.98,疏水性氨基酸占比达67.2%,且包含10个跨膜区。并且,EoNART1蛋白主要定位于质膜、液泡和内质网,其二级和三级结构均以α-螺旋和无规卷曲为主。氨基酸序列比对结果显示:EoNRAT1与柳枝稷(Panicum virgatum Linn.)NRAT1的序列一致性达84.53%。系统进化分析结果显示:EoNRAT1与柳枝稷NRAT1首先聚在一起,并与硬直黑麦草(Lolium rigidum Gaud.)等10种植物的NRAT1聚为一个分支,而二穗短柄草〔Brachypodium distachyon(Linn.)P.Beauv.〕等6种植物的Nramp5聚为另一个分支。qRT-PCR分析结果显示:胁迫48 h内EoNRAT1基因在假俭草根、茎和叶中均有表达;胁迫12和24 h,该基因在根和叶中的相对表达量显著高于胁迫0 h;胁迫48 h,该基因在根中的相对表达量仍保持在较高水平,但在叶中的相对表达量降至胁迫0 h水平。研究结果显示:EoNRAT1蛋白为一种稳定的疏水性膜蛋白,可能参与假俭草对铝胁迫的应答反应。

结缕草属植物种间关系和遗传多样性的SRAP标记分析

通过SRAP标记技术对结缕草属植物5种1变种共96份种源进行遗传多样性分析。结果表明，1）结缕草属种质间存在丰富的遗传多样性，54对SRAP引物共扩增出362条清晰的用于多样性分析的谱带，其中多态性条带337条，多态性比率（PPB）为93．09％，Nei’S基因多样性指数（H）为0．2409，Shannon信息指数（I）为0．3746。2）应用Nei-Li相似系数法估算了96份材料间的遗传相似系数（GS），其GS为0．5939～0．9834，平均为0．7588。不同种之间，结缕草与中华结缕草、沟叶结缕草与细叶结缕草中的部分材料遗传相似系数较高，遗传距离较近。大穗结缕草Z010和长花结缕草Z122与其他结缕草的遗传相似系数都相对较低。同一个种内，结缕草、中华结缕草和沟叶结缕草种内遗传变异均较大，GS分别为0．5994～0．9834，0．6243～0．9807和0．6630～0．9475。3）通过UPGMA分子系统聚类法，将96份种源分为7个大的类群，其中第1大类和第2大类均包含结缕草、中华结缕草和少量的沟叶结缕草种源；第3大类群主要包括4份美国引进的材料；第4大类主要包括沟叶结缕草和细叶结缕草；大穗结缕草Z010、长花结缕草Z122和结缕草Z115都单独聚为一类。从聚类结果可以看出，结缕草、中华结缕草和沟叶结缕草均有交叉聚类现象，并不是同一个种的材料完全相聚，个别种源自行一类，遗传基础与其他材料差异较大，从遗传聚类图可以很明确地看出96份种源间的遗传距离及亲缘关系。

结缕草属杂交后代抗寒性评价

以结缕草(Z oy sia W illd.)杂交后代为材料,以Z014(马尼拉)、Z129(青岛结缕草)及Z077(“兰引3号”结缕草)为对照,以电解质外渗法和地下茎恢复性生长评价其抗寒性,分析抗寒性、枯萎期及青绿期的回归关系。结果表明:叶片电解质外渗率半致死温度(LT50)的变化范围为-5.78^-8.26℃,其中22-2、40-2和40-8的半致死温度均低于对照;叶片半致死温度由低到高,即抗寒性由强到弱依次为22-2>40-2>40-8>Z077>Z129>Z014>40-5>31-3>18-1>18-4>37-1>22-3;地下茎恢复生长试验结果表明,杂交后代在-6℃时全部致死,在-2℃处理后均可以恢复生长,恢复生长的百分率变异较大(14.7%~100%),其中31-3与40-2超过Z014与Z077,22-2超过Z077;供试材料间叶片和地下茎抗寒性的测定结果一致;回归分析结果表明,叶片的半致死温度、青绿期及枯萎期相关不显著。

结缕草属优良品系SSR指纹图谱的构建

采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳结合快速银染检测,从45对Xgwm系列SSR引物中筛选出2对产物清晰、稳定的引物,建立了11个结缕草优良品系的DNA指纹图谱,并借鉴常规植物分类法,以品系的特征带为依据,从分子的角度将它们与生产上的主栽品种‘马尼拉’、‘青岛结缕草’和‘兰引3号’结缕草区分开来。最后利用统计软件SPSS 10.0通过欧氏平方距离法进行聚类分析,将14份参试材料分为3组。

结缕草属植物抗寒性的遗传分析

选用结缕草属植物抗寒性两极端类型材料Z136(抗寒)和Z039(不抗寒)相互杂交,获得正反交F1分离群体,通过改良电导率外渗法对F1群体的抗寒性进行鉴定,并应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F1群体进行遗传分析。结果表明,1)正反交后代的抗寒性变异范围均较大,正交的变异范围为-11.6^-0.3℃,反交的变异范围为-10.9^-1.7℃,均远远超出了双亲的抗寒性(-9.1和-3.3℃),正反交后代的平均值相差不大,正交后代LT50的平均值为-6.0℃,反交后代LT50的平均值为-6.3℃,均间于双亲之间,没有发现明显的母性遗传现象。2)次数分布分析结果表明,正反交F1群体的抗寒性均呈混合正态分布,表现出明显的主基因+多基因的遗传特征。3)遗传分析结果表明,结缕草属植物的最适遗传模型为B-4,即结缕草属植物的抗寒性受2对等加性的主效基因控制,正反交主基因遗传率分别为77.27%和79.60%。本研究目的在于明确结缕草属植物的抗寒性遗传规律,为结缕草属植物抗寒性基因的分子标记、定位以及标记辅助育种提供试验依据。

结缕草属植物杂交育种及其杂种鉴定——同工酶的变异分析

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法,对结缕草属14个杂交组合的亲本与后代的过氧化物酶与酯酶酶谱进行分析,结果表明:1)结缕草属植物在后营养期有20条迁移率不同的过氧化物酶酶带与19条迁移率不同的酯酶酶带,据酶带的相对迁移率及其分布特点将过氧化物酶酶谱分为A、B、C三个区,酯酶酶谱分为A、B、C、D四个区;2)结缕草的杂交后代在酶带数目以及酶带活性强弱方面与双亲存在较大的差异,而且还出现了数量不等的双亲所没有的“特征酶带”;3)在所鉴定的44个后代中,有25个后代具有父本的特征带,2个后代具有其他任何材料均没有的一条特征带,这27个后代可以初步鉴定为真杂种。

中国狗牙根染色体数变异研究初报

通过国内 30份狗牙根种源当色体数目的观测分析。结果表明 ,1我国狗牙根种质资源染色体数目呈现非常高的异质性 ,不同种源具有不同染色体数 ,同一种源不同根尖存在不同染色体数 ,同一根尖不同细胞亦具备不同染色本数 ,不同倍性平均出现的频率依次为 :4 n (32 .2 6 % ) >5 n (18.98% ) >3n (10 .5 7% ) >6 n (2 .13% ) >2 n(0 .4 1% )。此外 ,非整倍体平均比率高达 32 .1%。 2染色体数目与纬度、经度、海拔间均无显著回归关系。