模型建构、解释及预测系列(1):孟德尔的遗传因子

前面曾经介绍过跨学科概念“系统与模型”。模型包括了实物模型(如地球仪)、理论模型(如生物进化论)、符号模型(如化学反应式)。科学家利用“系统与模型”的概念,可以把系统进行简化。由于简化后的模型易于进行分析,有助于发现系统内在的规律。所以科学家的工作经常涉及如何根据已知的现象建构模型(通常是理论模型),通过检验后将模型上升为科学原理,可以解释一些现象、指导后续研究,甚至可以预测新现象。

模型建构、解释及预测系列(4):气球悬停问题

利用建模的方法,配合科学探究的模式,我们可以对一些自己感兴趣的问题进行分析,并得出结论,然后应用迁移。下面尝试对气球悬停的现象进行分析。一、气球在流动空气中的现象有时候可以见到这样的现象:一阵风吹来,小朋友手上的气球被吹跑了。物体随风而跑,这是很容易理解的现象。

跨学科学习实施的三种方式

2022年版义务教育课程方案和课程标准明确要求,“原则上,各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习”。跨学科学习的特点是,学生可以综合利用不同学科的知识去解决真实情境中的复杂问题。与做题目相比,解决真实情境中的问题更具挑战性,有助于学生形成结构化的知识体系,发展高阶思维能力。

跨学科实践活动的设计与案例(3)

一、鱼菜共生系统作为科学课程标准试点学校,广东碧桂园学校开展了系列跨学科探究实践活动。其中,彭韦力、康礼兵、黄惠琴老师带领五年级学生开展了鱼菜共生系统的综合实践活动,我对这一活动的方案进行了部分指导。

模型建构、解释及预测系列(5):云层及雨滴问题分析

不是所有问题都能从书上或网上找到答案,但是掌握了建模方法后,我们可以像科学家一样思考,对感兴趣的某些问题进行简化、建模,通过分析得出很多有意思的结论,解决面对的问题。在日常生活中,我们也许有机会坐看云起,注意到云层变幻莫测;也可能注意到毛毛细雨与暴雨的速度明显不同。这些现象,是否可以通过适当建模进行分析?一、气压及大气质量我们经常能看暴雨成灾,可能会产生疑问:雨从天上来,天上怎么有这么多水?要理解这一问题,可以先考虑大气的压力,并估计大气的质量。

模型建构、解释及预测系列(3):潮汐问题的建模

建模是科学家在处理问题时的常用方法,同时在分析过程中,可能还要根据模型,建立起模型中一些参数之间的关系,并进行适当推导,得出某些结论。我们可以模仿科学家处理问题的模式,对自己感兴趣的问题进行简化处理,并尝试解释现象或得出结论。

跨学科实践活动的设计与案例(4)

前面的系列文章介绍了跨学科实践活动,它对于大部分教师来说还是有难度的。目前,教育部要求各学科有10%的跨学科主题学习,这个则相对容易。为了让更多教师理解跨学科主题学习与跨学科实践活动的区别,下面稍做介绍。

跨学科实践活动的设计与案例(2)

前面的系列文章介绍了跨学科实践设计的目的、方法和特点,下面具体介绍几个跨学科案例。为了让更多教师理解,案例涉及的学科范围比较广泛。一、小夜灯设计制作小夜灯,该活动要考虑电路的连接、美观以及整体的封装(如图1)。

模型建构、解释及预测系列(2):原子模型的变迁

在物质科学领域(包括科学、物理、化学)中有大量的模型,帮助我们更好地了解科学现象或原理,如原子模型、光的传播模型、受力模型、化学反应模型等。

强化探究实践,做好科学教育加法

探究实践是科学课程的重要特征,增加探究实践是做好科学教育加法的重要措施。探究实践包括科学探究和技术与工程实践,科学课程倡导以探究和实践为主的多样化学习方式,让学生主动参与、动手动脑、积极体验,经历科学探究以及技术与工程实践的过程。文章介绍了探究实践活动设计的思路、方法,并以“船的研究”为例进行了全过程展示。

倡导探究实践

2022年版《义务教育科学课程标准》特别提出“激发学习动机,加强探究实践”,倡导以探究和实践为主的多样化学习方式,让学生主动参与、动手动脑、积极体验,经历科学探究以及技术与工程实践的过程。为什么要在小学科学课教学中倡导探究实践?

抑郁症-执行功能障碍综合征评估工具及康复管理研究

基于文献回顾,分析抑郁症患者认知功能受损概况,尤其明确质性功能作为抑郁急性发作期及恢复期持续存在的功能受损表现,对疾病临床疗效、病程管理及生活质量造成显著影响。由此,本研究归纳老年人群抑郁症-执行功能障碍综合征(DED)评估工具,探析其康复管理方案的必要性及具体实施内容,旨在为提升老年抑郁症患者社会功能,为社区抑郁症防治体制的不断完善提供参考。

基于健康老龄化战略背景对口腔衰弱概念分析的研究

目的应用Walker&Avant经典概念分析法界定口腔衰弱内涵。方法系统检索中国知网、PubMed等中英文数据库,获取以“口腔衰弱”为主题的文献。检索时限为建库至2023年8月,语种限定为中/英文。两名研究者独立完成两轮筛选后,遵照经典概念分析步骤,从概念提出与发展、概念定义与属性等方面释义口腔衰弱内涵。结果共纳入文献54篇,即中文12篇,英文42篇。口腔衰弱概念属性由增龄性口腔状况恶化,多维身心储备能力下降两方面组成;前因因素包括社会人口学、生理健康、心理健康与社会因素;生理层面为营养状况恶化及不良结局风险增加,心理层面为心理障碍发生风险增高,社会层面为社会交往能力下降,生理-心理-社会三层面构成其概念后果。结论口腔衰弱不仅因增龄性衰老导致口腔功能持续减退,还受生物、心理、社会等因素协同作用诱发情绪障碍等不良健康结局。后续应基于国家卫健委健康老龄化战略背景行动专项内容,在已有基础上进一步完善口腔衰弱内涵,为早期识别高危人群及精准健康管理实证研究提供理论依据。

终端区进场程序运行效能量化评估方法

针对终端区不同进场程序的运行效能缺乏全面的量化评估问题,开展对终端区进场程序运行效能量化评估工作。定义了终端区进场程序运行效能的概念,从运行效率、安全性、管制工作负荷和环境效益四个维度构建效能评估指标体系,并进一步细化了指标的量化评估方法。选用层次分析法和熵权法获取评估指标的主客观权重,再通过线性加权求和的方法求得效能值。最后,以上海终端区点融合进场程序(PMS)和标准仪表进场程序(STAR)为基础,采用雷达管制模拟仿真系统设计航班数据并验证对比了正常流量和极限流量情况下PMS和STAR的运行效能。结果表明:在不同流量情况下,采用PMS后终端区运行效能分别提升了32%和55%,从而验证了所提效能评估指标体系和方法是合理的。

柴达木盆地北缘第三系碎屑岩储集层特征及评价

综合分析柴达木盆地北缘地区 3 5口井的钻井、测井及岩心资料 ,从沉积角度对该区第三系碎屑岩储集层进行分类及评价。该区储集层以细砂岩和粉砂岩为主 ,主要沉积微相包括冲积扇、河道、三角洲分流河道、滨浅湖滩坝以及泛滥平原砂滩等 ,非均质性很强。根据岩性、沉积相带和物性参数 ,将储集层划分为 3类。物性最好的Ⅰ类储集层是曲流河道和三角洲分支河道的中—细砂岩 ,主要分布在南八仙、马海以及北丘陵等地区 ;物性中等的Ⅱ类储集层岩性为中—粗砂岩和含砾砂岩、砾状砂岩 ,以辫状河道砂体为主 ,包括部分滨浅湖滩坝砂体 ;物性较差的Ⅲ类储集层主要是冲积扇、泛滥平原砂滩、滨浅湖滩坝砂体 ,岩性为砾岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。Ⅱ类、Ⅲ类储集层的分布范围比较广泛。图 2表 2参

自主移动机器人室内定位方法研究综述

自主移动机器人的室内定位作为机器人研究领域中最基本的问题已被广泛研究。根据定位技术和传感器的不同,将室内定位方法分为航迹推算定位、地图匹配定位和基于信标定位三类。详细介绍了超声波网络定位系统和基于无线射频识别(RFID)的定位方法。对几种基于概率的定位算法做了分析和对比,并对自主移动机器人室内定位方法的研究方向做了展望。

交叉口群交通控制实时评价模型仿真研究

正确的交通控制评价指标实时计算模型为实时评价交通控制方案提供了客观依据。由于交叉口群的内部交叉口和单个交叉口的交通控制评价指标的实时变化规律存在很大不同、已有的以周期为单位的评价模型假定交通流随机到达,因此无法正确地实时计算交叉口群的交通控制评价指标。提出了交叉口微观交通状态的概念,将进口交通状态细化为阻塞态、拥挤态、非拥挤态,并分别建立了与之相对应的交通控制评价指标的实时计算模型。通过对实时评价模型进行大量的仿真研究表明,提出的实时评价模型能够为交叉口群信号协调控制方案的实时优化提供有效和可行的评价手段。

一种五自由度混联机器人运动学分析

为了使工业机器人的位姿改变更加快速、灵巧,对一种五自由度混联机器人进行了结构分析.建立D-H坐标系求得末端执行器的位姿矩阵,提出一种基于PAUL逆变换法的串联机器人逆运动学封闭解的求解分析方法,求得该机器人的运动学逆解.计算机仿真结果验证了该算法的快速性和有效性.运用包络理论确定局部关节联动所形成的工作空间包络面,论证了该机器人作业姿态的灵巧性.利用几何叠加方法规划出机器人灵巧工作空间,为结构设计和运动控制提供了依据.

半开口分离双箱梁断面涡激共振及气动优化风洞试验研究

潭州大桥主桥为314m独塔双索面斜拉桥,主梁采用半开口分离双箱断面钢箱梁结构,为研究该桥特殊主梁断面的风致振动问题,提出有效的控制措施,通过制作该桥主梁节段1∶40缩尺模型进行一系列风洞试验,研究分析了主梁半开口分离双箱梁断面的涡激共振响应特性、漩涡脱落原因及其气动优化措施等。结果表明:半开口分离双箱梁断面在+3°风攻角下发生大幅竖弯涡振,振幅超过公路桥梁抗风设计规范的限值;来流上游侧人行道墙式防撞护栏是导致涡激振动发生的最主要原因,检修车轨道和检修道栏杆对竖弯涡振起放大作用;设置检修车轨道遮风板可以一定程度降低涡振振幅,但作用有限。使用高透风率的钢结构人行道防撞护栏能够有效降低竖弯涡振振幅,可满足桥梁抗风设计规范的要求。