力学研究中"大数据"的启示、应用与挑战

大数据在全世界发展迅猛, 应用成效显著.大数据独特的思维和方法, 为科学研究与探索提供了全新的范式.力学研究中,高时空分辨率、多参数同步观测与高精度、大规模模拟手段的发展,为力学大数据的发展提供了契机,大数据、机器智能方法的应用正呈现快速上升趋势.本文旨在分析大数据思维方法在力学研究中的应用, 及其启示与挑战.首先从大数据资源、大数据科学及大数据技术3个层面分析了大数据的内涵及研究态势,概括了国内外政府及组织机构的大数据发展规划.而后对比分析了力学思维方法与大数据思维方法的特点,指出两者的本质区别在于数据使用方式的不同而带来的范式差异:大数据采用数据驱动模型替代力学中的偏微分方程组以描述问题,在复杂系统的分析、预测中优势显著.回顾了大数据方法在材料性能预测、材料本构建模、湍流建模、结构健康监测及试验力学等方面的最新研究进展,以及动态数据驱动与数字孪生等大数据驱动的建模模拟新范式.总结了大数据在力学研究中应用的3种方式, 即驱动已有模型改进,挖掘复杂隐含的规律, 以及替代已有的理论方法等. 最后,建议以力学研究为主体和牵引, 大数据与力学双驱动,推动大数据与力学交叉形成理论与方法突破、及学科发展新方向.      

例谈数学教学中的题组设计

数学教学的重要组成部分:一个是教,一个是学.教就是如何引导学生,激发学生学习的兴趣,将学生的热情和求知欲融入到课堂的学习氛围中;学就是有目的,有方法,有条件的参与探索知识的生成过程,质疑、拓展、应用、归纳、总结提升;无论哪一方面都取决于教师的教学设计如何,更直观地说就是体现在教师的题组设计上.     

政府监管下的医院医疗信息分享演化博弈分析

在分析政府监管下医院间医疗信息分享特征的基础上,结合我国当前正在推行的医联体医院间信息分享运作模式,引入梅特卡夫定律并考虑患者评价的影响,分析了监管部门与医院各自的利益组成,建立了监管部门与医院两者之间的演化博弈模型,并采用复制动态方程研究了不同情形下医院间信息分享的演化博弈轨迹。研究表明,政府通过监管并建立激励惩罚机制等引导措施对医院最终达到的演化稳定态具有极大影响;降低医院主体信息分享的风险成本、规范提高医院分享信息的质量、引导患者增强对医院信息分享的关注、制定有吸引力和威慑力的奖惩政策,是促进医院医疗信息分享的关键。研究结果可为政府监管部门预测医院间的信息分享趋势和制定精准化政策以促进分享提供参考。     

电镀铜实验中镀层性质及其影响因素的探究*

电镀实验是电解原理应用的重要案例,通过实验不仅要获得定性的感性认知,还应该获得定量的理性数据。针对电镀铜实验,通过改变铜离子浓度、pH、电解时间、电解电压和电解温度等因素,探究其对镀层厚度、均匀性和致密性等性质的影响,在电解原理的基础上分析其形成机制,从而确定了电镀铜较适宜的操作条件,以此为学生开展电镀实验提供参考案例与研究思路。     

思维导图促进分析化学课堂思政教学的探索——以“酸碱滴定法基本原理”为例

在分析化学课程的教学中,通过充分发掘其中的思政元素,将其与教学内容进行有机结合,达到育人的目的。通过引入思维导图教学法,搭建思政元素与教学内容的桥梁,学生可以快速把握所学知识。通过学生的表现,分析教学效果,存在的问题等,为课堂思政与本科化学教学有机结合提供一定的借鉴。     

复合材料失效判据有效性验证方法研究

为系统地验证复合材料失效判据计算精度和有效性范围,给出了4种材料体系、6种铺层形式的层合板在单轴、双轴载荷下的失效试验数据,用以评估复合材料失效判据在单向层合板失效包线、多向层合板初始失效包线、多向层合板最终失效包线、层合板变形及层合板的破坏特性等五个方面的预测能力。并根据验证方法和有效性评估策略对失效判据计算精度进行量化考核,给出了失效判据在五个层面上的计算精度。     

多层网络级联失效的预防和恢复策略概述

现实生活中,与国计民生密切相关的基础设施网络大多不是独立存在的,而是彼此之间相互联系或依赖的,于是用于研究这些系统的多层网络模型随之产生.多层网络中的节点在失效或者遭受攻击后会因"层内"和"层间"的相互作用而产生级联效应,从而使得失效能够在网络层内和层间反复传播并使得失效规模逐步放大.因此,多层网络比单个网络更加脆弱.多层网络级联失效产生的影响和损失往往是非常巨大的,所以对多层网络级联失效的预防和恢复的研究具有重大意义.就多层网络级联失效的预防而言,主要包含故障检测,保护重要节点,改变网络耦合机制和节点备份等策略.就多层网络发生级联失效后的恢复策略而言,主要包含共同边界节点恢复、空闲连边恢复、加边恢复、重要节点优先恢复、更改拓扑结构、局域攻击修复、自适应边修复等策略.     

作业批改:从关注“对错”走向“点评建议”

我们知道,作业批改是教师的日常工作.在正常教学期间,对数学老师来说更是"每日必改",有时甚至"每日几批"(上午改前一天的作业,下午改当日作业).数学教师批改很辛苦,特别是任教两个班的教师,每天批阅作业的量很大.虽然是每天都要做的手头工作,却也容易忽略研究每天"遇到"的大量素材.我们常常说要修炼教学基本功,其实把每天手头这些素材好好研究,既有助于学生的素养提升,也有利于教师基本功的精进.本文选取最近批改作业中收集到的案例和点评意见,并跟进作业批阅的相关思考,供研讨.     

2019年物理科学一处评审工作综述

2019年度国家自然科学基金评审工作已结束,文章对物理科学一处本年度申请和资助项目情况进行了统计分析,将一年来的评审工作结果向广大科技界汇报。同时,对申请和资助过程中一些新政策、新动向以及碰到的一些新情况、新问题进行归纳和总结,供广大科研人员参考。物理科学一处各项工作得到科技界广大专家们的支持,在此向支持物理科学一处工作的专家们表示衷心感谢!