新手-熟手教师化学课堂教学有效性比较研究——以“离子反应”为案例

利用《课堂教学基元系统有效性评价量表》,对新手教师和熟手教师"离子反应"课堂教学中基元系统有效性进行评价,并进行对比分析。发现2者在"时间利用的合理性""教学行为链实施质量"和"匹配度"3个维度上存在显著性差异,熟手教师比新手教师表现要好;在"资源和手段使用质量"和"基元内容的合理性"2个维度上不存在显著性差异,2者在"资源和手段使用质量"上均表现不理想,在"基元内容的合理性"上均表现良好;在基元系统有效性总分上2者表现出了显著性差异,整体上而言,熟手教师的课堂教学基元系统有效性高于新手教师。     

利用共线性和对极约束实现匹配扩展

结构化场景图像的纹理较为单一,可提取的局部特征较少。在宽基线情况下,基于图像局部特征的匹配方法很难获取正确匹配,导致匹配精度降低。为此,提出了一种以图像局部特征匹配为基础进行配扩展的方法。匹配扩展时,将图像中线段的两端点作为匹配的基元,利用线段两端点在不同视点间的共线性和对极约束限定候选匹配的搜索空间,剔除错误匹配,进行匹配关系的传播。实验结果表明:当图像存在一定的尺度和视点变化以及明显的光照变化时,该方法能够有效地增加匹配的数目,为精确的极线几何估计和三维重建奠定了良好的基础。     

一种改进的金属材料的高温动态拉伸实验技术

在旋转盘冲击拉伸实验装置上,利用金属材料自身的导电特性,对试样施加电流.使其在电流作用下发热,实现自加热,形成了试件快速加热而波导杆温升很小的金属材料的动态高温高应变率拉伸实验技术.应用该实验技术获取了45 #钢从室温到1000℃温度范围和应变率650s-1时的材料动态拉伸应力—应变曲线.实验结果表明,45 #钢具有明显的热软化效应,其流动应力和屈服应力随温度的升高而降低.     

枯草芽孢杆菌双精氨酸转运系统TatAy 蛋白的溶液结构

存在于细菌和植物叶绿体中的双精氨酸(Tat)蛋白质转运系统能将底物蛋白以折叠的状态进行跨膜转运．该系统中的单次跨膜膜蛋白TatA 通过自身寡聚形成转运
底物蛋白的通道．该文应用液体核磁共振方法解析了枯草芽孢杆菌TatAy 蛋白在十二烷基胆碱磷酸胶束中的结构,它是由一个跨膜螺旋(TMH)和一个两亲性螺旋(APH)构成的L 型结构．通过与已经报道的枯草芽孢杆菌TatAd 蛋白的结构比较,该文能够鉴定出参与维持L 型构象的重要氨基酸残基,并指出了TatA 蛋白家族中若干较为保守的结构特征．在此基础上,该文讨论了保守残基在TatA 通道形成过程中可能发挥的作用．     

化学课堂教学行为特征解析——基于课堂教学系统CPUP模型理论的案例分析

依据课堂教学系统的CPUP模型理论,分析了“气体摩尔体积”课堂中教学行为对的频次、所用时间等特征和教学行为链的频次、所用时间及分布等特征。根据统计结果分析发现该节课有以下特点：学与教的活动多样化,学生能够主动参与课堂活动以及课堂教学节奏感较强、张弛有度。课堂教学系统的CPUP模型理论可以解析课堂教学行为,可以为探索课堂教学有效性及学生参与度等研究提供崭新的视角,可以为中学化学一线教师设计和诊断教学提供理论支撑和途径。     

基于固体薄片超连续飞秒光源驱动的高次谐波产生实验

本文报道了采用基于熔石英薄片超连续的少周期飞秒光源驱动高次谐波产生的实验研究.实验中通过将重复频率1kHz的飞秒钛宝石激光放大器所输出的能量0.8mJ、脉宽30fs的脉冲聚焦到7片0.1mm厚的熔融石英片中,得到了覆盖带宽大于倍频程的展宽光谱.利用啁啾镜补偿色散后,经瞬态光栅频率分辨光学开关法测得脉宽为6.3fs,对应约2.3个光学周期.利用压缩后的激光脉冲聚焦作用于惰性气体,并通过调节尖劈插入量改变脉宽,分别测得了分立以及连续的高次谐波截止区信号,结果与6.3fs的脉冲宽度相符合.     

基于固体介质的倍频程连续光谱产生的研究进展

超快激光经过透明介质时由于非线性作用光谱会得到展宽,甚至能够产生超过一个倍频程的相干超连续光谱,这样的光源能够压缩得到几个甚至单个光周期的超短脉冲,并在现代超快科学的各个领域得到了广泛应用.实验中已经在气体、液体和固体中都观测到了光谱的展宽,目前较为成熟的方法是使用充满惰性气体的空芯光纤和具有高非线性效应的固体材料展宽光谱.但空芯光纤由于芯径限制无法用于高能量激光脉冲的光谱展宽,而固体材料又容易被高功率密度的脉冲激光损坏.随着激光技术的发展其脉冲能量不断提高,一种新的、利用多片薄固体介质实现光谱展宽的方式被提出.多片薄的非线性介质可以实现光谱展宽的逐片累积,而且避免了激光在介质中因自聚焦产生过高功率密度带来的损坏.目前使用这种方法已经在实验上得到了近毫焦尔量级的倍频程光谱,覆盖了近紫外到中红外的整个区域,并实现了脉冲压缩.本文简要回顾了超快激光在固体中光谱展宽的发展历程,概述了新型薄片固态介质产生超连续光谱的原理,对近年来使用此新方法的实验进行了简要分析,并对其发展前景进行了展望.     

基于小波变换的压缩感知理论对水质检测紫外-可见光谱数据的去噪研究

消除噪声影响对提高直接光谱法水质检测系统的测量稳定性和精度都具有重要意义。直接光谱法在线水质检测系统通常采用长寿命、无需预热的脉冲氙灯和适用于复杂检测环境的工业级光谱探测装置。针对整个光谱探测系统受到光源、光路和光电转换器件的严重影响,测定的光谱数据含有大量噪声这一实际问题,提出了基于小波变换的压缩感知去噪算法,并与传统小波阈值去噪方法进行了比较实验。针对化学需氧量为200 mg·L-1的邻苯二甲酸氢钾标液的紫外-可见光谱数据进行去噪处理,采用压缩感知去噪算法,将信号在小波域内分解,得到含噪高频系数;采用随机高斯矩阵作为压缩感知算法的观测矩阵,压缩比设置为2,对高频系数进行观测;选择正交匹配追踪算法恢复高频小波系数的稀疏性,从而达到去噪目的。同时针对传统的小波阈值去噪,采用daubechies4作为小波基的软阈值滤波方法对光谱数据进行去噪处理。为验证去噪算法的可行性,采集某溪水和城市生活污水的光谱信号分别采用以上两种方法进行去噪处理,实验结果表明：基于小波变换的压缩感知去噪算法适用于紫外-可见光谱法在线水质检测系统,该方法能在保留水样原始光谱信号的吸收特征的前提下有效地去噪,且去噪效果优于小波阈值去噪算法。与小波阈值去噪算法相比,信噪比提高了12.201 5 dB,均方根误差减小了0.009 3,峰值信噪比增加了5.299 dB。不仅避免了小波阈值去噪过程中阈值的选取依靠主观判断问题,而且在重构过程中有效地抑制了噪声,为直接光谱法检测水质参数提供了一种新的解决方案。     

项目式学习中驱动性问题的设计与实施策略——以“电离与离子反应”为例

项目式学习是落实“素养为本”的化学课堂教学的重要途径之一。驱动性问题设计是确保项目式学习高效运行的关键。驱动性问题能够驱动和组织整个项目式学习,促进学生“提出问题”能力的形成,驱动学生项目参与,引导学生进行真实问题解决。本研究结合“电离与离子反应”专题为例,对驱动性问题的类别与功能、设计原则、具体设计与实施等3个方面进行阐述,并对如何在项目式学习中进行高质量驱动性问题的设计以及如何开展基于驱动性问题的课堂教学等2个方面进行深入探讨,以期对当前基于学科核心素养的化学课堂教学有所启示。