以深度的科学探究促进初中生高阶思维能力发展*——以“酸和碱的中和反应”为例

针对学生在学习“酸和碱的中和反应”中普遍存在的“被动接受具体知识、缺失开展真实科学探究的思路、机械记忆中和反应规律、缺乏批判质疑精神及高阶思维能力不足”等倾向问题,设置了驱动性问题链协助学生搭建“情境问题”与“真实的科学探究”间的思路桥梁,在深度的科学探究中发展学生的发散性思维、有序思维、多角度分析问题、设计创造思维、逻辑严密的推理及评价反思等高阶思维能力。课堂教学中营造轻松、舒适的交流讨论环境,有益于学生之间碰撞出思维的火花、激发出创造的灵感。课堂观察表明,深度科学探究教学的实施,有效提升了学生的高阶思维能力及解决问题的能力。     

木聚糖热解过程的分子动力学模拟

采用Hyperchem聚合物构建软件和半经验方法建立并优化木聚糖分子结构模型,得到木聚糖分子链的结构参数。基于Amber力场,采用周期性边界条件,在300~1 300 K,模拟研究了聚合度为9的木聚糖链热解过程。结果表明:当温度为550 K时,木聚糖分子链上的木糖苷键发生断裂,同时羟基脱落;当温度升高到650 K时,木聚糖吡喃环上的C—O键发生断裂,之后相应发生C—C键断裂。模拟得到木聚糖链热解的主要断裂基团,并分析了基团碎片可能对应的产物以及木聚糖主要裂解产物2-糠醛、乙醇醛、丙酮醇、二氧化碳、一氧化碳的生成机理。     

以层层深入的问题引导计算思维模型建构* ——以“化学反应中含杂质物质质量的计算”为例

针对学生在学习“依据化学方程式的计算”中普遍存在的“机械记忆解题步骤、怠于探求问题背后深层原因、将化学问题沦为单纯的数学计算”等倾向问题,采用层层深入的问题设置来激发学生深度思维,促使学生将已有知识链条化、结构化,同时将内在的思维链条外化,逐步搭建解决问题的一般思维模型,以此促进学生对化学核心概念和原理的深度理解。在初步建模的基础上,进一步引导学生对“化学反应中含杂质物质质量的计算”的具体问题再次建模,逐步形成“依据化学方程式的计算”类问题的解决图式。调查数据表明,经过思维建模及其应用有效发展了学生的深度思维能力和问题解决能力。     

基于Legendre多项式的数值微分: 加权$L^2$空间中的收敛性分析

We consider the problem of estimating the derivative of a function f from its noisy version fδby using the derivatives of the partial sums of Fourier-Legendre series of f~δ. Instead of the observation L~2 space, we perform the reconstruction of the derivative in a weighted L~2 space. This takes full advantage of the properties of Legendre polynomials and results in a slight improvement on the convergence order. Finally, we provide several numerical examples to demonstrate the efficiency of the proposed method.     

水面小尺度漂浮平台的设计与实验

针对水面便携、易投放的小尺度漂浮平台的需求,设计了一种基于漂浮系统和稳定机构的水面小尺度漂浮平台,详细分析了水面小尺度漂浮平台的总体结构和工作原理,设计了二自由度的并联稳定机构和基于惯性测量单元的位姿测量系统,建立了基于滑模变结构原理的控制系统。在此基础上,完成了实验室摇摆台实验和水池摇摆实验。实验室实验结果表明,小尺度漂浮平台能够提供±0.2°的稳定基座;水池摇摆实验结果表明,小尺度漂浮平台能够提供±0.8°的稳定基座;负载系统能够有效地探测目标。研究结果可为水面小尺度漂浮平台的改进提供基础。     

木聚糖单体热解机理的理论研究

采用Gaussian 03程序中的密度泛函（DFT）理论B3LYP/6-31＋＋G（d,p）方法,对木聚糖一个循环单元的热解机理进行了理论研究.设计了八条热解路径,对每条路径中反应物、中间体、过渡态和产物进行能量梯度全优化,并对过渡态进行了IRC验证,在298～1098 K温度范围内计算了每个路径的热力学及动力学参数....     

静止条件下轨道炮膛内磁场分布特性分析

为了分析轨道炮静止条件下膛内磁场分布特性, 建立了轨道炮二维计算模型, 基于磁扩散方程与安培定律, 得到导轨和电枢各区域电流密度值, 并通过毕奥-萨伐尔定律对轨道炮电枢前端各考察点磁通密度进行理论计算, 基于电磁感应法进行了膛内磁场测量实验, 实验测量值与理论计算值基本一致, 结果表明, 膛内磁场大小主要由流经电枢和导轨的的电流决定, 电枢前端中心轴线上各考察点, 随着与电枢前端面距离的增大, 磁通密度峰值呈衰减趋势, 但衰减速度逐渐变小。研究结果有助于轨道炮膛内强磁场屏蔽与智能弹药设计。