“蜡烛火焰划分”实验的局限成因分析及改进研究

人教版初中化学首个探究性实验"蜡烛及其燃烧"明确指出火焰的划分方法，但在实际教学中肉眼观察法和火柴梗燃烧法对蜡烛火焰的划分存在一定的局限性。采用文献研究法和实验验证法分析其局限性的成因——燃料的析炭能力强弱、材料结构的不同等，并提出相应的改进建议。     

化学师范生手持技术接受度与TPACK的相关性研究

以技术接受度模型(Technology Acceptance Model, TAM)与TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge,整合信息技术、教学法、学科内容的知识结构)理论为基础,以手持技术为技术接受度模型与TPACK中的技术对象,利用结构方程模型调查研究H大学化学师范生的手持技术接受度与TPACK的相关性。研究发现：(1)化学师范生对手持技术的行为意愿、感知易用性、主观规范正向影响TPACK的发展;(2)化学师范生对手持技术的感知有用性与自我效能正向影响行为意愿,并能通过行为意愿间接影响TPACK的发展。最后,基于研究结果,提出发挥示范引领作用、重视优质资源的整合应用等提升化学师范生手持技术TPACK的4条建议。     

运用文本分析法对比研究新旧人教版教材“反应热”内容

从课标、概念组织结构、教学资料对新旧人教版选修“反应热”内容进行对比分析,研究发现:(1)新课标在内容上更加强调“反应热”概念的学科理解,渗透变化观与守恒观等基本观念,突出学习素材的重要性;(2)新教材在内容组织上厘清了“反应热”“焓变”“能量转化”等核心概念之间的关系,重视对“反应热”内容的结构化认识;(3)新教材在图片、实验、习题增强了情境性与科学性。建议教师在教学中增进对“反应热”的学科理解,运用概念构图策略促进学生知识结构化,创设真实情境提高学生的问题解决能力,培养化学学科核心素养。     

“化学游戏教学”的“学教评产”混合式教学模式实践

基于师范类专业认证理念与毕业要求的教学前端分析,建构“学教评产”混合式教学模式,通过整合教学内容、重构教学安排与优化教学评价,对“化学游戏教学”课程进行创新性改革,并从学生学习成果、教学目标达成与学生满意度等3个方面评价教学成效。结果表明:该教学模式有助于学生学习成果质量的提升,能够有效促进教学目标的达成,并取得较高的学生满意度。     

不同知识引出方法对科学概念结构表征的影响——来自多维标度法的证据

不同知识引出方式对获得的群体概念结构的影响,是概念结构研究中重要且未解决的问题。以17名中学化学教师为被试,通过自由分类、概念构图和语义相关性评定,引出被试对15个与原子相关概念的认识,并以多维标度法分析群体概念结构。研究发现:由不同知识引出方式获得的群体概念结构具有不同的特点,通过语义相关性评定获得的群体概念结构更适合呈现科学概念具有复杂关系的特点。研究结果有助于研究者选择合适的研究方法,实施更有效的群体概念结构研究。     

光电容积脉搏波的睡眠呼吸暂停综合征筛查方法

睡眠呼吸暂停综合征（SAS）素有“睡眠杀手”之称。由于其诊断金标准多导睡眠监测仪（PSG）的限制，诊断率一直偏低。由于呼吸暂停发生时会引发心率节奏的变化，因此利用心电图（ECG）通过心率变异性（HRV）分析可以实现SAS的自动筛查。但是，ECG-SAS方法所用电极穿戴繁琐、材质致敏性较高，影响睡眠安适度。鉴于脉率变异性（PRV）分析与HRV分析高度相关，并且光电容积脉搏波（PPG）信号相对ECG信号获取方式更加简单，不仅电极不易致敏，而且更易于穿戴，对睡眠干扰小。由此，提出利用同步采集的PPG信号和ECG信号，应用相同的建模方法，比较二者的疾病识别能力。应用反向传播（BP）神经网络，分别建立PPG-SAS与ECG-SAS自动筛查模型，并采用十折交叉验证法及受试者工作特征（ROC）曲线对模型进行对比与评估。实验数据来源于MIT-BIH Polysomnographic Database，共8 248个样本，其中正常样本6 227例。首先采用三层BP神经网络，默认参数下建立PPG-SAS与ECG-SAS模型，使用十折交叉验证法及ROC曲线进行模型分类准确性的对比；然后依次改变影响分类性能的隐层节点数、训练函数以及传递函数，建立多个PPG-SAS与ECG-SAS模型，从中选取各自的最优模型再进行对比。通过比较识别率、预测率以及ROC曲线面积，采用默认参数的PPG-SAS模型优于ECG-SAS模型。通过比较平均分类准确率，隐层节点数为50、训练函数为一步正割算法、隐含层传递函数为双曲正切S型函数时，PPG-SAS模型得到的最高识别率与预测率分别为80.30%和80.13%；隐层节点数为50、训练函数为一步正割算法、隐含层传递函数为径向基时，ECG-SAS模型的最高识别率与预测率分别为77.60%和77.67%。以上实验结果均表明PPG信号的SAS分类能力较ECG信号更具优越性，由此证明了PPG信号筛查SAS的可行性及可靠性，为临床SAS病症的早期发现及诊断率提升奠定理论基础。     

二维材料的变温拉曼光谱研究

拉曼散射是光与物质相互作用过程中发生的一种非弹性光散射现象.由于拉曼散射光通常带有散射物质结构的特征信息,拉曼光谱一直广泛应用于表征材料结构的研究.近年来,拉曼光谱已成为表征低维纳米材料不可或缺的实验内容,因此也对拉曼光谱技术本身的发展提出新的要求.面向表征层状纳米材料的前沿研究,北京大学基础物理实验教学中心在拉曼光谱检测仪器和技术方面进行了一系列的探索.本文主要介绍北京大学近两年在变温拉曼光谱仪研制及二维材料结构表征应用的一些阶段性工作成果.     

岩石物性测试实验室开放创新实验设计与实践

开放性创新实验项目教学,旨在推进以问题为核心的课外探究性实践性学习,激发学生学习兴趣及研究问题的主动性。根据这一目标,岩石物性测试实验室充分利用实验室现有的仪器设备和教师资源,设计了层次不同的开放创新实验。通过教学实践,发现开放性创新实验在创新型人才培养、学生综合能力提高、实验师资队伍素质提高以及实验仪器设备高效率使用等方面,发挥了积极促进作用。     

平行轨道加速器等离子体动力学特性研究

等离子体电磁加速器可产生高速度、高密度等离子体射流而广泛应用于核物理、天体物理等领域.本文通过光电二极管、磁探头研究了不同放电电流和初始气压条件下等离子体在平行轨道加速器内的轴向运动特性.通过电流截断的方法,采用冲击摆测量了首次等离子体射流的动量.平行轨道加速器驱动电源由14级脉冲形成网络组成,每级电容为1.5μF,每级电感约为300 nH,得到振荡衰减型方波的电流波形.实验发现,电流过零时,轨道起始处一般会发生二次击穿,并形成二次轴向运动的等离子体.放电电流为10—55 kA、初始气压为200—1000 Pa时,等离子体的轴向速度为8—25 km/s.实验获得的等离子体的运动速度为雪犁模型理论结果的60%—80%,这主要是理论模型忽略了电极表面对电弧的黏滞阻力以及电极烧蚀引起的质量增加.等离子体动量与电流的平方随时间的积分成正比.放电电流为21-51.6 kA时,首次等离子体射流的动量为1.49—9.88 g·m/s.等离子体运动过程中除了受到洛伦兹力外,还会受到电极表面的黏滞阻力,造成等离子体动量约为理论结果的75%.     

开关振荡器特性阻抗选取对输出波形影响

开关振荡器是宽带高功率电磁脉冲的重要产生方式之一，以开关激励同轴振荡器为例，采用理论计算和电磁仿真为主要手段，从传输线特性阻抗与开关振荡器储能、传输线特性阻抗与天线阻抗关系及传输线特性阻抗和开关导通阻抗关系三个方面进行了研究。研究结果表明:传输线阻抗越小，振荡器储能越高；天线阻抗与传输线阻抗比值越大，输出信号品质因数越大，频谱上能量越集中，带宽越小，能量效率随比值增大呈现先增大后减小趋势；传输线特性阻抗很小时，开关阻抗对输出振荡信号影响增大，此时随特性阻抗减小，输出信号中心频率降低，品质因数减小，频谱上能量分散，带宽较宽。