基于证据意识 促进深度学习——以“机械能守恒定律”为例

证据意识是学生发展核心素养应具备的科学精神,在物理教学中,基于证据意识使学生深刻思考,深度探究,促进学生深度学习.以“机械能守恒定律”为例,通过质疑、假设、求证和反思的学习过程,实现证据意识和深度学习这一形式和内容的统一.     

探究教学中证据意识的培养

结合实例论述了在科学探究教学中,如何树立“全面依靠证据、高度尊重证据、善于表达证据”的意识．     

基于证据意识的物理科学素养的培养--以“力的作用是相互的”教学为例

义务教育物理课程标准指出,物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练,而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养.基于证据意识的培养,就是培养学生实事求是的科学态度、逻辑严谨的科学思维、勇于创新的科学态度,是培养学生物理科学素养的核心环节.本文以苏科版物理8年级下册第8章第4节“力的作用是相互的”的教学为例,谈谈在物理教学中如何在证据意识下培养学生的科学素养.     

基于证据异常度的水下多源信息预处理方法

Dempster-Shafer证据理论在水下多源目标识别领域有着广泛而重要的应用, 但经典的证据理论在融合高度冲突的证据时往往会导致一些反常理的结果, 如Zadeh冲突悖论。针对这一问题,综合考虑证据体之间的冲突程度和支持程度,提出一种证据异常度的概念并对原始证据集进行异常检测,基于检测结果对原始证据体进行权重分配,引入全集项,修正证据源。在保持Dempster组合规则不变的前提下,进行有效的证据预处理,实验仿真结果验证了算法的有效性。证明对证据体进行有效的修正,可以改进经典证据理论的缺点,达到更好的融合结果。     

基于改进证据推理规则的变压器故障诊断

为克服已有证据推理规则处理冲突证据时收敛慢甚至不收敛的缺陷,提出了一种按相关性对证据进行修正及对冲突信息合理分配的改进证据推理规则,并将其应用于变压器故障诊断。数值算例表明,改进证据推理规则可以充分利用变压器故障诊断中的一致性或冲突性多源故障征兆信息,提高变压器故障诊断的收敛速度,降低故障误判率。     

基于选择判据和贴近度的D-S证据融合方法

针对传统D-S证据理论难以融合高度冲突证据的问题,并考虑到证据正常时Dempster规则具有优越的聚焦性能,提出了一种基于选择判据和贴近度的证据融合方法。把贴近度概念引入到D-S证据合成中,通过证据的一致性度量来计算证据的权重,从而实现了冲突证据的加权融合。同时提出了证据修正的选择判据,将证据分成冲突与非冲突两类,对冲突的证据进行修正后再进行合成,而非冲突证据可直接进行合成。通过实例验证表明,所提出的方法不但保持了Dempster规则优越的信息聚焦性能,而且较好的解决了冲突证据的合成问题。     

基于证据可信度的D-S理论协作频谱感知方法

D-S证据理论频谱感知算法中,针对当协作用户数增加时所引起的报告数据量迅速增大、带宽开销增加问题,将本地测量统计量中不确定度分配到确定信息中,减少了向融合中心发送的数据量,有效降低了带宽开销。其次,针对高冲突数据对D-S证据理论融合结果影响大的问题,通过评估每个证据的可信度,将可信度作为权重来计算加权平均证据,降低了高冲突证据对融合结果的影响。仿真结果表明,所提方法在有效降低了报告带宽开销的同时,能够减少高冲突证据对融合结果的影响。     

基于主元证据理论在车辆识别中的应用

车辆识别技术作为智能交通管理系统中的研究热点和难点;在车辆识别技术中,应用Dempster- Shafer证据组合规则融合冲突信息时会产生不合理的结果;基于修正证据源的思想,提出了一种新的权重系数确定方法,该方法从证据主元角度分析,确定各组证据主元,利用该主元求出证据相容度、可信度,进而确定证据权重系数;通过新的证据冲突衡量方法,确定冲突值,归一化权重,修正证据源,按ER规则融合各组证据对目标进行识别;仿真部分以实际路面车辆车型识别为算例,将该方法与其他方法对比,结果表明:该方法能更有效地融合高度冲突的证据,减小计算复杂度,目标识别的准确性提高20%。     

基于证据理论的小波萎缩图像去噪

提出了一种基于D-S证据理论的小波萎缩图像去噪方法。对含噪图像进行离散平稳小波变换后,运用Bayes方法分得各层高频子带的小波萎缩系数,根据小波萎缩系数的空间及层间相关性,利用D-S证据理论的合成法则对初始小波萎缩系数进行融合修正。实验结果表明,该方法在有效地去除图像中的噪声的同时,还能较好地保留图像的边缘信息。算法在性能指标和视觉质量上均优于Donoho的小波软阈值去噪方法、传统的中值滤波法和Winner滤波法。     

基于灰色关联和D-S证据理论的感应电转子故障诊断

针对单一的灰色关联或D-S证据理论在转子故障诊断中存在的不足,将灰色关联和D-S证据理论相融合的决策级信息融合方法应用到感应电机转子故障诊断中;首先用灰色关联对故障进行初步诊断,然后,将灰色关联分析的诊断输出结果作为D-S证据理论的基本概率分配,最后,依据证据组合规则进行合成,得出转子故障的最终诊断结果;实验仿真结果验证了方法在转子故障诊断中的有效性,可以减小诊断的不确定性,提高故障的诊断准确率和诊断精度。     

基于并行禁忌神经网络和DS证据的飞机燃油系统故障诊断

飞机燃油系统是一个由许多相互联系的子系统构成的复杂总体,因而易于发生各类故障,当故障发生时会造成严重影响,为此,设计了一种基于禁忌神经网络和DS证据的飞机燃油系统故障诊断方法;首先,建立了飞机燃油系统的故障诊断模型,然后,建立了3层的BP神经网络故障诊断模型,并采用禁忌优化算法对BP神经网络进行参数优化,得到多个并行诊断的禁忌神经网络,输入样本数据对其训练并利用BP反向传播算法再次调优;最后将测试样本数据输入各禁忌神经网络,并将诊断结果作为证据采用DS证据理论进行融合,得到最终的故障诊断结果;实验结果表明:引入DS证据理论的故障诊断方法能有效克服单一故障诊断方法无法精确诊断故障的不足,诊断精度高,具有较大的优越性。     

基于模糊距离和DS证据融合的清洁机器人定位设计

针对现有清洁机器人定位算法具有的定位精度不高且难以保证在线定位的实时性问题,设计了一种基于模糊距离和DS(DEMPSTER-SHAFER)证据融合的清洁机器人自定位算法。首先,对清洁机器人的总体结构进行了建模和分析,并对其进行硬件设计,为了实现清洁机器人的实时精确定位,采用DS证据数据融合方法对多传感器采集的数据进行有效数据融合,为了进一步提高其精确性,引入了模糊距离,定义当前传感器采集数据与理想结果之间的距离,根据距模糊距离的大小自适应地调大或减少传感器采集数据分配信度的权重,将加权信度作为新的信度进行融合得到最终的融合结果。在不同的场地中进行实际试验,对文中设计的清洁机器人进行实际定位,实验结果表明文中方法能有效地进行定位,较经典的DS证据融合和其它方法具有较高的定位精度,且具有较小的时间复杂度和空间复杂度, 具有较大的优越性。     

基于DS证据理论和压缩感知的WSN数据融合策略设计

为了降低WSN数据量和延长网络生命周期,设计了一种基于DS证据理论和压缩感知的WSN混合数据融合策略;首先,在分簇协议的基础上引入了基于DS证据理论和压缩感知的混合模型,然后,采用改进的DS对所有簇成员节点的基本信度分配函数进行加权处理,在簇头处采用加权和归一化的信度分配函数计算证据对各命题的支持程度,将支持程度较大的若干命题作为DS融合结果,在此基础上采用压缩感知方法通过构造测量矩阵对融合结果进行稀疏化表示,并在基站处对稀疏信号进行重构;仿真实验表明,文中方法能有效地实现数据融合,且和其他方法相比,具有重构误差较小和网络生命周期较长的优点,具有较大的优越性。     

发现暗物质存在的直接证据

美国天文学家宣布观测到暗物质．人们相信暗物质这种神秘的物质在宇宙中的总量约占宇宙总量的1／4，是“明物质”（普通物质）的5倍，在遥远的30亿光年之外有两个巨大的星系正在发生碰撞，美国NASA的钱德勒X射线望远镜和哈勃望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和麦哲伦望远镜都在观察着这个壮丽的宇宙奇观，碰撞的能量非常巨大，以致使暗物质和明物质发生分离，这给了我们一个非常好的研究暗物质的机会，虽然科学家们至今仍在研究神秘的暗物质究竟以什么形态存在，但有确凿的证据显示这个宇宙中的物质大部分是暗物质。（相关论文将于近日在《天体物理杂志》发表）     

基于模糊支持向量机和D-S证据理论的钨矿石初选方法

单一特征识别的钨矿石初选准确率低,稳定性差,本文提出结合模糊支持向量机和D-S证据理论相的多特征钨矿石识别方法.对矿石图像预处理后,分别提取矿石的颜色、灰度和纹理等3类视觉特征,对这3类视觉特征进行模糊分类得到各自的信任度,再以这3类信任度为独立证据,采用D-S证据理论对3类证据进行融合,并依据分类判决规则得到最终的识别结果.试验结果表明,通过D-S理论对模糊向量机证据的融合,钨矿石初选的正确识别率达到96%以上,其准确率和稳定性较单一特征均有大幅度提高,满足生产过程中初选工艺的要求.     

3C-SiC纳米颗粒量子限制效应的实验证据

报道了关于3C—SiC纳米颗粒量子限制效应的实验证据．将电化学腐蚀3C—SiC多晶靶材得到的多孔材料在水溶液中进行超声处理，制备出发光的3C—SiC纳米颗粒溶液．透射电镜实验表明，所得颗粒直径分布在1-6nm范围，光致发光谱实验给出了存在量子限制效应的实验证据．发光范围在440-460nm．SiC纳米颗粒量子限制效应的发现，为该材料在光电子发光器件中的应用提供了重要的实验基础．     

太阳磁重联的新证据

新观测为太阳系内最剧烈能量爆发现象提供了迄今最完整的图像证据太阳耀斑(solar flare)可以将太阳大气中的等离子体从百万度加热到几千万度。常随其爆发的还有日冕物质抛射(CME),可将几十亿吨的等离子抛进行星际空间。CME到达地球可扰乱地磁层,破坏电网设备,通讯系统等其他基础设施,对宇航员及在极地高空飞行的乘客造成潜在危险。     

论物理教学中强化环境保护意识教育

对物理教学中进行环境保护意识教育的可行性和策略进行了研究分析,认为物理教学中进一步强化环境保护意识有助于学生自觉运用科学、数学及技术的思维习惯和知识,处理、思考日常生活中的观念、主张和事件,增强学生的社会责任感,有利于人类改善生存环境愿望和目标的早日实现.     

学生现代意识的培养

素质教育的内涵是十分丰富的,具体到物理教学中,就是使学生掌握物理知识和基本方法、培养能力、促进非智力因素的发展等,现代社会要求公民具备良好的现代意识,而初中物理教材中蕴含着大量的现代意识因素,因此,通过初中物理教学培养学生的现代意识也是素质教育的重要组成部分。     

^4He超固体相变的比热证据

2004年,E．Kim等在一个固态氦的扭摆实验中发现,当温度降到约100mK以下时,扭摆的震荡周期突然减小．这意味着部分固态氦与大块晶格的运动退耦合,导致了转动惯量的突降．目前,学术界对上述现象的共识是,发生了超固体（supersolid）相变．3年以来,尽管在理论和实验两方面均有明显进展,但有关相变存在的热力学证据一直缺乏．最近,来自美国宾夕法尼亚州立大学的X．Lin等,在对固态氦的比热测量中,观察到一个与相变温度相应的比热峰,从而证实这是一个从正常固体相到超固体相的二级相变．