生物化学实验CLIL双语教学模式的实践与思考

针对高校本科生物化学课程双语教学中专业内容与英语学习脱节,教学效果欠佳等问题,构建以内容与语言的融合教学概念（Content and Language Integrated Learning,CLIL）为基础的生物化学实验课双语教学模式。CLIL实验双语教学在传统双语教学模式基础上,通过将语言及专业学科知识以具体实验教学进行有机的融合,为专业英语的学习提供有效的应用环境,将英语学习与应用同步化。在实验课上实施CLIL双语教学,通过实施实验过程中建立真实的英语场景,学生能学习并实际应用专业英语,且利用实验课上人数少、学时多的优势,与学生进行良好的英语听说互动以及写作训练,取得了较好的教学效果。CLIL双语教学在传统双语教学方式上进行改良,将实验内容与专业英语结合,可以充分调动学生学习的积极性及主动性,达到了在学习学科知识的同时提高专业英语水平的目的。     

基于高光谱成像技术的稻谷品种鉴别研究

许多不同的稻谷品种看起来很相似,但它们的化学成分和最终产品质量却有很大差别,每年因品种混淆而造成巨大的经济损失,对稻谷品种的鉴别是发展优质粮食工程的现实需要,为此提出了一种采用高光谱成像技术实现稻谷品种无损快速鉴别的方法。主要研究内容和结果如下：（1）在全波段388～1 000 nm范围内采集5个品种共150粒的稻谷高光谱反射率数据,筛选出差异明显的波段（600～800 nm）,将此波段内每个品种的反射率进行Stacked计算和curve-smoothing平滑处理以增加其区分度。（2）对5种稻谷经平滑处理后的反射率数据做主成分分析,找到权值系数最大的波长位于680 nm,将其作为特征波长。加载特征波长下的纹理图像,计算每粒稻谷样品的纹理特征参数：均值（Mean）、方差（Variance）、信息熵（Entropy）和偏差(Skewness)。利用阈值分割的方法将目标与背景区分开,计算每粒稻谷形态特征参数：面积像素数/pixels2、边界的周长/pixels、长轴长度/pixels、短轴长度/pixels。结合稻谷的纹理特征参数和形态特征参数,比较Fisher判别分析模型、偏最小二乘回归模型（PLSR）和人工神经网络模型（ANN）对稻谷品种鉴别的效果。（3）结果显示,Fisher判别分析中函数1和函数2的累计方差贡献率达到93%,能够较好地解释稻谷的品种信息。将样本的函数值与组质心的平方马氏距离（Mahalanobis）做比较,值相近的作为同一分组类别,对稻谷品种的整体识别正确率能达到95.3%;偏最小二成回归模型：Y_品种=0.03X_均值-0.36X_方差-0.24X_信息熵+0.37X_偏差+0.31X_面积-0.32X_周长-0.39X_长轴长度+0.45X_短轴长度,该回归模型相关系数r=0.98,校正均方根RMESS=0.29,交叉验证均方根PMESSCV=0.32,对稻谷的品种鉴别正确率能达到95%;构建的ANN模型为具有sigmoid隐含和softmax输出神经元的双层前馈网络,对150个样品按70%∶15%∶15%的比例随机划分训练集、测试集、验证集,选择共轭梯度法（scaled conjugate gradient）作为训练算法,以交叉熵（cross-entropy）作为模型的评价指标,对稻谷品种鉴别的正确率可达到98%。稻谷品种鉴别的ANN模型在分类精度上优于Fisher判别和PLSR,选择特征波长下的图像信息建立稻谷品种识别的ANN模型,对稻谷品种的无损快速鉴别具有重要指导意义。     

溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

应用近红外光谱投影模型法分析烟叶的部位特征

以自2003年至2012年在国内外主要烤烟产地收集的5 170个烟叶样品的近红外光谱为试验对象, 其中典型上部烟叶光谱1 394 条, 中部2 550条, 下部1 226条;应用基于主成分及Fisher准则(PPF)的方法建立投影分析模型,遵循相邻主成分数下得到的投影结果没有显著性差异和主成分个数尽量少的原则,推荐主成分数为4下建立投影分析模型,模型结果表明：上、下部烟叶的近红外光谱特征具有显著差别,基本实现完全区分;而中部烟叶分别与上部和下部具有一定程度重叠,这与部位本身具有连续性特征的实际情况相符合。同时,依据模型得到的预测样品投影值与模型中各类投影均值之间的欧氏距离,对预测样品给出最近和次近类别及描述部位特征程度的量化分值,并结合模型中各类投影值的离散度以及设定的阈值,将预测结果细化为典型上、上偏中、中偏上、典型中、中偏下、下偏中、典型下等7类或超模型范围样品;应用2012年在实际复烤生产加工中取得的不同部位、不同产地的34个烟叶样品验证了分析结果的合理性。该种分析方式,不仅可以实现预测样品的判别分析,而且可得到关于预测样品更丰富的属性特征信息,可对烟草工业企业实现原料的均值化加工和烟叶配方等提供指导。     

SAMR网格上扩散方程有限体格式的逼近性与两层网格算法

针对结构自适应加密网格(SAMR)上扩散方程的求解,分析几种有限体格式的逼近性,同时设计和分析一种两层网格算法.首先,讨论一种常见的守恒型有限体格式,并给出网格加密区域和细化/粗化插值算子的条件;接着,通过在粗细界面附近引入辅助三角形单元,消除粗细界面处的非协调单元,设计了一种保对称有限体元(SFVE)格式,分析表明,该格式具有更好的逼近性,且对网格加密区域和插值算子的限制更弱;最后,为SFVE格式构造一种两层网格(TL)算法,理论分析和数值实验表明该算法的一致收敛性.     

极性单体锂系阴离子嵌段共聚物的合成与表征

以酚锂作为副反应抑制剂, 以正丁基锂或1,1-二苯基乙烯盖帽的正丁基锂为引发剂, 通过顺次添加单体的方法, 合成了结构明确的聚异戊二烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PI-b-PMMA)和聚甲基丙烯酸正丁酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PBMA-b-PMMA)2种嵌段聚合物. 嵌段聚合反应中甲基丙烯酸甲酯(MMA)的转化率均高于90%, 通过核磁图谱计算的链节摩尔比与理论设计值吻合. PI-b-PMMA和PBMA-b-PMMA的分子量分别达到4×10⁴和1.6×10⁴. 在环己烷中, 通过顺次添加单体的方法, 合成了结构明确的聚苯乙烯-b-聚异戊二烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PI-b-PMMA)三嵌段共聚物, 各单体的转化率均达到100%, 并且产物中的链节摩尔比和理论设计值一致, 最终产物的分子量达到7.4×10⁴, 分子量分布仅为1.28, 为极性三嵌段热塑性弹性体以及有机玻璃透明增韧剂的工业化奠定了基础.     

预应力混凝土箱梁横向框架效应有限元分析

以预应力混凝土箱梁桥顶板纵向开裂为工程背景,以箱梁顶板与腹板交接处两个角点的转角为基本未知量,基于箱梁纵向一维单元,利用最小势能原理推导出箱梁横向框架效应有限单元法的单元刚度矩阵,及相应的单元等效节点力,对比计算表明,该有限单元法计算精度与理论分析基本一致。实桥分析表明：现行规范计算箱梁角点弯矩相对安全,对于中点弯矩相对偏于不安全,设计过程不充分考虑混凝土箱梁横向框架效应可能导致顶板的纵向开裂。本文提出的有限单元法具有概念简单、运算速度快等优点,弥补了目前商业程序的不足,对工程设计具有一定的参考意义和推广价值。     

碱性离子液体催化合成三羟甲基丙烷

以碱性离子液体为催化剂, 构建了一种新型、高效的合成三羟甲基丙烷(TMP)的方法. 系统考察了催化剂类型、催化剂用量、反应温度、反应时间、甲醛与正丁醛用量比等因素对三羟甲基丙烷分离收率的影响. 研究结果表明: 碱性离子液体的催化性能与其碱强度息息相关, 碱性越强、催化活性越高. 最优条件下, 经离子液体[bmim]OH催化后, 可得到84%的TMP分离收率, 这一结果优于传统的有机无机碱催化体系且成功规避了传统碱催化合成TMP过程中繁琐的除盐过程、降低了过程能耗. 此外, 离子液体催化剂和未反应的丁醛均表现了良好的重复使用性能.     

混凝土微观界面纳米划痕试验表征研究

鉴于混凝土微观结构对宏观性能的重要影响,利用纳米划痕试验方法,对常规水灰比配比的混凝土样品骨料-水泥浆体微观界面及界面过渡区进行了表征研究．基于纳米划痕试验方法和扫描电镜显微技术,对于样品微观情况下的骨料-水泥浆体界面进行了表征分析,并对表征结果经过多个高斯分布拟合的统计学分析方法得到基于界面位置的结构划痕硬度分布情况．通过划痕硬度与骨料-浆体界面的距离变化,定义了骨料和水泥浆体之间的界面过渡区,并得到界面过渡区厚度约为40μm,界面过渡区划痕硬度约为水泥浆料硬度的75％左右．通过比较划痕断裂韧性与宏观试验结果,证明利用纳米划痕试验可以初步分析材料断裂韧性．本研究为更好地研究混凝土微观性能对宏观力学性能的影响提供了可靠的数据支持,也为评价混凝土微观界面力学性能提供了一种新的可行方法．     

进口润滑条件对活塞环-缸套摩擦副润滑性能的影响

目前内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑分析中,活塞环与缸套之间的润滑状态一般假设为充分润滑或固定状况的贫油润滑,不是通过对实际润滑油膜形成情况的分析确定.本文中以一多缸四行程内燃机为研究对象,基于润滑油流量以及控制体体积变化方程,建立活塞环-缸套间润滑油的流动模型,进行了不同进口处润滑油膜供给量对活塞环-缸套摩擦副润滑特性的影响分析.结果表明:活塞环进口处的润滑条件对活塞环-缸套摩擦副的润滑性能有显著影响;进口处润滑油供给量增加,活塞环-缸套摩擦副的最小油膜厚度增加,最大油膜压力、微凸体作用力、摩擦力和功耗均相应减小;进口处供给油膜厚度较小的情况下,增加油膜供给厚度可以明显改善活塞环-缸套摩擦副的润滑性能.