Interpretando dados do cotidiano: o ensino de Estatística na educação básica

A estatística é uma ciência com seus conceitos e métodos de coleta, organização e analise de informações que fazem parte dos currículos escolares da educação básica, na prática dos professores de matemática, para que os alunos compreendam, analisem e formem opinião crítica em relação às questões econômicas e sociais. A presente pesquisa buscou refletir sobre as práticas pedagógicas do professor de matemática no ensino de estatística no ensino médio, tendo como base as orientações para o ensino de estatísticas nas propostas dos Parâmetros Curriculares do Ensino Médio, as contribuições da aprendizagem significativa no ensino de estatística, com o uso das tecnologias na educação, através da proposta de planos de trabalho que abordem os conteúdos do ensino de estatística e a utilização do software livreCalc. Em relação aos caminhos metodológicos foi realizada uma pesquisa bibliográfica, utilizando o método de abordagem dedutivo, através de documentação indireta tendo como fonte de pesquisa os trabalhos científicos com foco no ensino e na aprendizagem da Estatística e da Probabilidade na Educação Básica. O desenvolvimento desta pesquisa possibilitou evidenciar caminhos metodológicos a serem desenvolvidos por professores de matemática na educação básica que contribuam na interpretação de dados do cotidiano a partir de análise de tabelas, análise de gráficos, medidas de posição, medidas de dispersão e linhas de tendência, utilizando como ferramentas as Tecnologias da Informação e Comunicação tendo como fundamentação teórica as contribuições de David Ausubel o conceito de aprendizagem significativa.

低pH对鱼类胚胎发育、鱼苗生长及鳃组织损伤影响的研究

本文研究了低pH水平对鱼类的胚胎,鱼苗和鱼种的影响以及鱼鳃的组织学观察。在硬水环境,pH≤4.5时,对泥鳅胚胎发育有严重影响。胚胎在低pH水平下,发育进程明显地迟缓。pH≤5.5时,泥鳅幼苗的生长受到抑制;在软水环境,pH≤4.5时,影响草鱼苗和幼鱼的存活率。低pH水平加上铝则对鱼类呈现出协同毒性。低pH使鱼鳃直接遭受严重的损害:出现大量的粘液、渗血、鳃上皮肿胀和脱落,组织增生和融合。

高功率高亮度激光器

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高分子溶液中物理凝胶化的Monte Carlo模拟和小角中子散射研究

高分子凝胶广泛地存在于自然界以及日常生活中，按其形成作用力不同分为化学凝胶和物理凝胶两大类。由于高分子物理凝胶具有凝胶化的可逆性及其对环境条件强烈的响应性，因此，在近半个世纪的研究与应用中受到极大的关注。高分子溶液中的物理凝胶因其结构及形成机制复杂，在实验方面，除了散射技术及流变技术能够有效地揭示它的部分信息外，其它的实验手段很难用于这个领域的研究；在理论方面，化学凝胶的理论已经比较成熟，而物理凝胶的粘弹性质以及凝胶化是一个远离平衡态的松弛过程，除了一些特征的标度指数外，人们还没有得到适用于高分子物理凝胶的普适规律。当前，由于计算机模拟理论及模拟方法的发展，使得计算机模拟成为除了实验和理论研究方法之外的第三个重要的研究方法。但是，由于物理凝胶化行为的复杂性，用实验和理论获得的信息很难较好地描述凝胶化过程，而计算机模拟的高度透明性及反映信息的完整性，有助于理解这一复杂过程中所涉及的物理本质。因此，利用计算机模拟结合实验及理论方法深入研究高分子物理凝胶的形成机制、结构与性能关系已成为目前最有效的手段之一。 本论文主要运用Monte Carlo模拟方法，并结合小角中子散射（Small-Angle Neutron Scattering, SANS）和流变（Rheology）等实验手段从多个角度探讨了以下几类典型的高分子溶液物理凝胶化行为。 1. 温度对遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装及凝胶化行为影响的研究：采用二维简单方格子Monte Carlo模拟方法，结合逾渗（Percolation）理论，建立了溶胶－凝胶转变相图在统计热力学中的确定方法；甄别了具有特征构象的链，讨论了链及胶束的聚集，明晰了相互作用（体现为约化温度）、构象转变、聚集与凝胶化的一致的关联关系；提出了构象转变模型，进而明确了此体系的凝胶化过程，在微观尺度上表现为桥型链和环型链之间的竞争。 2. 模拟模型改进及其应用到持续长度对稀溶液中高分子链构象影响的研究：考虑到原始八位置键涨落模型效率低，实现复杂且不能应用到复杂的高分子体系，对该模型进行了改进，使其实现简单、效率高，并拓宽了该模型的应用范围。然后，以刚性对均聚物构象的影响为例，发现随着刚性增加，均聚物构象从球形椭球到棒状椭球的转变，并对比了自由连接链（Free Joint Chain, FJC）模型和蠕虫链（Wormlike Chain, WLC）模型在不同刚性范围内对高分子链末端距预测的偏差，首次给出了这两个经典模型的半定量的适用边界。 3. 溶剂尺寸对遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装及凝胶化行为影响的研究：用改进后的八位置键涨落Monte Carlo模型，研究了遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂条件下的聚集和凝胶化对溶剂尺寸的依赖性，发现溶剂尺寸效应对凝胶化的作用是非单调的。由一个均聚物体系的对比模拟证明这种作用主要是由熵驱动的，并给出了中分子溶剂的半定量定义。在均聚物和嵌段共聚物溶液中，不同尺寸的溶剂分子可以使溶液由于高分子聚集不同而具有不同的微结构，并影响高分子链构象和溶液的性质。从多个角度研究了三嵌段共聚物在不同尺寸溶剂的溶液中所遵循的三种不同的凝胶化机理。 4. 聚氧化乙烯－氧化丙稀－氧化乙烯三嵌段共聚物（poly(ethylene oxide)-poly (propylene oxide)-poly-(ethylene oxide), PEO-PPO-PEO）重水溶液凝胶化的小角中子散射（SANS）和Monte Carlo研究：结合Pluronic F127（EO65PO99EO65）/D2O三嵌段共聚物溶液的特征，对照SANS数据，用改进后的八位置键涨落模型成功地从模拟中获得了F127/D2O的溶胶－凝胶转变相图。详细地考察了体系的微观结构，提出此类高分子溶液中形成的物理凝胶包含高分子逾渗网络的生成，以及被束缚溶剂（Bound Solvent）必须超过离散组分体系逾渗的临界体积分数的机理。着重研究了一定浓度的F127水溶液随温度升高引起的溶胶－凝胶转变以及凝胶－溶胶转变的Reentrant相行为，发现体系在低温区域的溶胶－凝胶转变遵循相同的机理，而在中等温度和较高温度以及不同浓度区域中的凝胶－溶胶转变遵循不同的机理。 5. 极性基团饱和度和溶剂条件对两亲性聚合物在溶液中的聚集行为和凝胶化影响的研究：用改进后的八位置键涨落模型，针对两亲性聚合物在不同溶剂条件的溶液建立了粗粒化模型，以两亲性聚合物中极性基团的饱和度，溶剂条件和高分子浓度为变量，考察了其对链构象、聚集及其凝胶化的影响。 6. 多糖水溶液凝胶化的流变和小角中子散射研究：用流变和SANS考察了两个多糖水溶液中物理凝胶化过程，针对由氢键主导的水基凝胶体系的典型特征进行了讨论，从分子链构象，聚集体结构及其关联以及流变特征等方面对聚强电解质角叉胶（Carrageenan）水溶液和聚弱电解质明胶（Pectin）水溶液进行了详细的讨论。考察了不同多糖的种类（聚合物链的电荷密度），盐的种类和浓度，溶液温度等对凝胶化和凝胶结构的影响，分析了不同多糖溶液的凝胶化机理。

酚酞型聚醚砜的化学改性及其性能研究

酚酞型聚醚砜（C-PES）是一种综合性能优异的工程塑料和功能材料，具有良好的成膜性、机械性能、热稳定性、化学稳定性和可加工性等。作为一种高性能的膜材料，酚酞型聚醚砜已被广泛的用于气体分离和水处理等领域。酚酞型聚醚砜侧链上含有可修饰的酯基，可通过各种方法，引入功能基团，对其进行化学改性，从而改善C-PES的各种性能，并扩展其应用领域。本论文设计制备了含有烷基、芳基、胺基以及磺酸基等功能基团的新型酚酞型聚醚砜材料，并对其性质进行了深入的研究： 1．通过各种基团修饰的二酚单体和二氯二苯砜的缩聚，合成了新型的含有不同酞侧基的Cardo型聚醚砜高分子材料，并对其性能进行了详细的研究。结果表明，所有聚合物都表现出极好的溶解性、耐热稳定性、成膜性、力学性能和气体分离性能；通过在酞侧基上引入了大体积的对叔丁基苯基，大大改善了材料的透气性和氧氮分离选择性；通过引入仲胺基，增大了聚合物链间作用力，从而提高了气体的分离选择性。此外，我们还对不同基团的引入对聚合物各种性能的影响作了详细的探讨，着重研究了聚合物的结构－性能关系。 2．利用含有胺基的双酚单体PPH-NH2、PPH和二氯二苯砜的共聚反应，成功合成了含有胺基的Cardo型聚醚砜高分子材料(PES-NH2)，并对材料的各种性质进行了表征。结果表明，由于胺基的引入，酚酞型聚醚砜的亲水性得到了大幅度的提高。 3．利用含胺基的Cardo双酚和磺化二氯二苯砜在碳酸钾作用下的缩聚反应，成功合成了含胺基的磺化Cardo型聚醚砜 (SPES-NH2)，并用于制备反渗透复合膜。通过优化制膜条件，我们利用界面聚合的方法成功制备了高水通量的TMC/ MPDA/SPES-NH2反渗透复合膜，并对复合膜的性能和结构进行了研究，重点讨论了膜的性能和结构、形貌之间的关系。结果表明，通过在复合膜活性层中引入强亲水性的磺酸基和全刚性主链的Cardo型聚醚砜，复合膜在保持较高盐截留率(97.3%)情况下，水通量得到了大幅度的提高，达到了51.2 L/m2.h。 4．合成了新型的全刚性芳香主链的两性聚电解质SPES-NH3+，并对其溶液性质和自组装行为进行了详细的研究。结果表明，在一定的溶液pH值下，两性聚电解质SPES-NH3+表现出聚阴离子的性质。另外，通过引入[BMIM]+离子屏蔽磺酸根负离子，我们在没有加入其它聚电解质的情况下，成功地制备了[BMIM]SPES-NH3+多层膜，并对多层膜表面性质进行了研究。结果表明，多层膜的厚度可由层数来控制，并且膜表面较平滑，其RMS值为6 nm。这种新的组装方式为构筑刚性主链的两性聚电解质多层膜提供了新的方法。

区域不对称聚酰亚胺的合成及性质研究

本论文以氯代单酐为起始原料，采用过渡金属催化，合成可溶的、区域不对称聚酰亚胺和N-桥联三苯胺二酐型聚酰亚胺，并通过共聚，优化了聚酰亚胺的性能，合成了高性能聚合物新品种。本论文主要针对以下方面开展研究工作： 1. 本论文以氯代苯酐与氯代萘酐为原料，设计制备了不对称的酞酰亚胺与萘酰亚胺双氯单体。采用Ni(0)催化偶联聚合，合成了高分子量区域不对称聚酰亚胺。所得的区域不对称聚酰亚胺具有良好的综合性能(优异的溶解性、热性能、机械性能、介电性能和气体分离性能等)。 2. 利用不对称双氯单体与其它双氯取代苯基化合物偶联共聚，合成了高分子量的热塑型聚（苯-酰亚胺）材料和耐水解的磺化聚（苯-萘酰亚胺）质子传输膜材料。 3. 以4-氯代苯酐与苯胺、对叔丁基苯胺为原料，合成两种新型N-桥联三苯胺二酐：N,N-(3,4-邻苯二甲酸)苯胺二酐(I)和N,N-(3,4-邻苯二甲酸)-p-叔丁基苯胺二酐(II)。由于刚性N-苯基的引入，所得的聚酰亚胺具有良好综合性能(包括良好的溶解性能、热性能、机械性能等)。

波长解调用偏振无关光纤干涉仪的研究

针对光纤激光传感器信号解调过程中,干涉仪输出干涉条纹可见度受输入光偏振态变化以及两臂单模光纤双折射效应的影响,介绍了一种简单的光纤干涉仪消除偏振衰落技术,通过在Michelson光纤干涉仪上加两个法拉第旋转镜来提高输出条纹可见度。使用琼斯矩阵法对干涉仪系统进行理论计算,证明法拉第旋转镜旋转角度在理想的45°附近时能达到很好的消偏振效果,并通过实验进行了有效地论证。

高超声速风洞用蓄热式加热器

本文介绍了纯净空气高超声速风洞用蓄热式加热器的结构形式、蓄热材料选择、蓄热体结构设计方案。回顾了现有文献报道的国内外蓄热式加热器的性能和特点。对多孔砖型蓄热式加热器的蓄热能力以及结构特性进行了估算，结果表明采用多孔砖型蓄热体可有效降低相同流量下蓄热体浮起危险；选用合适的蓄热材料以及蓄热体尺寸可以获得Mach 6巡航飞行的来流条件。材料和结构等工程问题是蓄热式加热器研制的主要难点。

Experimental study on energy dissipation in a 1 kW arcjet thruster

As a simple and reliable propulsion system, arcjet thrusters have been used in multiple satellite missions. In order to improve the efficiency of arcjet thrusters, energy dissipation study was carried out in a 1 kW arcjet thruster with pure N2, H2-N2 and H2 as the propellant. Using a 698 nm interference filter, thermal radiation was isolated from arc and plume emissions and the internal nozzle temperature was obtained by converting the thermal radiation signals. Results show that the addition of hydrogen leads to higher nozzle temperature, which is the determining factor for the mode of arc root attachment. At lower nozzle temperatures, constricted type attachment with unstable motions of the arc root was observed, while a fully diffused and stable arc root was observed at elevated nozzle temperatures. Output energy distribution analysis shows that losses from frozen flow and exhaust thermal losses are the main parts in limiting the efficiency of arcjet thrusters.