物理学-湖南师范大学物理与电子科学学院
汇总湘潭教育学院师范部

湘潭教育学院师范部整理表姓名:职业工种:申请级别:受理机构:填报日期:A4打印/ 修订/ 内容可编辑附件4湖南省五项学科竞赛各学科竞赛委员会成员名单一、湖南省高中数学竞赛委员会主任委员谢资清湖南师范大学数学与统计学院院长、计算与随机数学省部共建教育部重点实验室主任、中国数学会理事、中国工业与应用数学学会理事、省计算数学与应用软件学会理事长、省数学会副理事长副主任委员朱砾湘潭大学数学与计算科学学院教授、省初等数学研究会理事长、省数学会理事成礼智国防科技大学理学院数学系教授、省数学会理事委员(17名)刘庆平中南大学罗汉湖南大学汤琼湖南工业大学欧阳章东湖南第一师范学院陈佘熹湖南科技大学刘亚利株洲市教科院颜望辉湘潭市教科院费建华岳阳市教科院王献忠娄底市教科院龙立荣益阳市教科院唐作明永州市教科院张理科怀化市教科院谭俊平张家界市教科院赵奔灵邵阳市教科院李代凤湘西州教科院汪昌华郴州市教科院张国平常德市教科院二、湖南省中学生物理竞赛委员会主任委员唐东升湖南师范大学物理与电子科学学院院长、省物理学会常务理事、副秘书长、省光学学会副理事长副主任委员唐翌湘潭大学物理与光电工程学院教授、省物理学会秘书长卢竞湖南师范大学物理与电子科学学院教授欧阳方平中南大学物理与电子科学学院教授委员(19名)邓文远永州市教科院陈平行国防科技大学李百炼郴州市教科院陈克求湖南大学涂圣明张家界市教科院丁开和长沙理工大学袁丽岳阳市教科院梅孝安湖南理工学院曾湘泳株洲市教科院邹永星湖南师范大学欧阳祥云衡阳市教科院戴岳为长沙市教科院贺汝湘湘潭市教科院张三平邵阳市教科院傅广生常德市教科院黄沛华湘西州教科院唐华娄底市教科院邓小波益阳市教科院周乐灿怀化市教科院三、湖南省高中学生化学竞赛委员会主任委员余淑英省化工研究院副院长、省化学化工学会副理事长、秘书长副主任委员谭亮湖南师范大学化学化工学院副院长、省化学化工学会常务理事委员(15名)刘昱霖省化学化工学会李辉长沙市教科院周学良株洲市教科院赵红晖湘潭市教科院黄恭福常德市教科院于志辉岳阳市教科院谢世贤娄底市教科院左建高益阳市教科所成志高衡阳市教科所姜华忠张家界市教科院肖建成怀化市教科院欧阳叙学邵阳市教科院陈世利湘西州教科院李中日郴州市教科院唐柏青永州市教科院四、湖南省中学生生物学竞赛委员会主任委员彭贤锦省动物学会理事长、省生物研究所所长副主任委员黎维平省植物学会常务理事孔春生长沙市教科院副院长委员(13名)欧阳立荣益阳市教科院陈立新湘潭市教科院庄晋株洲市教科院谢荣恒常德市教科院卢彦军岳阳市教科院刘庆华衡阳市教科所朱常茂娄底市教科院邹安福怀化市教科院周小清邵阳市教科院陈远扬郴州市教科院李满森永州市教科院赵静张家界市教科院刘江洲湘西自治州民族教科院五、湖南省青少年信息学奥林匹克竞赛委员会主任委员李峰长沙理工大学计算机与通信学院教授、省计算机学会常务理事副主任委员祝恩国防科技大学计算机学院教授曾凡仔湖南大学信息科学与工程学院教授委员(6名)朱唯湖南省教科院彭召意湖南工业大学郭得科国防科技大学况玲湖南大学李敏长沙市教科院刘朝江娄底市教科院湖南省科协办公室 2019年6月21日印发整理丨尼克本文档信息来自于网络,如您发现内容不准确或不完善,欢迎您联系我修正;如您发现内容涉嫌侵权,请与我们联系,我们将按照相关法律规定及时处理。
【物理】湖南师范大学理与信息科学学院

【关键字】物理湖南师范大学物理与信息科学学院2016年中学生物理竞赛培训班通知湖南师范大学是国家“211”工程重点建设的大学,其物理与信息科学学院教学、科研力量雄厚,拥有物理学一级学科博士点和博士后科研流动站;拥有国家重点学科、国家“211工程”重点建设学科理论物理、低维量子结构与调控省部共建教育部重点实验室、“大学物理”国家级教学团队等;2015年“量子效应及其应用”协同创新中心获批湖南省2011协同创新中心。
湖南师范大学物理与信息科学学院是湖南省中学生物理奥林匹克竞赛培训基地。
有一批国内知名的多年进行物理奥赛和自主招生培训的高水平教练。
在中学生物理奥赛和自主招生培训方面积累了丰富经验。
从1986年开展物理奥赛培训工作以来,经培训的学生已获得奥赛金牌14块,银牌2块,铜牌2块,奖牌数全国第一。
学院也于2015年凭借优秀的师资力量和管理能力承办了第32届全国中学生物理竞赛决赛。
为了满足各中学的需求,进一步激发中学生学习物理的兴趣,提高物理学创新能力,培养他们热爱自然,崇尚科学的情操,湖南师范大学物理与信息科学学院面向高中学生举办暑期中学生物理竞赛培训班,具体事宜如下:一、培训班次培训对象及人数提高班针对:2016年上学期高一、高二的学生共300人,报满为止。
冲刺班针对:2016年上学期高二的学生,每班100人左右,报满为止。
教练培训班:物理奥赛教练。
实验班针对:有实力竞争省级赛区一等奖的学生共24人,报满为止。
四、报名须知及方式1、请认真填写“报名回执表”,并于2016年6月30日前以传真或发E-mail方式告知我处(传真号:8,邮箱地址:)。
2、缴费须知:(1)提前汇款(按汇款时间先后安排座位)。
报名截止日:2016年6月30日汇款帐号:3户名:李玉胜开户行:中国建设银行长沙师大支行注意:银行汇款建议同行汇出,为尽快查询请在汇款金额上加小数金额(如:1500.18元),汇款后请及时来电(李玉胜老师:,0)告知(汇款银行-金额-时间-学生人数信息),并保留汇款凭据以便查询。
原子与分子物理排名

070203 原子与分子物理原子与分子物理是现代科学中发展最迅速、影响力最大的分支学科之一。
本专业与材料科学、信息科学子学、生物学和化学等其它学科密切相关,最容易形成交叉学科。
本专业的研究方向密切跟踪国际最前沿研包括:超快超强激光场与原子分子相互作用;分子结构与分子光谱学;分子反应动力学;立体化学动态学。
向包含当前几个热门研究课题:分子在飞秒强激光场中解离与电离;生物分子结构及性质;反应物和产物分与取向;量子波包动力学;发光材料的分子结构;分子电子学等等。
本专业硕士点有教授1人。
硕士点的挂靠单位为物理系原子与分子物理研究室。
排名学校名称等级1 清华大学A+2 四川大学 A3 吉林大学 A4 中国科学技术大学 A5 大连理工大学 A四川大学:http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=15289吉林大学:http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=5595中国科学技术大学:http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=6433大连理工大学:http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=4394有该专业的部分院校分数一览(A+、A、B+、B各选部分代表院校)。
2008年录取分数线:中国科学院--武汉物理与数学研究所-- 原子与分子物理河北大学--物理学院-- 原子与分子物理山西大学--物理电子工程学院-- 原子与分子物理山西师范大学--物理与信息工程学院-- 原子与分子物理山西师范大学--化学与材料科学学院-- 原子与分子物理大连理工大学--物理与光电工程学院-- 原子与分子物理东北大学--理学院-- 原子与分子物理辽宁大学--物理系-- 原子与分子物理辽宁师范大学--物理与电子技术学院-- 原子与分子物理吉林大学--原子与分子物理研究所-- 原子与分子物理长春理工大学--理学院-- 原子与分子物理哈尔滨工业大学--理学院-- 原子与分子物理中国科学技术大学--理学院-- 原子与分子物理复旦大学--现代物理所-- 原子与分子物理复旦大学--信息科学与工程学院-- 原子与分子物理哈尔滨师范大学--理化学院-- 原子与分子物理上海交通大学--理学院(物理系)-- 原子与分子物理安徽大学--物理与材料科学学院-- 原子与分子物理广西师范大学--物理与信息工程学院-- 原子与分子物理河南大学--物理与电子学院-- 原子与分子物理河南师范大学--物理与信息工程学院-- 原子与分子物理湖南师范大学--物理与信息科学学院-- 原子与分子物理湘潭大学--材料与光电物理学院-- 原子与分子物理中南大学--物理科学与技术学院(物理学院)-- 原子与分子物理鲁东大学--物理与电子工程学院-- 原子与分子物理曲阜师范大学--物理工程学院-- 原子与分子物理山东大学--物理与微电子学院-- 原子与分子物理山东师范大学--物理与电子科学学院-- 原子与分子物理四川大学--物理科学与技术学院-- 原子与分子物理四川大学--原子与分子物理研究所-- 原子与分子物理四川师范大学--电子工程学院-- 原子与分子物理重庆大学--数理学院-- 原子与分子物理兰州大学--核科学与技术学院-- 原子与分子物理西北师范大学--物理与电子工程学院-- 原子与分子物理陕西师范大学--物理学与信息技术学院-- 原子与分子物理西安交通大学--理学院-- 原子与分子物理华中师范大学--物理科学与技术学院-- 原子与分子物理南京航天航空大学--理学院-- 原子与分子物理浙江大学--理学院-- 原子与分子物理。
物理学专业高校排名-物理学科排名

理论物理(100)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1北京大学A+8南京大学A15北京理工大学A 2中国科学技术大学A+9上海交通大学A16山东大学A 3北京师范大学A+10南开大学A17湖南师范大学A 4复旦大学A+11清华大学A18西安交通大学A 5大连理工大学A+12兰州大学A19内蒙古大学A 6浙江大学A13中山大学A20华中师范大学A 7华中科技大学A14吉林大学AB+等(30个):宁波大学、河北师范大学、四川大学、南京师范大学、云南大学、天津大学、山西大学、武汉大学、扬州大学、西北大学、辽宁师范大学、华东师范大学、厦门大学、同济大学、广西大学、浙江师范大学、河北工业大学、广西师范大学、河南师范大学、湖南大学、北京科技大学、渤海大学、东南大学、西华师范大学、南京航空航天大学、江西师范大学、南昌大学、烟台大学、河南大学、辽宁大学B等(30个):曲阜师范大学、西南大学、深圳大学、中南大学、山西师范大学、郑州大学、安徽大学、西北师范大学、北京航空航天大学、北京工业大学、苏州大学、云南师范大学、重庆邮电大学、湖南科技大学、北京交通大学、温州大学、上海师范大学、中国人民大学、东北大学、华南师范大学、山东师范大学、中国矿业大学、重庆大学、东北师范大学、贵州大学、安徽师范大学、徐州师范大学、广州大学、四川师范大学、湘潭大学C等(20个):名单略粒子物理与原子核物理(26)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1北京大学A+3清华大学A5复旦大学A 2中国科学技术大学A4兰州大学AB+等(8个):华中师范大学、四川大学、浙江大学、北京师范大学、吉林大学、武汉大学、南京大学、哈尔滨工业大学B等(7个):上海交通大学、南开大学、山东大学、辽宁师范大学、山西大学、郑州大学、中山大学C等(6个):名单略原子与分子物理(33)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1清华大学A+3吉林大学A5大连理工大学A 2四川大学A4中国科学技术大学A6西北师范大学AB+等(10个):复旦大学、山西大学、上海交通大学、浙江大学、北京理工大学、山东大学、安徽师范大学、华中师范大学、南京大学、华东师范大学B等(10个):山东师范大学、四川师范大学、山西师范大学、河南师范大学、西安交通大学、华东理工大学、辽宁师范大学、新疆大学、辽宁大学、广西师范大学C等(7个):名单略等离子体物理(14)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1大连理工大学A+2中国科学技术大学A3浙江大学A B+等(4个):清华大学、电子科技大学、复旦大学、大连海事大学B等(4个):东华大学、河北大学、华东师范大学、武汉科技大学C等(3个):名单略凝聚态物理(116)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1南京大学A+9山东大学A17武汉大学A 2中国科学技术大学A+10兰州大学A18大连理工大学A 3复旦大学A+11上海交通大学A19湖南大学A 4北京大学A+12郑州大学A20重庆大学A 5吉林大学A+13北京科技大学A21华中科技大学A 6浙江大学A14上海大学A22南京航空航天大学A 7清华大学A15四川大学A23北京航空航天大学A 8中山大学A16北京师范大学AB+等(35个):南开大学、西北工业大学、同济大学、苏州大学、湘潭大学、北京工业大学、北京理工大学、西安交通大学、华东师范大学、哈尔滨工业大学、中南大学、燕山大学、湖南师范大学、东南大学、河南大学、河北师范大学、厦门大学、东北师范大学、电子科技大学、山西大学、华中师范大学、天津大学、北京化工大学、广西大学、大连海事大学、武汉理工大学、兰州理工大学、西北大学、浙江师范大学、中国人民大学、聊城大学、温州大学、河南师范大学、华南师范大学、暨南大学B等(34个):宁夏大学、陕西师范大学、首都师范大学、哈尔滨理工大学、宁波大学、南京师范大学、四川师范大学、西南科技大学、广州大学、内蒙古科技大学、华南理工大学、曲阜师范大学、扬州大学、西南大学、云南大学、哈尔滨师范大学、西北师范大学、东北大学、湖北大学、西南交通大学、长春理工大学、吉首大学、中国矿业大学、上海理工大学、长沙理工大学、北京交通大学、南京理工大学、三峡大学、青岛大学、天津理工大学、内蒙古大学、福建师范大学、吉林师范大学、河海大学C等(24个):名单略声学(15)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1南京大学A+2西北工业大学A3同济大学A B+等(5个):陕西师范大学、清华大学、哈尔滨工程大学、华南理工大学、吉林大学B等(5个):中国科学技术大学、北京大学、浙江大学、兰州交通大学、华东师范大学C等(2个):名单略光学(90)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1中国科学技术大学A+7浙江大学A13电子科技大学A 2北京大学A+8清华大学A14四川大学A 3哈尔滨工业大学A+9华南师范大学A15北京师范大学A 4复旦大学A+10华东师范大学A16中山大学A 5南开大学A11北京工业大学A17长春理工大学A 6华中科技大学A12山西大学A18北京交通大学AB+等(27个):吉林大学、西安电子科技大学、上海交通大学、西北大学、西安交通大学、山东大学、深圳大学、苏州大学、天津大学、南京理工大学、大连理工大学、河北大学、南京大学、武汉大学、山东师范大学、上海大学、同济大学、厦门大学、北京邮电大学、华中师范大学、东南大学、曲阜师范大学、郑州大学、福州大学、南昌大学、华南理工大学、暨南大学B等(27个):福建师范大学、首都师范大学、安徽师范大学、浙江师范大学、河南大学、浙江工业大学、安徽大学、西北工业大学、北京航空航天大学、河南师范大学、江西师范大学、昆明理工大学、兰州大学、宁波大学、聊城大学、烟台大学、燕山大学、云南师范大学、西南大学、哈尔滨工程大学、中南大学、湖南师范大学、长江大学、陕西师范大学、黑龙江大学、华侨大学、西安建筑科技大学C等(18个):名单略无线电物理(20)排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1南京大学A+3清华大学A2武汉大学A4电子科技大学AB+等(6个):西安电子科技大学、北京大学、中山大学、华东师范大学、兰州大学、四川大学B等(6个):厦门大学、浙江大学、华中师范大学、上海大学、山东大学、南开大学C等(4个):名单略。
基于核心素养的2020年高考物理全国Ⅰ卷分析

基于秸心素养的2020年高考物理全国I卷分析曾心1刘健智2(1.湖南师范大学附属中学湖南长沙410006;2.湖南师范大学物理与电子科学学院湖南长沙410081)摘要:核心素养背景下,高考物理试卷着重强调学生的知识、能力和学科核心素养,试题注重科学、技术、工程、数 学和社会的联系,注意理论联系实际.笔者以2020年高考物理全国丨卷为研究对象,分析该试卷在命题方向上所反映 的学业质量水平和学科核心素养的基本要求,为高中物理教师的教学提供有价值的建议.关键词:2〇2〇年高考;物理试卷分析;物理核心素养;教学建议《普通高中物理课程标准(2017年版)》与2003年的实验稿相比,凝练了学科核心素养并研制了学业质量水平标准,更强调学生综合运用知识解决实际问题的能力,明确了完成学业后应该达到的水平,为升学考试(高考)命题提供重要依据[1].依据课程标准的要求,高考试题的形式和考查要 求一方面要以学科核心素养进行立意,有效地考查了 学生的学科素养水T,同时,又给广大教师教学提供 了导向[2]•高考物理全国卷有较长时间的发展以及较 多地区的使用,试题的命制流程以及内容要求具有代 表性和导向性.因此,笔者以2020年高考物理全国1卷为研究对象,分析其考查的物理学科核心素养的情 况和对应的学业质量的水平层次,也为日后高中物理 教学提出宝贵的建议.1真题赏析——第18题:带电粒子在磁场中的运动我们以第丨8题为例,分析该题中所体现的物理 学科核心素养及其学业质量水平层次.一匀强磁场的磁感应强度大小为方向垂直于纸面向外,其边界如图1中虚线所示,2为半圆,ac、W 与直径d共线,ac间的距离等于半圆的半径.一束质 量为m、电荷量为<7(<? >〇)的粒子,在纸面内从C点垂 直于m射人磁场,这些粒子具有各种速率.不计粒子 之间的相互作用•在磁场中运动时间最长的粒子,其 运动时间为().»l-nm R5ttw r4iTm3-nm_ 4qB'4^B^3qB IqB知识点:带电粒子在有界磁场中的运动、位移偏图12020年高考物理全国I卷第18题图转角和圆心角的关系.1. 1核心素养分析(1) 物理观念① 物质观:带电粒子、磁场② 运动与相互作用:洛伦兹力、圆周运动(2) 科学思维① 模型建构:带电粒子在磁场中的运动路径② 科学推理:洛伦兹力提供向心力推出运动半径完整圆周运动周期r—在磁场中做圆心角为0的时间最长时间即e最大对应的时间—根据几何关系推出当飞出磁场时的位移和边界圆相切时,位移偏转角最大值为f T r,圆心角为+—最后得出结论最大时间为选C.③ 科学论证:探究粒子在磁场中运动的最长时间,也就是通过论证得出在磁场中运动的圆心角最大时就是对应最长的时间,利用基本公式和角度比例即可证明.④ 质疑创新:在全新的物理情境下对综合性的物 理问题进行分析和推理,从几何关系入手解决和处理基金项目:湖南省普通高等学校教学改革课题“STEM教育融入中学物理教学的教师行动研究”(项目编号:湘教通〔20丨8〕436 号);湖南师范大学首批教师行动研究基地项目“STEM教师行动研究作者简介:曾心(1996 -),女,湖南邵阳人,颂士,研究方向:中学物理教学研究.通讯作者:刘健智(1965 -),男,湖南邵阳人,教授,博士,研究方向:物理课程与教学,教师教育研究.物理问题时具有一定的新颖性.1.2学业水平质量分析(1)物理观念① 物质观要素,能力需达到水平2.能够形成初步 的物理观念,知道磁场与带电粒子是不同的物质存在 形式,磁场是以看不见、摸不着的场形式存在,带电粒 子以实物粒子存在.能够从物理学视角知道两种不同 物质的物理体现,应用该现象解释物理问题,例如带电粒子在磁场中的受力情况和运动情况.② 运动与相互作用要素,能力需要达到水平4.不 仅仅需要具有清晰的观念,还必须能够综合应用物理现象解决实际问题,如该题所考查的需要通过受力分 析和运动轨迹掌握粒子在磁场中的运动.出解释.③科学论证要素,能力需要达到水平4.题目通过考查最值极值问题,需要学生能够利用适当的证据对结论进行论证,证明何时何处恰好为最值.④质疑创新要素,能力需要达到水平5.因为该题是一道创新题,所以首先解题方法就不止一种,因此 学生需要从多个视角审视结论,能够采用新颖的方式去进行分析和解释.试题评价:本题考查一个带电粒子在磁场中的运动时,加人了几何有界场,需要学生具备能应对复杂的物理模型的图像分析和推理,以及数学解题能力,作为试卷单选的最后一个题目,有一定的创新性和复 杂性.(2)科学思维① 模型建构要素,能力需要达到水平4.该题并没 有将粒子的具体运动轨迹描绘出来,因此学生在自己 研究物理对象,思考物理问题的过程中将模型建构起 来,只有将模型建构出来才可进一步通过推理和论证 去解决问题.但由于该问题没有将所有条件都明确, 因此学生需要自行分析出运动范围,加大了试题 难度.②科学推理要素,能力需要达到水平5.该题综合考查了电磁学和力学,从整个试题解题思路人手,有 多种解决方案,但不论是运用哪种方法去解,学生都 需要进行综合性分析和推理,能够对推导出的答案做2基于物理学科核心素养的试卷分析学科核心素养是学科育人价值的集中体现,使学 生通过学科学习为逐渐形成的正确价值观念、必备品 格和关键能力[1].高考的内容需要根据高中课程方案 和课程标准的规定以及要求确定,主要考查“物理观 念” “科学思维” “科学探究” “科学态度与责任”,注重 围绕生产生活和科技等设计问题情境,加强学生解决问题、分析问题的能力•2. 1 数据统计我们按照第18题的分析方法,详细分析了所有 物理试题的物理学科核心素养的四个维度及其对应 的学业质量水平层次,见表1.表1 2020年高考物理全国I 卷核心素养评价统计题号(题型)知识点素养类型素养要素学业质量14(单选题)冲量、动量定理、碰撞、能量守恒定律物理观念运动与相互作用水平2能量水平2科学思维模型建构水平1科学推理水平2科学态度与责任科学本质水平2社会责任水平315(单选题)万有引力定律、天体运动物理观念运动与相互作用水平2科学思维科学推理水平3科学态度与责任科学本质水平216(单选题)圆周运动、向心力物理观念运动与相互作用水平2科学思维模型建构水平3科学推理水平2科学态度与责任科学本质水平217(单选题)电流、电容器、欧姆定律物理观念物质观水平4科学思维科学推理水平4质疑创新水平3科学探究问题水平4题号(题型)知识点素养类型素养要素学业质量18(单选题)带电粒子在磁场中的运动物理观念物质观水平2运动与相互作用水平4科学思维模型建构水平4科学推理水平5科学论证水平4质疑创新水平519(多选题)核反应方程物理观念物质观水平1科学思维物理推理水平220(多选题)重力势能、功能关系、机械能守恒物理观念运动与相互作用水平3能量水平3科学思维模型建构水平2科学推理水平4质疑创新水平321(多选题)电磁感应、左手定则物理观念运动与相互作用水平4科学思维科学推理水平5科学探究问题水平422(实验题)伏安法测电阻、内接法、外接法科学思维模型建构水平3科学推理水平4科学论证水平3质疑创新水平3科学探究问题水平3证据水平3解释水平4科学态度与责任科学本质水平323(实验题)实验验证动量定理科学思维模型建构水平2科学论证水平4证据水平4解释水平424(计算题)力与运动、速度公式、速度位移公式物理观念运动与相互作用水平3科学思维模型建构水平2科学推理水平3科学探究问题水平3解释水平325(计算题)带电粒子在电场中的运动、动能定理、动量定理物理观念物质观水平3运动与相互作用水平4能量水平4科学思维模型建构水平5科学推理水平5质疑创新水平5图2 2020年髙考物理全国I卷素养要素统计从图2可以看出,全国卷在考查学生能力时非常 注重科学思维,其比重远大于其他维度.其中在核心 素养中物理观念中呈现次数最多的是运动与相互作 用观念,科学思维中呈现最多的是科学推理能力以及 模型建构能力,科学探究更多是通过实验题和计算题 来表现,问题意识和解释能力则是考查频率最高的,在有限的试题卷中科学态度与责任的考查频率相对 来说比较低.由此可得知,高考命题时比较侧重运动 学解决问题,并注重培养学生从物理问题中抽象出理 想化模型和根据物理规律、物理公式、几何关系等解 决问题的能力.(2)学业质量水平对比为了更直观地反映学业质量在高考卷中的呈现,我们采用折线图对五级水平体现的频次进行了统计,如图3所示.业成就表现,该标准是以高中物理学科核心素养以及 表现要素为主要维度,是命题和评价的重要依据.其 中,学业质量水平2是高中毕业生应达到的合格要求,是学业水平合格性考试的命题依据,学业质量水 平4是用于高等院校招生录取的学业水平等级性考 试的命题依据.通过数据统计可以得到达到质量水平 4以上的内容占36%,由此可以看出该试卷的中难题 占比不高,说明试卷的难度系数适中,确保了试卷的 合理程度,有利于学生正常发挥.3物理教学的建议3.1 夯实知识基础,注重高频考点通过对全国卷的分析可以看出,命题时很注重基 础的掌握,今年的高考题中有不少是无需通过推理分 析出来的,比如第14题“汽车碰撞”,可以直接通过对 动量定理的理解而选择出来;再如第15题天体问题 也可以直接通过黄金代换公式计算出,这些基础的部 分对于学生来说是必须要重视并且掌握的.对于教师 而言,在知道学生备考时需要注重高考中频率较高的 知识点,可以通过加强对教材的理解来帮助学生进一 步将知识吃透.3. 2 加强新题训练,巩固解题技巧高考卷中除了基础题目和难度较高的题外,还有 一些题目是在利用解题技巧的基础上设计的创新题, 比如第17题电容器的图像、第18题的带电粒题号(题型)知识点素养类型素养要素学业质量33(选考题)分子势能、玻意耳定律物理观念物质观水平3科学思维科学推理水平3科学论证水平3科学态度与责任科学本质水平334(选考题)多普勒效应、简谐振动物理观念运动与相互作用水平3科学思维模型建构水平3科学探究解释水平4科学态度与责任科学本质水平4科学态度水平4社会责任水平42.2 统计结果分析(1)素养要素对比“学科素养”的考査要求学生能够在不同情境下,具有扎实的学科观念和宽阔的学科视野,具备运用学 科的知识与技能、思维方式方法高质量地分析问题、解决问题的综合品质[3].综合利用所学知识和技能处 理复杂任务为了更直观地反映核心素养在高考卷中 的要素呈现,我们通过采用折线图将四个维度的核心 素养对应的要素频率进行了统计,如图2所示.水平1水平2水平3水平4水平5图3 2020年髙考物理全国I卷学业质量水平统计学业质量是学生在完成本学科课程学习后的学1 11子在电场中偏转的图像等.因此,针对这类题目教师 可以带领学生多进行新题的训练,通过多角度、多方位全面地思考每一种类型的题目,将重要的常见的解 题技巧牢牢掌握,为学生遇见新题也能够沉着应对做好准备.3.3增强数学教学,提高计算能力2020年的高考实验题中出现了比较大的计算量,25题最后一个压轴题在判断粒子在磁场中运动时也 需要具备一定的几何知识才可以解题.因此在高考中,物理试题常需要用到一些数学技巧,比如二次函 数、均值不等式、几何关系等知识,所以教师应该在帮 助学生掌握物理解题技巧的方法之上,进一步帮助学 生多加强数学能力的培养,加强计算能力的训练.3.4制定学习方案,突破专项教学基于研究可以看到,高考真题的命题很稳定,按 照不同的专题进行设计,力学和电磁学占比最大,且 难点突破主要在这两大类模块,实验题也是按照这两 类模块设计,因此在进行高三强化复习时,可以针对 专项进行强化巩固,根据命题趋势和命题要点进行突破.3.5注重高考改革,紧随教育步伐自2020年起,高考试卷在全国卷的基础上加人了新高考试卷,其难度和试题的题量都有所不同,教师需要根据自己对应考查的试卷类型去有针对性地准备自己的教学内容.每年的高考内容都有所区别,都在进行着不同的变化和改革,这是我国教育的不断探索和进步,同时也对一线物理教师提出了挑战[4].教师需要对每年的高考卷进行评析,预测把握未来的命题导向,为日后的物理教学提供更明确更精准的方向.参考文献:[1] 中国人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[M].北京:人民教育出版社,2017: 5.[2] 杨思锋.基于物理学科核心素养谈如何认识近几年全 国统考物理高考试题[〗].物理教师,2020,41 (05) :77 -79.[3]何松,鲍明丽.新高考评价体系下物理等级考的试卷 特征[J].物理教学,2020,42(05) :66 - 70.[4] 冯立峰,姚秀伟,闫梅,赵振宇.高考中电磁学试题的 知识点分布统计分析——以2014—2019年高考全国II卷为例 [J]•物理教学,2020,42(05) :71 -73 +70.(收稿日期:2021 -02 -13)由一道运用此似处理方法的高考题引发的思考周攀1陈继红2蔡钳3曹卫东4(1•广州执信中学广东广州510080; 2.广州市教育研究院广东广州510030;3.广东仲元中学广东广州511000;4.广州大学附属中学广东广州511436)摘要:受数学知识所限,对于加速度随时间均勾减小、加速度随位移均勾减小等变加速直线运动的问题,高中阶 段很难定量求解.本文讨论以上两种变加速直线运动的定量解法,并通过比较探讨近似解法的合理性.关键词:变加速直线运动;面积法;近似处理;高考试题;广州一模2019年全国高考III卷第25题是关于汽车行驶 的问题,其中,当汽车刹车时阻力随时间均匀变化,导 致了这段时间的加速度也发生线性变化.题目要求解 出这段时间汽车行驶的距离,这明显超出高中生的能 力范围,因此题目做了近似处理,下面将探讨这个近 似处理的合理性.原题1一质量为m= 2000k g的汽车以某一速度 在平直公路上匀速行驶.行驶过程中,司机忽然发现 前方100 m处有一警示牌.立即刹车.刹车过程中,汽 车所受阻力大小随时间变化可简化为图1(a)中的图线.图(a)中,〇~«,时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),《, =〇.8S;t,时间段为刹车系统的启动时间,《2 =1.3s;从<2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止,已知从G时刻开始,汽车第Is内的位移为24m,第4s内的位移为lm.(1) 在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹 车系统稳定工作后汽车运动的〃-«图线;(2) 求<2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;作者简介:周攀(1991 -),男,江西人,硕士,中学一级教师,研究方向:高中物理教学.。
基于变分模态分解与多尺度排列熵的生物组织变性识别

基于变分模态分解与多尺度排列熵的生物组织变性识别刘备;胡伟鹏;邹孝;丁亚军;钱盛友【摘要】根据高强度聚焦超声(HIFU)治疗中超声散射回波信号的特点,本文利用变分模态分解(VMD)与多尺度排列熵(MPE)对生物组织变性识别进行了研究.首先对生物组织中的超声散射回波信号进行变分模态分解,根据各阶模态的功率谱信息熵值分离出噪声分量和有用分量;对分离出的有用信号进行重构并提取其多尺度排列熵;然后通过Gustafson-Kessel(GK)模糊聚类确定聚类中心,采用欧氏贴近度与择近原则对生物组织进行变性识别.将所提方法应用于HIFU治疗中超声散射回波信号实验数据,用遗传算法对多尺度排列熵的参数优化后,对293例未变性组织和变性组织的超声散射回波信号数据进行了多尺度排列熵分析,发现变性组织的超声散射回波信号的多尺度排列熵值要高于未变性组织;多尺度排列熵可以较好地识别生物组织是否变性.相对于EMD-MPE-GK模糊聚类以及VMD-小波熵(WE)-GK模糊聚类变性识别方法,本文所提方法中变性与未变性组织特征交叠区域数据点更少,聚类效果和分类性能更好;本实验环境下生物组织变性识别结果表明,该方法的识别率更高,高达93.81%.【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2019(068)002【总页数】9页(P253-261)【关键词】高强度聚焦超声;变分模态分解;功率谱信息熵;多尺度排列熵【作者】刘备;胡伟鹏;邹孝;丁亚军;钱盛友【作者单位】湖南师范大学物理与电子科学学院,长沙 410081;湖南师范大学物理与电子科学学院,长沙 410081;湖南师范大学物理与电子科学学院,长沙 410081;湖南师范大学物理与电子科学学院,长沙 410081;湖南师范大学物理与电子科学学院,长沙 410081【正文语种】中文1 引言高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound, HIFU)治疗是一种新的无创肿瘤治疗技术. 它通过聚焦方式将声能聚集于治疗靶区, 使靶区产生高温, 从而使病变组织细胞内的蛋白质发生固化、变性和坏死, 同时又不损伤靶区之外的正常组织. 通过监测生物组织的变性情况, 能掌握HIFU的治疗效果, 对确保HIFU治疗的安全高效有重要意义[1-3]. 迄今为止, 超声领域的研究人员从多个方面对所取得的超声信号进行研究, 期望提取出能准确反映组织损伤变性的特征参数, 如回波能量、声衰减系数、频率偏移、声速和熵等[4-8]. 当组织温度升高到65 ℃以上时, 背散射信号能量会发生显著变化[4-9]. Seip和Ebbini[10]采用回波信号的能量特征来检测组织损伤变性, 实验结果表明,信号能量识别准确率达到82%. 在文献[11]中, 生物组织的超声衰减系数特征被用于估计组织损伤区域的温度. 盛磊等[6]利用频率偏移等特征参数检测HIFU导致的组织凝固性坏死. 声速可以非侵入式地估计组织温度, 但是声速受非线性以及热膨胀的影响, 导致通过声速变化测量体内温度的准确性大大降低[7-12]. 明文等[8]采用超声散射回波信号的小波熵(wavelet entropy, WE)特征对HUFU治疗过程中的组织损伤变性进行评价研究, 同时对组织样本进行损伤级归类. 但到目前为止, 将超声回波信号的多尺度排列熵(multi-scale permutation entropy, MPE)特征用于生物组织变性识别是否有效的研究还未见报道.经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)是将一个时间序列信号分解成一组有限的本征模态函数[13], 并且文献[14]已经将其应用至从人体获得的超声回波信号, 然而, EMD存在端点效应、模态混叠问题[15]. 为了解决上述问题,Dragomiretskiy和Zosso[15]提出一种新的变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)方法, 能较好地抑制信号EMD过程中的端点效应和模态混叠现象, 对噪声具有更强的鲁棒性.从非线性角度分析生物组织中获取的信号, 生物组织的损伤变性会导致信号的复杂度不同. 目前非线性分析算法可以通过其熵值有效地分析信号的复杂度, 例如尺度熵、近似熵、多尺度熵等[16-18].排列熵作为一种非线性分析算法, 具有计算简单、抗噪能力强、鲁棒性强的优点, 因此被广泛应用于时间序列的复杂性分析中[19]. 多尺度排列熵将多尺度和排列熵结合起来, 可以更加有效地分析序列信息[20,21]. 本文从非线性角度分析生物组织中的超声散射回波信号, 利用多尺度排列熵算法研究未变性生物组织和变性生物组织超声散射回波信号的差异, 为HIFU治疗诊断提供有效的依据和帮助. 然而, 若MPE算法中嵌入维数和尺度因子参数设置不合理, 将导致算法无法达到最佳的处理效果. 同时, 由于生物组织从未变性状态到变性状态的演变是一个渐变的过程[22], 因此提取的组织变性特征具有一定的模糊性, GK模糊聚类算法为解决这类问题提供了一条有效途径[23].本文结合VMD与MPE算法的优点, 对生物组织变性的特征进行提取, 同时采用遗传算法确定多尺度排列熵尺度因子参数, 讨论了本实验环境下多尺度排列熵的最佳嵌入维数; 并用GK模糊聚类算法实现了生物组织变性的识别分类.2 原理与方法2.1 VMD理论VMD是一种基于维纳滤波, 希尔伯特变换和外差解调的新型多分量信号分解算法.VMD可以将一个实际信号 f(t) 分解成 K个离散的模态µk(k=1,2,3,···,K), 与EMD 算法不同, µk在频域中的带宽都具有特定的稀疏属性, 是调幅调频(AM-FM)信号, 可以有效地抑制EMD中出现的模态混叠现象. 每个µk紧凑围绕相应的中心频率,并且其带宽通过高斯平滑解调获得. VMD处理过程中的约束变分问题为式中ωK}分别为分解的 K个模态及其对应中心频率的集合. 同时引入二次惩罚参数α和拉格朗日乘法算子λ(t) 来求解(1)式的约束变分问题. 增广拉格朗日函数为用交替方向乘数法得到(2)式的鞍点, 并在频域内迭代更新µk, ωk及λ.VMD将信号分解为 K个模态分量的具体步骤如下:1) 初始化2) µk和ωk分别由(3)式和(4)式迭代更新:3) 根据(5)式更新λ:4) 重复步骤 2)和 3), 直至满足迭代终止条件式中ε为判别精度, ε>0 ;5) 输出结果, 得到 K个模态分量.2.2 功率谱信息熵基于功率谱信息熵判断各模态分量为有效超声散射回波信号还是噪声以及无效超声散射回波信号的方法流程如下.1) 计算各模态的功率谱, 并对幅值进行归一化.2) 根据归一化后功率谱的最大值和最小值,得出功率谱的变化范围. 对功率谱的变化范围进行分段. 例如, 若信号归一化后功率谱幅值的变化范围是0—1, 分成10段, 那么幅值范围为0—0.1为第一段, 0.1—0.2为第二段, 依次类推.3) 统计每一段在功率谱幅值中出现的次数,并求出该段在整个数据点中出现的概率.4) 按照(7)式求解信息熵, 并根据熵值判断该模态是否为噪声分量或无效超声散射信号:H(x)为功率谱信息熵, 其中 pi表示功率谱分段后第 i段所对应的概率, M表示总共的分段数.2.3 多尺度排列熵多尺度排列熵是在排列熵基础上的改进, 基本思想是将时间序列进行多尺度粗粒化,然后计算其排列熵. 计算具体步骤如下.1) 对序列长度为 N的时间序列X={xi,i=1,2,···,N}进行粗粒化处理, 得到粗粒化序列y(s)j得到粗粒化序列式中s为尺度因子; [N/s]表示对N/s取整.2) 对 y(s) 进行时间重构得到其中 m为嵌入维数, τ为延迟时间; l为第 l个重构分量, l=1,2,···,N-(m-1)τ.3) 将时间重构序列按升序排列, 可得到符号序列其中,r=1,2,···,R,且R≤m! . 计算每一种符号序列出现的概率 Pr.4) 根据(10)式计算每个粗粒化序列的排列熵, 由此得到时间序列在多尺度下的排列熵.当 Pr=1/m! 时 , Hp(m) 达到最大值 l n(m!) ; 通常将多尺度排列熵值 Hp(m) 进行归一化处理, 即式中为归一化处理后的排列熵值. 在上述多尺度排列熵算法中, 尺度因子s的取值对熵值影响较大. 若s取值过大, 将有可能造成信号之间的复杂度差异被抹除, 故尺度因子的取值选取很重要. 本文选用多尺度排列熵偏度的平方函数作为遗传算法的目标函数来优化尺度因子参数, 求其最小值. 将时间序列 X所有尺度下的排列熵组成序列通过(12)式计算偏度 S Ke ,为序列HpX(m) 的均值,为序列的标准差, E(·) 为数学期望, 适应度函数为2.4 GK聚类与变性识别GK模糊聚类算法是利用协方差矩阵能自适应动态度量的模糊聚类算法, 假设输入数据为 GK模糊聚类的目标函数为式中θ≥1 为模糊指数, 模糊指数会影响聚类效果,其值太大会导致各类之间相互重叠; Dij为第 j个样本与第 i类聚类中心的马氏距离, Di2j是一个平方内积范数.式中为正定对称矩阵, 由聚类协方差矩阵 Fi决定. 同时GK模糊聚类的聚类中心和隶属度矩阵 U=[uij] 可c×n通过最小化目标函数求得, 其中c为聚类中心的数目, n 为样本个数, νi(i=1,2,···,c) 为第 i个聚类中心, uij表示 j个元素属于第 i类隶属度, 且满足利用拉格朗日乘法对目标函数进行优化, 使(14)式取得极小值, 其必要条件为GK模糊聚类算法的具体步骤如下:1) 确定聚类中心数目 c以及模糊指数θ, 根据(16)式对隶属度矩阵 U进行初始化, 通过(18)式计算聚类中心νi;2) 计算协方差矩阵Fi由协方差矩阵 Fi求出正定对称矩阵 Zi, 之后根据(15)式计算出平方内积范数利用得到的平方内积范数根据(17)式更新隶属度矩阵 U,若不满足则增加迭代次数,若满足判断式, 则终止迭代运算.GK模糊聚类的聚类效果可用划分系数和Xie-Beni (XB)指数进行检验.划分系数为Xie-Beni指数为式中δ为类的平均方差, dmin 是类间最短模糊距离;对于聚类效果评价, 其中PC 越接近1, 代表划分越清晰, 反之划分越模糊; XB越小, 代表类间分离的聚类就越好. 本文采用欧氏贴进度和择近原则实现组织变性模式识别. 贴近度越大, 代表两个模糊子集的相近程度越大. 对于待识别样本模糊子集A、标准聚类中心模糊子集B, 其计算如下:式中分别为样本 ui对模糊子集A和B的隶属度函数; n为待识别样本个数. 根据择近原则, 通过计算待识别样本与标准聚类中心的欧氏贴近度大小判别生物组织是否变性, 若待识别样本与变性组织标准聚类中心欧氏贴近度最大, 即识别为变性组织; 若待识别样本与未变性组织标准聚类中心欧氏贴近度最大, 即识别为未变性组织.最后与实际生物组织切片损伤变性结果对比, 得出变性识别率.3 模拟仿真及应用实例3.1 信号分解与去噪为研究EMD与VMD算法对噪声的鲁棒性,对含噪仿真信号进行分析, 所采用的仿真信号表达式为cos(2π ·288t)+η, 其中η为高斯白噪声, 标准偏差取0.1. 仿真信号及各对应成分如图1所示.图1 仿真信号及其对应非噪声成分的时域图 (a)加入噪声的仿真信号时域图; (b)对应非噪声成分的时域图Fig.1. Time-domain diagram of the simulated signal and its non-noise components: (a) Time-domain diagram of the simulated signal with added noise; (b) time-domain diagram corresponding to non-noise components.图2为加入噪声的仿真信号经EMD和VMD处理后的结果. 由图2(b)可以明显看出, 随着EMD分解层数增多, 分解结果出现严重失真, 产生虚假分量, 即模态混叠现象. 而根据图2(a)的VMD结果, 发现分解得到的前三个单频模态分量与原信号对应各成分比较一致, 说明VMD可以较好地解决信号分解过程中的模态混叠现象, VMD对噪声具有较强的鲁棒性.图3(a)为实验获得的超声回波信号. 实验中用HIFU辐照新鲜离体猪肉组织来改变其特性, 通过B超监控来获取超声回波信号, 并经数字示波器(Model MDO3032; Tektronix)转化为数字信号后进行保存. B超探头的中心频率为3.5 MHz. 预先设定VMD算法中的分解模态的个数K= 5, 超声回波信号经VMD算法分解后, 不同K 值下各模态分量如图3(b)所示.图2 VMD与EMD的结果 (a)VMD方法; (b)EMD方法Fig.2. Results of VMD and EMD: (a) VMD method; (b) EMD method.图3 实际超声回波信号与VMD结果 (a)实际超声回波信号; (b)超声回波信号VMD结果Fig.3. Actual ultrasonic echo signals and their VMD results: (a) Actual ultrasonic echo signals; (b) VMD results of ultrasonic echo signals. 对于每个模态分量, 其对应的功率谱信息熵值越小, 就表示是噪声分量或无效超声散射回波分量的概率越大, 反之就认为其中含有用超声散射回波分量概率越大. 在本实验环境下得到的超声散射回波信号经过VMD算法分解得到各阶模态分量, 计算各模态的功率谱, 利用2.2节的方法得出各模态的功率谱信息熵. 实验发现各模态分量的功率谱幅值分段数为16—21时, 噪声分量、无效超声散射回波模态分量与有用超声散射回波模态分量区分效果最佳. 对于本实验环境下的293例超声回波数据经过VMD得到的各阶模态分量, 其中噪声分量和无效超声散射回波信号模态分量的功率谱信息熵在0.028—0.055之间; 如果模态分量中含有明显的散射信号波形, 其功率谱信息熵在0.13—0.35之间. 上述两类模态分量功率谱信息熵值的差异, 可以较好地区分噪声分量、无效超声散射回波模态分量和有用超声散射回波模态分量.3.2 多尺度排列熵的计算通过筛选功率谱信息熵值在0.13—0.35的模态分量对信号进行重构, 对重构后的信号进行参数优化后的MPE分析, 利用遗传算法来优化尺度因子s. 参数设置为: 最大进化代数为100; 种群最大数量为20; 交叉概率为0.4; 变异概率为0.09; 超声回波信号的截取点数为675, 一般来说, 嵌入维数m通常取3—8, 延迟时间τ=2 . 对重构后的超声散射回波信号进行尺度因子参数优化, 取整后得到多尺度排列熵算法的尺度因子优化参数. 三组样本的MPE参数优化结果: 第一组和第二组样本的MPE分析中, 尺度因子参数为12; 第三组样本的MPE分析中, 尺度因子参数为13. 每组样本包括总共15例超声回波信号数据,其中未变性状态8例, 变性状态7例. 图4为嵌入维数m分别取3, 5和7时样本1的MPE随尺度因子的变化情况.从图4可以明显看出, 嵌入维数m= 3和5时, 变性组织与未变性组织各尺度因子下的MPE值有较多交叠, 此时MPE不能较好地区分变性组织和未变性组织; 而嵌入维数m= 7时, 变性组织和未变性组织的MPE值有明显区别, 变性组织的多尺度排列熵值要明显高于未变性组织的熵值. 表1为嵌入维数为7时, 三组样本中变性与未变性组织的各尺度排列熵平均值.图4 不同嵌入维数时变性与未变性情况的MPE分布 (a) m= 3; (b) m= 5; (c) m= 7Fig.4. MPE distribution of denatured and undenatured cases with different embedding dimension: (a) m= 3; (b) m= 5; (c) m= 7.表1 三组样本在嵌入维数m= 7时各尺度下排列熵平均值Table 1. The average entropy of the three samples at each scale when the embedding dimension m= 7.样本2 样本3 未变性变性未变性变性1 0.7068 0.73960.7085 0.7408 0.7028 0.7366 2 0.6504 0.7163 0.6491 0.7013 0.6449 0.6958 3 0.6200 0.6855 0.6194 0.6718 0.6145 0.6715 4 0.5836 0.6498 0.58390.6361 0.5781 0.6378 5 0.5569 0.6241 0.5575 0.6176 0.5530 0.6151 60.5328 0.5994 0.5329 0.5962 0.5273 0.5934 7 0.5142 0.5780 0.5130 0.5771 0.5087 0.5776 8 0.4954 0.5609 0.4958 0.5618 0.4908 0.5602 9 0.47920.5458 0.4796 0.5453 0.4737 0.5418 10 0.4657 0.5313 0.4646 0.5325 0.4622 0.5320 11 0.4536 0.5152 0.4506 0.5246 0.4471 0.5173 12 0.4384 0.5139 0.4379 0.5188 0.4350 0.5059 13 0.4364 0.4626 0.4367 0.4686 0.4289 0.5042 由表1可见, 嵌入维数为7时, 尺度因子改变,同一样本的MPE值发生变化; 尺度因子越大,MPE值越小, 且在不同尺度因子下, 变性组织的MPE值均高于未变性组织的MPE值. 另外, 尺度因子为12时, 第一组样本与第二组样本变性状态与未变性状态的MPE平均熵值差别较大, 与本文尺度因子参数优化结果相符合; 三组样本的MPE值随尺度因子的变化趋势类似. 后续研究中,延迟时间τ为2, 嵌入维数m取为7, 综合考虑优化结果选取尺度因子s为12. 通过以上分析可以发现, MPE特征可以作为识别生物组织是否变性的一个重要特征参数.3.3 GK聚类与生物组织变性识别图5 不同聚类方法对未变性与变性生物组织超声散射回波信号的聚类效果 (a) EMD-MPE-GK; (b) VMD-WE-GK;(c) VMD-MPE-GKFig.5. Clustering effect on ultrasonic scattering echo signals of undenatured and denatured biological tissues through different clustering methods: (a) EMD-MPE-GK; (b) VMD-WE-GK; (c) VMD-MPE-GK.表2 变性与未变性组织识别结果Table 2. Recognition results of denatured and undenatured tissues.VMD-MPE-GK 0.8119 4.498 93.81 EMD-MPE-GK 0.8088 11.589 87.44 VMD-WE-GK 0.790 14.878 85.29取超声散射回波信号的重构后信号293例数据, 构成20组样本. 随机选取其中150例数据(共10组样本)作为已知样本, 后143例数据(10组样本)作为待识别样本, 选取各自的参数优化后的MPE值作为特征参量. 提取的特征向量经过GK模糊聚类算法处理后, 结合择近原则计算欧氏贴近度, 从而实现生物组织变性的模式识别. 为进一步验证所提方法的有效性, 分别采用EMD-MPE方法以及文献[8]报道的WE分析(VMD-WE)方法提取特征参量, 最后采用GK模糊聚类对生物组织变性分类识别, 图5分别为利用EMD-MPE,VMD-WE和VMD-MPE提取组织超声散射回波信号多尺度排列熵的特征向量、经GK模糊聚类后的二维空间分布以及二维等高线. 计算可得出各种方法的聚类PC, XB以及变性识别率, 识别结果见表2. 由图5可以看出, 带有组织变性与未变性特征的超声散射回波信号经本文方法处理后, 多尺度排列熵特征参量按照变性与未变性基本分布在2个聚类中心的周围, 并且不同类型之间区分较为明显, 相较于EMD-MPE-GK聚类和VMD-WEGK聚类方法, 本文方法变性与未变性特征二维空间交叠区域数据点更少, 而且隶属度等高线区分变性组织与未变性组织的误识别数据点更少, 类内变性MPE特征更紧密, 分类效果更理想, 这说明基于VMD, MPE和GK模糊聚类的算法对生物组织是否变性具有较好的分类识别效果.由表2可知, 对比VMD-MPE-GK聚类方法与EMD-MPE-GK聚类方法的识别结果, VMD分解重构信号的XB更小, PC与变性识别率高于EMD分解重构信号; 对比VMD-MPE-GK聚类方法与VMD-WE-GK聚类方法的识别结果, MPE的聚类效果优于WE, 且变性识别率更高. 基于VMD, MPE和GK模糊聚类的生物组织变性识别方法能够较准确地识别生物组织是否变性, 变性识别率高达93.81%, 且本文所提方法相较于EMDMPE-GK聚类和VMD-WE-GK聚类方法, PC系数更接近1, XB指数更小, 从而证明了所提方法对生物组织变性识别分类的优越性.4 结论本文针对HIFU治疗中超声散射回波信号的特点, 利用VMD与MPE对生物组织变性识别进行了研究, 得出以下结论.1) VMD能够有效分解出包含生物组织变性信息的超声散射回波信号模态分量; 利用参数优化后的多尺度排列熵对重构后的超声散射回波信号进行特征提取, 结果表明, 选取延迟时间为2, 嵌入维数为7, 尺度因子为12时, 变性生物组织超声散射回波信号的多尺度排列熵值要高于未变性生物组织的熵值, 多尺度排列熵可以较好地区分未变性组织和变性组织.2) 利用多尺度排列熵对VMD去噪后超声信号进行特征提取, 并结合GK模糊聚类和欧氏贴近度进行变性识别; 与EMD-MPE-GK聚类和VMDWE-GK聚类方法相比, 本文方法的聚类效果和变性识别率结果证明了所提方法的分类性能更好, 变性识别率更高, 可用于HIFU治疗中生物组织变性识别.参考文献【相关文献】[1] Cranston D 2015 Ultrason. Sonochem.27 654[2] Ellens N, Hynynen K 2015 Med. Phys.42 4896[3] Bailey M, Khokhlova V, Sapozhnikov O, Kargl S, Crum L 2003 Acoust.Phys.49 369[4] Worthington A E, Tranchtenberg J, Sherar M D 2002 Ultrasound Med. Biol.10 1311[5] Damianou C A, Sanghvi N T, Fry F J, Maass-Moreno R 1997 J. Acoust. Soc. Am.102 628[6] Sheng L, Zhou Z H, Wu S C, Ding Q Y, Zeng Y 2014 Journal of Beijing Polytechnic University40 139 (in Chinese) [盛磊,周著黄, 吴水才, 丁琪瑛, 曾毅 2014 北京工业大学学报 40 139][7] Bamber J C, Hill C R 1979 Ultrasound Med. Biol.5 149[8] Ming W, Tan Q L, Qian S Y, Zou X, Liao Z Y 2015 Journal of Test and Measurement Technology5 404 (in Chinese) [明文, 谭乔来, 钱盛友, 邹孝, 廖志远 2015 测试技术学报 5 404][9] Arthur R M, Straube W L, Starman J D, Moros E G 2003 Med. Phys.30 1021[10] Seip R, Ebbini E S 1995 IEEE Trans. Biomed. Eng.42 828[11] Parker K J 1983 Ultrasound Med. Biol.9 363[12] Bloch S, Bailey M R, Crum L A, Kaczkowski P J, Keilman G W, Mourad P D 1998 J. Acoust. Soc. Am.103 2868[13] Wu Z H, Huang N E, Chen X Y 2009 Adv. Adapt. Data Anal.1 1[14] Zhou Y T, Wang Y Y 2010 Acta Acustica5 495 (in Chinese)[周彦婷, 汪源源 2010 声学学报 5 495][15] Dragomiretskiy K, Zosso D 2014 IEEE Trans. Signal Process.62 531[16] Li J, Ning X 2006 Phys. Rev. E73 88[17] Yang X J, Yang Y, Li H Z, Zhong N 2016 Acta Phys. Sin.65 218701 (in Chinese) [杨孝敬, 杨阳, 李淮周, 钟宁 2016 物理学报 65 218701][18] Yan B G, Zhao T T 2011 Acta Phys. Sin.60 078701 (in Chinese) [严碧歌, 赵婷婷 2011 物理学报 60 078701][19] Bandt C, Pompe B 2002 Phys. Rev. Lett.88 174102[20] Gao Y, Villecco F, Li M, Song W 2017 Entropy19 176[21] Yao W P, Liu T B, Dai J F, Wang J 2014 Acta Phys. Sin.63 078704 (in Chinese) [姚文坡, 刘铁兵, 戴加飞, 王俊 2014 物理学报 63 078704][22] Rahimian S,Tavakkoli J 2013 J. Ther. Ultrasound1 1[23] Davari A, Marhaban M H, Noor S, Karimadini M,Karimoddini A 2010 Fuzzy Sets Syst.163 45。
电子竞技大赛初赛题库

湖南师范大学物理与信息科学学院电子竞技大赛初赛题库选择题1.功率放大电路的最大输出功率是指在大体不失真情形下,负载上可能取得的最大交流功率。
( × )2.二极管稳压电路一样由稳压二极管(反向接法)和负载并联而取得。
( √ )3.由于放大的对象是转变量,因此当输入信号为直流信号时,任何放大电路的输出都毫无转变。
( × )沟道型场效应管中的载流子是电子和空穴。
( × )5.通用型集成运放的输入级采纳差动放大电路,这是因为它的电压放大倍数大。
( × )6.已知元件的复阻抗为Z=(3+j4),那么可判定该元件为电阻性。
( × )7.三极管工作在放大区的条件是外加直流电源的极性应使三极管发射结正向偏置,集电极反向偏置。
( √ )8.功率放大电路的要紧任务是向负载提供足够大的输出功率,因此采纳微变等效法来分析。
( × )9.甲乙类互补对称电路与乙类互补对称电路相较,要紧优势是交越失真小。
( √ )10.供电电路采取提高功率因数方法的目的在于减少电源向用电设备提供的视在功率。
(√)11.内部自由电子数量和空穴数量相等的半导体是P型半导体。
( × )12.假设放大电路的放大倍数为负,那么引入的反馈必然是负反馈。
( × )13.要求提高放大电路的带负载能力,同时减小对信号源索取的电流,应引入电压并联负反馈。
( × )桥式正弦波振荡电路由两部份电路组成,即RC串并联选频网络和反相较例运算电路。
( × )。
2020申请入党积极分子培养考察情况登记表(填写规范)

党支部委员会意见
入党积极分子积极培养考察
党支部书记(签名): 2019 年 5 月 11 日
党支部委员会意见
党支部书记(签名): 2019 年 5 月 11 日
入党积极分子积极培养考察
中共湖南省委教育工作委员会制
培养人(签名): 年月日
培养、考察情况
入党积极分子积极培养考察
XXX 同学较前段有更大的进步,这段时间内该同学 积极向党组织靠拢,积极表现,有意识地培养自己作为一 名共产党员应有的基本素质,继续加强理论方面的学习, 在实践中不断完善与超越自我,在学习与生活中,全面学 习平衡提高,继续发扬自身的优点,团结同学,共同进步, 希望能持之以恒。
培养人(签名): 2021 年 5 月 11 日
参加党校培训情况
入党积极分子积极培养考察
XXX 同志参加在贵州师范学院党校第 33 期入党积极 分子培训班学习,学完规定的培训内容,成绩合格,顺利 结业。
年 月日 主要社会关系政治审查情况
支部书记(签名): 年月日
征求党内外群众意见情况
入党积极分子积极培养考察
证明人:XXX
2015 年 8 月~2018 年 6 月 湖南常德市第一中学
本人简历
证明人:XXX
确定为培养对象的意见
入党积极分子积极培养考察
该同志自递交入党申请书以来表现好,学习刻苦努力,有 明确的学习目标,成绩优秀,生活朴素,待人诚恳,作为班级 学习委员,能够联系群众,本着全心全意为人民服务的宗旨, 热心助人,在同学当中树立了良好的榜样。积极主动参加班级、 学院、学校组织的各项活动,同时参与校外的社会实践活动。 政治思想觉悟高,经支部讨确定 XXX 同志为培养对象。
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湖南师范大学学术型博士研究生培养方案(2017年版)学科名称:物理学(学科代码:0702)
一、学科简介
物理学是研究物质的结构、相互作用和运动规律以及它们的各种实际应用的科学。
物理学的发展,一方面加深人们对物质、时间和空间本质的认识,揭示微观到宇观尺度内物质运动规律;另一方面孕育新学科,为现代科学技术提供新思路和新方法。
湖南师范大学物理学科2000年获得理论物理博士学位授予权,2003年获得凝聚态物理硕士学位授予权,2006年获得物理学一级学科博士学位授予权,拥有物理学博士后流动站。
理论物理学科是国家重点学科和国家“211工程”重点学科以及湖南省优势特色学科,物理学一级学科是湖南省重点学科,拥有低维量子结构与调控教育部重点实验室,2012年进入美国基本科学指标(ESI)国际学科排名前1%行列。
学科还拥有量子效应及其应用教育部“长江学者与创新团队发展计划”创新团队,大学物理国家级教学团队,“量子效应及其应用”湖南省2011协同创新中心。
学科拥有一支理论基础扎实、具有理论物理学科特色、年富力强的创新人才队伍,其中包括国家杰出青年基金获得者3人,国家有突出贡献的专家1人,享受国务院政府特殊津贴专家6人,国家优秀青年基金获得者2人,教育部跨/新世纪人才6人,湖南省芙蓉学者特聘教授3人,全国百篇优秀博士论文导师和获得者3人,省杰出青年基金获得者10人。
近五年来,湖南师范大学物理学科承担“973”课题及子课题2项、国家自然科学基金43项、省部级项目41项、其他课题17项,课题总经费4254万元,此外还有各级重点学科经费2700余万元。
发表学术论文456篇,被SCI收录论文395篇,其中在Science 发表论文1篇,Phys. Rev.系列及影响因子大于4.0的119篇,出版学术专著4部,获得国家授权发明专利4项,获得湖南省科学技术进步奖一等奖1项,湖南省自然科学奖一等奖1项。
该学科现已具备了进行高水平物理学研究的科技平台和培养高水平人才的条件。
二、培养目标
培养符合国家社会主义现代化建设需要、坚持马克思主义的基本原理、热爱
祖国、遵纪守法、具有良好道德品质和身体素质、具有献身科学教育事业和团结协作精神、追求真理、实事求是、学风严谨、在工作中具有开拓精神和创造能力的物理学专门人才。
掌握坚实、宽广的物理学基础和系统、深入的物理学专业知识,全面了解主攻方向及相关领域的前沿发展动向,具有独立从事科学研究工作的能力,并在科学上做出创造性的成果。
至少掌握一门外国语,能熟练地阅读本专业的外文资料,并具有一定的写作能力和国际学术交流能力。
三、研究方向及简介
1.量子光学与量子信息. 该方向主要研究光场的统计性质、原子的相干特性、光与物质相互作用的量子特性、激光场中原子的运动以及激光致冷、冷原子系统、玻色-爱因斯坦凝聚体系统、腔光力学、微纳光子器件、开放量子系统等;以及量子计算、量子通信、量子纠缠、量子关联、量子熵动力学、量子成像、量子高精密测量、超导量子计算等量子信息领域中的相关问题。
该方向现有指导教师10人,其中博士生导师8人,国家杰出青年基金获得者1人,国家有突出贡献中青年科技专家1人、享受国务院政府特殊津贴专家1人、“芙蓉学者”特聘教授1人,中科院“百人计划”获得者2人,国家自然科学优秀青年基金获得者1人,湖南省“青年百人计划”获得者1人,2人入选教育部新世纪人才计划、3人获得湖南省杰出青年基金项目。
该方向近五年主持“973”计划子项目3个,主持国家自然科学基金重大研究计划2项、面上项目12项、省部级项目10余项,多人次参与国家“973”项目和国家重点项目研究。
发表SCI论文80余篇,其中包括Phys. Rev. Lett. 等国际顶级物理杂志上发表10余篇。
获得教育部提名国家科技进步奖二等奖和湖南省自然科学奖一等奖等奖励。
2.凝聚态物理.该方向主要研究凝聚态物质的微观结构、粒子间相互作用、运动规律及其物理性质与应用。
该学科方向现有指导教师14人,其中博士生导师5人,国家科技创新推进计划“中青年科技领军人才”1人,“洪堡学者”1人,“潇湘学者”特聘教授3人,教育部新世纪人才计划入选者2人,湖南省杰出青年基金获得者3人,湖湘青年科技创新人才1人。
近五年主持国家重点研发计划课题1项,国家自然科学基金重大研究计划集成项目1项、培育项目2项、面上项目12
项,省部级项目10余项。
在国际主流学术期刊上发表论文110余篇,获得国家发明专利授权2项,包括Science, Chem. Rev., Appl. Phys. Lett., Adv. Funct. Mater., J. Phys. Chem. C等国际主流学术期刊上发表SCI论文50余篇,被引用1000余次。
获得广东省科学技术一等奖等奖励。
3.引力与宇宙学. 该方向主要研究引力理论、量子理论、热力学和统计物理等诸多学科交叉领域中的一些基本物理问题。
现有教授5人、副教授5人,其中享受国务院政府特殊津贴专家1人,全国百篇优秀博士论文作者1人,教育部新世纪人才1人,“芙蓉学者”特聘教授1人,湖南省“121”人才工程第一层次人选1人,湖南省杰出青年基金获得者1人。
近五年主持国家自然科学基金面上项目13项、省部级项目10余项,多人次参与国家“973”项目、国家自然科学基金重大项目和重点项目研究。
发表SCI论文154余篇,其中在影响因子
4.0以上杂志上发表90余篇,被30多个国家的百余名同行SCI论文他引千余篇次。
先后获得“国际引力研究荣誉奖”、全国百篇优秀博士学位论文奖和湖南省科技进步二等奖励。
4. 量子场与粒子物理。
该方向研究弯曲时空的场量子化和量子效应,暗能量与宇宙加速膨胀等基本问题;基于量子场论,研究粒子物理与原子核物理中的一些基本问题。
该方向有专任教师14 人,其中高级职称人员10人,正高职称人员4,博士生导师4人。
学术骨干中有教育部长江学者创新团队带头人1人,教育部新世纪人才计划1人,享受国务院政府特殊津贴专家1人,全国百篇优秀博士论文指导教师1人,湖南省省杰出青年基金获得者2人。
近五年主持国家自然科学基金重大项目1项,重点项目1项,面上项目4项,青年项目3项。
在Phys. Rev. 系列在内以及影响因子 4.0以上杂志上发表80余篇。
先后获湖南省科技进步一等奖和全国百篇优秀博士学位论文等奖励。
四、学制与学习年限
学制为3年。
博士研究生原则上不得申请提前毕业;在学制规定的基本年限内,未能完成全部学业,可适当延长学习年限,但在校最长学习年限不得超过6年(不含休学时间)。
五、培养方式
1. 导师负责与集体培养相结合
导师既要发挥对研究生的学科前沿引导、科研方法指导、学术规范教导作用,也要发挥对研究生思想品德和科学伦理的教育作用。
导师应为在学研究生的学术不端行为承担相应责任。
与此同时,研究方向相同或相近的多名老师形成导师团,集体指导博士生课题研究,实行协同培养。
2. 课程学习与科学研究相结合
博士生参加指导教师的科研项目,注重科研训练。
3.教育教学与社会实践相结合
六、课程设置与学分要求
毕业最低学分要求:
物理学一级学科博士研究生课程设置表:
七、其他培养环节
1. 个人培养计划
研究生须根据本学科研究生培养方案,在导师的指导下,结合本人实际,在入学后1个月内制订个人培养计划。
个人培养计划完成与否,是审定研究生能否毕业和学位授予的基本依据。
2. 中期考核
博士生在论文开题前,第三个学期初进行中期考核,听取学术报告少于6场、公开主讲文献阅读少于1场不得参加中期考核。
学院将成立中期考核领导小组,对博士生个人思想政治表现、课程学习与考核、科研进展等方面情况进行考核并评定成绩。
中期考核成绩为不及格者,应于6个月后再次进行考核,且毕业时间做相应推迟。
再次考核不及格者,重新进入硕士阶段培养。
具体要求参照《湖南师范大学研究生中期考核实施管理办法》。
3. 学术活动
在读期间,博士士生应听取不少于30场由学校、学院、实验室、学位点组织的高水平学术讲座;公开主讲不少于6次有关文献阅读、学术研究等内容的学术报告;应至少参加全国性或国际性学术会议1次,并提交自己撰写的学术论文。
学术活动占2学分,根据学生参加学术活动的考勤和学生主讲的学术报告质量进行考查。
八、学术论文发表
博士研究生攻读学位期间一般应以第一作者(或导师为第一作者学生为第二作者)在SCI源期刊发表或接受发表与学位论文相关的本专业学术论文不少于2篇,或在SCI源二区以上刊物发表1篇及以上。
九、学位论文
1. 论文开题报告
博士研究生第三学期末前完成开题报告。
开题报告的时间与论文答辩的时间间隔原则上不少于16个月。
具体要求参见《湖南师范大学研究生学位论文开题报告实施管理办法》。
2. 预答辩
研究生在第五个学期末或第六个学期初进行预答辩,预答辩组织和程序参照学位论文正式答辩进行。
具体要求参照《湖南师范大学研究生学位论文预审管理办法》
3. 论文送审
研究生在通过预答辩后进行论文送审,采取盲审形式进行,具体送审条件和送审要求按照《湖南师范大学研究生学位论文评阅实施办法》文件执行。
4. 论文答辩
研究生符合学位申请资格后,按要求提交学位申请材料,经校学位办审查同意后,由学院组织学位论文答辩。
答辩组织和程序严格参照《湖南师范大学博士、硕士学位授予工作实施细则》执行。
十、经典文献书目和文献目录
物理学一级学科博士研究生文献阅读主要期刊目录
物理学一级学科博士研究生文献阅读主要书目。