DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 线性代数课程引入案例教学的可行性 3.1. 案例教学能够调动师生的积极性，提高学习效率 《线性代数》课程逻辑性强而且内容抽象，学生在学习过程中容易产生畏难情绪，而案例教学通过精心选取生活和专业课程中的教学案例，具有很强的直观性和先验性，不仅消除了学生对知识的陌生感，解决了抽象性的问题，而且激发了学生的求知欲，积极参与到课堂教学中去。对于教师而言，活跃的课堂气氛，和谐的师生交流更能激发教师的工作热情，积极优化教学内容，改进教学模式，达到教学相长的教学目的。 3.2. 案例教学能够提高学生的数学素质，增强解决实际问题的能力 与传统教学模式相比，案例教学把大部分的时间用在案例的分析与讨论中，很好的培养了学生发现问题、处理问题的能力，锻炼了学生的数学思维，训练了学生获得知识的方法，而不是教条地掌握知识，克服了传统教学中学生对知识的死记硬背。当遇到类似的问题或情景时，能茅塞顿开，举一反三，从容自如地解决问题。 3.3. 案例教学能够增强学生的合作能力，培养团队精神 案例教学把实际问题加以典型化处理，形成供学习者思考分析的案例，学生在相互讨论、分析案例的基础上，探寻其中蕴含的数学问题。通过合作学习，每一位学习者都溶入到班集体当中，大家互相沟通和互相合作，不仅能有效改善学生之间的关系，使学生学会沟通与合作，而且为以后走上工作岗位奠定了基础。
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user: 4. 案例教学法在线性代数课程教学中的实施 下面，结合两个例子介绍案例教学法在线性代数教学中的应用情况。 4.1. 在讲解矩阵的相似对角化时引入军备竞赛的案例 首先，引入案例。A、B、C三个国家进行军备竞赛，试建立数学模型，讨论各个国家的防御支出情况。即防御支出与时间的关系。 然后，分析案例。不妨设，t时刻各个国家的防御支出分别为 x 1 ( t ) ， x 2 ( t ) ， x 3 ( t ) 。先来考虑A国家的防御支出。 当B、C两国家增加防御支出时，A国家肯定会增加自己的防御支出。假设： 假设1：A国家的防御支出率与B、C的防御支出呈正比例增长； 假设2：A国家的防御支出率按已支出额呈正比例减少。 在这样一个假设之下，给出A国家的防御支出率模型。 d x 1 d t = − a 11 x 1 + a 12 x 2 + a 13 x 3 同样，给出B、C两个国家的防御支出率模型 { d x 2 d t = a 21 x 1 − a 22 x 2 + a 23 x 3 d x 3 d t = a 31 x 1 + a 32 x 2 − a 33 x 3 建立防御支出模型 { d x 1 d t = − a 11 x 1 + a 12 x 2 + a 13 x 3 d x 2 d t = a 21 x 1 − a 22 x 2 + a 23 x 3 d x 3 d t = a 31 x 1 + a 32 x 2 − a 33 x 3 对于这个模型，如何求解？用矩阵的形式来表示，记 X = ( x 1 x 2 x 3 ) ，   d X d t = ( d x 1 d t d x 2 d t d x 3 d t ) ，   A = ( − a 11 a 12 a 13 a 21 − a 22 a 23 a 31 a 32 − a 33 ) . 有 d X d t = A X 。 若有可逆线性变换 X = P Y ，则 d Y d t = P − 1 A P Y 。 如果 P − 1 A P = Λ = ( λ 1 λ 2 λ 3 ) ，则 { d y 1 d t = λ 1 y 1 d y 2 d t = λ 2 y 2 d y 3 d t = λ 3 y 3 。 通过求解上述方程组可以求得原方程组的解。 在这个过程中， P − 1 A P = Λ 这个关系是非常重要的，称为矩阵A可以相似对角化。 其次，案例推广。还有哪些实际问题可以用矩阵的相似对角化的知识来解决呢？比如，人口结构变化问题、种群进化问题等，都可以用矩阵相似对角化的理论来求解。 4.2. 在讲解逆矩阵时引入信息加密的案例 首先，引入案例。在信息通信中，为防止信息被不法分子截获，需要对信息进行加密后再传递。首先，建立数字和26个英文字母之间的关系，例如 A ↔ 1 ，   B ↔ 2 ，   ⋯ ， Z ↔ 26 ，如果传送信息“DEC”，按照上面的对应关系，直接传送信息4，5，3，很容易被别人破译，无论在军事上还是在商业上都是不可取的。那么，怎么办呢？ 然后，分析案例。常用的方法是将“明文”DEC加密，再将加密后的“密文”传输出去，从而增加非法用户破译的难度。如何对信息进行加密呢？我们可以通过矩阵的乘法实现这个功能。首先，选取一 个元素均为整数的矩阵作为密钥矩阵，例如选 A = ( 1 1 1 1 0 2 1 1 0 ) ，利用矩阵乘法 A ( 4 5 3 ) = ( 1 1 1 1 0 2 1 1 0 ) ( 4 5 3 ) = ( 12 10 9 ) ， 因此，对应的明文加密后传输出去的密文编码为“12，10，9”，根据上述数字和字母之间的对应关系，编码对应的信息为“L J I”，很明显，用户得到的信息并不是原来传递的信息，用户得到信息后如何进 行解密呢？这个问题转化为数学问题即为：已知矩阵 A = ( 1 1 1 1 0 2 1 1 0 ) 和 C = ( 12 10 9 ) ，求满足矩阵方程 A X = C 的矩阵X。进而引出线性代数中的逆矩阵的概念和计算方法，并用所学的知识解决刚才的案例。 其次，案例推广。还有哪些实际问题可以用逆矩阵的知识来解决呢？比如，已知由变量 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x n 到 变量 y 1 ，   y 2 ，   ⋯ ， y n 的线性变换 { y 1 = a 11 x 1 + a 12 x 2 + ⋯ + a 1 n x n y 2 = a 21 x 1 + a 22 x 2 + ⋯ + a 2 n x n                         ⋮ y n = a n 1 x 1 + a n 2 x 2 + ⋯ + a n n x n ，如何求由变量 y 1 ， y 2 ， ⋯ ， y n 到变量 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x n 的 线性变换？这个问题的矩阵表示：已知线性变换 Y = A X ，如何求Y到X的线性变换？这个问题也属于逆矩阵的问题。同时，可以启发学生去寻找一些其他的可用逆矩阵解决的实际案例。这一过程，不但激起学生学习的兴趣，积极参与到课堂互动中来，而且还增强了学生主动探索新知识的意愿和能力。
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user: 5. 案例教学的反思 5.1. 建立教学案例库 案例的选择是实施案例教学的前提，案例的选择来源于实际，但不是生活中的任何事件都能作为教学案例。许多案例描述的内容和条件，与授课内容区别较大。有的案例背景比较复杂，讲清背景需要较多的时间，由于课堂时间有限，不利于在课堂上展开讲授，有的案例只是过程中的某一部分用到了本节课的内容，还牵涉到一些其他的知识，也不利于课堂展开。所以，选取的案例不仅要有代表性、典型性，还要具有可实施性。课堂用案例应短小精炼，易于在有限时间内展开，使学生通过案例理解、掌握知识，提高分析、解决问题的能力。案例库的建设需要充分发挥教学组的力量，结合自己所教授学生的专业，挖掘相应的案例，在教学研讨中，推动案例教学达到一个新的水平。 5.2. 正确处理好教师和学生的关系 案例教学是教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，通过设置具体的案例，引导学生参与分析和讨论，诱发学生创造潜能的教学过程。学生可能会提出不同的解决方案，甚至不能得出正确的答案，它真正重视的是得出答案的思考过程。在课堂讨论过程中，教师要为学生营造一个良好的自由讨论气氛，启发学生积极参与，同时，对学生进行必要的引导，使讨论仅仅围绕主题展开。同时，对于学生的讨论要及时进行点评，鼓励每一个学生积极投入到教学过程中来，培养学生的质疑意识和发展创新思维。 5.3. 建立有效激励机制 现行的闭卷考试方式，不利于对学生解决实际问题能力的考察，同时，由于缺乏相应的激励措施来提高教师的积极性，导致实施案例教学的积极性受到影响。可以采用“闭卷考试 + 论文 + 答辩”的形式来全面考察学生的学习效果。闭卷考试主要考察学生对课程基本知识的掌握情况；论文由三人一组完成，通过对某个实际问题展开讨论，搜集数据、查阅资料、建立数学模型，并利用线性代数的相关内容进行求解，最后以论文的形式呈现研究成果，考察学生对问题的综合处理能力。答辩过程主要考察学生的语言表达能力、临场随机应变的能力和沟通能力，并且能根据他人的提问和建议，不断地完善自己的观点和思路。总之，完善的教学评价体系不仅能够全面地评价学生的学习效果，而且能够调动教师探索有效的案例教学方法的积极性，引导学生从应试学习向提高自身素质的自主学习方向转变。
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user: 6. 结束语 教学实践表明，案例教学在线性代数课程中的实施，能够充分调动学生学习的积极性，也提高了学生应用线性代数知识解决实际问题的能力和探索、合作、创新能力，使学生在不知不觉中掌握线性代数的基本思想和方法。案例教学对于改进传统的教学方法、培养学生的创新能力和探索精神具有极其重要的意义。
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user: 摘要 为探索沙田柚自交不亲和的分子机理，以沙田柚自交与异交1~3天的花柱为材料，利用数字基因表达谱技术对样品cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明：异交1 d/自交1 d花柱中，上调表达的基因有244个，下调表达的基因有27个；异交2 d/自交2 d花柱中，上调表达基因有265个，下调表达基因有244个；异交3 d/自交3 d花柱，上调表达的基因有193个，下调表达的基因有685个。在SY1/SZ1、SY2/SZ2和SY3/SZ3中共有的差异表达的基因为30个。差异表达基因的GO功能显著性富集分析结果表明，这些差异表达的基因主要参与应对各种化学物质、植物激素、内源和外源物质的刺激及信号转导过程。通过本研究，挖掘出了一些与沙田柚自交不亲和相关的基因，可为今后阐明沙田柚配子体自交不亲和的分子机理提供依据。
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user: 1. 引言 植物自交不亲和性(Self-incompatibility， SI)对于避免近亲繁殖有很重要的作用 [ 1 ] [ 2 ]，其研究在植物生殖学和杂交优势利用等方面具有重要的理论和应用价值。 目前植物自交不亲和的研究主要集中在十字花科、茄科、蔷薇科、玄参科和罂粟科植物。沙田柚为芸香科、柑橘属植物，其自交不亲和的研究在细胞学、蛋白质化学等方面取得了一定进展 [ 3 ] - [ 9 ]，但有关沙田柚配子体自交不亲和相关基因表达和鉴定方面的研究尚未见报道。 数字基因表达谱技术以高通量测序为基础，可用于检测特定细胞或组织在特定状态下不同样品中的差异表达基因的种类和丰度信息 [ 10 ]，因而，近年来已被广泛应用于许多领域的研究中 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。 本研究以沙田柚自花授粉和异花授粉1 d、2 d、3 d后的花柱为实验材料，分别构建测序文库，进行了数字基因表达谱测序，试图挖掘与自交不亲和反应相关的差异表达的基因，进而为研究沙田柚配子体自交不亲和性机理提供分子依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料处理与收集 实验材料为沙田柚(Citrus grandis var. Shatianyu Hort)花柱。在沙田柚的盛花期分别对沙田柚样树进行人工自花授粉(沙田柚 × 沙田柚)和异花授粉(酸柚 × 沙田柚)，然后分别采集自交1~3d (标记为SZ1、SZ2、SZ3)和异交授粉1~3d (标记为SY1、SY2、SY3)后的花柱，立即放入液氮，保存于−80℃超低温冰箱中备用。 2.2. 总RNA的提取及文库构建 总RNA的提取采用TRIzol 试剂盒(Invitrogen 公司)并参照其操作手册进行。建库与测序由华大科技有限公司进行。 2.3. 测序数据分析及差异表达基因的筛选 测序数据采用RPM和RPKM [ 14 ] 值进行标准化处理。异交1d/自交1d、异交2d/自交2d和异交3d/自交3d花柱组合之间的差异表达基因采用DESeq方法 [ 15 ] 进行确定。差异基因筛选条件为qvalue < 0.005且log2 (fold change) > 1。 2.4. 差异基因基因功能注释和KEGG 代谢通路分析 沙田柚自交和异交授粉花柱差异表达基因进行GO功能富集显著性分析与KEGG代谢通路富集性分析分别采用采用GO数据库(http://www.Geneontology.org/)和KOBAS (2.0)软件进行。 2.5. 荧光定量RT-PCR检测 为检测测序结果的可靠程度，随机挑选6个基因进行RT-PCR测定。内参基因为GAPDH (表1)。荧光定量PCR的反应体系和程序参见Fermentas公司的SYBR Green master mix说明书，引物的退火温度为56℃~60℃，采用2 −ΔΔCt 法对表达量进行分析计算，实验设置3次重复。 Table 1 The primers of genes analysed by qPC 基因序列号 基因名称 正向引物(5’-3’) 反向引物(5’-3’) Unigene6484_All GAPDH ACTGTGGAAGCGAGCAGAAT ACTTCGGTGACTGCATCCTT Unigene34907_All SLA ACGTTAACAGCGATGGCATC CTGATTCCGATCGCTTTGAG Unigene2441_All SRA GCCTAATTACAACGACGGCT GGCCAGTTCTTTAGCATGCT Unigene35613_All EBA GCCAAAACTGACAGCAGCAA TGCTGGCTGTTTCGATGATG Unigene674_All RIH AGCTTTTAGTGGCGGTTGGA CCACGCACCAATGAAGCTTA Unigene15891_All UBP TGTGACTGATTGGCCATTCG ATTCAACTCCGGCAAGACGA Unigene21248_All CBP ACTGCACTTTGGACAGAGCT TATGACGCTTTTTGGAGGTC 表1. 差异表达基因qRT-PCR验证引物信息
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user: 4. 讨论与结论 数字基因表达谱技术能快速检测植物在不同组织细胞、不同发育阶段以及在众多逆境环境胁迫下基因的表达差异，在功能基因组学方面正在发挥着越来越重要的作用 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]。本实验采用数字基因表达谱技术对沙田柚自交和异交1~3 d花柱之间的差异基因进行了分析。差异基因的Go功能注释结果表明在自交1 d与异交1 d的花柱中，差异表达的基因主要参与花粉管的伸长和发育的调控和植物细胞壁的修饰。在自交2 d/异交2 d的花柱和自交3 d/异交3 d的花柱，差异表达的基因主要参与应对化学物质、植物激素、内源和外源物质的刺激，信号转导。因此，沙田柚配子体自交不亲和反应是一个多基因协同作用的复杂过程。 KEEG显著性富集分析发现SY1-VS-SZ1、SY2-VS-SZ2、SY3-VS-SZ3三组差异表达基因的共有的通路为淀粉和蔗糖的代谢(ko00500)和戊糖和葡糖糖醛酸之间的互变(ko00040)。SY2-VS-SZ2和SY3-VS-SZ3所共有的显著性富集通路为木质素的生物合成(ko00940)，苯丙氨酸代谢(ko00360)，氰氨酸的代谢(ko00460)，醚酯的代谢(ko00565)，植物激素的信号转导(ko04075)、新陈代谢途径(ko01100)、黄酮和黄酮醇的生物合成(ko00944)、α-亚麻酸代谢(ko00592)。 自交与异交花柱共有的差异表达基因为30个，目前有注释的仅为15个，功能涉及到丝氨酸/苏氨酸激酶活性、α-岩藻糖苷酶、核糖核酸酶H、半乳糖醛酸酶、ATP结合蛋白(酶)、木葡聚糖半乳糖基转移酶、UDP-葡萄糖苷转移酶、乙酰乙基葡萄糖基转移酶、DNA结合蛋白，以及细胞壁修饰等，但其在沙田柚自交不亲和中的生理功能尚不明确。此外，15个差异表达基因目前数据库中尚无功能注释，其在沙田柚自交不亲和中的功能值得进一步深入研究。
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user: 摘要 本文利用富含生物碱的中草药天然植物萝芙木作为原料，通过传统酸提法对生物碱进行提取，并通过失重法和电化学方法对提取物在1.0 mol/L H 2 SO 4 腐蚀介质中对碳钢的缓蚀性能进行评价。实验结果表明：萝芙木提取物是一种混合型的缓蚀剂，能够在酸性介质中对Q235碳钢表现出良好的缓蚀性能，当添加量为37.5 mg/L时，缓蚀效率可达到64.89%。
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user: 1. 引言 腐蚀是当代工业中一种极为严重的破坏因素，在我国，每年有30%的钢铁因腐蚀而报废，为腐蚀付出的成本约占GDP的5%；全世界每年由钢铁腐蚀造成的损失约1万亿美元 [ 1 ] [ 2 ]。生产过程中的腐蚀会造成设备穿孔，原料泄露，不仅污染环境，还有可能引起火灾，爆炸等，特别是在高温高压的生产环境下，腐蚀带来的事故危害极大，严重损害经济效益和社会效益 [ 3 ]。为了减缓腐蚀，多种具有良好缓蚀性能的缓蚀剂应运而生，但多数药剂毒性较大，难于降解，严重污染环境 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。随着人们环保意识的提升，开发绿色缓蚀剂已迫在眉睫。 目前国内外对从天然物质中提取缓蚀剂作了大量的研究。Torres等人研究了碳钢在含有咖啡提取物的1 mol/L盐酸中的抑制性能 [ 7 ]。结果显示增大提取物浓度和增加温度都会使咖啡提取物的缓蚀率提高，通过电化学测试发现该提取物是混合型缓蚀剂，但主要抑制阴极反应。唐军通过酸浸泡法获得落葵果实的提取物 [ 8 ]，并研究其在1 mol −1 盐酸中对碳钢的缓蚀性能，发现最大缓释率可达到94.8%；郑兴文对竹叶提取物进行了研究 [ 9 ]，用15%的硫酸浸泡竹叶5 h，配制成竹叶质量与15%的硫酸体积之比为1 g:10 mL的溶液，其缓蚀效率达96%以上。 综合各位学者的研究进展，项目小组推测，萝芙木提取物在酸性介质中对碳钢材质具有缓蚀效果。由于萝芙木提取物中都含有C=O、N-H、O-H、C-O、C-N、苯环等具有缓蚀作用的极性基团 [ 10 ] [ 11 ]，有机物分子能够在碳钢表面吸附形成一层具有保护作用的膜，从而阻碍腐蚀离子扩散，改变双电层结构，进而减轻腐蚀介质对碳钢的腐蚀 [ 12 ] [ 13 ]。因此，本课题组通过传统酸水提取法提法将萝芙木中的生物碱提取出来，研究其在H 2 SO 4 酸性介质中对碳钢的缓蚀性能，然后利用电化学方法对其缓蚀性能进行评价。
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user: 2. 实验部分 2.1. 试剂和仪器 试剂：硫酸、盐酸、浓氨水、氢氧化钠、丙酮、无水乙醇试剂均为分析纯。金相砂纸Q235钢。 本文所用的钢片是尺寸50 mm × 25 mm × 2 mm的Q235，化学成分如下表1： Table 1 Chemical composition (wt%) of Q23 C Si P Mn S 0.18 0.30 0.015 0.52 0.003 表1. Q235的化学成分(wt%) 仪器：三颈烧瓶、球形冷凝管、温度计、单口圆底烧瓶、恒压滴液漏斗、烧杯、玻璃棒、布氏漏斗、表面皿、量筒、滴定管、抽滤瓶、药材粉碎机、干燥箱、减压蒸馏装置，电化学工作站，电子天平，恒温水浴加热锅。 2.2. 提取过程 酸水提取法是提取生物碱的传统方法之一，中草药中的生物碱大多与有机酸结合成盐，由于生物碱易溶于水和极性有机溶剂而难溶于非极性有机溶剂，故可直接用酸水溶液将生物碱以盐的形式从中草药中提出。具体的提取步骤如下： 首先将大块的萝芙木生根破碎成粉状，称取100 g试样，用300 ml质量分数为0.1%的盐酸溶液浸泡30分钟后用滤纸将其过滤，然后向滤液中加入浓氨水，将pH调至中性；然后将中性的过滤液倒入减压蒸馏烧瓶内置于70℃下减压蒸馏至原来体积的5%，得到约15 ml浓缩液；继续向其中加入25 ml蒸馏水，用浓度为0.1 mol/L的HCl溶液调至pH为3~4，静置5 min后对浓缩液进行抽滤，然后用浓氨水将滤液pH值调至10左右，滤液中出现褐色无定形沉淀，过滤后将沉淀物放入干燥箱中40℃下烘干，即得到生物碱。 2.3. 缓蚀性能评定 2.3.1. 缓蚀剂溶液配制 生物碱类物质易溶于有机酸物质，因此本实验选择乙酸作为溶剂，准确称取质量为0.9310 g的生物碱粉末，充分溶解于25 ml乙酸中(乙酸的浓度为0.175 mol/L)，定容至25 ml容量瓶中，密封保存，放置阴凉干燥处待用。 2.3.2. 缓蚀性能测定方法 1) 失重法 实验采用失重法进行缓蚀性能测试。材料为Q235碳钢片，腐蚀介质为1 mol/L硫酸溶液，总体积150 ml，实验在30℃ ± 0.5℃的恒温水浴中进行。将一端开孔的50 mm × 25 mm × 2 mm Q235钢片分别用300#、600#、800#、1000#和1200#的砂纸打磨六个面，使每个面的光洁度一致，并计算出试样面积。将打磨后的碳钢片用蒸馏水冲洗，然后用丙酮清洗脱脂除油，再用无水乙醇洗，冷风吹干。用电子天平准确称量Q235钢片的初始重量m 0 并放入干燥箱待用。将配置好的硫酸溶液放置于恒温槽中，控制温度为30士0.5℃，然后将Q235钢片置于硫酸溶液中，12 h后取出，清除钢片表面的腐蚀物，干燥恒重后再次准确称量钢片重量m i 。 腐蚀速率v (g∙m -2 ∙h -1 )和缓蚀效率( I E WLM ， %)分别由式(1)和式(2)计算。 v = m 0 − m i S t 式(1) I E WLM ( % ) = v 0 − v i v 0 × 100 式(2) 其中，v为腐蚀速率；m 0 为腐蚀前钢片质量；m i 为腐蚀后钢片质量；S为钢片面积；t为腐蚀时间；v 0 为Q235钢片在未加缓蚀剂的硫酸介质中的腐蚀速率；v i 为Q235钢片在加有不同浓度缓蚀剂的硫酸介质中的腐蚀速率。 2) 动电位极化法 动电位极化法采用三电极体系，工作电极为Q235钢电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极。动电位极化测量，电位扫描速率为0.5 mV/s，缓蚀效率( I E P P M ， %)由式(3)计算可得。 I E P P M ( % ) = i c c d ( 0 ) − i c c d ( i ) i c c d ( 0 ) × 100 式(3) 其中，iccd (0) 为Q235钢在未加入缓蚀剂的硫酸介质中的腐蚀电流密度值； iccd (i) 为Q235钢在加入不同浓度缓蚀剂的硫酸介质中的腐蚀电流密度值。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 不同添加量对缓蚀性能的影响 3.1.1. 失重法测量结果 图 1为30℃时1.0 mol/L的硫酸溶液中，加入萝芙木提取物浓度分别为37.5 mg/L、70 mg/L、150 mg/L、300 mg/L时对Q235钢的缓蚀效率(IE WLM ， %)。由图1可知，随着提取物浓度的增加，缓蚀效率增加，缓蚀效率增加是由于萝芙木提取物在Q235钢的表面吸附形成了紧密的保护膜，从而阻碍酸性介质对碳钢的腐蚀 [ 14 ] [ 15 ]。当浓度达到150 mg/L时，缓蚀效率趋于平缓，缓蚀效率的升高是由于吸附在Q235钢上的萝芙木提取物的覆盖率逐渐增加。当缓蚀剂浓度增加到300 mg/L时，缓蚀效率下降，实验组推测是由于提取物浓度达到一定值后，在碳钢表面的吸附达到了平衡 [ 16 ] [ 17 ]，而溶液中提取物浓度过高会与其它离子形成聚集体从而形成沉淀，反而导致缓蚀效率下降。说明萝芙木提取物在低剂量时效率较好，不宜在高浓度时使用。 图1. 1.0 mol/L H 2 SO 4 腐蚀介质中不同浓度的萝芙木提取物对Q235碳钢的缓蚀效率 3.1.2. 动电位极化测量结果 图2为30℃的1.0 mol/L硫酸溶液中萝芙木提取物浓度分别为37.5 mg/L、70 mg/L、150 mg/L、300 mg/L时所得的Q235钢电极的动电位极化曲线(Tafel曲线)，以及依据极化曲线所得电化学参数包括IE PPM (缓蚀效率)、iccd (i) (腐蚀电流密度)、E (vs SCE， V) (腐蚀电位)、βc和βa (阴极和阳极Tafel斜率)列于表2： 由图2和表2可知，在硫酸溶液中加入萝芙木提取物，阳极和阴极曲线均向较低的电流密度方向移动，这表明萝芙木提取物作为缓蚀剂时能有效的延缓H + 对Q235钢腐蚀，从而阻碍Q235钢在这酸性条件下的腐蚀及溶解。由表2可以看出，加入萝芙木提取物后所得的腐蚀电流密度要比未加入提取物时的腐蚀电流密度小，且提取物浓度为37.5 mg/L时，腐蚀电流密度最小，说明此时萝芙木提取的对Q235碳钢的缓蚀效率最佳，达到了64.89%。萝芙木提取物的缓蚀性能是由于其在Q235钢的表面吸附形成了紧密的保护膜所致，表明萝芙木提取物可以作为一种有效的缓蚀剂。当浓度高于150 mg/L时，随着萝芙木提取物浓度的增加，缓蚀效率显著下降，可见萝芙木提取物在低浓度时对Q235碳钢的缓蚀效果要更佳。另外由表2可以看出，添加提取物后腐蚀电位变化ΔE均小于0.085 V，这说明萝芙木提取物是一种混合型的缓蚀剂。 图2. 1.0 mol/L H 2 SO 4 腐蚀介质中不同浓度的萝芙木提取物对Q235碳钢的极化曲线 Table 2 Polarization parameters and corrosion inhibition efficiency of different concentrations of Rauvolfia extrac c (mgL −1 ) E (V) ΔE (V) i ccd (μAcm − 2 ) β a (mVdec −1 ) β c (mVdec −1 ) IE PPM (%) 0 −0.509 − 2487 132.57 152.86 − 37.5 −0.457 0.052 873 97.65 156.35 64.89 75 −0.471 0.038 1069 109.24 143.97 57.02 150 −0.463 0.046 1059 105.03 149.66 57.42 300 −0.455 0.054 1528 107.74 192.34 38.56 表2. 不同浓度的萝芙木提取物的极化参数和缓蚀效率
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user: 4. 结论 本研究通过酸提法对萝芙木生根中有效成分进行了提取，并通过失重法和电化学方法研究了萝芙木提取物在1.0 mol/L的H 2 SO 4 腐蚀介质中对Q235碳钢的缓蚀效率，得出以下结论： 1) 萝芙木提取物对Q235碳钢在硫酸腐蚀介质中表现出良好的缓蚀性能。 2) 低浓度时缓蚀性能随萝芙木提取物浓度的增加而增加，浓度超过150 mg/L，随着提取物浓度增加，缓蚀效率反而下降。 3) 萝芙木提取物是一种混合型的缓蚀剂。 4) 失重法与电化学方法测得的缓蚀结果基本一致。
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user: 摘要 材料科学的进展极大地依赖于对材料结构分析表征的水平，《材料结构分析及实验》课程是每一位材料本科生必修课程，课程改革目的是为了提升本科生学习的积极主动性和教师的教学水平。本文以波谱学电子顺磁共振波谱仪测试表征为例，从设计新颖性课程内容、多元化实验教学手段以及提高师资水平这三个方面探索改革实验教学方式方法。通过教学改革，进一步调动和发挥学生学习的积极性和主动性，提升实验教师的实验教学水平，让学生更好地掌握波谱学测试方法，为其科研道路夯实基础。
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user: 1. 引言 中共中央国务院在《关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》中明确指出：“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业能力，普遍提高大学生的人文素养和科学素质。”，并要求“加强课程的综合性和实践性，重视实验教学，培养学生的实际操作能力”。而上述能力培养的关键就是要重视、加强和改进实验教学和实践课程。实验教学和实践课程能够培养学生自己动手解决实际问题的能力、自学能力以及团结协作能力，是培养创新精神和创造能力的重要途径。材料的设计、制备和表征是材料研究这一整体工作中鼎立的三足。材料设计的重要依据来源于对材料的结构分析，材料制备的实际效果必须通过材料结构分析的检验。因此可以说材料科学的进展极大地依赖于材料结构分析表征的水平，材料表征的重要性不言而喻 [ 1 ]。 《材料结构分析及实验》课程作为材料表征课程之一，包含材料结构的基本原理和相关的实验教学课程，是在校材料本科学生必修的课程。以该课程中波谱学理论教学和实验教学为例，通过对使用电子顺磁共振波谱仪大型仪器设备测试表征教学，分析总结目前实验教学现状，探索实验教学改革机制，旨在满足学生从理论到实践的学习要求，提升实验教师的实验教学水平，激发学生的学习兴趣，让学生更好地掌握波谱学测试方法，提高学习效果，为其科研道路夯实基础，也希望能为相同或相近的实验教学课程提供一定的参考。
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user: 2. 本科生《材料结构分析及实验》实验教学现状 我院《材料结构分析及实验》截止目前开设班级为2015、2016和2017级材料化学中外合作办学班学生，中外合作办学在我过开始于20世纪90年代初期，“第一家是天津财经学院和没过俄克拉荷马大学合办的MBD班”，中外合作办学的积极作用在于促进师资队伍的建设和人才培养水平的提高 [ 2 ]。我院中外合作办学是与英国Bolton大学、曼彻斯特城市大学联合办学，首届招生始于2015年，迄今为止已有4年的时间，在教学的过程中属于“摸着石头过河”，在探索中前进，在前进中改进和提升。三年来《材料结构分析及实验》教学课程开设整体上稳步求升，在教学的过程中也显露出一些亟需完善和改进之处。 2.1. 理论教学中存在的问题 俗语有云“厚积而薄发”，强调了理论知识积累的重要性，只有一定的知识积累，才能结出丰硕的果，理论教学对本科生的培养依旧处于不可替代的位置。但随着经济的发展，电子信息技术突飞猛进，电子设备使用已经非常普遍，手机、电脑等电子设备对学生的吸引力远大于课堂教学的魅力，导致学生上课注意力不集中，对学习兴趣不足。再者初入大学的本科生，高考后的轻松状态还未及时调整，大学宽松的教学方式和初高中的应试教育中严格的管理有着天壤之别，本科生们对于大学的学习方式和方法未能及时掌握，随着教学的深入，本科生慢慢的分流，有些同学无法跟上教学的进度，随之带来的弊端显而易见，逃课、挂科现象屡禁不止。对于《材料结构分析及实验》这门课程来讲，授课对象为中外合作办学班级，按照教学大纲要求教授课程实行双语教学或英语教学，学生的英语水平参差不齐，对于双语教学课程和英语教学跟学效果不佳，英语考试试卷成绩不理想，最终反映的现象是教学效果不佳，学生自信心在一定程度上受创，学习积极性有一定的下降 [ 3 ]。 2.2. 实验教学中存在的问题 近年来，随着经济社会的发展，各髙等学校通过银行贷款、中央支持地方配套共建经费、各类工程计划、双一流建设经费、科研配套经费等经费项目，购置了数量不菲的大型精密仪器设备，用于教学和科学研究。然而大型精密仪器设备价格昂贵、操作复杂以及实验时间的局限性等多方面因素的制约，限制了本科学生对大型仪器设备的使用 [ 4 ]。诸如我院开设的《材料结构分析及实验》实验教学课程涉及到的大型仪器设备使用，在实验课上学生虽然进行了小组化教学，但设备使用依然局限在实验老师讲解和操作演示，实验老师对测试结果进行处理后，由学生进行画图，完成实验报告。这就使得大型仪器用于实验教学显得过于形式化，导致大多数学生在上完该门课程后依然只是纸上谈兵，实验过程中没有任何探索性的研究。因此学生很难掌握大型仪器设备的原理、使用及维护，更无法利用大型仪器设备开展创新型实验探索研究。
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user: 3. 本科生《材料结构分析及实验》实验教学改革探索 3.1. 多样化理论教学改革 在《关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》中提到智育工作要转变教育观念，改革人才培养模式，积极实行启发式和讨论式教学，激发学生独立思考和创新的意识，切实提高教学质量。要让学生感受、理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维习惯，重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。针对我院《材料结构分析及实验》理论教学中存在的一些问题，对教学方式及学生成绩鉴定提出一些改革的策略，为我院《材料结构分析及实验》理论教学及其他高校类似课程提供参考和借鉴。 对于教学方式，启用“实行启发式和讨论式教学”。以教师讲解和学生参与为主体，将课程分为讲授与讨论两部分，首先教师为学生讲授课程基础理论知识，留出课堂十分钟开展课程内容讨论，可以调动学生学习的积极性，有效提高学生的课堂参与度；其次将学生进行分组，对所学课程内容与科学实践相结合，通过调研文献、阅读书籍等来拟定每个小组的汇报内容，可以锻炼和培养学生处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作的能力。对于我院《材料结构分析及实验》这门课程而言，除启用“实行启发式和讨论式教学”模式，还需注重英语听说读写能力的提升，在分组汇报的讨论环节，鼓励学生阅读英文文献，使用英语PPT汇报模式，对于英语确实存在问题的学生，给予适当的宽松处理方式，可采用双语汇报模式，在对学生积极性和自信心培养的同时，争取在中外合作办学课程中培育国际化创新人才。 对于学生成绩鉴定，启用教学过程评价及考试成绩相结合的评价模式。目前本科生课程评价体系一般分为课堂表现、平时作业和理论考试成绩三个方面综合评定，但课堂表现及平时作业所占比例为30%，可以适当提升教学过程评价所占比例，课堂十分钟更有利于了解学生在课堂中的表现，分组讨论汇报也便于实质性的给予考核，可以做到教学过程评价的透明性和合理性。提升学生在教学过程中的参与度，让学生更有兴趣学习，提高学习的积极性，改善课堂教学中存在的问题。 3.2. 创新性实验教学改革 《材料结构分析及实验》实验课程涉及到使用大型精密仪器设备，而大型设备数量少、耗材贵、运行成本高等缺点，虚拟仿真技术在教学中已经普遍开展，VR虚拟现实技术也逐渐走进了高校课堂。VR虚拟现实技术带来了教育技术新的发展。它创造了“自主学习”的环境，学生通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式取而代之传统的“填鸭式”学习方式，使教学形式多样化，开创新的实验教学模式 [ 5 ]。在教学中引入虚拟仿真技术可有助于提高学生的实践能力，有利于学生独立自主学习，也是当今社会所需人才应具备的基本素质。 以《材料结构分析及实验》课程中波谱学为例，通过对使用电子顺磁共振波谱仪大型仪器设备测试表征来详细阐述创新性实验教学改革方案。 电子顺磁共振波谱仪大型设备价值高昂，如若操作不慎，微波桥管理不慎极易烧毁，造成重大损失，虚拟仿真技术在大型仪器设备管理方面将发挥重要作用，像我院中外合作办学项目联合高校曼彻斯特城市大学实验教学管理中，已开启VR虚拟现实技术，学生在进入实验室上机实验前，需通过VR管理平台进行实践演练操作，每一项通过后方可进行上机。我们的大型设备教学迫切需要VR虚拟现实技术，通过实验教师与VR技术工程师沟通，详细介绍仪器原理、操作步骤及仪器维护注意事项，建立每一台设备的虚拟现实技术，供上机前学生的实践演练，这种新型学习方式会大大提升学生的学习兴趣和积极性，提升实验的成功率，也可以更好的保护大型仪器设备。 另外传统的实验教学实验项目都是根据指定书籍上的实验来开展，新颖性不能与时俱进，但高等教学的培养模式要求培育创新性人才，从实验设计上可以来锻炼学生的创新性实验研究。比如电子顺磁共振波谱仪是一种磁共振光谱学，用于检测未配对或“自由”电子，从高中开始，我们就会学到各种电子结构，但电子结构等理论知识都是看不见、摸不着的知识，如何将理论知识转换为肉眼可见的图像，或者说如何将现实中的实验现象用专业知识来解释，更好的科谱，是我们实验教师需要思考和学习的关键。众所周知，多吃水果、多喝茶可以抗衰老，然而抗衰老背后的科学含义却不为大众所知，衰老是由自由基决定的，自由基可以电子顺磁共振波谱仪来直观的表征，我们就可以设计并开展贴近现实生活中实例作为我们实验教学的内容，更能激发学生的学习和探索的兴趣。
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user: 4. 结语 通过分析我院本科生《材料结构分析及实验》实验教学中存在的问题，提出了实行启发式和讨论式教学、启用教学过程评价及考试成绩相结合的评价模式的理论教学改革，利用虚拟仿真技术和贴合生活实践的创新性实验课程设计模式，进行创新性实验教学改革。《材料结构分析及实验》本科实验教学改革探索方案的实施必将大幅度提升学生的学习积极性和主动性，将为培养大学生的创新能力、实践能力奠定坚实的基础，也将为相近的课程学习和实验实践提供参考和借鉴。
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user: 摘要 基于金课“两性一度”的要求，本文思考了MOOC开放背景下如何调整转变高等数学教学理念、构建多元化反馈机制和衔接课堂环节，探索了MOOC与高等数学教学改革相结合的路径，激发学生学习高等数学的动力和兴趣，将线上线下混合式的高等数学教学提升为高阶性、高创新性和高挑战度的“金课”，为高等数学教学的深度化改革保驾护航。
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user: 1. 引言 众所周知，高校课程是体现“以学生发展为中心”理念的“最后一公里”。课程学习在大学生知识学习体系中是最重要的环节。2018年6月21日，陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上第一次提出，对大学生要有效“增负”，但绝不是简单地增加课时、增加学分，而是要通过加强专业建设、提高课程质量、优化资源配置等手段，激发学生的学习兴趣和潜能。同时，陈部长强调专业要建“强”、课程要建“优”、资源要“到位”，淘汰“水课”、打造有深度、有难度、有挑战度的“金课”，合理提升课程挑战度和高阶性，切实提高课程教学质量。2018年11月24日，教育部高等教育司司长吴岩提出了建设“金课”的具体要求和建议的实施方法，其中重点强调，打造金课“要合理运用现代信息技术手段，积极推进MOOC的高质量建设与应用，开展基于MOOC的线上线下混合式教学”。 狠抓MOOC，建设线上“金课”，促进优质课程资源的广泛共享。加强MOOC的规范化管理，为实施高等教育质量“变轨超车”奠定基础，是教育部高等教育司2020年工作要点之一。这表明，我们在评价一流课程时，所采用的指标将不再是之前的精品课程标准，而应更加注重课堂教学的观测点，包括学生参与度、教学互动、课堂教学工具等。高等数学作为大学教育课程体系中重要基础理论课程，可培养学生的逻辑思维能力，提高学生分析及解决问题的能力。MOOC作为实现高等数学金课的重要途径，可以很好地解决教材利用不合理、课程模式单一、高等数学课时减少等问题。以金课为导向探讨了MOOC的建设与应用策略，即优化课程内容建设，提高教师的MOOC运用能力。目前，“MOOC”融于高等数学教学已经迈出尝试性的一步。但是，将线上课程运用于实际高等数学的教学课堂还有待加强。基于此，探索将传统的课堂教学与“MOOC”深入融合的改革路径显得尤为重要 [ 1 ]。
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user: 2. 新形势下高等数学教学改革实践思考 在高等数学课程改革过程中，需对存在的关键问题进行把握，以此来推动MOOC平台进一步服务于课堂教学。从学生而言，MOOC能让学生对高等数学课程所讲内容进行提前预习和课后复习。但是，当然单纯地通过MOOC视频学习是很难深入的，MOOC视频不可能完全代替具有师生互动性的课堂教学。只有合理地利用利用好MOOC的优势和功能才能获得最佳的课堂授课效果。那么如何将MOOC和课堂教学合理、有机地结合应该是目前重点研究的问题 [ 2 ]。 (一) 适应新形势下高等数学的MOOC学习模式 传统意义上的高等数学教学偏向于以班级集体授课式为主的教学模式。教师因教学学时的限制，难以组织学生进行大范围的讨论交流，使得师生和生生之间很少有互动探讨交流的机会。借助“MOOC”平台，学生可首先结合课堂、在线等多种方式学习和初步了解掌握所需知识。在一定意义上，“MOOC”平台的利用，重新定位了师生角色，有助于学生由被动型学习向主动性学习，对学生的个性发展与培养和重新审视和定位师生观有很好的作用 [ 3 ]。同时，在“MOOC”平台使用中，教师要根据教学目的担当好学习的引导者和组织者，更应从课程目标、教学内容、教学活动、教学环境、教学工具、教学方法等方面开展教学设计的改革。 (二) 构建衔接合理的线上与线下的教学环节 教师可通过线下课堂对学生利用MOOC的预习工作进行了解和指导，也可以对学生在学习线上课程后所产生的问题进行探讨和解答。MOOC平台可以让学生反复学习重点知识，有助于学生勇于面对高等数学学习，克服高等数学难学的心理障碍。高数线上与线下的教学环节要做到优势互补，任课教师必须规划组并且分配好教学内容，真正建立以学生为中心的学习氛围。在此期间，教师可利用各种网络平台与学生一起参与“MOOC”平台上的课程学习和课下讨论，共同探讨学习过程中所遇到的问题。合理的线上与线下的教学衔接对激发学生对高等数学课程学习的兴趣以及培养学生自主学习的能力有很大的提升。此外，在教学过程中教师需要利用好MOOC平台的功能监测好学生在高等数学学习全过程中的实时情况，可以适当调整授课内容和课程进度，大大提高课堂教学效率。 (三) 建立合理的考核评价机制，倡导多元化评价方式 目前大多数高校任然以平时表现和期末考试两个环节进行评价高等数学课程的成绩。在“MOOC”高等数学课程背景下，需要根据教学大纲，按专业、层次的不同，为学生提供不同难度、深度和广度的多元化学业考核内容，且及时变革和创新考核方式。在线上线下混合式教学中及时对学生的学习情况给出多层次、全方位的评价，改变以往单向度的考核指标，并借以调动学生对“MOOC”学习的主动性和积极性。当然，重视评价机制多元化改革，并不意味着完全抛弃传统的考核与评价。例如，在采用“MOOC”混合教学模式的班级中，可以将线上平台上的平时测验作业、讨论表现和考试成绩等作为成绩总评的一个参照，将学生通过网络学习获取的成绩累加到综合成绩上。合理的考核评价机制有助于提高和激励学生自主学习的积极性，使考核更加客观公正地反映学生学习的效果 [ 4 ]。 (四) 积极打造“MOOC”背景下的高等数学团队 要将“MOOC”背景下的高等数学打造“金课”课程，使其在培养应用型、创新型人才上发挥重要作用，离不开线上线下混合式教学的高等数学团队，离不开认真备课的高等数学教师，也离不开学生多花时间在课上课下进行学习和思考 [ 5 ]。高校应组织教师学习“MOOC”平台上优秀高等数学课程，及时总结“MOOC”教学的优势和不足，不断注意将理论与实践相结合，寻求适合本学校学生高等数学学习的教学内容和方式。建设适合“MOOC”背景下的高等数学团队，有助于完善团队教师的知识结构和教学方式，进一步推动由一个单纯知识传授者向学习引导者和组织者角色的转变，对于培养创新型人才和提升教师的学术竞争力和影响力有着重要作用。
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user: 3. 结论 高校“金课”建设是高校本科教育转型发展的立足点，是学生获得高质量教育的关键招，也是实现一流本科教育目标的突破口。MOOC使得高等数学教育进入到全新的发展空间，能够让学生的时间和空间不受限制，让学习的效果提升得更加明显。如何建设“高等数学”线上“金课”成为“高等数学”教学改革的重要课题。以现代教育理念为方针，以培养高素质创新人才为目的，积极采用现代化教学手段，针对“高等数学”建设混合式教学的“金课”，不应是阶段性任务，而应是一个系统工程，要调动一切积极因素，制定完善的制度方案，各方协同合作，不断实践才能实现真正达到预期目标。
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user: 摘要 基于我国西北干旱区1951~2015年69个气象台站的逐日降水量，用百分位法确定夏季极端降水阈值，采用线性回归方法研究了我国西北干旱区夏季极端降水的时空变化特征，并进一步分析了夏季极端降水量对夏季降水量的贡献。结果表明：(1) 从1951~2015年我国西北干旱区的夏季极端降水量、极端降水强度及极端降水频率总体上均呈现出增加的趋势；从空间分布来看，夏季极端降水量分布存在较为显著的空间差异性，山区的夏季极端降水量、强度大于盆地及平原地区；(2) 1951~2015年夏季极端降水对夏季降水的贡献率呈现下降的趋势，但自90年代后贡献率有所增加；在空间上，在降水较多的山区夏季极端降水量对夏季降水量的贡献率较低，而在盆地及平原贡献率较高。
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user: 1. 引言 在全球变暖的背景下，极端降水事件呈现出增加趋势 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。极端降水事件的增加，将带来泥石流、洪涝或干旱等自然灾害，不仅会造成一定的经济损失，甚至也会威胁到人类生命安全 [ 4 ]。中国西北干旱区是全球气候变化的敏感区之一 [ 5 ]，该区极端气候水文事件种类多且发生频繁，尤其是自20世纪80年代以来，西北干旱区极端气候水文事件的强度和频率均呈明显增加趋势 [ 6 ] [ 7 ]，由此引发的灾害损失也在不断加大 [ 8 ]。因此，深入分析我国西北干旱区夏季极端降水的空间分布，时间变化特征，及其对夏季降水量的贡献，有助于我们加强对西北干旱区夏季极端降水的认识，也对当地政府应对极端降水可能造成的山洪、泥石流等自然灾害做出及时的预警方案以及防灾减灾具有十分重要的指示意义。 近年来，众多学者就我国西北干旱区极端降水已展开了较多的研究。徐利岗等 [ 9 ] 研究表明我国西北干旱地区的降水量整体呈现出逐渐增加的趋势，但由于地形差异等各种原因，不同地区的增加趋势并不一致。李奇虎等 [ 10 ] 认为西北干旱区大部分站点的极端降水量也呈上升趋势，只有少部分站点呈下降趋势，其中极端降水量增加比较明显的站点主要分布在山区，以天山山区为典例，呈下降趋势的站点主要分布在非山区地带，以塔里木盆地南侧为典例，且近50年极端降水与总降水量的变化趋势基本上是一致的，空间分布也基本一致。王少平等 [ 11 ] 研究发现1961~2010年西北干旱区夏季极端降水的频率整体上呈现增长的趋势，夏季极端降水量对总降水量的贡献也逐年增加。杨宏青等 [ 12 ] 的研究表明西北大部分地区极端降水事件的增加趋势极为明显，特别是极端降水的发生频次增加极为显著。赵丽等 [ 13 ] 研究近50a我国西北干旱区极端降水并提出极端降水在我国西北地区受地形因素的影响较大，其中天山地区、北疆地区、河西–阿拉善地区极端降水量明显增多，而南疆地区的变化并不明显，张强 [ 14 ] 等研究进一步表明北疆发生极端强降水的概率较大，南疆发生弱降水的概率较大。总体来看，较多研究均表明我国西北干旱区极端降水量的变化存在较大的时空差异性。从季节变化来看，我国西北干旱区强降水在夏季增加最为显著 [ 11 ]，夏季强降水的增加可能会导致洪涝等自然灾害的发生，但目前就西北干旱区夏季极端降水量对夏季降水量贡献的时空变化特征的研究较少，其次，对西北干旱区极端降水进行研究的时段大多在近50a (2010年之前)。因此，本文对1951~2015年西北干旱区夏季极端降水的时空变化特征进行研究，进而揭示夏季极端降水的时空变化规律，并进一步分析了夏季极端降水对夏季降水量贡献率的时空变化特征，这将对西北干旱区夏季在防灾减灾方面提供一定的指导意义。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 研究区概况 中国西北干旱区是亚洲中部干旱区的重要组成部分，位于我国西部边陲，西北干旱地区涉及我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙等省份。包括新疆全境、甘肃以北的河西走廊一带、青海西北的祁连山地区、内蒙古以西的阿拉善高原。西北干旱区的经纬度范围大致介于73˚E~107˚E和35˚N~50˚N之间。干旱区北倚阿尔泰山脉，南靠昆仑山脉，西缘天山山脉，东接阿拉善高原。干旱区内还有塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等内陆盆地，还有塔克拉玛干沙漠，古尔班通古特沙漠等沙漠地区，土地总面积为218.6平方千米，约占全国国土面积的24.5%。我国西北干旱区属于典型大陆性气候，自然条件恶劣、生态极为脆弱，降水稀少。 2.2. 资料与方法 依据数据的连续性、时段、台站迁移等情况，选取了1951~2015年69个气象台站的日降水数据(台站分布如图1)，数据来源于中国国家气象信息中心，该气象数据经过了严格的质量控制，数据完整性和准确性良好。 基于该数据，运用百分位法对西北干旱区极端降水阈值进行定义：将西北干旱区1951~2015年夏季(6、7、8月)各站逐日降水按升序排列，将第95个百分位值的65年平均定义为极端降水阈值。如果某日降水量大于该阈值，则认为该日出现了极端降水。极端降水量，极端降水频数、极端降水强度等定义见表1。 图1. 研究区及站点分布 Table 1 Definition of the extreme precipitation inde 极端降水指数 定义 单位 极端降水阈值 通过百分位计算得到 mm 极端降水量 日降水量超过极端降水阈值的降水量之和 mm 极端降水频数 日降水量超过极端降水阈值的日数 d 极端降水强度 超过极端降水阈值的降水量与极端降水出现日数之比 mm/d 表1. 极端降水指数定义
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user: 3. 西北干旱区夏季极端降水的时空变化特征 3.1. 西北干旱区夏季极端降水阈值的空间分布 图2给出了西北干旱区极端降水阈值的空间分布，可以看出，受西北干旱区的地形影响，夏季极端降水阈值空间差异性较大。其中西部以天山地区的夏季极端降水阈值最大，大于8 mm，最大的天山山区达到了10 mm以上。研究区东部以河西走廊和阿拉善以及祁连山脉一带极端降水阈值较大，最大值达到了14 mm以上。而夏季极端降水阈值最小的地方则是昆仑山脉地区，低于2 mm。总的来说，西北干旱区极端降水阈值大值区主要集中在降水量较大的山区，而在降水量较小的盆地、平原，阈值较小，由此可见，极端降水阈值的分布存在较大空间差异性。 图2. 西北干旱区夏季极端降水阈值空间分布 3.2. 西北干旱区夏季极端降水量的时空变化 在全球变暖的背景下，我国西北干旱区呈现出向“暖湿”转变的特点。图3(a)表明1951~2015年西北干旱区极端降水量介于20~50 mm，整体呈现出增加的趋势，增长的速率约为1.9 mm/10a。尤其在20世纪80年代后增长的态势尤为明显。从极端降水量的空间分布来看(图3(b))，西北干旱区夏季极端降水量呈现出自东南向西北减小、再增加的空间分布特征。由此可见，西北干旱区极端降水量的分布存在较大的空间差异性，但基本与阈值的分布一致。在天山山脉地区以及研究区东南部夏季极端降水量最大，大于40 mm，而在研究区最南部等区域夏季极端降水量最小，在20 mm以下。 图3. 1951~2015年西北干旱区夏季极端降水量年际变化(a)与空间分布(b) 3.3. 西北干旱区夏季极端降水强度的时空变化 从图4(a)可以看出西北干旱区极端降水强度介于7~14 mm/d，整体来看，1951~2015西北干旱区极端降水强度呈现出增加的趋势，增加的速率为0.033 mm/d。从空间分布可以看出(图4(b))，研究区西北部以及东南部的夏季极端降水强度较研究区其它区域大。除了准噶尔盆地西部和阿尔泰山脉西部一带夏季极端降水强度在8 mm~10 mm之间，其余如天山山脉地区以及祁连山脉地区都大于10 mm。由天山山脉地区向南，夏季极端降水强度逐渐减少，一直到塔克拉玛干沙漠地区达到最少，夏季极端降水强度低于2 mm。西北干旱区夏季极端降水强度空间分布总的特点是东部地区大于西部地区，山区大于盆地以及平原地区，其中以祁连山脉和天山地区夏季极端降水强度最大，塔克拉玛干沙漠地区夏季极端降水强度最小，夏季极端降水强度在2 mm以下。 图4. 1951~2015年西北干旱区夏季极端降水强度的年际变化(a)与空间分布(b) 3.4. 西北干旱区夏季极端降水频数的时空分布 我国西北干旱区夏季极端降水的频数随着时间的变化呈现出增加的趋势，尤其是90年代以后，增加趋势更为明显(图5(a))。从空间分布可以看出(图5(b))，天山山区的夏季极端降水频数大于其周边地区，夏季极端降水频数最大的区域位于昆仑山脉与祁连山脉交界处，东部夏季极端降水频数除了阿拉善高原中部以外都比较大，降水频数最小的地区位于研究区西南部。西北干旱区年极端降水频数分布总的特点是自西向东逐渐增加，自北向南逐渐增加。从变化趋势来看，在北疆地区通过了置信度为99.5%显著性检验，阿拉善高原以及河西走廊地区通过了置信度为99%的显著性检验(图略)。 图5. 1951~2015年西北干旱区夏季极端降水频率的年际变化(a)与空间分布(b) 3.5. 西北干旱区夏季极端降水量对夏季降水量贡献率的时空分布 从1951年到2015年我国西北干旱区夏季极端降水量呈现增加趋势，为进一步分析夏季极端降水对夏季降水的贡献，图6(a)给出了1951~2015年西北干旱区夏季极端降水量、夏季降水量及夏季极端降水对夏季降水量的贡献率的年际变化。可以看出，1951~2015年我国西北干旱区夏季降水量及夏季极端降水量都呈现增加的趋势，而夏季极端降水对夏季降水的贡献率整体上却逐渐降低的，但1988年开始，极端降水的贡献率又有逐渐增加的趋势，可能是由于极端降水频数和强度的增大，使得20世纪90年代后期极端降水量增加，进一步使得我国西北干旱区呈现出“暖干”向“暖湿”的转型，这与已有的研究结论一致 [ 15 ]。 由于西北干旱区地形因素的影响，西北干旱区极端降水量的分布存在较大的时空差异性，进而使得极端降水量对降水量的贡献也存在空间差异。从图6(b)可以看出，西北干旱区夏季极端降水量对夏季降水量的贡献率从东南向西北呈现先增加再减少的分布。在塔克拉玛干沙漠以及昆仑山脉地区贡献率达到最大，几乎在90%以上。而在研究区东部则刚好相反，由北向南是在逐渐减少的，到达河西走廊地区甚至只有30%以下。
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user: 4. 结论 基于69个气象台站的降水日资料，对1951~2015年我国西北干旱区夏季极端降水的时空变化特征进行了分析，并进一步研究了夏季极端降水对夏季降水的贡献，得出以下主要结论： 1. 在我国西北干旱区，夏季极端降水强度与极端降水量的时空变化趋势基本相同。从年际变化来看，夏季极端降水量、极端降水强度及极端降水频数都呈现增加的趋势。但从空间变化来看，存在显著的时空差异性，在天山地区以及河西走廊、阿拉善高原还有祁连山区等地的夏季极端降水强度与极端降水频率的增加趋势较为显著，意味着，在这些地区极端降水量增加，发生频率大，强度大，在某种程度上表明夏季发生洪涝的可能性大，当地政府和相关部门应该加强该地区的洪涝灾害的防御工作。 图6. 1951~2015年西北干旱区夏季极端降水量对夏季降水量贡献率的年际变化(a)与空间分布(b) 2. 1951~2015年西北干旱区夏季极端降水量对降水量的贡献率呈现下降的趋势，这可能是由于降水量与极端降水量变化不一致导致的。从空间上来看，从北往南贡献率呈现逐步增加的特征，在夏季降水量较多的山区，极端降水量的贡献较小，而在夏季降水量较少的平原和盆地贡献率较高，这表明越是降水较少、干旱的地区，极端降水对降水量影响就越大。
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user: 摘要 为了解寿光市“数九”时节温度变化规律，基于寿光市1961~2018年“数九”时节逐日气温观测资料，利用现代气候诊断方法，分析了寿光“数九”时节气温变化特征。结果表明，1) 寿光近58年“数九”平均气温、最低气温总体呈均上升趋势。冬季变暖极端最低气温比平均气温贡献率大，“五九”、“七九”贡献相对大，“四九”贡献最小。2) ≤−10.0℃日数“五九”最多达2.3天/年。寒冷时段出现在“三九”至“五九”，“五九”中期最冷，且“五九”期间温度起伏波动大。“六九”开始升温，“七九”平均气温升至0℃以上。3) 寿光“数九”平均气温年代际变暖趋势明显，年代最低值出现在60年代，最高值出现在21世纪初10年。“五九”年代升温最快，“四九”年代升温最慢，两者相差达0.514℃/10a。4) “数九”平均气温1988年发生突变，突变前后相差2.2℃。
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user: 1. 引言 中国农历中“九”是习惯用的民间节气，从冬至算起每九天为一个九，一直数到“九九”八十一天，被称为“数九” [ 1 ] [ 2 ]。俗语“九九消寒歌”曰：一九二九不出手，三九四九冰上走，五九六九沿河看柳，七九河开，八九燕来，九九加一九，耕牛遍地走！农谚有“冷在三九”，“春打五九尾，要饭跑断腿，春打六九头，吃穿不用愁”。而这些俗语都与工农业生产和人们生活息息相关。因此，研究“数九”时节气候变化特征还是十分必要的。 近年来，随着全球气候变暖 [ 3 ]，康丽华等 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 从不同角度分析了我国冬季气温特征，于群等 [ 7 ] 研究了山东冬季气温变化的气候特征和分型，张磊等 [ 8 ] 研究了51年山东临沂市冷暖冬气候特征及其成因分析，徐风霞等 [ 9 ] 分析了寿光市1961~2018年负积温变化特征，结果显示冬季负积温总体呈减少、负积温最长持续日数总体呈减少趋势，张姝丽等 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 分别研究了北京、邢台、西安“数九”时节气温变化特征。山东寿光市地处黄河中下游，属暖温带季风大陆性气候，四季分明。目前对寿光“数九”时节气温变化特征未见报道。本文利用寿光市观测资料，分析寿光近58年“数九”时节气候变化特征及影响，以期更好的为当地农业结构调整和人们生活提供气象服务。