南师大初中科学探究实验室建设方案 序号 产品名称 一、电磁学系列 01 电磁感应电流的方向 02 无线电报机 03 电磁弹簧振子 04 开尔文滴水起电演示仪 05 探究串联电路中电流的关系 06 探究并联电路中电流的关系 07 测量串联电路电压 08 探究电流与哪些因素有关,欧姆定律 09 探究电流做功与哪些因素有关 10 探究电流做功的快慢与哪些因素有关 11 测量小灯泡的电功率 12 探究通电螺线管的磁场 13 发电机原理 14 测量小灯泡的功率 15 传感器的简单应用 16 二极管特性曲线 17 三极管特性曲线 18 晶体管放大电路 19 简单门电路 20 探测直导线周围的磁场 21 用单匝线圈研究电磁感应现 22 微弱磁通量变化时的感应电流 23 通电螺线管的磁感应强度测量 24 通电螺线管的磁感应强度与电流的关系 25 自感现象 26 楞次定律 27 安培力测量 28 电磁感应电流的方向 29 无线电报机 30 电磁弹簧振子 31 开尔文滴水起电演示仪 32 电磁炮 33 无形的力 34 磁悬浮地球仪 35 手触式蓄电池演示仪 36 磁场力 37 磁悬浮列车 38 温差发电 39 光电盘 40 电磁学问题探究套件 41 光控系统（台灯测试仪）（教师用） 42 光控台灯（学生分组） 43 磁体周围有什么 44 感应电流怎样产生的 45 水的电解实验 46 奥运悬浮球 47 无形的力 48 发电锚 49 磁 共 振 二、力学 01 风洞 02 双人舞 03 投球器 04 测量玩具小车的运动速度1 05 测量玩具小车的运动速度2  06 力的作用是相互的 07 探究物重和物体质量的关系 08 探究影响滑动摩擦力的因素 09 探究同一直线上二力的合成 10 探究浮力的大小，影响浮力大小的因素  11 究定滑轮与动滑轮 12 探究水的熔点与沸点 13 探究海波和石蜡熔化时的温度变化 14 探究蒸发吸热 15 探究大气压强与高度的关系 16 静摩擦力研究 17 滑动摩擦力研究 18 重力大小与质量的关系 19 研究匀速直线运动 20 平均速度的测量 21 平均速度与瞬时速度的关系 22 加速度的测量 23 匀加速直线运动 24 加速度与拉力的关系 25 加速度与质量的关系 26 研究自由落体运动 27 研究自由落体运动 28 超重与失重 29 动量定理（恒力） 30 动量定理（变力） 31 动量守恒定律 32 单摆的振动图像 33 单摆周期的测量 34 单摆法测重力加速度 35 阻尼振动 36 弹簧振子的研究 37 一纸顶千斤 38 机翼升力演示仪 39 二力平衡 40 重力方向探究仪 41 会翻跟头的魔丸 42 模拟傅科摆实验 43 桥梁的研究 44 滚动的方轮 45 奇怪的碰撞 46 袋鼠下坡 47 自动上坡的旋转体 48 钢球爬坡 49 多轨竞速 50 多功能滚摆 51 奇异的翻转环 52 筋斗鼠 53 潜水艇仿真实验系统 54 浮沉的小鱼 55 收集分子运动和实验证据 56 压力作用效果探究仪 57 重心与稳度探究仪 58 蛇形摆 59 匀强磁场中的单摆 60 力学问题探究套件 61 气流炮 62 滴水迷宫 63 水时钟 64 自动筛子 65 定滑轮与动滑轮的作用 66 力的合成与分解 67 弹簧的弹力与伸长的关系 68 摩擦做功与内能 69 电磁弹簧振子 70 斜面上力的合成与分解 71 龙卷风 72 撬地球 73 吹不开的苹果 74 风洞戏球 75 曹冲称象 76 气浮平台 77 欹器 三、光学 01 魔镜 02 魔 箱 03 变色龙 04 角反射器 05 探究光在弯曲玻璃管中的传播 06 探究太阳能的转化 07 光强与光源距离的关系 08 光导现象(光导灯) 09 室内和室外光亮度的测量 10 不同材料透光性能研究 11 太阳镜的研究 12 不同材料对光的反射 13 光污染研究 14 翻转的镜像 15 小球变大球 16 你中有我、我中有你 17 笼中鸟 18 颜料的混合（电动七色轮） 19 光通讯实验系统 20 辉光球 21 多像镜 22 时光隧道 23 夜视望远镜 24 光的合成探究实验仪 25 三色小孔成像 26 彩虹 27 光学问题探究套件 28 透光宝镜 29 光琴 30 东方明珠塔 31 放虎归山 32 到底动不动 33 穿 针 引 线 34 电影的原理 35 泉水幻影 四、振动与波 01 无皮鼓 02 共振鼓 03 喊泉 04 声波的振动图像 05 声波的干涉 06 声音的共鸣 07 振幅与响度的关系 08 频率与音调的关系 09 声音与距离 10 请保持安静 11 不同材料的隔音效果研究 12 噪音污染研究 13 音乐对植物生长会有影响吗？ 14 声波看得见 15 鹦鹉学舌 16 声音的特征 17 声驻波 18 无弦琴 19 伽利略针和单摆实验 20 共振摆球 21 声悬浮 22 振动与转动能量的转化 23 强迫振动与共振实验仪 24 超声雾化 25 鱼洗 26 空中排萧 27 铝棒发声 五、热学与分子物理学 01 热辐射演示仪1 02 气垫船 03 固体热胀冷缩演示仪（教师用） 04 热辐射演示仪2 05 玻意耳定律 06 查理定律 07 摩擦做功改变物体内能 08 固体熔化时温度的变化规律 09 沸点与压强的关系 10 “永动机” 11 富兰克林沸腾球 12 热能发动机 13 热辐射 14 对蜡烛及其燃烧的探究 六、地理科学系列 01 测量小溪河流的水质 02 酸雨研究 03 土壤酸碱度对植物生长的影响 04 不同地域饮用水的PH值的比较 05 土壤的酸碱度与植物生长的研究  06 监测天气湿度的变化 07 确定露点 08 测量容器、温室及其他封闭环境的湿度 09 呼出空气的湿度； 10 环境污染研究 11 不同土壤渗水性比较实验器 12 水土保持演示仪 13 月相变化演示仪 14 地震模拟演示仪 15 星空再显 七、生命科学系列 01 光对植物生长的影响 02 音乐对植物生长会有影响吗？ 03 心率的测量 04 比较不同同学之间心率 05 心情紧张对心率变化的影响 06 研究心率在运动后恢复到正常状态的时间 07 咖啡、茶、可乐等刺激饮料对心率的影响 08 测量对比不同生物体的心率 09 研究饮料的酸性对肠胃的影响 10 土壤酸碱度对植物生长的影响 11 植物的蒸发 12 研究不同生物的生存环境 13 检测人、动物的呼吸 14 保持室内通风 15 观察光合作用时氧气浓度发生的变化 16 小动物也需要呼吸 17 卧室绿色植物越多越好吗 18 不同海拔高度的区域氧气含量是否相同 19 人体消耗氧气 20 牛奶是否变质 21 调查饮用水的纯度 22 水中动物呼吸对氧气的消耗 23 水中植物的光合作用 24 时间反应测试 25 补色立体图  26 画五星 27 错觉画 28 马尾巴的魔术  29 大象穿鼠洞 30 盲点测试 31 梯形窗  32 普氏摆  33 距离测试 34 记忆力测试  35 基因柱 36 30倍手持探究显微镜（分组实验） 37 100倍手持探究显微镜 38 二人共听心跳（听筒） 39 生命科学探究实验包 八、新能源系列 01 新能源开发与利用探究实验包 02 新能源小屋 03 风力发电 04 水力发电（学生用） 05 太阳能发电 九、数学系列 01 忽多忽少的小人 02 装箱游戏 03 疯狂的立方体 04 搭建金字塔  05 拼出正方形  06 华容道 07 伤脑筋十二块  08 正交十字磨（椭圆规）  09 迷人的跳棋  10 汉密尔顿路径 11 圆形井盖之谜  12 先到二十为胜 13 拼走廊（拼出连线）  14 巧布哨兵 15 拼五星（四星拼一星）  16 巧垒立方体 17 几何体就位  18 高尔夫球拼板（搭高楼）  19 四色定理  20 数学问题探究套件 21 梵天之塔 22 猜生肖 十、转换系列 01 太阳灶模型（学生用） 02 冷热传递—温差发电 03 会行驶的太阳能小车 04 啄木鸟 05 仿真瓦特蒸汽机 06 能源实验平台（教师用） 07 自然能源综合利用探究套件（学生用） 十一、生命科学系列 01 生命科学探究平台 02 沙漏记时 03 神奇记忆合金（四种记忆方式） 04 可编程机器人 05 伽利略温度计 06 活动雕塑 07 不同土壤渗水性比较实验器 08 房屋搭建组合件 09 富兰克林沸腾球 10 水质的测定 11 光合作用产生氧气 12 二氧化碳是光合作用的原料 十二、展板 01 21世纪地球科学10大挑战 02 光学错觉  03 均衡饮食金字塔 04 空间生命科学 05 声学的发展 06 物质科学 07 新能源利用 08 DNA双螺旋结构 南京师范大学课程资源研究所 邮政编码：210009  地　　址：南京市宁海路122号南京师范大学信息技术楼   公司电话：025-83204284 83301983 83302681  公司传真：025-83302681转8009  手　　机：13405879778 联 系 人：王经理 网　　址：http://www.kczyyjs.com 电子邮件：wangkefang@163.com QQ号码：2269329198

成果描述：本发明公开了一种基于运行数据对中央空调系统节能诊断及节能潜力分析的方法，基于中央空调系统实际运行数据，经对输入数据进行数据预处理后，再经数据分析步骤对已进行预处理的数据进行系统工况模式识别、系统设备运行时长与均等运行策略分析、系统设备运行次序分析、系统设备变频特性分析、系统设备出力与能耗特性分析、系统及设备运行约束条件分析，基于此再经节能潜力计算步骤对系统最小运行能耗(或费用)进行计算，得到系统节能诊断结果及节能潜力情况。本发明方法通过对系统实际运行数据的分析，给使用者提供更全面、更符合实际的节能诊断和节能潜力结果，为系统节能优化运行和节能改造等提供重要决策依据。市场前景分析：暖通工程领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

本发明公开了一种基于运行数据对中央空调系统节能诊断及节能潜力分析的方法，基于中央空调系统实际运行数据，经对输入数据进行数据预处理后，再经数据分析步骤对已进行预处理的数据进行系统工况模式识别、系统设备运行时长与均等运行策略分析、系统设备运行次序分析、系统设备变频特性分析、系统设备出力与能耗特性分析、系统及设备运行约束条件分析，基于此再经节能潜力计算步骤对系统最小运行能耗(或费用)进行计算，得到系统节能诊断结果及节能潜力情况。本发明方法通过对系统实际运行数据的分析，给使用者提供更全面、更符合实际的节能诊断和节能潜力结果，为系统节能优化运行和节能改造等提供重要决策依据。

随着云计算、大数据、分布式AI等数据密集型应用的部署，大规模计算集群（数据中心、分布式AI集群、高性能计算集群）的体系结构、通信模式、流量状态、应用需求发生了极大的改变，上述改变对计算网络的吞吐、时延、带宽提出了极大的挑战，传统电互连网络技术存在拓扑结构复杂、线缆开销巨大、设备数量过多、可集成端口密度有限、网络能耗难以优化等问题，与电互连技术相比，光互连具有高带宽、低能耗、低开销、低时延等特点，具有较大潜力满足数据密集型应用对传输带宽、网络能耗、传输时延、通信逻辑适配等方面的需求，但受到缓存、交换粒度的影响，纯光互连网络难以承载突发性强、数据量小、实时性高的通信任务，因此，充分结合光、电互连技术的优点，研究面向数据密集型应用的扁平化、低时延、可重构光电混合网络，对于突破新型计算网络所面临的功耗、吞吐、时延、扩展性等方面的挑战至关重要。 围绕下一代数据密集型应用对互连网络高带宽、低时延、低能耗、高扩展性的需求，展开高容量、低开销、可重构、扁平化光电混合互连架构的研究。结合光、电交换技术的特点，设计高扩展、低复杂度、大容量、低能耗的光电混合互连拓扑结构；研究低开销、快速响应的光电路/光分组交换控制系统，设计面向快速光交换计算的调度算法；研究低阻塞、多粒度、高连通性的光交换机制及交换芯片；构建高性能光电混合互连网络系统原型，部署典型应用测试基准，验证光电混合网络的潜在优势，为下一代计算网络架构的技术革新提供理论和实践指导。

大气氧化的过程和机制是宜居星球形成的关键。早期地球大气几乎无氧，经过至少两次主要增氧事件（元古宙早期GOE和元古宙晚期NOE）后，才达到了现今大气O2水平（21%）。

（一）成果背景 分布式光伏可在用户侧就近安装与消纳，减少因长距离输送带来的线路损耗问题，在新型电力系统建设中发挥着重要作用。2021年6月，国家能源局综合司发布了《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，用以推动分布式光伏高质量发展、支撑新型电力系统建设。在该政策的推进下，分布式光伏容量迅猛增长。截至2021年底，国内分布式光伏装机容量已达到107.5GW，约占光伏总装机容量的三分之一，且其增长速度已经超过了集中式光伏。 （二）痛点问题 对于配电网来说，光伏出力易受天气因素影响，具有极强的随机波动特性，大规模分布式光伏接入，一方面加剧了配电网负荷短时波动，影响电力实时平衡，制约负荷预测精度提升；另一方面，分布式光伏出力特性与负荷特性的不匹配造成其难以消纳，为有源配电网运行管理带来严峻挑战。 对于电力市场交易来说，随着新一轮电力体制改革的持续深入，分布式光伏所有者作为售电商参与市场竞争成为必然趋势。分布式光伏出力的不确定性与短时剧烈波动性，使得分布式光伏电站/售电商难以制定合理的市场交易策略与电力交易合同，面临严重的市场风险。 因此，亟需精准的分布式光伏功率预测，为有源配电网调度运行、分布式光伏消纳，分布式光伏参与电力市场等提供有力数据支撑。 （三）技术方案 1、基于变分模态分解与动态图卷积网络的分布式光伏功率预测 首先利用变分模态分解各分布式光伏复杂出力序列分解为相对简单、波动较小的不同频率子序列，以减小场站间关联关系的挖掘难度。然后，基于分布式光伏场站间时空关联性处于动态变化中的考虑，利用全连接神经网络将各节点特征映射到多维空间，而后利用时域卷积挖掘跨节点关联关系，由此以数据驱动方式挖掘各频率下各场站子序列关联性，有效实现子序列动态图结构的构建。最终，基于可用于非欧式空间结构数据建模的卷积神经网络，将其与动态图结构结合，建立考虑动态时空关联性的图卷积预测模型，针对不同频率下出力子序列分别预测，而后重构得到各场站功率进而获取配电网分布式光伏总功率。 2、基于深度联邦学习的分布式光伏发电功率预测 首先，基于长短期记忆神经网络构建时域自编码器模型，该模型编码器用于提取每个时间步输入的时域特征，而后利用解码器将该特征向量转换为输出序列进行未来时间步的预测，自编码能显著增强长短期记忆神经网络的时域建模能力。而后，利用注意力机制解决其在处理长输入时间序列时会导致解码器面临特征冗余问题，且使模型聚焦于对输出更关键的时域特征。由此，利用注意力自编码预测模型通过对时域特征的有效挖掘实现功率预测精度的进一步提升。 在此基础上，开发了用于分布式光伏功率预测的联邦学习框架，在该框架中，本地用户仅需将本地模型进行共享，无需数据的传输，而后由中央服务器进行模型的聚合以实现用户间信息共享。在各本地场站进行注意力自编码预测模型的训练；在中央服务器，基于联邦平均算法实现各本地预测模型的汇聚、全局模型的生成与下发。在保证数据隐私性的前提下取得与传统集中式机器学习训练近似的预测效果。 （四）竞争优势 1、有效表征广域分布式光伏集群间时空关联特征，实现分布式光伏功率预测精度提升。 当缺乏气象实测或预报数据时，考虑分布式光伏时空相关性可有效提升分布式光伏功率预测精度。现有研究多利用各光伏场站地理距离或者整体出力表征时空相关性。这种静态建模方式在分布式光伏出力模式长期稳定的情况下，可以取得较好的预测效果。然而，易受天气因素的影响，分布式光伏出力极易发生短时波动，因而各场站关联性处于动态变化过程。以恒定的场站间关联关系去考虑这种复杂的集群出力序列，显然无法反映天气影响下分布式光伏出力短时变化，难以实现功率预测精度的有效提升。 所提的基于变分模态分解与动态图卷积网络的分布式光伏功率预测方法，利用数据驱动方式实现挖掘各场站间关联特性的动态实时挖掘。在基础上，考虑到不同模态分量下各场站间关联关系的差异性，将各场站原始功率分解为了相对简单、波动较小的不同频率模态分量，减小关联关系的挖掘难度。 2、有效保证各分布式光伏数据隐私性，且能取得与传统集中式机器学习训练方式近似的预测效果 现有的数据驱动预测方法性能在很大程度上依赖于训练数据的数量，因此大多以一种集中的训练方式实现，即中央服务器汇聚来自各场站的运行数据而后进行模型的训练。然而，这种集中训练的方式会期限数据隐私，使用户信息暴露在公共环境而导致被外部攻击者进行数据分析、行为探测等。此外，在竞争激烈的电力市场中，分布式光伏场站所有者可能不愿共享数据。这些因素使传统模型训练方式难以实现。 所提的基于深度联邦学习的分布式光伏发电功率预测方法，利用注意力自编码模型在本地场站进行建模预测，实现对本地功率时域特征的有效挖掘；利用分散式训练的联邦学习框架，实现各场站预测模型信息共享，有效保证本地用户的数据隐私的同时取得不错的预测效果。 创新点 1、考虑了场站间关联关系的动态性。对于分布式光伏，虽然场站数量众多、分布广泛，但是其位置临近，由于云团运动等气象因素导致的相关性较强。所提方法以数据驱动方式根据网络当前的各场站输入功率进行关联关系的动态表征，实现功率预测精度的有效提升。 2、在保障各分布式光伏站点数据隐私应的前提现实现信息共享。利用自编码结构进一步提升LSTM的时间序列建模能力；利用注意力机制模型聚焦于对预测更关键的输入特征，以此实现时域特征的有效挖掘。在此基础上，利用联邦学习框架聚合各本地模型，实现各站点信息聚合，实现精度有效提升。 市场前景 随着新型电力系统建设目标的推进，分布式光伏装机容量呈爆发式增长。所研成果可应用于配电网负荷预测、用户可调度容量评估、激励型需求响应基线负荷估计等场景中，为高比例分布式光伏有源配电网的安全、经济、高效运行，维持电力平衡等工作提供重要参考。同时，随着分布式光伏逐步参与到电力市场，所研成果可为分布式光伏售电商制定最优的交易策略，签订合理的价格合同提供有力数据支撑。综上所述，所研成果市场前景广阔。