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学生使用 BBC Micro:bit 设计编程技术解决方案时的技术知识探索性研究
摘要 技术教育者经常提供一些活动，让学生使用各种编程材料设计程序化技术解决方案 (PTS)，以培养学生与 PTS 和数字技术相关的技术知识。然而，很少有研究调查学生如何体验这些活动。为了填补这一知识空白，这项现象学研究探讨了学生如何使用 BBC Micro:bit 设计 PTS，并确定这些学生所需的技术知识，从关键方面（即需要辨别的方面）来看，以成功解决现实世界的任务——防盗警报的设计和编码。数据是从 10 岁和 14 岁学生的草图、访谈和视频记录中收集的。这项研究表明，学生在活动中遇到了两个相互交织的现象：PTS 的双重性质（即结构和功能）和 BBC Micro:bit 材料。研究结果表明，学生需要了解根据组件的功能使用哪些组件以及如何组织这些组件，以便它们与使用反馈控制的代码进行交互。也就是说，学生需要通过组合 BBC Micro:bit 编辑器中的块来编写条件语句。为了编写工作代码，学生需要知道块代表什么、在编辑器中哪里可以找到块以及如何解释块的形状。结果对教授技术知识具有启示意义，表明解决这些现象和关键方面对于培养学生使用 BBC Micro:bit 设计 PTS 的概念和程序知识非常重要。
程序性敲除光滑双脐螺的同种异体移植炎症因子后，蜗牛血细胞对曼氏血吸虫孢子囊的粘附性降低
未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者（此版本于 2020 年 4 月 8 日发布。；https://doi.org/10.1101/2020.04.07.029629 doi：bioRxiv preprint
“如何度过人工智能寒冬” James Luke 博士，IBM 杰出工程师和首席发明家 如果您不知道，人工智能寒冬是指在人们对人工智能的期望达到顶峰之后出现的低迷，资金枯竭，专业人士对其潜力嗤之以鼻。70 年代末 80 年代初发生过一次人工智能寒冬，十年后又发生过一次——最后一次是在 1992 年。在这样的“寒冬”里，人们对人工智能嗤之以鼻并不罕见——James Luke 深情地回忆起 IBM 的一位（至今仍是）高管在他职业生涯早期告诉他，“如果你想在公司有所成就，就离开人工智能”。但即便是 Luke 也承认，考虑到挑战的规模，出现怀疑者并不奇怪。Luke 在会议开幕式主旨演讲中表示：“我们试图用人工智能重塑人脑的智能，这是人类面临的最大工程挑战。” “它比曼哈顿计划、比大型强子对撞机还要大——但我们通常只以两三个人组成的团队进行研究。”尽管如此，他仍敦促与会代表对人工智能保持积极态度，因为如果以正确的方式对待，人工智能可以发挥作用并带来巨大的机遇。那么，什么才是“正确的方式”？卢克说，人工智能有效用例的最佳例子之一仍然是 1997 年超级计算机深蓝与世界冠军国际象棋选手加里卡斯帕罗夫之间的著名比赛。深蓝曾在 1996 年挑战卡斯帕罗夫并失败，而它的架构师 IBM 决心不再重蹈覆辙。IBM 工程师寻求另一位国际象棋大师的帮助来构建深蓝，并对计算机进行编程，使其能够预测未来 14 步。从本质上讲，它复制了人类的能力，但通过巨大的规模进行了扩展。尽管“深蓝”赢得了 1997 年的锦标赛，但它的局限性也暴露无遗。当时参与打造它的大师说：“深蓝每秒评估两百万步，我评估三步。但我怎么知道该评估哪三步？”卢克说，这句话完美地概括了人工智能的缺点：“我们还没有解决这个问题，我们不明白大师如何知道该评估哪三步。这是智能和人工智能之间差异的一个很好的例子。人工智能不会比人类更好——人类脑细胞比电子神经元复杂得多。”他补充说，人工智能经常被认为比人类智能更好，因为它不会忘记东西。但卢克认为，人类忘记的能力是智能的一部分，因为忘记可以帮助我们“概括、实验和学习”——更不用说不会被我们做过的所有可耻的事情所打败。卢克分享了三条让人工智能发挥作用的建议：
“如何度过人工智能寒冬” James Luke 博士，IBM 杰出工程师和首席发明家 如果您不知道，人工智能寒冬是指在人们对人工智能的期望达到顶峰之后出现的低迷，资金枯竭，专业人士对其潜力嗤之以鼻。70 年代末 80 年代初发生过一次人工智能寒冬，十年后又发生过一次——最后一次是在 1992 年。在这样的“寒冬”里，人们对人工智能嗤之以鼻并不罕见——James Luke 深情地回忆起 IBM 的一位（至今仍是）高管在他职业生涯早期告诉他，“如果你想在公司有所成就，就离开人工智能”。但即便是 Luke 也承认，考虑到挑战的规模，出现怀疑者并不奇怪。Luke 在会议开幕式主旨演讲中表示：“我们试图用人工智能重塑人脑的智能，这是人类面临的最大工程挑战。” “它比曼哈顿计划、比大型强子对撞机还要大——但我们通常只以两三个人组成的团队进行研究。”尽管如此，他仍敦促与会代表对人工智能保持积极态度，因为如果以正确的方式对待，人工智能可以发挥作用并带来巨大的机遇。那么，什么才是“正确的方式”？卢克说，人工智能有效用例的最佳例子之一仍然是 1997 年超级计算机深蓝与世界冠军国际象棋选手加里卡斯帕罗夫之间的著名比赛。深蓝曾在 1996 年挑战卡斯帕罗夫并失败，而它的架构师 IBM 决心不再重蹈覆辙。IBM 工程师寻求另一位国际象棋大师的帮助来构建深蓝，并对计算机进行编程，使其能够预测未来 14 步。从本质上讲，它复制了人类的能力，但通过巨大的规模进行了扩展。尽管“深蓝”赢得了 1997 年的锦标赛，但它的局限性也暴露无遗。当时参与打造它的大师说：“深蓝每秒评估两百万步，我评估三步。但我怎么知道该评估哪三步？”卢克说，这句话完美地概括了人工智能的缺点：“我们还没有解决这个问题，我们不明白大师如何知道该评估哪三步。这是智能和人工智能之间差异的一个很好的例子。人工智能不会比人类更好——人类脑细胞比电子神经元复杂得多。”他补充说，人工智能经常被认为比人类智能更好，因为它不会忘记东西。但卢克认为，人类忘记的能力是智能的一部分，因为忘记可以帮助我们“概括、实验和学习”——更不用说不会被我们做过的所有可耻的事情所打败。卢克分享了三条让人工智能发挥作用的建议：
编程细胞死亡的机械
细胞凋亡或程序性细胞死亡是一个重要的生理过程，在发育和组织稳态中起着至关重要的作用。然而，凋亡也涉及多种病理状况。凋亡细胞的特征是特定的形态学和生化变化，包括细胞收缩，染色质凝结和基因组DNA的核小体裂解。在分子水平上，细胞凋亡受到严格调节，主要是由于天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶（caspase）级联反应而精心策划的。有两种主要途径导致胱天蛋白酶的激活。其中的第一个取决于线粒体的参与（独立于受体），第二个涉及死亡受体与其配体的相互作用。pro和抗凋亡成员调节线粒体途径。细胞应激会诱导促凋亡的Bcl-2家族成员从细胞质转移到线粒体，在那里它们诱导细胞色素C的释放，而抗凋亡的Bcl-2蛋白可以防止细胞色素C从线粒体中释放出来，从而可以保留细胞存活。在细胞质中，细胞色素c催化凋亡蛋白酶激活因子1的寡聚，从而促进procaspase-9的激活，然后激活procaspase-3。另外，死亡受体的连接，例如肿瘤坏死因子受体1和FAS受体，会导致procaspase-8的激活。d 2001 Elsevier Science Inc.保留所有权利。成熟的caspase现在可以直接激活procaspase-3或裂解促凋亡的Bcl-2同源性3仅蛋白质，然后随后诱导细胞色素c释放。然而，这两种途径的最终结果是胱天蛋白酶激活和特定细胞底物的裂解，从而导致与凋亡表型相关的形态和生化变化。