基于CDIO理念的物联网技术课程实验教学研究

作为国家战略性新兴产业的重要组成部分,物联网深度融合了新一代信息技术,也带来了社会对物联网应用型人才的实际需求。该文针对研究生专业课程“物联网技术”在教学改革实践过程中的不足之处,基于CDIO的工程教育理念,以“实践&创新”为目标,围绕课程知识体系和物联网关键技术对实践能力层次和实验教学内容进行了优化设计,循序渐进以达到工程教育培养目标。最后,总结了研究生实验课程开放式教学模式的实施效果。

高校仪器设备10S精细化管理的研究与实践

高校仪器设备的投入不断增加,如何管好、管活仪器设备,使其在教学和科研方面发挥更大的作用,是广大高校仪器设备管理工作者努力解决的问题。四川大学经过长期积极探索与不断实践,首次提出10S精细化仪器设备管理体系,以管理促发展,理论与实践相结合,仪器设备日常管理规范化与现代化相结合,大幅提升了仪器设备管理的科学化和精细化水平,有效提高了仪器设备开放共享的效益和受益面。对10S精细化管理在仪器设备管理中的具体内容进行了阐述与分析,可为其他高校仪器设备管理提供一定的借鉴和帮助。

新工科背景下通信电子线路基础实验课程改革探索

针对目前通信电子线路实验内容设置单一、教学手段不够丰富、教学效果不够理想等问题,提出了以任务为主线、以教师为主导、以学生为主体的实验模式,并融入联想、启发、任务驱动、项目类比等多种教学方法。以高稳定度LC正弦波振荡器的设计为例,设计了“基本”“进阶”“扩展”3种实验任务与内容,以多样化“套餐”满足学生对于实验的不同需求;在一块电路板上实现克拉泼、西勒和并联型晶体振荡器电路,使学生更容易掌握3种电路的区别与联系;采用了项目类比教学法,通过本实验使学生掌握解决典型通信工程问题的流程与科学方法;任务引入与思政环节巧妙结合,树立学生科学兴国的意识,增强民族自豪感。

钢筋与混凝土粘结力学性能实验教学设计

该文以增强大学生创新实践能力培养为目标,开展了混凝土结构基本原理课程综合性实验教学研究,设计并实施了钢筋与混凝土的粘结力学性能综合性实验。通过混凝土抗压强度实验、钢筋与混凝土拉拔实验、粘结强度影响因素及钢筋滑移分析等教学内容增强学生对专业知识的理解、掌握及灵活应用,同时提升学生的实践能力及创新能力。实验教学实践表明,该综合性实验教学有效提升了教学效果,学生反馈良好,为高校新工科建设及学生的创新实践能力培养提供了有益参考。

我国国家级实验教学示范中心发展的热点与趋势

国家级实验教学示范中心发展在国家高等教育事业发展和创新型人才培养中发挥着重要作用。为了探明国家级实验教学示范中心发展热点和趋势,该文选取2005—2022年CNKI数据库中以“国家级实验教学示范中心”为主题的期刊论文作为研究对象,并综合运用VOSviewer、CiteSpace等可视化分析软件,对文献特征、发展脉络、热点主题和前沿趋势进行了分析。研究结果发现,实验教学中心的发展经历了建设申报期、全面建设期以及重点建设期3个阶段;形成了4个研究主题,即实验教学中心建设的经验总结和分析,实验教学模式和教学效果的探讨,实验教学中心保障体系研究以及基于创新能力、以能力培养为导向的高校人才培养研究;从发展趋势来看,研究对象正由传统的实体实验室逐渐转向虚拟仿真实验室,并且特别关注“新工科”背景下实验教学中心的建设与发展。通过对国家级实验教学示范中心的研究发展脉络及热点的分析研究,旨在促进高等教育实验教学的高质量发展及创新型人才的自主培养。

基于决策树算法的实践类课程分层教学研究

分层教学是满足不同学生群体的学习需求最有效的教学模式,根据学生学习能力不同,对学生进行精准分类是成功实施分层教学的关键。该文以液压与气动技术课程设计与实验课程为例,分析了影响学生课程设计能力的主要因素,根据支撑本课程的知识体系和培养目标,确定了学生的分类属性,采用决策树智能算法,以往届学生的数据为样本,建立了决策树分类模型,并分析了模型的有效性。

基于OBE理论的案例引导式C语言程序设计实验课程教学改革研究

为了突破C语言程序设计实验教学的难点,基于成果导向教育(OBE)理论对C语言程序设计实验课程进行了教学改革:通过实验教学的模式改革,加强实验教学的结果导向,突出实验教学的学生主体作用,完善实验教学的组织方式;通过引导案例的设计、引导案例与实验项目的耦合以及引导案例在实验教学中的应用,实现实验教学方法的改革与实验教学内容的更新。实践结果表明,C语言程序设计实验课程的教学改革,优化了实验课程的教学目标,强化了计算机程序设计类实验课程教学创新的理论基础,提高了实验课程的教学质量。

基于个性化最小二乘法的软特征集成实验方法

在生物特征识别技术的研究中,软特征的集成实验一直采用主特征之间的集成实验模型。软特征在适用范围、识别能力等方面与主特征有很大差别,直接使用主特征之间的集成机制无法有效地挖掘和利用软特征中的区分性信息,造成实验结果不够理想和准确。基于此,该文深入分析软特征的特性,提出“有效的互补性”和“个性化集成”两点集成要求,并在量化有效的互补性基础上,结合“最小错误率”目标,利用最小二乘法为每一个用户建立局部集成模型。将集成模型用于人脸识别和指纹识别两个实验场景,验证了该文对问题分析的合理性以及所提方法在提高识别准确率方面的有效性。

植物病害智能识别APP开发及实践教学应用

该文分析了传统植物病理实践教学存在的一些问题和弊端,利用卷积神经网络技术开发了植物病害症状和病原菌智能识别APP,并将之应用于实践教学,促进了学科交叉融合,丰富了教学内容,完善了实践教学评价体系。实践表明,植物病害智能识别APP在实践教学中效果显著,提高了学生的学习兴趣,便于学生个性化、精准化、自由化学习,有利于培养学生跨学科的创新思维和应用能力,为新农科复合型人才的培养提供了一种便利工具。

自噬流的诱导与检测综合性实验的设计与实践

将国际前沿理论和技术拆解和提炼及时补充到实验教学中,是提高实验教学水平和人才培养质量的重要途径之一。该研究以科研成果为基础设计了“自噬流的诱导和检测”综合性实验,包含细胞传代培养、细胞转染、自噬诱导与观察3个部分,形成系统性、综合性和探究性的模块化实验教学内容,通过细胞培养、转染技术在细胞中表达双荧光标记自噬体标志蛋白,经饥饿诱导细胞,在荧光显微镜下观察自噬体和自噬流变化。在本科生实验教学中的实践结果表明,该实验有助于培养学生科研思维和创新意识、提升学生分析问题和解决问题的能力。

基于TRIZ创新法构建CIPP型实验教学评价体系

实验教学在工程应用型人才的培养中发挥着重要作用。传统的实验教学评价体系存在目的不明确、指标不全、评价方式单一等问题,降低了评价的质量和效果。整合“发明问题解决理论”(TRIZ)创新思维分析工具和解决问题工具,将其融入背景、投入、过程与成果(CIPP)评价模式的各个环节,形成基于TRIZ创新法的CIPP型实验教学评价体系,对物理化学实验教学从多方面进行评价,并构建了多层次分级评价指标群。应用效果分析表明该评价体系可操作性强,方法更科学、全面,既有利于提高教学质量、促进师生创新实践能力和创新思维的共同发展,又推动了教育过程不断持续改进。

基于ENTROPY-TOPSIS算法的电路实验课程综合成绩评定方法

针对高校实践教学成绩评定环节中存在的不足,该文将基于修正ENTROPY-TOPSIS算法应用到实验课程成绩评定当中,并推导了具体算法原理。同时将该算法与常用权值算法层次分析法以及CRITIC算法在电路实践成绩客观赋权过程中进行了横向对比。结果显示该方法可以为多源异构数据的科学赋权提供理论依据,有效消除因主观因素带来的不合理性,使教师在实验成绩的评定上更加趋向于客观化、科学化。

“新工科”背景下电气工程专业课程实验教学改革研究

新工科建设背景下,为满足电气工程专业课程实验教学体系改革优化的需求,该文首先对电气工程专业实验教学现状进行分析,总结当前实验教学中存在的问题和不足,并分析实验教学的发展趋势;然后针对实验教学内容、实验平台、教学模式、实验室管理、评价体系探究改革方向和措施;最后以电力电子探究性实验教学为例,介绍各改革方向在浙江大学电气学院专业实验教学中的应用案例,从而为电气工程类专业课程探究性实验教学改革提供理论和实践参考。

基于智能虚拟生产车间的机械制造课程群教学实践

在机械制造类课程中,由于大型装备制造环境危险且工艺复杂,导致学生难以利用实体设备或实际生产制造车间开展实物实验,极大限制了学生工程实践能力的提升。基于此,该文建立了面向机械制造课程群的智能虚拟生产车间和虚拟仿真实验教学方法,通过WebGL技术标准建立可交互操作的涡轮发动机叶轮全自动加工虚拟车间,并在此基础上开发与实体数控机床、机械手、AGV运输小车等实验设备对应的虚实融合接口以及机械制造与控制实验功能,形成虚拟仿真实验教学软件,供机械类相关课程理论与实践教学使用。相关成果已应用于多门机械制造类课程教学中,学生专业知识水平和工程应用能力提升显著,教学效果良好,证明了该实践教学方法的合理性与实用性。

将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革与实践

基于船海工业近年来发展的大背景,面向社会对高校培养船海专业人才的需求,以船海专业培养过程中的核心实验课程为目标开展研究,并在哈尔滨工程大学开展将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革实践。首先,通过虚拟现实技术构建船海专业核心实验课内容,将大型实验课程的设备、流程、效果全部虚拟化,即使不在实验场地也可以身临其境地体验实验过程,极大地降低了开展船海专业实验课程的门槛;其次,将科研用途的自研仪器用于教学实验过程中,不仅在实验教学中增加了先进技术,而且支持开展更多拓展实验,鼓励学生自主设计实验内容与方案;最后,通过实验建立多元技术引入的船海专业核心实验课程教学模式,增强船海专业核心实验课程的自主性与适用性,满足了专业核心实验课程改革需求,为船海专业核心实验课程改革提供指南。

混合式教学模式下提升验证性实验“两性一度”的探索与实践

以地层油高压物性测定实验为例,开发数字化教学资源、建设网上虚拟课堂。利用线上线下混合式教学突破实验教学时间和空间的限制,拓展实验内容,涵盖了地层油取样、配样、转样、测试及分析等全过程的系统知识,并紧跟石油工程领域前沿研究热点引入部分CO_(2)驱油和封存机理研究内容,将原验证性实验改进为探究性实验。构建以学生为主体的翻转实验教学模式,在课前、课中及课后多个环节实施“教师+学生”“过程+成果”“常规+拔高”相结合的多元成绩评价机制。这些举措有效地解决了传统实验教学中存在的一些不足,提升了验证性实验的“两性一度”,提高了石油工程实验课程的含金量。

基于校企合作的燃气输配智慧化实验平台设计与开发

针对燃气企业人才职业能力培养与新工科背景下燃气输配课程教学改革的需要,实施行业指导、校企共建,设计建设了燃气输配智慧化实验平台,开发出多种类型的实验项目,构建了多层次实验教学项目体系并进行了实验教学方法的探索。该平台运用各种信息化先进技术,可模拟燃气输配管网工艺系统及运行工况、燃气管网智能化控制系统运行、燃气管网事故应急处理等任务,具有丰富多样的实验与工程实训功能,有利于实施理实一体化教学,锻炼和提高学生的工程实践能力、智能化能力和创新意识,加强培养学生解决城市燃气输配复杂工程问题的能力和素质。

基于真三轴试验装置的岩石渗流密封方式改进及实验研究

国内现有的非常规油气储层的渗透性测试大多采用圆柱试样,通过假三轴试验装置进行测试,而真三轴条件下立方体试件棱边大多存在棱边串流与端面密封不严的缺陷。基于现有真三轴试验装置,以及大量的实验经验,针对现有的立方体试件单橡胶套渗流密封方式进行改进。介绍了嵌套式“上下密封套”结构特征,特别对棱边区的密封进行了设计,提出了密封套顶-底端面凹陷型内嵌“单孔网槽导流板”结构设计,并对顶部传压板的尺寸进行了讨论。对100 mm×100 mm×100 mm立方体煤样进行了真三轴渗流试验分析,得到了不同入口渗透压力真三轴围压条件下的渗透率。该密封方法的改进有助于提高科研单位及测试中心对原位地应力条件下非常规油气储层渗透性测试精度,并提高高端科研人才的实践创新能力与科研素养。

电镜表征公共服务实验室的开放运行与实践

“材料测试分析中心”的电镜表征实验室是依托于“双一流”建设学科的校院两级共建具有公共服务性质的校级注册实验室。经过多年的实验室开放运行,逐渐形成了从测试分析服务、支撑实验教学到实验创新开发的高效化、标准化和规范化管理运作模式。一方面,实验室可提供优质的测试分析服务,保证高质量的实验数据,有力支撑高校科研团队实验研究并助力与校外单位的技术合作;另一方面,实验室承担高素质人才培养的工作,在实验技术与设备培训、实验教学建设与改革、实践技术指导与分析支持中发挥着举足轻重的作用。结合实验室开放服务的关键管理和技术问题,创新实验管理方法、标准化实验工艺流程以及仪器设备功能开发,提高了实验室运行的开放效率,提升了实验技术人员的服务能力。

能源动力类校企协同实践机制研究与实践

为了实现能源动力类卓越创新型新工科人才的培养目标,将新工科理念融入能源动力类校企协同育人实践环节中,建立了新工科理念下的校企协同育人管理运行机制,将创新实践与协同育人融会贯通,建立了“三段-四环节”的能源动力类实践教学体系,发挥校企协同育人在实践教学体系中的作用;修订了校企协同育人的实践教学内容,从实践项目、实践课程、竞赛指导三方面着手,突出了协同育人的综合性和系统性,切实将新工科理念与能源动力类校企协同相融合,对培养有创新理念、创新思维、创新能力的卓越创新型新工科人才有促进作用。