面向新工科建设的电路课程教学改革

基于新工科人才培养要求,开展了电路课程教学改革。针对电路课程教学现状,将实际电路工程问题融入教学内容之中,培养学生的工程科技素养;将仿真技术引入电路课程教学过程,引导学生进行高效、有益于创新能力形成的学习;采用线上线下混合式教学模式,充分开发学生的学习潜能,培养学生的终身学习能力和创新思维能力。教学改革取得了很好的效果,提高了教师的教学水平和教学质量。

面向电气工程实际的多物理场数值仿真开放实验教学

在电气工程专业本科生电磁场实验教学中,开展面向电气工程实际的多物理场数值仿真开放实验教学,对培养学生的工程观念、综合应用多学科专业知识解决实际电气工程问题的能力具有重要的意义。以电力系统中广泛应用的电力设备——干式空心电抗器为研究对象,阐述了开设干式空心电抗器电、磁、热以及力场等多物理场数值仿真开放实验的目的、内容及实施过程。这些开放实验取得了良好的教学效果。

基于NI myDAQ的线性动态电路参数测量

动态电路在实际生活中应用广泛,精确测量动态电路的参数具有工程意义。采用线上线下混合式教学模式、仿真和实测相融合的实验方法,利用NI myDAQ虚拟实验平台测量动态电路参数,开拓了学生的思维,提高了学生的综合实验能力。

智能捡球机器人设计

针对体育场馆内人工捡拾乒乓球效率低下、损害运动员身心健康等问题,设计了一款基于OpenMV的智能捡球机器人。该机器人以STM32F103RCT6为控制核心,通过OpenMV获取图像信号,采用霍夫圆检测和颜色阈值检测相结合的算法识别乒乓球并计算其与机器人的相对位置,将该位置信息依次传递给Arduino Mega2560和STM32F103RCT6,二者分别控制5自由度机械臂动作和机器人运动,将目标乒乓球捡起后放入存球筐。测试结果表明,所设计的机器人能够准确识别乒乓球并实现自动抓取,达到预期效果和设计目标,为智能捡球机器人的研究和发展提供了参考和借鉴。

高性能铵离子电池用乙酸铵电解液制备

研究了采用3,4,9,10-四甲酰二亚胺(PTCDI)模拟负极的乙酸铵电解质来实现高性能铵离子电池。本研究发现,由于高铵离子含量抑制了离子传输并阻碍了铵离子嵌入/脱出PTCDI电极,因此最高浓度的电解质并不具有最佳的电化学性能。研究给出了一个新的结果,即“盐包水”电解质可能不是最佳的性能,并提供了合适的电解质应平衡离子传输的方法。

以提高学生解决实际问题能力为目标的电磁场实验改革

针对电磁场理论难学、难懂和难用的问题,设计了两平行输电线路的场分布电磁场实验。介绍了应用电轴法得到的电位分布解析解,ANSYS仿真建模的方法和模拟电荷法求电位和电场强度的公式及求解步骤,对3种方法的结果进行比较,验证了3种方法的正确性。实验以解决实际问题为出发点,设置分层次的实验任务,引导学生采用理论分析、仿真建模和数值分析的方法完成实验。培养了学生应用电磁场理论分析实际问题的能力,使学生充分体会到电磁场理论和工程软件ANSYS对实际工程问题的指导意义及数值算法的重要性。

基于MFCC提取和DTW优化的连续音频识别算法设计

介绍了一种新型的利用梅尔频率倒谱系数(MFCC)提取和动态时间规整技术(DTW)优化的连续音频识别算法。首先对数学原理与算法步骤进行设计与规划,使用大规模音频数据库进行预处理,经过时域和频域分析提取相应的特征;然后利用双门限法把连续音频切分为不同的音频块,并对切分部分进行针对性识别,将其与时频域数据库的模板进行匹配比对,实现了较好的连续音频识别效果,在时域和频域识别上的准确性均能达到89%。该研究成果可应用于钢琴教学系统的开发,尤其是在辅助学习者正确弹出曲谱方面具有广阔的应用前景。

以实验案例设计竞赛为抓手促进实验教师队伍建设

为满足社会对实践型和创新型人才的需求,该文对西安交通大学电工电子教学实验中心实验教师队伍的现状和面临的问题进行了分析和探讨,提出通过加强教师培训、营造团队文化和团队凝聚力提升实验教师队伍整体素质的构想,总结了以实验案例设计竞赛促进实验教师队伍建设的具体措施,为培养既有扎实理论基础、又有实际动手能力和创新能力的高素质人才奠定基础,可为其他高校提供借鉴参考。

节点电压法的编程实现及其拓展应用教学设计与实施

为达到新工科人才的培养目标,西安交通大学电工电子教学实验中心积极进行教学改革。该文介绍了近年进行的教学改革工作,并总结了实验教学中存在的问题。针对这些问题,结合计算机专业学生的专业特点,开展新一轮教学改革试点工作,详细讨论了教学改革的具体实施过程和实施效果。实践证明,此次改革有助于计算机专业学生加深对电路理论知识的理解,提高学生编程能力,分层次的实验任务激发了学生潜能,有效提高学生应用计算机编程手段解决实际电路问题的能力。

基于ANSYS的亥姆霍兹线圈磁场分布研究实验

该文介绍了一项面向本科生的电磁场开放实验项目。该项目通过应用大型有限元分析软件ANSYS,对亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了仿真研究。实验内容包括:基于毕奥-萨伐尔定理,通过理论计算和MATLAB软件绘图分析,得到一维和多维亥姆霍兹线圈的磁场分布状态;基于ANSYSMaxwell软件平台,建立亥姆霍兹线圈仿真模型;仿真分析得到不同维数亥姆霍兹线圈的磁场分布,验证理论分析结果。教学结果表明,该实验项目可以帮助学生加强对电磁场理论知识的理解,引导学生的思考与探索,教学效果良好。

电路实验课程的教学改革与实践

互联网技术的不断进步推进教学模式的改革,逐渐形成了线上线下相结合的现代授课模式。为提升电路实验课程的教学质量,引导学生提高自主学习和创新思维能力,以“学生主体、教师主导”为基本原则,以激发学生学习主动性、提高实验参与度为主要目标,以建设线上课程资源、搭建实验教学平台、优化考评方式等为主要方法进行了探索与实践,达到了激发学生活力、提高教学质量的目的。

基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型线圈电感仿真分析

平面螺旋型线圈是无线充电系统中的重要部件。利用ANSYS Maxwell软件对平面螺旋型线圈的电感值进行了仿真分析,在圆柱坐标系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的线圈2D和3D模型,仿真结果与实测结果相符合,说明建模方法是正确的。最后研究了线圈匝数对线圈电感值和耦合系数的影响,一方面,对无线充电系统线圈的研究设计提供了有益参考;另一方面,也可作为电磁场与电磁波课程的仿真实验,成为教学的补充。

电感线圈工程设计与研究实验

介绍了疫情防控期间一个面向本科生开设的综合开放实验项目。该实验项目利用MALTAB软件编写了电感线圈设计系统,获得了线圈的制作参数,利用ANSYS Maxwell电磁场仿真分析软件仿真计算了线圈的电感值,验证了设计系统的计算结果。学生返校后,根据制作参数手工绕制了电感线圈,完成线圈电感值的实际测量,分析了分布电容、铁心对线圈的影响。该实验项目包含电路、电磁场两门理论课程中多个知识点,引导学生学以致用,取得了良好的教学效果。

线性电路频率响应特性的计算机辅助分析

介绍了一项面向计算机专业本科生开设的电路开放实验项目设计实例——线性电路频率响应特性的计算机辅助分析,详细阐述了该项目的教学设计思想、实验内容、方法及实践结果。实践证明,该项目能够通过有针对性的实验任务设置,充分发挥计算机专业学生编程能力强的优势,帮助学生加深对理论知识的理解,全面锻炼学习能力,激发学习兴趣。

响应面法优化富含鸽骨钙香菇鸽肉酱工艺研究

为促进复合鸽肉产品的研发,以白条鸽肉为试验材料,添加鸽肉粒、香菇、黄豆酱、鸽骨粉、香辛料等,通过单因素试验设计,研究不同豆瓣酱添加量、干红辣椒添加量、香菇添加量对香菇鸽肉酱感官评分及色泽的影响,通过响应面法优化得到最佳参数。结果表明,以30 g鸽肉粒计,香菇鸽肉酱最佳工艺配方:豆瓣酱添加量59.79 g、干红辣椒添加量10.20 g、香菇添加量17.93 g,香菇鸽肉酱预测感官分值为77.68,实际感官分值为78.16,说明通过响应面优化后的方程具有实践指导意义。在最佳配方下制得的香菇鸽肉酱色泽鲜艳、酱香醇厚、黏稠适度。

基于电路频响特性的创新开放实验

电路的频率响应在电路分析中具有极其重要的地位。了解电路的频率特征,可对电路的设计、维护和正常运行起到积极作用。总结了我校电路开放性实验项目"基于线性电路频响特性的创新开放实验探究"的完整过程,并介绍了学生完成的具有普适性的程序和其用户交互端。实验项目旨在将理论知识与工程实践相结合,在实际工程应用中加深学生对理论知识的理解,培养学生综合应用知识、自主学习、独立思考与工作的能力。

超声波辅助脱脂鸽骨粉的制备及营养成分测定

为促进鸽骨产业的发展,研制脱脂鸽骨粉,以水煮去肉的鸽骨为试验材料,采用超声波辅助溶剂脱脂法,比较醋酸乙酯、异丙醇、无水乙醇、热水4种脱脂溶剂对鸽骨脱脂的效果,以脱脂率为考察指标筛选最佳脱脂溶剂。设计单因素试验,研究不同超声时间、超声功率、液料比对鸽骨脱脂率的影响,通过Box-Behnken响应面试验法确定脱脂工艺参数,分析脱脂前后鸽骨粉色泽、营养成分及氨基酸含量的变化。结果表明:最优脱脂剂为异丙醇,响应面试验法优化得超声波辅助脱脂的最佳条件为超声时间40 min,超声功率225 W,液料比为8 mL/g时,脱脂率为69.39%。脱脂后的营养成分发生变化,色泽发生明显改善,钙、磷含量有所增加,氨基酸含量降低但种类不变。超声波辅助溶剂脱脂很大程度上保留鸽骨粉的营养成分和相应理化特性,为鸽骨副产品加工生产提供了理论基础。

基于微信小程序的结点电压法智能计算及界面设计实践

《电路》是电类专业学生的第一门专业基础课程,是后续专业课程学习的基础,为了使学生对所学知识进行综合运用,锻炼其解决实际问题的能力,提高创新能力,在计算机专业学生中开展了结点电压法的智能分析计算及拓展应用课程设计,采用分层次的教学任务,充分调动学生的积极性,激发潜能。实践表明,学生从本次课程设计中获得自信,提高了用编程方法解决电路问题的能力。文章重点介绍应用微信小程序实现界面设计和采用JavaScript实现智能分析计算的过程。

实现简易万用表功能的开放实验

主要介绍了本校本科生电路开放性实验项目常用电学仪器仪表的简单设计与功能实现—指针式万用表的实验过程及结果分析。分析了万用表直流电流档、直流电压档、交流电压档和欧姆档的工作原理,利用Multisim仿真平台进行电路设计,完成了详细完整的简易万用表设计、制作和测试过程。

南疆不同品种多胎肉羊品质特性差异分析

为明晰南疆多胎肉羊不同品种肌肉品质特性的差异,以6月龄的湖羊、和田羊及皮山红羊为研究对象,宰后选取背最长肌,对其食用品质、主要营养成分、氨基酸及脂肪酸含量进行测定分析。结果表明,3种羊肌肉pH均为5.24~5.83;湖羊色泽显著高于和田羊、皮山红羊(P<0.05);和田羊嫩度最高,且与其他2个品种肌肉有显著差异(P<0.05),蒸煮损失率为39%~45%,湖羊、皮山红羊的蒸煮损失较小,与和田羊相比有显著差异(P<0.05);湖羊水分、蛋白质含量显著高于其他2种羊(P<0.05);和田羊脂肪含量极显著低于湖羊和皮山红羊(P<0.01);胆固醇含量在营养学规定的低胆固醇食物范围内,低于100 mg/100 g。肌肉共检测到16种不同的氨基酸,但必需氨基酸/总氨基酸和必需氨基酸/非必需氨基酸略低于联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)/世界卫生组织(World Health Organization, WHO)推荐值,湖羊中氨基酸含量最为丰富,除缬氨酸外,其余评分均高于FAO/WHO推荐值;检测出脂肪酸共有33种,其中软脂酸、反油酸、豆蔻酸等含量较多,湖羊肉中不饱和脂肪酸比例最高,显著高于其他2个品种(P<0.05),且饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸更接近推荐值1∶1。综上湖羊肉在食用品质、氨基酸、脂肪酸等方面都表现了良好的品质。