教育赋能新质生产力:理论逻辑与实践路径

新质生产力是以科技创新为驱动,以高层次创新型人才为支撑,以战略性新兴产业和未来产业为载体,以数字化、智能化、绿色化为基石形成的高效能、高质量生产力,具有更显创新性、更具数字化、更富跨越性、更重高质量等时代特征。新质生产力与教育发展有着双向驱动的内在逻辑:一方面,新质生产力引发教育理念、目标、内容、方式、体系和治理的系统性变革;另一方面,教育通过促进劳动力再生产提升新质生产力、促进科技创新锻造新质生产力、促进知识再生产升级新质生产力,是新质生产力形成的关键要素和积极变量。随着当前新一轮科技革命和产业变革的加速推进,教育赋能新质生产力亟待促进教育理念的更新、培养模式的升级、供需匹配的优化以及国际链接的畅通。基于问题提出四个方面建议:一要坚持系统观念,树立教育、科技、人才一体化统筹推进的“大教育观”;二要坚持协同创新,以产学研深度融合培养高层次创新型人才;三要坚持动态调整,促进高等教育、职业教育供给侧与产业结构需求侧协同发展;四要坚持对外开放,加快建成具有强大影响力的世界重要教育中心。

开创中国式现代化,推进教育强国建设——学习习近平《论教育》笔谈

最近中共中央党史和文献研究院编辑出版了习近平同志的《论教育》,收入习近平同志2013年至2024年关于教育的重要文稿47篇。这部专题文集围绕教育发表的一系列重要论述,科学回答了“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的根本问题,对于新时代新征程办好人民满意的教育,全面贯彻党的教育方针,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,具有十分重要的指导意义。

粉尘干扰下工业物料表面单视角三维热成像方法

三维热成像技术结合了三维重建与红外热成像的优点,能够同时获取物体表面温度分布和几何结构信息,是直观呈现工业物料表面信息的有效手段。然而,在粉尘干扰下单视角成像环境中,常规三维热成像方法难以适用。为此,本文利用红外热像仪和深度相机搭建了三维热成像系统,提出了适用于粉尘干扰下工业物料表面单视角三维热成像方法。首先,建立了基于虚拟成像的联合外参数标定模型,解决单视角成像设备空间同步难的问题。其次,提出了基于辐射测温原理的红外测温近似补偿方法,获取粉尘干扰下误差较小的温度分布。然后,针对单视角三维热成像深度信息缺失和视角遮挡问题,提出了基于深度图绘制和视点优化的单视角三维热成像方法,实现最优视点下被测对象温度与形貌数据的融合。实验结果表明本文方法能够实现粉尘干扰下物料表面单视角三维热成像,保留更多的温度和深度信息,减小了红外测温误差。

面向煤矿安全监测边缘计算的YOLOv5s剪枝方法

目前,边缘计算与机器视觉相结合具有较好的煤矿安全监测应用前景,但边缘端存储空间和计算资源有限,高精度的复杂视觉模型难以部署。针对上述问题,提出了一种面向煤矿安全监测边缘端的基于间接和直接重要性评价空间融合(IDESF)的YOLOv5s剪枝方法,实现对YOLOv5s网络的轻量化。首先对YOLOv5s网络中各模块的卷积层进行结构分析,确定自由剪枝层和条件剪枝层,为后续分配剪枝率及计算卷积核剪枝数奠定基础。其次,根据基于卷积核权重幅值和层相对计算复杂度的卷积核权重重要性得分为可剪枝层分配剪枝率,有效降低剪枝后网络的计算复杂度。然后,基于卷积核直接重要性评价准则,将卷积层的间接输出重要性以缩放因子的形式引入直接重要性空间中,更新卷积核位置分布,构建包含卷积核输出信息和幅值信息的融合重要性评价空间,提高卷积核重要性评价的全面性。最后,借鉴topk投票的思想对中值滤波筛选冗余卷积核的流程进行优化,并用有向图的邻接矩阵中节点的入度来量化卷积核的冗余程度,提高了冗余卷积核筛选过程的可解释性和通用性。实验结果表明:①从平衡模型精度和轻量化程度的角度出发,剪枝率为50%的YOLOV5s_IDESF是最优的轻量级YOLOv5s。在VOC数据集上,YOLOv5s_IDESF的mAP@.5和mAP@0.5∶0.95均达到最高,分别为0.72和0.44,参数量降至最低2.65×10^(6),计算量降低至1.16×10^(9),综合复杂度也降至最低,图像处理帧率达到31.15帧/s。②在煤矿数据集上,YOLOv5s_IDESF的mAP@.5和mAP@0.5∶0.95均达到最高,分别为0.94和0.52,参数量降至最低3.12×10^(6),计算量降低至1.24×10^(9),综合复杂度也降至最低,图像处理帧率达到31.55帧/s。

钟秉林先生的教育家精神

钟秉林先生是中国共产党的优秀党员、著名教育家。他毕生忠诚于党和国家教育事业,从青年时代赴延安插队兼任民办教师,到大学毕业后留校任教,再到远渡重洋、英伦留学,学成后毅然回国报效祖国。钟秉林先生先后担任教育部高等教育司司长、北京师范大学校长、中国教育学会会长等重要职位。他始终恪尽职守,兢兢业业,不遗余力推动我国各项教育事业改革创新,为我国教育高质量发展作出积极贡献。钟秉林先生的社会头衔很多,但他经常自谦是一名普通的人民教师,最在意的身份就是教师。钟秉林先生心有大我、至诚报国,言为士则、行为世范,启智润心、因材施教,勤学笃行、求是创新,乐教爱生、甘于奉献,胸怀天下、以文化人,用身体力行诠释践行着教育家精神。

面向中国式现代化的教育学自主知识体系建构

中国式现代化概念的提出,为中国式现代化理论建构迎来了重要的学术话语建构与升华的历史契机。面向中国式现代化,不仅是以教育强国建设引领教育学自主知识体系建构的时代需要,而且是中国教育学自主知识体系建构过程中总结教育成就经验、回应问题挑战的现实需要,同时也是中国教育学自主知识体系为世界贡献中国教育理论的战略需要。其建构逻辑彰显出中国特色社会主义教育学自主知识生产的特质、弘扬中国教育学自主知识创新的精神、表达中国式现代化知识探索的诉求以及展现人类文明知识创生的向度。在方法上,面向中国式现代化的教育学自主知识体系建构要优先考虑人民的利益和需求,坚定教育创新的独立精神和信心,秉持传统价值与现代创新的教育原则,坚持问题导向的行动准则,把握教育系统观念的整体思维,倡导教育的全球参与和合作的实践探索与理论创新要求。

浅谈线性卷积在调制光谱分析中的应用

线性卷积是“数字信号处理”课程中十分重要的运算,但学生经常对这一运算的物理意义及作用机理理解不足。将线性卷积应用于调制光谱分析的案例中,展现线性卷积在调制光谱解析各次谐波信号的作用机理,与传统“调制-锁频-滤波”方法相比,能够让学生理解线性卷积的物理意义、机理及其在工程实践中的应用价值。

中国教育学话语建构的三重限度及其超越

构建中国教育学是新时代教育大国迈向教育强国的内在要求,其话语关涉谁在说、说什么、怎么说、有何影响的问题,为推动中国教育学自主知识体系的建构提供有力支撑。中国教育学话语建构要警惕三重限度的产生。其一,在话语议题上,中国教育学要突破话语单一化,不能为突出重要性而忽略多样性。其二,在话语应用上,中国教育学要规避话语机械化,不能为突出应用性而忽略情境性。其三,在话语范式上,中国教育学要突破话语孤立化,不能为突出独特性而忽略学术创新性。中国教育学话语建构需:运用比较教育视角,丰富教育学话语议题的多样性;强化问题情境导向,提升教育学话语应用的适切性;注重学术质量标准,增强教育学话语范式的普适性。

“工程光学”傅里叶变换光谱仪实验设计

“工程光学”是测控技术与仪器等专业重要的专业课程,该课程理论性较强,学生往往对课程涉及的物理原理认识不够深刻,难以应用到实践当中。通过设计傅里叶变换光谱仪实验,将仪器设计和研发实践融入到理论学习当中,有助于提高学生的创新精神和实践能力,探索工程实践与课堂教学的有机融合模式。

德州市中小学女教师职业生活调查

通过对德州市四个学校233名中小学女教师职业状况、家庭生活、自我认同等方面的调查,发现女教师们的总体职业体验是比较积极的,但也面临着非常大的工作压力;就女教师的性别角色而言,调查结果显示出女教师们具有比较强的女性主体意识、非常的“自我”。

水力空化协同Fenton联合光催化法降解有机废水

本文研究了水力空化法分别与芬顿法和光催化法联合降解处理有机废水的最优工艺。采用自建体系,优化了相关操作参数,探讨了初始pH值、H2O2浓度、水力空化入口压力、溶液初始浓度等条件对水力空化分别与Fenton或光催化法联合降解效果的影响。结果表明,酸性条件下罗丹明B的降解效果更佳,H2O2的最佳浓度为15mg·L^(-1),罗丹明B的初始浓度为10mg·L^(-1),水力空化的最佳入口压力为0.3MPa。在最优条件下,水力空化协同Fenton联合光催化降解罗丹明B的效果最佳,降解率达到89.8%,显著高于单独使用水力空化、Fenton法或光催化降解的效果。这种协同作用主要归因于多种技术的相互协同增效,进而增强了罗丹明B的降解效果。本研究可为高效降解罗丹明B等污染物提供新的途径。

顶燃式球式热风炉烧炉过程温度场建模

针对热风炉烧炉过程中蓄热体温度难以实时在线检测的难题,结合计算流体动力学以及传热学,建立顶燃式球式热风炉烧炉过程温度场分布模型。首先,在综合分析炉内的煤气燃烧反应、烟气湍流规律和蓄热体与烟气动态热量交换过程的基础上,建立热风炉的烟气流动模型和融合蓄热球自身热传导的局部非热平衡多孔介质模型;其次,根据实际现场检测的温度、流量和压力合理设定所建模型的定解条件;最后,采用有限体积法对模型进行求解,得到热风炉的温度场分布。研究结果表明:所建立的模型能够正确、有效地模拟热风炉烧炉过程的温度场分布,模型温度计算值与实测拱顶温度的平均相对误差低于1%,与实测废气温度的平均相对误差为2.6%。

基于近邻传播算法的茶园土壤墒情传感器布局优化

针对节水灌溉的土壤墒情传感器布局问题,提出了基于近邻传播算法(affinity propagation,AP聚类算法)的优化布局策略。策略在保证茶园传感网络全覆盖的基础上,实时采集试验区各节点的土壤墒情数据,构建节点土壤含水率的相似度矩阵,并迭代计算各节点的吸引度和归属度值,得出聚类数和聚类中心。结果表明,采用AP聚类算法对试验区域传感器进行优化布局,优化了传感器数量和位置,使传感器数量由25个减少到2个。在试验区随机采集土壤相对含水率,经验证,聚类中心节点的土壤相对含水率与试验区平均值相近,相对偏差近为0.76%,表明聚类中心节点的土壤墒情数据具有代表性。该方法有效降低了数据的冗余度,节约了系统成本。

基于方向发射率校正的红外测温补偿方法

红外热成像仪具有实时在线、非接触获取被测对象二维温度分布等优点,在钢铁、农业、电力电子等众多领域应用广泛。但是,红外测温结果容易受到干扰因素的影响。针对方向发射率变化引起的红外测温误差,本文提出了基于方向发射率校正的红外测温补偿方法。首先,基于红外测温原理,构建了针对方向发射率变化的红外测温补偿模型。其次,为确定补偿模型中的方向发射率,利用红外热像仪和激光扫描仪构建的三维热成像系统,提出了基于参考体的方向发射率校正方法。然后,通过多项式拟合确定方向发射率随视角变化的规律。实验结果表明所提红外测温补偿方法可以有效降低方向发射率变化造成的红外测温误差,经过补偿温度后,红外测温最大误差由9.64℃降低为2.97℃,标准差由3.57℃降低为0.71℃。

最优距离聚类和特征融合表达的关键帧提取

为了提高视频关键帧提取的质量和效率,提出一种基于最优距离聚类和特征融合表达的视频关键帧提取算法。在视频帧间差异性分析基础上,寻找并确定最优帧间距离阈值,采用无监督聚类算法对帧间距离进行聚类,获得类别数目最优的类图像集;计算图像的颜色复杂度和信息熵并融合,按照类中图像特征值"平均"的思想提取类代表帧,组成视频关键帧。对4个监测视频进行实验,结果显示:该算法提取关键帧的平均保真度为96.72%、平均压缩率为96.42%,运行时间也较短,与两种典型的基于聚类的关键帧提取方法相比,在相同的压缩率情况下,算法保真度大幅度提高,而运行时间较小或相当。该算法解决了无监督聚类对阈值的依赖性问题,兼顾了视频中运动目标变化和环境异常两种情况,具有良好的性能和适应性。

基于k-means++的高炉铁水硅含量数据优选方法

优质数据集是实现高炉铁水硅含量准确预报的基础。针对铁水硅含量数据记录不均衡,特别是部分样本周期内存在多个硅含量值且波动较大,难以与输入变量进行合理关联等难题,提出了一种基于k-means++聚类算法的铁水硅含量数据优选方法。该方法首先利用k-means++的快速聚类能力,将样本分簇,用以表征不同的炉况;其次统计各簇硅含量频数直方图,由此确定高频区间;最后以高频区间为标准,遴选与样本关联的最佳硅含量值。以某钢铁厂2650 m^3的高炉为例,分别建立基于多层感知器和LSTM的深度学习模型进行预测,结果表明,该优选方法处理的数据与传统均值法相比,均方误差可减少0.003,命中率提高10%以上,对铁水硅含量数据的预处理具有较好的指导意义。

聚芳酯纤维的化学稳定性及其腐蚀降解

为研究聚芳酯纤维在高湿热、强腐蚀条件下的耐受性,选用酸、碱及强氧化剂处理聚芳酯纤维,并借助光学显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪及热失重分析仪等,研究纤维形态结构、聚集态结构及大分子链结构变化。结果表明:在常温和60℃下,H2SO4处理后纤维表面未见明显变化,HNO3处理后纤维仅出现少量沟槽,但经KMnO4处理后,纤维横向沟槽增多,纵向呈现微裂纹,尤其经NaOH处理后,纤维表面由沟槽变为凹坑,甚至呈腐蚀断裂状态;酸和KMnO4并未显著破坏纤维的晶区有序结构,而NaOH处理降低了纤维晶区规整度;H2SO4、HNO3和NaOH及KMnO4处理引起聚芳酯纤维大分子链苯环上-CH键断裂,导致纤维降解,残炭率降低。

压力流场中含炭黑聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体的流变特性

利用毛细管流变仪及反向压力腔组件研究了压力流场中含炭黑聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔体的流变行为,并与普通PET熔体的流变行为进行对比。结果表明:随剪切速率的增加,含炭黑PET熔体的“剪切变稀”行为比普通PET更显著;在相同温度和相同剪切速率下,含炭黑PET的剪切黏度随着压力的增加而增加;在相同剪切速率和相同压力下,随着温度的升高,含炭黑PET熔体的剪切黏度逐渐减小;压力增加ΔP与温度下降ΔT对剪切黏度的贡献是等效的;在相同剪切速率下,含炭黑PET熔体的黏-温依赖性随压力的升高而增强;在相同压力下,含炭黑PET熔体的黏-温依赖性随剪切速率的增加而减弱;随着温度的升高,普通PET和含炭黑PET熔体的结构粘度(Δη)降低,可纺性提高;当温度为290~295℃时,普通PET和含炭黑PET熔体的可纺性最优。

聚合物基石墨烯复合纤维及其纺织品研究进展

针对高纯石墨烯纤维可纺性差、成本高及分散难等问题,归纳了石墨烯的功能化改性方法,并对聚合物基石墨烯及其纺织品的研究进展进行综述。通过石墨烯与聚合物基体相的相互作用分析,深入探讨石墨烯对聚合物基石墨烯纤维微结构的影响机制,提出聚合物基石墨烯纺织品开发面临的技术挑战和理论难题。研究表明,石墨烯的高导电性和聚合物基体的柔性赋予聚合物基石墨烯纤维良好的可编织性,可确保其在拉伸、扭转、冲击等条件下具有良好的电导率稳定性,有望加快柔性可穿戴纺织品的开发进程。最后指出,利用可控和可预测的加工技术,在解决石墨烯高效分散的基础上可解决石墨烯高成本的问题,是聚合物基石墨烯纺织品的重要研究方向。

高炉铁水温度检测方法的研究进展

高炉铁水温度是分析铁水质量、判断炉温状态及评估高炉能耗水平的重要指标,铁水温度检测是钢铁行业的强制性需求。本文根据测温仪表的工作原理,将现有铁水测温技术进行分类分析,结合高炉出铁场环境特点和铁水特点,从测温原理、测温位置、技术特点等方面论述了现有测温技术的优缺点。为实现高炉铁水温度的实时在线准确检测,重点介绍了红外视觉测温方法的研究进展和应用潜力。在总结现有铁水测温技术的基础上,分析了红外视觉测温方法存在的主要问题及未来研究方向,旨在为学术界和工业界研究人员提供铁水测温技术方面的一些参考和借鉴。