工科类课程思政体系与教学实践体系构建——以自动化专业为例

在新工科建设和立德树人的时代背景下,工科类课程思政建设已成为工程教育改革的重点。文章首先探析了工科类课程思政建设中存在的问题,主要有系统性不足、缺乏专业教育和思想政治教育融合的方法、思想政治教育与生活分离等;其次,根据自动化专业不同课程模块的知识结构、思维模式的特点挖掘其所蕴含的思政元素,从而在专业教育的基础上构建课程思政体系;最后,为保证课程思政体系的实施,构建了专业教育和思想政治教育相融合的教学实践体系与保障体系。

混合域特征波全波形反演速度建模质控方法

常规的速度建模方法速度模型精度低,往往不能改善断层阴影带成像质量,通过采用混合域特征波全波形反演技术能加快全波形反演运算速度和收敛。同时提出成像剖面叠合分析、收敛性分析、测井速度与全波形反演速度对比分析、实际炮集与正演炮集波形对比分析、全波形反演模型与观测记录相似系数对比分析五步法全波形反演速度建模质控方法 ,并建立了目标泛函收敛是判断全波形反演是否收敛最直观的参数,目标函数不下降表明反演不收敛;全波形反演速度趋势与测井趋势要相吻合;正演炮集与实际炮集特征波对比越接近,目标泛函数值越小;正演炮集与实际炮集相似系数越大越一致,表明反演速度越精确等混合域特征波全波形反演速度建模质控主要标准。应用该质控方法,在较为准确的背景速度基础上应用构造约束混合域特征波全波形反演技术,引入较为准确的断层信息,建立精度更高的速度模型,提高了断层阴影带成像质量,有效改善了断层阴影带下盘构造成像畸变现象。

面向复杂工程能力培养的精轧AGC实验虚拟仿真系统

为满足经济社会对冶金自动化人才的需求,结合新工科背景下学生解决复杂工程能力培养要求,设计开发了精轧自动厚度控制(AGC)实验虚拟仿真系统。该实验以实际工程为背景,包括精轧AGC系统的控制原理认知、控制系统设计与实现和控制过程研究,能由浅入深系统地培养学生的工程认知、工程建模与设计、工程研究与创新能力。为自动化生产线实训等实验实践课程提供学科特色的高质量实践教学资源,有助于冶金自动化领域复合创新型人才的培养。实验考核评价以学生实验成果为导向,有利于调动学生的实验积极性和主动性,切实提高实验教学效果和质量。

基于粒子群算法的精轧AGC系统智能参数优化及实验设计

将经典粒子群(particleswarmoptimization,PSO)算法和4种不同改进形式的PSO算法应用于精轧自动厚度控制(automatic gauge control,简称AGC)系统PI控制参数的优化整定,设计了基于PSO-PI控制策略的精轧AGC智能优化控制系统。在控制参数的整定过程中,通过加权系数法将控制精度、动态响应特性等多项性能指标的优化问题转化为单目标优化问题,并通过仿真实验研究了各项控制指标权重系数对控制效果的影响。最后,基于PSO算法研究成果构建了精轧AGC智能优化控制虚拟仿真实验系统,为学生解决冶金自动化领域复杂工程问题能力培养提供了有力支撑。

不同饲料育条件下柞蚕幼虫中肠细菌的多样性分析

为了探讨不同饲料饲育条件下柞蚕(Antheraea pernyi)幼虫肠道细菌群落的变化情况,采用新鲜柞叶育(DJY)和人工饲料育(DJS)2种模式饲育柞蚕1~2龄幼虫,收集柞蚕3龄幼虫中肠样品,通过16S rRNA高通量测序技术分析其肠道菌群的组成和多样性差异。结果显示,在门水平上,人工饲料育与鲜柞叶育柞蚕幼虫肠道优势菌组成相似,均为变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),但占比不同,DJS组柞蚕中肠内三者占比分别为83.55%、5.90%和4.77%,DJY组柞蚕中肠内则为90.96%、1.48%和2.04%;在属水平上,二者共同的优势菌以不动杆菌属(Acinetobacter)为主,DJS组柞蚕中肠内其他优势菌属按占比由高到低依次为葡萄球菌属(Staphylococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红细菌属(Mangrovibacter)、贝氏谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)和肠杆菌属(Enterobacter),DJY组柞蚕中肠中则为泛菌属(Pantoea)、肠杆菌属(Enterobacter)、弧菌属(Vibrio)、贝氏谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus)。此外,菌群数目和丰富度分析表明,DJS组柞蚕中肠细菌物种组成的丰富度和物种多样性比DJY组更高。菌群差异性分析结果显示,DJS组细菌丰富度存在显著差异的有假单胞菌属某菌(Pseudomonas-sp-20-2)和约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii),DJY组细菌丰富度存在显著差异的有醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)和古氏不动杆菌(Acinetobacter guillouiae)。

新一代载人飞船返回舱着水方案研究

载人航天器带气囊返回舱着水过程涉及刚柔耦合、流固耦合等复杂动力学行为,对实现新一代载人返回舱的海上安全回收至关重要。通过数值仿真和试验对返回舱着水方案进行了系统分析,首先利用LS-DYNA软件建立了返回舱着水动力学模型,其次对不带气囊的返回舱斜切着水、带气囊的返回舱垂直着水和斜切着水方案进行仿真分析,一方面通过与试验对比验证了研究方法的正确性,另一方面通过综合对比3种方案着水过程中返回舱质心处的过载曲线与水面压力水平,发现垂直着水时返回舱过载和水面压力远大于斜切着水时,带气囊斜切着水时的水面压力小于不带气囊着水时的水面压力,最终得出带气囊斜切着水方案更优。

基于节点复合特性的端-边协同网络生成算法

针对智慧交通系统数据处理量大、对传输时间要求严苛的难题,通过将协同系统定义为复杂网络模型,构建了设备端和边缘节点协作运行的端-边协同系统。提出了基于网络节点复合特性的协作网络生成算法,实现了多层复杂网络的构建。相比随机几何法,提出的由节点聚类系数和介数中心性两种特性参数相结合的协作网络生成算法能够更全面地描述节点特性,反映节点重要性,改善现有多层复杂网络模型对节点信息描述不全的问题。最后,使用4种复杂网络模型构建多层网络模型并验证该算法,以节点间最短路径值作为评价指标,证明提出的由节点复合特性生成协作网络的算法能够明显降低整个网络中节点间最短路径值,减少传输时间,提高传输效率。

湖南空气质量预报中的数据预处理和特征工程

为提高空气质量预报的准确率,建立了融合气象和环境观测资料、结合机器学习和数值天气预报,且预测时效较长、预测精度较高的机器学习模型库。以湖南6个城市(长沙、株洲、湘潭、益阳、常德、岳阳)的空气质量预报为例,将数据预处理、特征工程方法运用到模型之中,得出以下几点结论:①数据预处理工作包括样本收集、数据清洗、缺失值处理、异常值剔除等,对提高模型预测稳定性帮助很大。②点、线、面的特征组合有助于完整地描述污染物的生消过程。引入传输指数后,株洲市模型对传输型污染过程的预测性能得到明显提高,对轻度、中度、重度污染的分类准确度分别提升了23.6%、16.6%、30.0%。引入静稳指数后,长沙市模型PM_(2.5)浓度测试的相关系数由0.938提升至0.959,均方根误差由10.33下降至8.46,且模型对中度以上污染天气的极值预报结果更接近实况;益阳市模型在高浓度样本预测中存在的系统性偏低现象得到改善,对轻度以上污染天气的预报结果得到较大矫正。③随机森林的特征重要性排序功能可以大幅度减少特征的数量,使得模型的可解释性和稳定性增强。

基于机器学习分类算法的臭氧浓度等级预报在长沙的应用

为准确预报臭氧浓度等级,基于EC_THIN全球天气模式产品和我国自主研发的CMA_GFS全球天气数值预报产品以及华南GRACEs大气成分模式输出产品,融合气象和环境观测数据,使用6种机器学习智能算法,构建耦合数值预报模式和机器学习的混合模型,旨在充分发挥数值预报与机器学习智能算法的优势和互补协同作用,实现臭氧浓度等级预报准确度的跨越式提升。共设置4个控制试验,选取不同的特征产品,依次使用机器学习经典分类算法对长沙市未来4天的臭氧浓度等级进行分类预报,取测试准确度最高的模型输出结果作为结果统计。发现:最优模型1~4天的测试准确度分别为81.7%、81.7%、78.3%、60.9%,大大高于大气成分模式预报和预报员经验,达到预期设计目标;高质量的天气模式产品对模型贡献大,而大气成分模式产品对模型贡献有限;模型3天以内预测性能较好,低等级预测性能较好,高等级预测性能一般。提出解决方案供讨论:增加高等级样本数量,增强模型对此类事件的识别能力;加强高等级臭氧污染的机理分析,组合出更精炼的因子供模型使用。

中国式现代化的历史性变革中加强消费者权益保护路径研究

消费者权益保护与经济社会发展密切相关。党的二十大开启了中国式现代化的新征程,对改善消费环境、促进消费、保障民生和维护稳定提出了更高要求。我国消费者权益保护工作需要立足我国国情,注重解决初级阶段的传统问题;立足促进共同富裕,注重消费环境平衡发展和消费维权均衡供给;立足物质文明和精神文明相协调,注重满足消费者精神需求;立足人与自然和谐共生,注重倡导绿色消费;立足构建人类命运共同体,注重加强制度型开放。同时,坚持和加强消费者权益保护工作的政治性、人民性、政策性、创新性、法治性、系统性,服务构建高标准市场体系和现代化治理体系,推动高质量发展、保障高品质生活。

西丰县柞蚕产业现状及发展思路

该文概述了西丰县柞蚕产业的现状,指出了西丰县柞蚕产业存在生产基础要素不足、蚕业科技服务水平有待进一步提高、缺乏专项资金的支持、产业开拓与延伸不够、产业经营机制有待完善等问题。提出了促进产业互动,优化区域布局,突出规模效应,加快技术进步,促进提质增效,加速多元立体循环开发,壮大龙头企业,增强引领带动功能,强化行业管理,优化发展环境等发展思路,旨在为西丰县柞蚕产业发展指明方向。

考虑混合比偏差的大型双组元推进系统推进剂不可用量控制研究

针对大型航天器由于混合比偏差造成双组元推进系统的部分推进剂不可用的问题,提出了一种降低混合比偏差导致的推进剂不可用量的方法。通过增加一定量燃料使密度较大的氧化剂优先消耗完,从而降低该部分推进剂不可用量。基于该优化方法推导了最优燃料补加量和对应推进剂不可用量的理论公式,通过与优化前推进剂不可用量进行对比,证明了优化方法的有效性。

新工科背景下实践类课程混合教学模式研究

在新工科建设背景下,针对"自动化生产线实训"实践课程教学过程中存在的问题,基于Moodle平台和混合教学理念构建了混合实验教学模式,旨在实现教师引导和学生主导的全面结合。首先从提高学生获取知识和熟练掌握知识应用能力的角度入手,以创新性实验项目为载体,提出了CDIO-OODA工程教育理念与项目驱动相结合的混合实验教学理念;然后以智慧城市—智能楼宇绿色能耗检测与优化控制为例,建设混合实验教学资源;最后,基于Moodle课程教学管理平台,构建了基于Web的Pj BL混合实验教学方法。应用效果表明该混合实验教学模式大大提升了实验教学效果。

依托智能制造挑战赛 探索创新人才培养模式

该文分析了智能制造挑战赛在高校创新人才培养中的优势;结合智能制造挑战赛的经验,提出了完善组织管理体系,健全激励机制,加强实验平台建设,加强学生宣传、培训指导工作,加强指导教师队伍建设,构建赛后总结机制等一系列具体措施,以便更好地保障智能制造挑战赛顺利进行,实现创新人才培养持续发展。

省级实验教学示范中心的持续创新发展

实验教学示范中心作为高校实践教学的重要组成部分,直接影响人才培养质量。介绍了信息工程北京市实验教学示范中心在已有成果基础上,融入卓越工程师培养计划、工程教育专业认证和新工科的教育理念,以学生为中心,提出了基于主动式项目的 CDIO-OODA工程教育理念。结合自动化专业人才培养定位,构建了多层次、立体化、递进式、不间断复合型创新人才培养体系,并设计了基于工程项目的课程内容。将多种先进教学方法融合应用于CDIO不同的阶段,形成了具有学校特色的教学方法和手段。通过教师、学生成果和示范效果展示了实验改革与实践的有效性,为新时期示范中心建设和持续改进提供了思路。

省级实验教学示范中心实验技术队伍建设与实践

采用"恩威并用、赏罚分明"的方式进行了实验技术队伍建设的改革和实践,为新时期实验教学示范中心建设和持续改进提供了思路。以实验教学示范中心建设为导向,制定了实验技术人员岗位职责及聘任办法,特别强调了工作实绩、工作态度和社会服务,明确了工作目标。基于自我发展理念,设计了个人发展规划和培养方案,增加了归属感。针对省级实验教学示范中心验收指标,设计了实验技术人员教学工作当量计算办法,保证了工作量和工作质量评价的公平性;最后,提出了实验教学成果激励办法,有效提升了实验技术人员的工作积极性和主观能动性。经过近3年的持续建设,成果显著,充分展示了实验技术队伍改革与实践的有效性。

基于OKR的实验技术人员绩效评价探索与实践

基于OKR方法,构建并实施了实验技术人员的绩效评价体系。以实验中心建设目标为导向,结合学校考核指标,制定了实验中心的团体OKR。在此基础上,设计了与实验中心高度一致的个人OKR,强调个人能力的充分发挥,制定了持续监督评价机制,设计了配套的工作当量计算办法和成果激励办法,保证了评价公平性和持续不断的内驱力。经过近5年的实践,成果显著,有效提升了实验技术人员的业务水平和创新能力。

新工科背景下智能信号处理一体化创新实训平台研制

在当前新工科建设背景下,结合我院自动化专业人才培养定位,研制了智能信号处理一体化创新实训平台,该平台包含了信号检测、传输、处理和显示的全过程。首先,介绍了一体化创新实训平台的研制背景;其次,给出了平台节点感知层、网关传输层和能耗管理层各自的功能及其相应的设备组成;再次,设计了平台所支撑7门课程的66个实验项目;最后,将该平台应用于"自动化""测控技术与仪器""智能科学与技术"3个本科专业的课内外教学,应用效果表明学生实践能力有了比较明显的提升。

基于OPC技术的先进控制半实物实训平台设计

基于CDIO实验室现有自动化生产线实训平台,利用OPC通信构建了先进控制半实物实训平台,充分发挥了组态王在界面设计和MATLAB在算法设计与仿真方面的优势,实现了控制器和监控系统之间的数据交换,降低了先进控制策略应用于实物实训装置的复杂性。以水平双容水箱液位单神经元PID控制项目为例,详细介绍了整个实训平台的实训过程。实际教学效果表明,该先进控制半实物实训平台方案合理,运行稳定,有效拓展了原有自动化生产线实训平台的应用范围,激发了学生实训的兴趣。同时,该平台有利于学生更专注于先进控制算法的理论和实践研究,增强了实训的目的性。

低温胁迫对柞蚕幼虫3种抗氧化酶活性的影响

低温环境是影响柞蚕茧产量,制约柞蚕产业提质增效的主要因素之一。本试验通过研究低温胁迫后柞蚕幼虫体内SOD、CAT和POD 3种抗氧化物酶的活性,比较4个柞蚕品种/品系的抗逆能力,探索低温胁迫后柞蚕的抗逆机制。5℃低温胁迫4个柞蚕品种/品系的5龄幼虫24 h,在低温胁迫后0、24、48 h测定低温处理组与同时期对照组幼虫血淋巴中3种抗氧化物酶的活性。结果显示,3种抗氧化酶3个时间点的平均值分析,同品种/品系低温处理组与对照组间,辽蚕527和抗大的平均SOD活性呈显著差异;辽蚕527和9906的平均CAT活性呈显著差异;辽蚕527、辽蚕582及9906的平均POD活性均呈显著差异。而不同品种/品系低温处理组间平均SOD活性显示辽蚕527、抗大与9906,抗大与辽蚕582均存在显著差异;平均CAT活性在品种/品系间无显著差异;平均POD活性显示辽蚕527与辽蚕582、抗大,9906与抗大具有显著差异。4个品种/品系的SOD、CAT活性在低温胁迫后表现出先上升后下降的趋势,在24 h达到最高;而POD活性为上升趋势。综合评价4个柞蚕品种/品系3种抗氧化酶在低温胁迫后的酶活性,以辽蚕527最好。研究结果可为柞蚕抗逆性机理研究与抗性品种选育提供理论依据。