应用Mathematica4.0学习Taylor公式

通过利用 Mathematica4 .0这一数学软件对《数学分析》中 Taylor公式的讲授 ,把传统的教师讲授——记忆——测验的学习过程 ,变成了 Sounders Mac lance提出的直觉——探试——思考——猜想——证明的过程 .

Mathematica4.0功能初探

Mathematica 4 .0 ,它拥有范围广泛的数学计算功能 ,支持比较复杂的符号计算和数值计算 ,能进行复杂的数学公式推导和理论分析 。

用Mathematica4.0辅助泛函微分方程教学

泛函微分方程在数学科学研究中占有非常重要的地位。探讨数学软件辅助泛函微分方程教学的方法,总结教学经验,使学生借助数学软件解决泛函微分方程计算问题的能力得到提升,对提高泛函微分方程以及相关课程的教学质量大有帮助。

人工智能赋能教育4.0:挑战、潜能与案例——《塑造未来学习:人工智能在教育4.0中的作用》的要点与思考

世界经济论坛将适应未来能力、技能、态度和价值观的教育称为教育4.0。教育4.0框架是面向未来需求转变学习内容和学习体验的全球框架。世界经济论坛2024年4月发布的《塑造未来学习:人工智能在教育4.0中的作用》报告,基于教育4.0框架,以未来教育模式和人才培养需求为导向,阐述了全球教育面临的师资短缺、教师行政负担重且教育评价效率低、数字技能和人工智能人才短缺等挑战,论述了人工智能技术可有效简化教育管理流程、提高教育评价效能、培养学生数字素养和人工智能素养、实现学生个性化学习等潜能,并结合具体案例分析了人工智能对传统教育模式的颠覆和重塑及其应用于教育的风险与应对措施。我国应优化多元主体与智能技术的协同实践,重塑未来学习生态和新质人才培养模式;构建并完善人工智能教育数字治理体系,推动数智化时代新质教育可持续发展;完善人工智能算法智能评测教育体系,夯实人工智能赋能教育4.0的数字底座;提升师生数字素养和人工智能素养,加快建构教育4.0时代的新质教育新体系;秉持以融创教育为核心的教育设计理念,推动人工智能教育与新质教育融通。

面向物流4.0的高职物流工程综合实训室建设实践

实训室建设与管理是高等教育的重要内容,如何建设面向物流4.0的综合实训室是高职物流工程专业普遍关心的问题。介绍了物流4.0的概念,探讨其对从业能力的要求和对高职物流工程教育的挑战。分析了物流4.0对物流工程综合实训室和课程体系带来的变革要求。以浙江经济职业技术学院为例,详细介绍了物流工程综合实训室的建设过程,包括理念和目标、建设内容、建设成效和不足。可为我国高职院校物流工程教育中提供参考与借鉴。

循环经济理念下的产业园4.0规划设计——以广州中创产业园为例

在国家推进碳中和的背景下,实现经济高质量发展尤为重要。循环经济具有降低能源消耗和碳排放的关键作用,是实现经济高质量发展的必由之路。以广州中创产业园为例,引入循环经济理念,对产业园区规划存在的问题进行分析,并进行系统性规划设计。同时,基于循环经济理念对产业园进行功能结构布局,进一步探讨物质循环系统、生态循环系统和智慧园区具体的规划策略。探索广州中创产业园4.0实现循环经济发展的路径与对策,为我国其他工业化地区建设面向循环经济的工业园区4.0提供参考。

Mathematica在物理化学公式可视化中的应用

随着计算机技术的快速发展,软件工具在化学教学和研究中的作用日益凸显。本文以Mathematica软件为例,探讨了其在物理化学公式可视化中的应用。借助几个典型的例子,如范德华状态方程、原子轨道与电子云形状以及化学反应速率方程的可视化,为物理化学的教学和研究提供新的视角和方法。通过互动式的学习模式,学生不仅能够通过直观的图形来观察和理解理论背后的物理意义,还能激发他们的兴趣,增强学生学习的主动性和创造性。

基于Mathematica的平行光斜入射光栅衍射的模拟和可视化研究

光栅衍射作为大学物理的重要教学内容和教学难点,由于其理论推导和数学表达形式复杂,学生难以形成清晰的物理图像,导致课堂教学效果不理想。教材中仅对光垂直入射光栅时的衍射特性进行了讨论,但平行光斜入射光栅时的衍射特性却未被充分探讨,且这一领域的研究仍然有限。本文首先应用光的衍射理论推导出了平行光斜入射条件下单缝衍射和光栅衍射的光强分布表达形式,将单缝衍射和光栅衍射的研究由垂直入射推广到斜入射的情况。然后,应用Mathematica软件中的强大的交互式界面Manipulate,结合Initialization和Limit命令,对平行光斜入射情况下的单缝衍射和光栅衍射的光强分布进行了系统的模拟和仿真,分别绘制出单缝衍射的相对光强分布、多缝干涉的相对光强分布、光栅衍射的相对光强分布和衍射条纹分布情况。通过可视化过程,使学生深刻地理解光栅衍射的光强分布是单缝衍射和多缝干涉共同作用的结果,单缝衍射提供了光强分布的包络,而多缝干涉则决定了衍射条纹的具体亮暗变化,将抽象的光的衍射现象形象直观地动态演示出来,这有助于学生建立清晰的物理图像,深刻地理解单缝衍射和光栅衍射,极大地提高教学效果。

“媒介自延伸”:人机交互中知识权力话语模式变迁及潜在风险

以ChatGPT4.0为代表的生成式人工智能技术,不仅打破千百年来人类的话语主体地位,更冲出以人为本的“媒介即延伸”发展轴线,转向以媒介自我能力延伸的“媒介自延伸”之轨,人类知识权力话语模式的主体、特征以及权力关系受到巨大冲击。在梳理人类历史进程中不同媒介时代权力话语模式变迁基础上,采用扎根理论研究方法,对当下生成式人工智能引发的人机交互权力话语模式与特征进行分析,发现算法规制下的智能话语或将人类话语引入范式化与平庸化,造成机器知识内容权力宣示、庸语驱逐俗语以及情感话语蛊惑方面的潜在风险,需从个体“算法启蒙”及社会规制层面采取必要举措并进行反思。

盘管式冰蓄冷空调技术蓄冰过程理论与实验研究

冰蓄冷空调系统对电网调峰及改善用冷经济性有重要作用。该文通过对盘管式冰蓄冷系统的蓄冰过程研究发现,蓄冰过程包含两个明显阶段:第1阶段,10.0到4.0℃过程中,水的密度随温度降低而增大,4.0℃冷水迅速聚集到蓄冷单元底部,并逐渐充满整个水域;第2阶段,4.0到0℃过程中,水的密度随着温度降低而减小。前期,换热管下表面最先出现冰层;后期,随着上方聚集的低温水增多,换热管上表面开始产生冰层。该实验中,当蓄冰过程进行到100 min时,换热管上下表面冰层厚度均达到8.56 mm。之后,上表面冰层厚度逐渐超过下表面。该研究揭示冰蓄冷单元内部自然对流及4.0℃时水的密度逆转对结冰过程的影响规律,对盘管式冰蓄冷系统的优化设计及运行控制有一定指导意义。

Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金固溶处理工艺研究

对铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金进行了双级固溶+时效处理,采用SEM、XRD、硬度测试等研究了双级固溶中第二级固溶温度和时间对铸态合金组织与硬度的影响。结果表明:铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金组织主要由α-Al固溶体、块状初生Si相、针状共晶Si相以及网状第二相组成。经过双级固溶处理后,合金中块状初生Si相明显钝化,共晶Si相明显细化,网状第二相也显著碎化。490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶处理合金中网状相基本完全碎化,共晶Si相最为细小。随着双级固溶中第二级固溶温度的提高,固溶时间的延长,T6态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金的硬度先升高后降低,490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶+180℃×6 h时效处理合金的硬度最高,达到88.2 HRB。

开展可见光—红外线—太赫兹波成像系列实验培养解决真实问题人才

物理学的研究成果有力推动了三次工业革命的发展。进入新世纪以来,量子计算、低维物理、量子探测等现代物理研究成果正在促进第四次工业革命暨工业4.0向纵深发展。笔者在大学物理实验中规划布局多层次物理实验题目,以开展可见光-红外线-太赫兹波探测与成像系列实验为例,介绍了学生深刻理解不同波段的电磁波在新旧产业领域应用性的异同。这一教学模式有利于学生掌握近现代物理成果与实验综合技能,培养他们成为解决新产业领域面临的真实问题的新理工科人才,从容面对新技术革命与职业选择。

基于质量4.0的印制电路板智能缺陷检测研究

新一代信息技术的高速发展为制造业的转型与发展提供了机遇,同时也推动了制造质量管理方式的重大变革。本文结合制造业发展实际情况,概述了质量4.0的基本理论及关键技术,并进一步探讨了质量4.0的实施与落地应用。具体而言,将印制电路板(printed circuit board,PCB)缺陷检测作为研究案例,设计了基于质量4.0的PCB智能缺陷检测方案,并提出了缺陷检测的5个关键评价标准;提出的检测方案可有效帮助PCB制造企业过滤缺陷假点、控制产品良率、获取缺陷解决建议,并为员工掌握专业检测技能提供学习和培训平台。本文旨在研究质量4.0环境下的智能缺陷检测及其PCB中的应用,以推动制造业质量管理数字化和智能化转型。

材料成型及控制工程专业实践教学改革探索——以“生产实习”课程为例

新工业革命势必对高等教育尤其是工程教育产生变革性影响。“新工业革命4.0”背景下,工程人才培养应符合科技创新和智能时代需求,适应未来新工业挑战。以材料成型及控制工程专业作为工程学科典型代表,探索新工业革命技术创新要素与材料成型及控制工程专业实践教学结合点,更新符合新工业革命要求的教学内容及知识体系,在信息化、智能化和知识碎片化的时代背景下,提出材料成型及控制工程专业实践教学改革的方式方法,包括打造实验平台、建立稳定的校外实习基地、促进教学环境智能化、鼓励团队学习法等,以期为我国高等工程教育及人才培养提供借鉴。

智能煤矿综采控制系统双人协同作业情境意识研究

目的探究智能煤矿综采控制系统双人协同作业中个体在不同协同条件下的情境意识(SA)的构建情况,为智能煤矿中人员协同操作模式提供管理的相关依据。方法利用E-prime软件模拟智能煤矿综采控制系统中的采煤机运行状态监控任务,实验模拟四种不同协同场景(单独作业、操作协同、工作交流协同、非工作内容交流协同),利用全局情境意识技术测度被试总体情境意识以及感知、理解、预测三阶段情境意识得分,并验证不同协同条件下双人协同作业模式中个体的情境意识影响差异。结果双人操作协同与工作内容交流协同显著提升个体情境意识水平,并取得较高的工作绩效;在情境意识感知阶段,非工作内容交流协同与其他三组对比情境意识得分显著下降;在理解阶段,工作内容交流组与其他三组均呈现情境意识得分上的显著性差异,且工作内容交流组得分最高;在预测阶段单独作业组与操作协同组和工作内容交流协同组在SA得分上存在显著性差异,单独作业在预测阶段的得分显著低于有协同组。结论相较于单独作业,操作协同、有关工作内容的交流协同能够有效维持个体情境意识和提高绩效水平,但非工作内容的交流协同反而会降低个体情境意识。

轨道交通列车新一代健康管理系统架构研究

科学维护运营车辆、保障列车运行安全一直以来都是轨道交通领域的核心问题。近年来,随着列车预测性维修和无人驾驶等重大需求的提出,迫切需要实现全息状态感知、精细诊断预测、及时反馈处置的列车健康管理功能。现有系统架构存在着感知低效、融合深度不足、模型优化动态差、计算协同弱、自主化决策水平低等问题,先进的物联网、大数据、人工智能、数字孪生等技术的发展,推动了列车健康管理系统架构向更高水平智能化演进。文章对列车健康管理系统技术发展阶段进行了梳理划分,在此基础上提出了基于泛在感知与协同计算的轨道交通列车健康管理系统4.0架构,详细阐述了其内涵概念、系统架构和关键技术,归纳出泛在感知、协同计算与健康管理深度融合的解决途径、技术手段和预期效果,明确了现阶段技术攻关的主要方向,进而支撑列车安全保障和运维品质的提升。

退火工艺对Mg-4.0Zn-0.8Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验、浸泡腐蚀试验等手段,研究了不同温度退火对热轧态Mg-4.0Zn-0.8Zr合金组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:热轧态Mg-4.0Zn-0.8Zr合金晶粒沿着轧制方向被拉长。320℃退火合金组织仍保持热轧态纤维状形貌,360℃退火合金再结晶完全,晶粒为均匀的等轴晶,退火温度再升高,合金晶粒均匀性变差。随着退火温度的升高,合金的抗拉强度不断下降,伸长率先升高后降低,腐蚀速率先降低后升高。360℃退火的合金伸长率最高,为22.1%,腐蚀速率最低,为0.24 mm/a,其抗拉强度为250.4 MPa。

长三角G60科创走廊:从地方探索到国家战略的历程与展望

长三角G60科创走廊从1.0版发展到3.0版,从地方政府的自发探索和生动实践,到两省(市)三地市的跨域合作,再到四省(市)九城市的协同共创,是“自下而上”与“自上而下”相结合的产物。3.0版G60科创走廊是综合性创新走廊,兼具科学驱动型、产业驱动型和政府驱动型创新集群的特征,同时结合了科技园区模式、创新走廊模式和城市群模式的特点。与全球顶级创新集群相比,长三角G60科创走廊在顶尖学术资源、顶尖创新人才、创新生态系统、全球影响能力、金融支持体系、开放创新文化等方面仍然存在进一步提升空间。未来4.0版G60科创走廊应以提升创新集群的科技强度为战略方向,积极推动长三角G60科创走廊由单链协同向多链融合发展,由单核驱动模式向多中心联动方向发展,构建多链融合、多中心联动的“轮轴-辐条”结构的创新生态。

工业4.0下的质量管理

全球工业正面临第四次工业革命,即工业4.0。它指的是系统的连接和集成,以收集和分析数据,并将组织机构的运营数字化。质量4.0是与第四次工业革命相关的概念,指工业4.0背景下质量工作的数字化。探讨了质量4.0如何成为质量工作演进的一部分,重点是了解组织应如何过渡到质量4.0。提出了质量4.0的定义,并提出了过渡到质量4.0的总体过程,包括6个连续阶段,适用于计划过渡到质量4.0的不同组织机构。

PF-LBM耦合模型下Al-Cu合金的枝晶生长和气泡形成

基于Shan-Chen多相流的格子玻尔兹曼方法模拟复杂多相流系统,探索气泡在液相中的生长和运动.研究了Al-4.0wt.%Cu合金在凝固过程中枝晶与气泡的相互作用,各向异性对凝固组织的影响以及枝晶与气泡共存时溶液密度的变化情况.结果表明:在定向凝固枝晶生长模型中,气泡先在枝晶底部析出,压差导致气泡上升,流动的过程中会与枝晶产生相互作用且会出现气泡合并与消失的情况,在枝晶间密集通道处大气泡会变成蠕虫形状.模拟区域的高长比会影响枝晶和气泡的生长情况,当高长比较小时更容易产生短而小的气泡,高长比较大时更容易产生蠕虫状气泡.在等轴枝晶生长模型中,气泡在枝晶间析出,随着枝晶的生长,气泡同样会发生合并与消失的情况,并且在受到挤压时发生形变.