基于OBE的数据结构多维融合教学模式实践

在工程教育专业认证背景下,为了开展“以学生为中心、以产出为导向”的数据结构教学,借助现代信息技术构建线上线下、课内课外以及理论实践多维融合的教学模式。该教学模式以OBE理念为指导进行混合式教学及考核评价方法设计,并基于翻转课堂有效整合不同维度的学习活动,激发学生自主学习的积极性,拓展学生的知识体系。目前,该教学模式已面向河南大学计算机科学与技术专业进行了3个学期的教学实践,从学生、专家的反馈情况及课程目标达成情况来看,教学效果明显,多维融合教学模式有效提升了学生的自主学习能力、分析与解决实际问题能力以及拓展创新能力。

考虑车钩力约束的重载列车运行优化分层框架与迭代求解方法

重载列车具有超长编组、超大载重、运行线路复杂等特点,不合理的操纵易引起车钩力过大,甚至造成断钩或脱轨。为实现重载列车操纵在线优化,保障列车安全平稳运行,提出一种考虑车钩力精细化解算的速度曲线优化分层框架与迭代寻优算法。框架顶层基于等效的列车运行线性模型,将列车运行多目标优化问题转化为二次规划问题,实现操纵工况序列的快速求解;框架底层采用纵向动力学模型,刻画列车运行中的车钩力分布特征。迭代寻优算法将列车纵向冲动作为迭代终止判断条件,针对不满足车钩力约束的局部区段,对多目标优化模型中的牵引/电制动力约束进行动态调整,最终得到列车优化操纵曲线。采用实际线路2万t重载列车数据进行仿真分析,验证了本文所提分层框架和迭代算法可实现重载列车运行多目标优化问题的有效求解。

“横向打通、纵向延伸”的课程教学改革探索——以计算机核心基础课程群为例

在新的产业发展和现代化建设环境下,知识与技术迭代加速、工作场域更加复杂。针对传统课程教学对学生横贯能力培养不足,与科技竞争和产业变革导致的复杂工作场域不够契合的问题,围绕产出导向,提出横纵贯通的课程教学改革思路。以计算机核心基础课程群教学改革为例,实施以课程目标达成为导向的螺旋递进式教学,有效衔接课程知识点与能力、品行的培养,引导学生在课程学习中持续提高知识应用能力和技能,激发学习动机,培育良好品行。在多维学习评价与反馈中不断提升学生的计算思维、系统思维等工程思维能力和团队合作、责任意识等品行。

改进候鸟迁徙算法的车间布局优化

车间布局不合理导致设备之间的物流混乱,造成不必要的浪费,通过优化数学模型以及采用改进的候鸟迁徙算法可以有效地解决相关问题。在候鸟迁徙算法基础上,优化了编码解码过程引入修复优化算子来处理不可行解同时改进了种群更新方式,增强了算法全局搜索以及局部搜索的能力,可以有效地避免陷入局部最优解。试验结果表明:最终布局方案较传统粒子群算法求解所得方案更优,极大提高了车间的运输效率,减少了物流和非物流作业区之间的相互干扰。

基于OBE理念的数字逻辑课程多课堂协同模式的改革与实践

通过在电子信息类基础课程数字逻辑中应用OBE教学理念,基于素质课堂构建了线上课堂、线下课堂、实践课堂的协同应用模式。在同期不同班级分别开展传统教学和多课堂协同模式教学,从两种教学模式的课程目标达成度的相关分析可以看出多课堂协同模式不仅具有较强的适应性,而且在培养学生的学习能力上更具优势,有利于提升学生解决复杂工程问题的能力,更有助于进一步培养学生的创新意识和综合素质。经过实践应用,基于OBE理念的多课堂协同模式在培养应用型高素质人才方面具有积极意义,在工科核心基础课程的建设上具备一定的推广价值。

运用OBE理念的数据库系统原理多向融合探究式教学研究

运用OBE(成果导向教育)理念,在数据库系统原理课程中进行多向融合探究式教学改革。教学内容融合教材、教辅、网络资源、自建红色景点数据库的课程思政;教学模式融合问题引导式和探究式;教学方式融合多媒体、实验与实践和网络资源探究式自主学习;课程考核融合过程性和结果性考核。通过多向融合探究式教学实践,激发学生探究知识的热情,提高实践能力,达到OBE理念预期的教学目标。

新工科背景下基于CDIO-OBE的“数据库原理与应用”课程教学改革探析

常规的以教师为主导的“数据库原理与应用”课程教学存在着实践技能培养欠缺、教学评价体系不够完善等问题.基于此,根据新工科背景下人才培养目标,在教学中,融入CDIO和OBE教学理念.基于OBE理念进行课程目标的设计,结合CDIO模式进行课程教学实践,并设计基于超星平台的多元混合教学评价体系,力求全面系统地收集教与学的过程数据,实现实时分析教学效果,改进教学及学习方法,更好地培养具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才.

思政视域下自动控制原理课程教学改革研究

课程思政是高校落实立德树人的必行举措,是深化教育教学改革的法宝,自动控制原理是自动化及相关专业的核心必修课程,这二者的有机融合使课程教学内容、实施方法、考核评价的多维度改革研究与实践有更具体深入的落脚点。从设定OBE理念下的课程目标入手,将思政元素微观植入,从宏观、细观、微观多尺度融合进行课程实施,使课程的价值塑造、知识传授、能力培养三位一体目标更全面落实,从而最大程度实现全方位育人。

线上线下混合式一流课程建设研究与实践

为了实现线上与线下、理论与实践有机结合的混合式一流课程教学,帮助学生将知识目标转变为能力目标,实现差异化分层培养,提升课程的高阶性、创新性和挑战度,以“数据结构与算法”课程为例,遵循OBE理念,加强教学顶层设计,重构教学内容,设计“MOOC+SPOC+大班讲练”和“SPOC+小班翻转”多元混合教学模式,建立线上线下过程性考核和总结性评价相结合的科学考核评价体系,全过程全方位开展混合模式教学。通过教学效果对比分析和问卷调查结果显示,课程改革后教学效果明显提高,一流课程建设取得了预期成效。

基于OBE教育理念的大学课堂教学多主体评价体系构建

课堂是人才培养的主阵地,课堂教学质量直接关乎人才培养质量,课堂教学评价是检验课堂教学质量的重要手段。本文基于OBE教育理念,对大学课堂教学评价体系进行构建,主要从预设学习产出、实现学习产出、评估学习产出和持续改进四个维度和学生评价、专家评价、同行评价、领导评价四个评价主体设计观测点,并采用AHP层次分析法分别对各评价观测点进行赋值,通过计算得出各评价主体的评价体系权重。

基于专业认证OBE理念下“生物化学”课程教学的多维度质量提升研究

推进教师质量保证体系建设是师范类专业认证的重要课题。OBE是一种以“成果导向,学生中心”为主旨的教育理念,在专业认证和OBE理念的有效融合指导下,对生物科学专业的专业基础核心课程“生物化学”从教学大纲、教育目标、教学内容选择、课程思政、教学方法、考核、评价等方面进行改革探索,改革后发现,学生的主动性、积极性、视野、协作解决问题能力均有明显改善,整个“生物化学”课程教学质量明显提升。

OBE教学理念下高校多元主体式课程思政教学评价体系构建探研

OBE教学理念是一种以成果为导向、以学生为中心、以评价促改进的教学理念,与课程思政的宗旨和特点相契合,可以辅助课程思政教学的评价体系确立新模式。文章分析OBE教学理念下高校课程思政教学的状况,阐述OBE教学理念下多元主体式课程思政教学评价体系的主要功能,提出在OBE成果导向下构建多元主体式课程思政教学效果评价体系的具体思路,包括构建原则、评价主体和评价内容等,旨在为高校课程思政教学提供一些参考和启示。

产品定制协同开发任务分配多目标优化

针对目前产品定制协同开发任务分配较少考虑任务适合度与任务协调效率的问题,分析并提出产品定制协同开发任务分配策略;给出了任务适合度、任务协调效率的定义及其相应的计算方法,并在此基础上构建了产品定制协同开发任务分配多目标优化数学模型;提出一种产品定制协同开发任务分配自适应遗传求解算法。以某5MW风机产品协同开发项目为实例,验证了所提任务分配模型的正确性及其求解算法的可行性与有效性。

水环境人口承载力与人口产业结构研究——以辽河源头区为例

在最严格水资源管理制度和最严格环境保护制度体系下,适度的人口规模及合理的人口产业结构将有效促进国家环境保护"十三五"规划目标的实现。本文以辽河源头区为例,采用多目标情景分析法预测了辽河源头区在四种未来发展方案下的水环境人口承载力,研究人口产业结构变化。结果表明,节水治污政策偏好决策方案是辽河源头区在规划期内的最佳发展方案;该方案下辽河源头区2020年的水环境人口承载力为550.32万人,人口承载指数为0.90,规划目标在水环境承载力范围之内;可承载从业人口规模为302.68万人,人口产业结构由2010年的44∶19∶37调整到24∶25∶51,现代型人口产业结构将初见端倪是辽河源头区在规划期内人口产业结构转型的重要特征。

综合利用水库水量水质统一调度模型

水库水量水质统一调度是水资源可持续管理的一项重要内容 .本文以河北省洋河水库为例 ,建立了引水、供水、灌溉、防洪等综合利用的水库水量水质统一调度大系统多目标分解聚合模型 ,给出了变动惩罚系数多维多目标离散微分动态规划与自优化模拟技术相结合的兴利调度方法。

高速重载齿轮传动多目标优化设计研究

针对高速重载工况,以齿轮传动的动载系数和齿面接触应力为优化设计目标函数,齿轮基本参数为设计变量,建立了圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型,分析了设计变量对齿轮传动接触强度和弯曲强度的影响,采用线性加权法求解了齿轮传动的多目标优化问题。结果表明,以动载系数和齿面接触应力为目标函数的多目标优化设计与以最小体积为目标函数的单目标优化设计相比,优化后的动载系数和齿面接触应力更小,达到了减小系统振动和噪声,提高齿轮传动的承载能力的目的,为高速重载齿轮传动设计奠定了基础。

漳河水库多目标中长期优化调度研究

结合漳河水库中长期优化调度中发电、灌溉需求的特点,以多年平均发电量和年灌溉保证率最大为目标,以发电保证率为约束,建立了漳河水库多目标中长期优化调度模型。针对遗传算法种群初始化出现不可行解集的问题,运用改进的NSGA-Ⅱ进行求解,得出了调度决策方案,并进一步探讨了合理装机容量的选定。结果表明,利用该方法可有效地求解水库多目标中长期优化问题,对电站合理装机容量的选定提供了新的思路。

兼顾碳排放量和效率的集卡调度多目标优化

在集装箱码头作业过程中,如果集卡不能被调度分配到最需要的作业路上,会造成集卡资源不能充分利用,从而会极大降低码头的装卸效率,低碳、环保是码头作业未来发展的趋势。在集卡优化调度的实际作业中,集卡的作业效率和能源消耗这两个目标既相互关联,又有一定程度的相互抵触。因此,采用多目标优化的数学模型,给出了一个兼顾碳排放量和高效率的集卡调度多目标优化方法。粒子群仿真算法表明,多目标优化方法兼顾两个目标的整体性能,明显提高了作业效率。

基于NSGA-Ⅱ遗传算法的前排乘员约束系统优化

为使约束系统在不同类型碰撞中都能对不同身材的前排乘员提供有效的保护,利用多刚体动力学分析软件MADYMO建立了某车型正面碰撞和偏置碰撞前排乘员侧约束系统的仿真模型,由实车碰撞实验进行标定,且分别调入第5百分位女性假人和第95百分位男性假人。运用响应面法建立6种工况的代理模型,用NSGA-Ⅱ遗传算法对约束系统进行多目标优化。结果表明:优化后,第5百分位女性假人正面碰撞和偏置碰撞加权伤害指标值分别降低了10.2%和19.5%,第50百分位男性假人分别降低了14.4%和12.7%,第95百分位男性假人分别降低了8.4%和5.7%。

水翼剖面多目标粒子群算法优化

船舶螺旋桨及舵均由水翼剖面组成,为了提高桨、舵的水动力性能,需要对水翼进行优化设计,以便得到水动力性能更好的桨及舵。提出一种基于线性权重处理的多目标优化算法,以降低阻升比和改善水翼表面压力分布为优化目标,将其应用到多目标水翼优化中。分别选取不同的攻角、不同翼型和不同的翼型表达函数进行优化设计。优化后得到的新翼型相对于原始翼型,具有低阻生比和较低的最小负压力系数,提高了翼型的升力效率和空泡性能。因此,验证了提出的多目标粒子群算法能够应用到多目标翼型优化设计的可行性。