科学高阶思维缘何成为科技创新后备人才培养的灵魂?——基于“做题家”与“实干家”脑电实验的个案叙事研究

科技创新后备人才培养是推动国家自主创新与社会进步的源头活水,而科学高阶思维成为素养时代科技创新后备人才的根本特质。随着科技创新“普育化”特征的演进,科学课堂教学也亟待升级固有的人才选育范式以有效鉴别潜能群体,因此对人才早期成长规律和教学机制的循证研究尤为关键。本文基于脑电实验的个案叙事研究方法,以初中物理课堂情境中科学高阶思维的认知神经机制研究为场景,聚焦两位典型学生的课堂干预过程和成长经历的局部事件,对比其在识记技巧与科学思维的认知差异、题海战术与类比迁移的表现差异,以及对学习既得收益与长效价值的行为差异。继而通过深度访谈探求学业成就与科学高阶思维矛盾背后的深层动因,发现存在“外在约束”与“内在规训”的认知悖论、“成绩焦虑”与“顺其自然”的表现矛盾、“资源匮乏”与“梦想缺失”的现实阻遏。基于此,反思并提出科技创新后备人才培养的路径优化:构建科技创新后备人才培养的贯通机制,推进基础和拔尖人才培养模式融合创新;改进人才评价标准与方式,丰富科技创新人才特质的多维表现;创设科学实践的跨学科学习环境,循证采用科学高阶思维教学;协同多方主体联合参与,打造系统连续的科学课程育人路径。

低渗透储层岩电实验研究

为提供高精度储层参数,通过室内模拟地层条件下岩电实验研究,得到了葡西、新肇和卫星地区岩电参数;利用实验得到的岩电参数计算地层的含水饱和度,与理论值和试油结论进行了对比分析,结果表明,不同地区、不同层位岩电参数变化范围较大;对同一油层而言,利用理论值与实验值进行饱和度计算,实验参数更为合理些;同时在方法上探索了影响岩电实验效果的一些因素及应注意的问题。

岩电实验过程中误差产生的原因及校正方法研究

岩电实验作为岩石物理研究的一个重要手段,主要通过测量岩石的孔隙度、电阻率和饱和度等参数来求取阿尔奇公式中的4个关键参数,进而准确地计算地层含油气饱和度。在岩电实验过程中,由于实验设备和条件以及实验人员等因素常影响着孔隙度、电阻率和饱和度等参数的测量结果,导致难以求准m、n参数,因此很有必要制定一套合适的测井岩电实验分析标准与规范。在介绍岩电实验操作规范流程的基础上,针对实验设备、实验条件以及实验人员等诸多因素对测量结果的影响,综合分析了岩电实验过程中误差产生的原因,并提出了相应的校正方法,使实验测量值更能反映实际地层的岩石物理特征,提高了利用阿尔奇公式解释地层含油气饱和度的精度。

“双实一虚”数电实验运行与人才培养模式

依托设计灵活的口袋式实验平台,将数电实验的基本操作、以装调技能训练为代表的电子工艺实训、基于虚拟仿真的实验电路设计等内在关联紧密的教学单元整合,形成"三位一体"的全新数电实验教学生态链,配合教学视频、课件、新形态教材等线上线下立体实验教学资源建设,着力改变传统数电实验流程及模式,提升学生的创新思维与综合电类工程实践能力,扭转长期以来存在的理论与实践脱节严重的不良倾向。

岩电实验饱和度模型在探明储量中的应用

含油饱和度是评价砂岩油气层最主要的参数。确定含油饱和度的方法较多,确定储层原始含油饱和度的方法主要有直接法和间接法,直接法是指应用密闭取心或油基泥浆取心井获得的资料,通过实验室分析直接获得原始含油饱和度的方法;间接法是指应用测井曲线、毛管压力曲线、类比等资料间接获得原始含油饱和度。阿尔奇公式是测井定量解释饱和度的理论基础。在实验室条件下,通过作模拟地层条件下的岩电实验,取得地层的真电阻率,对深侧向视电阻率进行厚度校正,建立正确的饱和度解释模型,使岩电实验所建立的饱和度模型在探明储量中得到了广泛的应用。

低渗透油藏岩电实验方法改进及应用效果

低渗透岩心岩电实验周期长、受饱和度分布影响大。通过改变原有仪器的测量方式,实现了模拟地层条件下快速确定阿尔奇参数。实验采用2个电极供电,4个测量电极测量岩心电阻,注-停-注的驱替方式,同时测量4个相邻电极间的电阻,以此评价驱替过程中沿岩心轴向上的饱和度分布均匀程度和末端效应。没有考虑毛管力平衡,提高了实验速度。在大庆油田东部低渗透油层测井解释评价中,使用此方法得到的阿尔奇参数取得了比使用通用参数好的效果。

低孔低渗砂岩岩电实验结果研究

根据典型低孔低渗岩样的实验测量结果,讨论了该类储层的岩性、物性、电性和含油性之间的关系,分析了不同压力和矿化度条件对储层参数的影响程度,进一步探索了低孔低渗储层中模型参数的变化规律及响应机理,为油田开发中该类地层的测井问题提供可靠参数。

介电实验测量与饱和度模型建立及应用

低孔隙度低渗透率储层的孔隙结构比较复杂,当地层水矿化度未知时,难以利用电阻率区分流体性质。介电测井仪器可以测量地层的介电常数,利用含不同流体的地层介电常数之间的差异可以较好地区分地层的含流体性质。基于介电实验以及介电频散分析,建立与ADT阵列介电测井仪器测量频率匹配的2种饱和度解释模型——仿Archie公式和体积模型,应用于近平衡钻井的A井ADT测井资料处理,通过与岩心实验测量及核磁共振束缚水饱和度对等处理结果的对比分析,证实了所建立饱和度模型及实验参数的可靠性。

高校数模电实验课程教学改革探索

针对目前高校数模电实验课程教学中存在的各种问题,基于学生实践创新能力的培养,提出数模电实验改革的具体思路和方案,阐述通过转变教学观念、改变教学方法、引入翻转课堂、完善考核体制、建立数模电实验虚拟仿真平台等方式来真正达到提高教学质量、提升学生能力的改革目的。

基于物理学专业数电模电实验的教学改革

目前,物理学专业的本科生就业很困难,因此,各高校在保留物理专业的同时,将物理学转为应用物理学,以电子技术方向为培养目标。在应用物理专业中,数电模电实验教学是专业的基础课程,对学生掌握电路基本知识具有十分重要的意义。

低渗透致密砂岩气藏岩电实验研究

为提供高精度的储层参数,针对苏里格苏某区块低渗透砂岩岩心开展实验测量,根据实验结果提供测井资料解释模型的岩电实验参数,为储层评价计算服务。研究了复杂的低渗透砂岩的地层因素与孔隙度、渗透率的关系以及电阻增大系数与含水饱和度的关系。孔隙度5%为对应储层的岩电特征的一个重要分界点,孔隙度小于5%时,其b,n值都接近于1,而孔隙度大于5%时,n值更接近于2。

加强模电实验改革 培养学生创新能力

本文针对目前模拟电子技术实验教学存在的主要问题进行了分析,提出了培养学生兴趣、改进实验教学方法和内容、引入EDA技术等几点针对性的改革方案,以此有利于提高学生的实践创新能力。

标准作业程序在模电实验教学中的应用初探

本文借鉴企业的标准作业程序的管理理念,初步探究其在模拟电子线路实验中的应用。标准作业程序的核心是将操作程序进行细化、量化和标准化。本文从模拟电子线路实验教学层面,探讨将标准作业程序理念引入模电实验教学中的可操作性,对建立新型的模拟电子线路实验教学体系具有重要的现实意义。

模电实验教学第一课——常用电子仪器的使用

本文以示波器、函数信号发生器、毫伏表和万用表为例,简单介绍了在模电实验室中常用的电子仪器的使用方法及注意事项,并结合多次实验教学的经验,对常见问题提供解决方法。

岩电实验饱和度模型在探明储量中的应用

阿尔奇公式是测井定量解释饱和度的理论基础。在实验室条件下，通过作模拟地层条件下的岩电试验，取得地层的真电阻率，对深侧向视电阻率进行厚度较正，建立正确的饱和度解释模型。使岩电实验所建立的饱和度模型在探明储量中得到广泛的应用。

两个静电实验成功的技巧和原理

静电实验是物理学中很重要的实验.但由于静电的特点是电压高、电量少、易受环境的干扰,从而导致一些很容易做的实验也不容易成功或效果不明显.以下两例是笔者在做静电实验的时候,总结出的有关静电实验的两个技巧.

基于LabVIEW的虚拟脑电实验仪设计

利用LabVIEW软件的功能,采用硬件实验和虚拟实验相结合的形式,将LabVIEW应用于生物医学实验教学中。设计了虚拟脑电实验仪,首先通过微弱信号处理实验箱对脑电信号放大滤波,然后利用虚拟仪器技术实现脑电信号的采集、存储、显示和频域分析。

利用岩电实验确定Archie公式参数变化规律的研究

针对大庆油田高含水后期开发,油层内岩性、物性、含水性都已发生变化的特点,给测井资料确定水淹层饱和度参数带来很大困难,提出用岩电实验,进行地层岩电机理分析研究,确定不同注水矿化度下岩石电阻率变化以及Archie公式参数变化规律,从而提高解释精度.

非接触式弱电实验供电平台的设计

非接触式弱电实验供电平台是一种新型非接触式电能供应系统,通过电磁感应耦合,实现非接触式能量传输,为负载提供电能。整个系统主要由电能转换、耦合变压器和能量调节三部分组成。电能转换主要完成能量逆变;耦合变压器将逆变后的能量耦合到用户端;能量调节主要为提高耦合到用户端能量的传输能力。该平台克服了传统导线多点接触式电能传输方式的不可靠和不可迁移等缺点,为移动电气设备、易燃易爆环境和水下设备的能量供给提供便捷、安全的解决方案。

苏北盆地金湖凹陷A6断块中低孔渗岩心水驱油岩电实验研究

通过37块中低孔渗砂岩样品的水驱油岩电实验结果得出,当注入水矿化度与原始地层水矿化度相差越大时,电阻率与含水饱和度呈"U"型变化特征越明显;反之,电阻率与含水饱和度的"U"型变化幅度越小,电阻率随含水饱和度增加而单调递减的趋势越明显。另外温度、压力以及孔隙结构都对电阻率随含水饱和度变化有很大的影响。根据研究地区的实验结果,分别确定了地层条件下不同注入水矿化度下的含水饱和度模型以及相应"U"型变化中拐点含水饱和度的模型。通过实际处理的井和产液剖面资料对比分析,得出水驱油实验建立的饱和度模型相比传统阿尔奇公式计算的结果更接近实际情况。该方法可以有效地提高定量评价的精度,为实现油田开发中后期水淹层定量分级和精细评价提供可靠的技术支持。