基于AI赋能的信息系统设计实验教学的探索实践——以《网页设计的AI生成》一课为例

作者基于《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》及教科版高中信息技术《必修二信息系统与社会》第三单元“信息系统设计”的相关内容,进行了基于AI赋能的大单元设计,旨在让学生有意识地使用新技术处理信息,体验信息系统的开发过程,并在项目实验的过程中让学生体验分解问题、抽象建模与功能迭代等计算思维。

实验室信息管理系统在环境检测中的运用

实验室信息管理系统(LIMS)在环境检测中发挥着重要作用。LIMS在环境检测中的应用可以实现实验数据的数字化存储、实验流程的追踪和管理、数据共享和信息整合等功能。这些优势可以提高实验室检测的效率和准确性。本文从LIMS在环境检测中的运用优势、存在的问题以及应对策略等方面进行了综合分析和讨论。通过对LIMS在环境检测中的应用研究,可为环境检测领域的进一步发展提供参考和借鉴。

基于NXMCD的虚实映射实验交互系统设计与实践

该文基于数字孪生理念,结合NX MCD机电概念设计、PLC编程与控制和LabVIEW的图形化编程手段,完成了基于NX MCD的虚实映射实验交互系统设计与实践。以LabVIEW设计的UI界面为控制监测端,物理对象与MCD虚拟模型为执行端,实现了物理对象与MCD虚拟模型的虚实映射,同时MCD虚拟模型能够输出控制信号进而控制物理对象。在此基础上,设计了步进电机往复运动与MCD虚拟模型虚实映射实验案例。该实验案例可为本科生和研究生相关课程的实践教学提供虚实映射交互实验方法和手段,可显著提升学生的创新实践能力与水平,是对数字化实践教学研究的一次探索。

电厂锅炉实验虚拟仿真系统建设与应用

为开展能动专业核心课程“锅炉原理”的实验教学,校企合作开发了电厂锅炉实验虚拟仿真系统。基于两相流动与辐射对流传热原理构建的仿真系统,由风烟和汽水两大模型构成,严格遵守质量、能量、动量守恒方程。变负荷虚拟实验显示,随锅炉负荷增加,热效率降低、燃料耗量增加。根据辐射传热原理,结合火焰平均温度计算发现:只有炉膛出口烟温增加,才能保证炉膛传热负荷增加,继而抬升排烟温度,导致排烟热损失变大、锅炉热效率降低。锅炉原理实验虚拟仿真,可训练学生运用锅炉本体热力计算原理分析问题的思维,是落实创新能力培养的重要举措。

岩石力学实验室信息管理系统的研发与应用

根据采矿工程专业岩石力学实验室的具体特点,提出一种以浏览器/服务器(B/S)为主、客户端/服务器(C/S)为辅实验室信息管理系统(LIMS)架构,开发一套集人员、设备、耗材、试样加工和财务等信息管理以及统计报表等功能于一体的专业实验室信息管理系统,实现实验室人员信息以及设备和材料采购、入库、报销等全流程的云端化管理。该系统契合岩石力学实验室的专业需求、操作简单、运行稳定,实现了实验室信息管理的专业化、系统化,显著提高了实验室的工作效率,优化了管理流程,降低了管理成本;设备和试验项目得到有效管控,试验数据得以规范化管理,为科研工作提供了强有力支撑。该系统的研发和应用推进了岩石力学实验室的信息化建设,对加强实验室的精细化管理,提升实验室的管理服务水平。

“机械制造技术”课程虚拟仿真实验系统设计

针对“机械制造技术”课程中传统现场实验教学的不足,设计开发了机械制造技术虚拟仿真实验系统。该系统以航空航天制造领域的实际工程问题为导向,结合任务驱动的实验教学模式,实现了加工状态监测、加工质量检测和切削参数优化等实验教学内容。引入数据驱动的切削模型构建方法,提高了虚拟仿真实验的实时性和可信度。实践表明,该实验能够满足课程的实践教学需求,激发学生的自主学习热情,提升学生的实践能力和创新意识。

基于WinCE的农机导航监控终端软件系统设计与实验

随着农业机械自动导航技术的发展,农机导航监控终端技术已经成为农业机械自动导航技术的重要组成部分。为了满足农业信息化发展的需求,更好地管理控制农机自动导航系统,实现对农机自动导航系统的实时监控与农机作业的控制,开发了农机自动导航监控终端软件系统,可进行农机车辆的导航状态监控、农机具的操纵控制及系统的故障诊断等。通过对农田工作的特点与导航需求分析,采用VS2005开发环境,C++语言,开发基于Win CE嵌入式操作系统的农机车辆自动导航监控终端软件。软件程序的总体功能模块包括:人机交互界面显示、基于RS232的串口通讯模块、路径规划模块、文件读写模块及系统参数调节模块等,并制定导航监控终端与导航控制器之间的数据通讯协议。将该导航监控终端软件系统装在拖拉机上测试运行,结果表明:导航监控终端软件系统可长时间连续稳定的工作,有效实现了对农机车辆导航系统的操作与监控。

电力系统状态感知虚拟仿真实验设计

针对传统电力系统状态感知实验中系统建设成本高、操作危险系数大、实验模式单一等问题,开发了电力系统状态感知虚拟仿真实验。具体地,设计了状态感知原理与实验准备模块、智能感知实验操作模块、实验考核和评价模块等实验内容,提出了以目标成果导向为原则的实验评价考核方法,构建了与之相适应的虚拟仿真实验教学方法。实践表明,该虚拟实验突破了传统实验中电气设备高压操作和高危实验环境等限制,延伸了实验教学的时间和空间,有助于培养学生深入开展电力系统状态感知与分析的综合实践能力,提升了电力系统实验教学效果。

稀土Ce对Ni-Co镀层组织与性能影响创新实验设计与教学实践

以电化学沉积在“再制造”领域的应用为背景,设计了稀土Ce对Ni-Co合金镀层微观组织与性能的影响综合电化学实验。以电化学沉积理论为指导,以学生掌握Ni-Co镀层的制备、表征与性能测试方法为目的,以硫酸镍体系为主要原料,制备了Ni-Co合金镀层。利用扫描电子显微镜与能谱分析仪对镀层的微观组织和化学成分进行了表征,利用X射线衍射仪对镀层的相结构进行了分析,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机与电化学工作站对镀层的显微硬度、耐磨性与耐蚀性进行了测试。本实验可以提升学生的基本实验技能,同时,实验涉及电化学、材料、机械等多学科交叉融合,在教学实施过程中可以提高学生的创新能力与科研素养。

无线智能显微互动系统在病原生物学实验教学中的应用

在高校信息化教学改革的背景下,无线智能显微互动系统应用于病原生物学实验教学中,充分发挥出其可视性、示范性、强制性、即时性和交互性等优势和特点,能够加强师生的实时互动交流,完善实验课的考核模式,提升学生的学习兴趣,实现优质教学资源的共享,促进实验教学效率和质量的提高。

永磁同步电机直接转矩控制系统实验教学设计与实现

为加深学生对电气传动控制技术和永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统理论知识的理解,培养学生的团队合作能力和综合实践能力,搭建了直接转矩控制系统的实验平台,在课程教学中引入了HiGale半实物仿真系统和MATLAB软件。学生基于MATLAB软件对永磁同步电机的直接转矩控制系统进行仿真建模、参数调试、运行和分析,并进一步在HiGale中进行半实物仿真实验,对主要实验过程及结果加以分析,使得教学形式更加多样化。该平台帮助学生加深对直接转矩控制系统的理解和认识,提高学生理论联系实际的能力,激发学生对电机控制技术的学习兴趣。

面向交通类专业创新人才的数字孪生实验系统

该文首先通过分析交通类专业创新人才需求,建立了产教融合“双闭环”创新人才培养体系;然后,在人才培养体系基础上,整合路侧感知计算系统、驾驶模拟器等实验设备,并结合数字孪生方法,设计了适用于交通类专业的数字孪生实验系统;最后,从学生专业认知程度、课程满意度、竞赛获奖等多个角度对实验系统进行了评价。

实验室管理信息系统的建设与应用

文章主要探讨了实验室管理信息系统的构成、功能、建设过程、优势和发展趋势。通过详细介绍实验室管理信息系统的主要组成部分和基本功能,阐述了该系统具有较强的数据管理、设备调度和实验进度跟踪功能,可以提高实验室管理的效率和精度。针对该系统的建设过程,强调了需对实验室管理的具体需求进行详细的分析和系统设计,同时选择适合的硬件设施和软件平台进行搭建,并利用网络通信和信息安全技术进行保障和优化。最后,提出了实验室管理信息系统将面临更多智能化和数据化趋势的展望,未来将经历更多深度集成和优化,以进一步提高实验室管理和研究工作的效率和质量。

基于条件生成对抗网络的实验室红外监控系统

实验室作为科研基地,其中存储了很多珍贵的资料和危险物品,因此,进行安全监控是十分必要的。在此背景下,设计一种基于条件生成对抗网络的实验室红外监控系统。借助B/S三层架构设计系统框架,分为采集层、网络层和应用层,将MySQL作为支撑,设计数据库。以STC89C52单片机为核心,主控各个外围硬件,搭建系统硬件。以ZigBee技术为基础组建系统的无线传输网络,用于远程传输。设计监控系统功能单元,通过采集单元采集实验室红外图像并利用预处理单元对实验室红外图像实施去噪、亮度调节、图像分割预处理,基于条件生成对抗网络(cGAN)设计异常识别单元,判断监控图像中是否存在异常情况并以此为依据进行预警。结果表明:系统对异常的监控结果与真实情况一致,由此证明了所设计的监控系统性能较高。

基于dSPACE的磁悬浮系统实验平台设计

针对磁悬浮系统的位置控制,设计了以dSPACE为核心的实时控制平台,并通过PID和内模控制算法的成功应用,表明了其合理性及有效性。介绍了实验平台的结构、平台的设计和应用。该系统为控制系统的教学和先进控制策略的研究提供了一个良好的实验平台。

dSPACE实验系统的开发与实验设计

基于德国dSPACE公司生产的dSPACE硬件在环式高效实时仿真系统,开发了dSPACE教学实验系统。简述了该实验系统的开发背景,介绍了系统的控制器和外围设备的基本构成,从教学体系和具体内容两方面概述了基于该实验系统开设的控制系列实验课程,并通过教学成果展示了良好的实验教学效果。

中国地震科学实验场三维断层模型Web展示原型系统

活动断层的三维结构和模型是地震危险性研究的基础参数和重要数据。随着对接近真实形态的活动断层三维模型的应用需求不断增加,对这类模型数据的共享及研究的需求也日益增加。数据共享课题的一个重要议题是如何构建基于Web的三维断层模型展示平台,提高数据共享水平和用户体验。中国地震科学实验场(川滇地区)三维断层模型Web展示原型系统①是基于Arc GIS 10.6企业版的Web App Builder工具构建的一个实验性系统。该系统实现了基于Web GIS的三维展示系统的基本功能,并成功测试了更适用于地震行业标准的用户交互方式、基本功能、场景数据迁移方案和三维场景设计方案。场景数据从三维断层建模平台到GIS平台的迁移,是实现基于Web GIS三维展示系统的基础。场景中展示的三维数据采用与二维数据标准一致且视觉上融合度高的可视化方案。实践结果表明,三维数据从建模平台迁出后,应结合数据可视化方案,在属性层面上与二维数据相融合,以保证二维和三维数据在视觉上较好地融合。

矿井瓦斯抽采参数调控实验教学系统研制

为了满足工程流体专业相关课程的教学需求,自主研发了煤矿井下瓦斯抽采参数调控实验教学系统,可实现不同管道阻力、漏气程度、抽采负压等条件下瓦斯-空气流动规律的实验模拟。该系统由井下煤层抽采环境和瓦斯压力状态子系统,井下瓦斯抽采管网、阀门、动力结构子系统,气体体积流量、瓦斯体积分数、气体压力等气体参数采集子系统以及参数上传和数据分析处理子系统四部分组成;利用单片机控制各个阀门的开度、泵的转速,实时监测各个区域流经的气体体积流量、瓦斯体积分数、气体压力等数据。该系统可以开展工程流体专业相关课程的教学实验,培养学生对专业的认识,提升学生的动手能力。

变电系统运行状态感知与协调调度实验虚拟仿真的设计与实践

为有效培养学生在变电系统实验中的自主探究能力和工程创新能力,设计了变电系统运行状态感知与协调调度实验虚拟仿真系统。分析了实验虚拟仿真教学的必要性,构建了以“两性一度”为原则的实验仿真内容,提出了以目标成果为导向的实验教学评估机制,并设计了与实验内容相适应的虚拟仿真教学方法。实践表明,该实验虚拟仿真突破了实验抽象、危险且单一的教学模式,有助于培养学生发现问题、解决问题的主观能动性和分析思考能力,解决实践教学中目标、行动与评价脱节问题,有利于提升电气信息专业的实验教学质量。

基于WINCE的多路数据采集处理播放及SD卡存储的实验系统

为了使学生掌握基于嵌入式系统的计算机控制技术,用嵌入式计算机和基于ARM Cortex-M3内核的微控器制作了多路数据采集处理实验系统。该系统基于嵌入式操作系统WINCE,集数据的采集、处理、图形显示、SD卡存储于一身,学生能用它学习基于WINCE的嵌入式计算机控制系统。