“基于设计的研究”(DBR)应用的信息化教学有效性新论

在信息化教学实践中应用"基于设计的研究"(Design Based Research,DBR)范式开展教学有效性的应用型理论研究,必须尽快实现信息化教学有效性的探究情境项目设计、交互过程模式创建、课程整合自主建构等多种综合实践的整合,才能深化对信息化教学有效性的理论与实践的探索。

基于DBR的双馈风力机组低电压穿越方案设计

讨论了电网电压跌落下当前双馈风力发电机组各种LVRT技术拓扑方案及控制策略的优缺点,提出一种不同于常用Crowbar技术的低电压穿越技术方案。在基于DBR(Dynamic Brake Resistance)双馈风电机组新型LVRT拓扑结构及功能分析基础上,建立双馈风电机组在电网正常运行和发生低电压故障情况下发电系统的数学模型进行理论分析,提出了风电机组发生LVRT的控制策略。最后在此技术方案下进行20%电网故障下LVRT试验,试验实验数据充分证实了技术方案的正确性。

基于设计的“协作-探究”教学模式创新与实践

高等教育院校在建设创新型国家的过程中担负着培养人才的重大责任。但目前高校的教学模式相对固化,无法满足创新型人才的培养要求。教学方法是影响我国大学教育质量的重要因素,提高教育质量必须创新大学教学方法。探究学习和协作学习是促进学生自主学习、提高学生创新能力的重要教与学方式。而基于设计的研究能在真实情境中,通过分析、设计、开发和实施的反复循环来改进教育实践,并提炼对情境敏感的设计原则和理论。基于设计的"协作-探究"教学模式,以"智能机器人"课程为载体,进行了三轮迭代,获得了较好的教学效果。实践证明,该创新教学模式增加了学生的活动空间,其阶梯任务设置,有利于学生在掌握基本知识的基础上进行探究、创新;组内和组间的协作有利于学生取长补短、相互学习,提升学习效果;及时的反思与总结促进了学习的深化;教师在关键环节的指导提升了学习效率。需要注意的是,在具体实践中,任务设置、协作分组以及教师角色的转换非常关键。

一种基于事例推理的数据库模式设计专家系统的体系结构

提出一种基于事例推理的 DB模式设计专家系统 DES- DS的体系结构 ,分别从设计需求说明的表达 ,设计事例的表达、组织与检索、调整与学习等几个方面来探讨 DB模式设计问题求解中的事例推理技术 ,旨在提高 DB模式设计的效率和质量 .

“设计研究”纷杂概念的界定及与相关方法的比较——学习研究的原初视角

当前,关于"设计研究"的描述来自教育研究的各个领域,其术语和概念林林总总令人困顿。研究表明,"设计研究"作为教育研究新范式肇始于学习科学研究领域,从这一学习研究原初视角来探求"设计研究"的本源概念及与其密切相关的几种研究方法之差异,对于帮助我国研究者和实践者真正理解和掌握该研究范式具有积极的意义。

基于高光谱成像芯片中布拉格反射镜的设计和制备

针对传统高光谱成像系统体积质量大、光机结构复杂、成本高等缺点,亟待微小型化的需求,开展高光谱成像芯片中布拉格反射镜设计和制备的研究,根据布拉格分布膜系理论开发的多层膜系结构的模拟器,并根据结构设计完成了5层和7层膜系布拉格反射镜的制作,利用可见/近红外分光光度计,对布拉格反射镜的反射率进行测量,与模拟器进行对比,由于布拉格镜的实际制备存在"瑕疵",导致误差≤3%,多层膜系结构模拟器可以指导实际布拉格反射镜的制备,为高光谱成像芯片化奠定基础。

AlGaInP红光LED的复合分布式布拉格反射镜的生长优化

复合分布式布拉格反射镜(DBR)可以拓展反射图谱的宽度,从而能够反射更长波长的光,通过设计不同的波长组合得到的复合分布式布拉格反射镜可以优化其反射率。采用金属有机化合物化学气相沉淀法生长复合分布式布拉格反射镜样品,并使用光致发光光谱测试法进行反射图谱测试,得到不同的反射谱。对比结果后发现红光发光二极管(LED)的亮度随着反射谱的拓宽而增加,垂直反射占主导地位意味着主反射谱的个数不能减小。通过优化设计及测试比较最终选择了最优复合分布式布拉格反射镜结构即620nm×15加670nm×3加720nm×3加770nm×3加820nm×3加870nm×3的组合作为红光发光二极管装置的结构。

基于设计的研究与教育游戏设计应用

如何设计科学、有效、有趣的教育游戏现已成为教育游戏研究的关键所在,基于设计的研究能够通过设计的方式解决真实情境中的复杂问题,实现理论与实践的双重提升,对于这一关键问题的突破具有重要意义。该文梳理了基于设计的研究的特征与阶段模型,并据此开展了教育游戏《方块消消乐》的设计研究,以解决小学数学几何学习中折叠与展开教学问题。结果表明,经过三次迭代设计的《方块消消乐》能够显著提升学生的几何学习成绩和空间能力,帮助学生克服几何学习困难。同时,研究生成、丰富和完善了包含认知设计、动机设计、调节设计三个维度的教育游戏设计原则,揭示理论与实践的相互作用,以期为教育游戏研究者和实践者提供范式与参考。

基于法布里-珀罗标准具实现波长锁定的可调谐激光器的光学系统设计与实现

设计了一种适用于任何形式的可调谐激光器的光学系统和测试系统,同时实现了对调制光栅Y型可调谐激光器(MGY)的封装,该系统由光源模块、准直透镜、隔离器、双面胶合棱镜、聚焦透镜、三棱镜、法布里-珀罗(F-P)标准具、以及光电探测器构成。利用法布里-珀罗标准具的滤波特性实现了可调谐激光器光学系统的波长锁定模块,分析了入射光线与标准具轴线之间夹角对透射谱峰值和自由光谱值(FSR)的影响,发现角度在1°以内,角度变化对锁波精度的影响非常显著,而对自由光谱值的影响非常小。结果表明:对于光通信可调谐激光器的锁波模块,可以通过旋转F-P标准具与入射光线之间的夹角使F-P标准具的透射波长与国际电信联盟(ITU-I)的标准信道一致,从而实现输出波长的锁定。