缩小教育数字鸿沟实现全面教育数字化转型——美国《2024年国家教育技术计划》解读及启示

当前,数字鸿沟已经成为各国推动教育数字化转型的关键瓶颈问题。2024年初,美国发布《缩小数字访问、设计与使用鸿沟的行动倡议——2024年国家教育技术计划》,聚焦美国社会如何缩小教育数字鸿沟,从教育数字资源获取、数字化教育教学设计以及如何使用数字化技术三个方面,阐述美国未来五年的行动规划和指南。该计划重点提出,为应对教育领域中的三种数字鸿沟,应提前绘制三种画像。一是学习者画像,了解未来学习者在大学、职场和社会生活中成功所需的技能和特质。二是教师画像,了解教师需要具备哪些知识和能力,以帮助学生在课堂上培养这些技能。三是学习环境画像,了解为实现系统地帮助教师和学习者发展,如何设计和建设数字基础设施。基于该计划的解读与分析,提出对我国的三点启示:一是加快发展新质生产力,提高全民数字素养和技能;二是全面构建“师—生—环境—区域”融合图谱,提高教育数据治理水平;三是创新人机协同模式,赋能高阶思维发展。

基于自动化技术的机床电气控制系统改造的设计分析

现代工业发展对工作设备的要求较高,包括机床在内,这为其电气控制系统改造、自动化技术的应用提供了空间。以基于自动化技术的机床电气控制系统改造优势为切入点,分析其设计思路、设计实现方法,包括通信系统、感知系统、决策系统等,并结合模拟实验对上述内容进行论证。最后就自动化技术下机床电气控制系统改造进行展望,服务后续有关工作。

国外教师数字素养测评工具述评

教师数字素养是教育数字化转型发展的重要支撑,而测评研究是素养提升的基础与前提。在梳理国外相关文献的基础上,本研究将教师数字素养的测评方式归纳为自我报告与表现性评价两类,从开发过程、测评内容、任务设置及测评实践等方面系统分析了一批有代表性的测评工具,并对其进行比较。借鉴国际经验,今后我国教师数字素养测评应构建“学生-证据-任务”一体化评价模型,通过信息技术赋能工具的开发与实施,融合不同测评方式与数据分析方法,提升教师数字素养,以加快推进教育数字化转型。

考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型

针对机床数字化设计中典型结合面建模精度误差较大的问题,提出了一种采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法,建立了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型,并完成了相应的静刚度测试实验。首先,综合考虑了弹塑性变形机制和摩擦力的影响,提出了一种新的结合面法向和切向刚度的分析模型;其次,根据不同类型结合面的特点,采用虚拟材料模拟结合面的刚度特性,建立了刚度特性与虚拟材料弹性模量和泊松比的关系,并将其应用于精密数控机床整机的静刚度分析;最后,开展了整机工艺系统的静刚度测试实验,得到了主轴末端X、Y、Z三个方向的刚度分别为26.60 N/μm、41.87 N/μm和40.17 N/μm,并将其与仿真数据进行了对比。研究结果表明:不考虑结合面影响的模型相对误差将近17%,而考虑结合面影响的模型相对误差在5%以内,验证了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型的有效性;采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法可作为机床数字化设计的一种可行的方法。

南京地铁数字化转型探索与实践

[目的]数字化转型已成为城市轨道交通企业由高速增长向高质量发展转变的必然趋势,因此需研究企业数字化转型的顶层设计、路径选择和实施策略。[方法]以南京地铁数字化转型实践为例,介绍了数字化规划顶层设计的步骤、工作内容、主要使用的方法和工具;分别从数字化底座层、数字化应用层、数字化服务层、安全防护体系、IT治理与管理体系5个层面阐述了南京地铁数字化转型总体架构及应用方案;介绍了南京地铁数字化转型实施策略。[结果及结论]南京地铁数字化转型以“客户为中心”,聚焦面向乘客幸福出行服务、面向决策者和管理者数智决策服务、面向员工的数字化协作服务等数字化应用场景,从顶层设计数字化转型总体架构及应用方案;通过制定科学、可行的实施路径,推动南京地铁向“数字化、网络化、智能化、智慧化”高质量发展。

面向SOA的E/E架构设计数智化转型实践

随着数智化潮流的推进,使用工具链进行整车架构开发已成为传统车企数智化转型的关键。通过文献研究、实操探索等方式,结合集中式面向服务的架构(SOA)项目开发实例,研究使用EA、PREEvision工具链进行架构设计数智化转型实践,阐述相关工具在整车功能架构、软件架构设计中的应用。同时根据工具在应用过程中存在的问题,进行二次插件开发,解决架构设计过程中存在的瓶颈。通过案例实践表明,使用上述两款工具可有效应对整车E/E架构设计数智化转型,提高研发效率。

并联机床数字化创新设计研究

概述了并联机床创新设计的方法,介绍了并联机床总体方案设计、并联机构构型设计、构型综合、并联机床概念样机设计等过程中创新的主要内容;结合并联装备虚拟产品设计系统,进一步介绍了已实现的并联机床创新设计数字化环境;最后,通过典型的并联机床产品创新设计过程介绍了该数字化创新设计环境的应用。

机床通用误差模型的建立及应用

系统分析了机床的拓扑结构特点及其共性,以多体系统理论和齐次坐标变换原理为基础,给出了机床部件相对位姿、运动及其误差的通用表达方式,并通过编程方式建立了一个通用的机床误差分析模型。采用交互输入方式,可以对不同机床进行高效的误差建模与分析。误差敏感性及其规律的分析结果,可以为机床公差设计、刚度控制以及安装调整提供重要的依据。

一种可重构机床设计方法研究

从可重构机床的设计理念出发,通过构造可实现车、铣、镗、钻等切削功能的结构模块群,提出了一种可重构机床的数字化原型样机,给出了该可重构机床的实现方法。事例研究表明,提出的可重构机床方案可以通过其结构和功能的重构,实现不同特征和批量零件的加工,为可重构机床的设计和研究提供一条思路。

基于解析方法的机床运动创成

提出以刀具类型和被加工表面的几何信息为输入，通过解析求解机床运动方案的设计方法。利用该方法可以突破传统的机床运动形式，创成出新型式机床。以平面曲线加工为例，给出了所有两自由度机床的运动方案。

基于SolidWorks的高速主轴设计系统开发

针对机床主轴传统设计方法生产周期长、成本高、设计修改不方便且难以满足产品快速多变需求这一难题,充分利用计算机技术及CAD软件的优势,使用Delphi编程语言对SolidWorks进行二次开发,构建了一个基于数字化技术,集机床高速主轴设计、分析于一体的机床高速主轴数字化系统,实现对主轴组件的参数化建模。通过系统的运行和实验表明,该系统能够在进行高速主轴设计时,可以避免重复设计过程,缩短设计周期,降低设计成本,具有较高的实用价值和应用前景。

基于NX的组合机床智能化设计系统开发

在研究组合机床设计流程的基础上,提出组合机床智能化设计系统的框架。在NX平台上开发组合机床智能化设计系统,设计人员可依据客户需求,按照设计向导在知识库、推理机等的支撑下,建立组合机床的参数化控制结构,完成组合机床的设计计算,并调用数据库中的参数化模型,创建数字化样机,实现高质量的设计,快速满足市场需求。

《使用通用机床的零件加工》课程设计与数字化教学资源建设

在对学生就业岗位、典型工作项目进行调研的基础上,基于职业能力分析对《使用通用机床的零件加工》课程进行设计:依据与课程相关的职业能力,确定课程设置方案;对课程原有知识体系进行重构、序化;对学习单元、单元项目、能力层次与资源支撑、教学情境和师生关系等进行设计。同时,开发包括面向学生的各类学习文件与面向教师的各类教学指导文件在内的课程资料。

INVENTOR软件在机床方案设计中的应用

相对于传统设计模式,利用三维软件进行方案设计具有直观、快捷、易修改的特点,因此目前利用三维软件进行设计已成为一种方向。论文针对当前机床方案设计的现状,对三维软件在设计制造行业中应用的可行性进行了初步的探讨,针对INVENTOR软件的五大特点,结合机床方案设计的实践,介绍了INVENTOR软件在机床方案设计中的应用方法。利用这种三维软件可提高机床方案设计的质量,提高产品的设计效率和开发水平,进而增强企业的市场竞争能力。

通电加热铣削原理及试验验证

提出了一种通电加热铣削方法,介绍了其基本原理与实验装置。通过试验及分析用小波变换处理采集到的振动信号来证明这种方法能够大幅降低切削过程的振动,提高刀具寿命,降低表面粗糙度,并且成本低、实验装置简单实用。提出了一种基于通电加热的新型高温硬度测量方法,用该方法分析淬火钢在高温下的硬度变化情况,发现常温57HRC的淬火T10A工具钢在300℃左右,硬度就急剧降低至30HRC,这也证明了加热切削的有效性。

基于MBD技术的复杂测井仪器数字化设计、加工与检测一体化研究

测井仪器长期采用"2D工程图+3D模型"的传统设计、制造与检测模式,工作效率与加工精度较低,无法满足日益提升的高精度和高效加工需求。以中海油服地层测试器EFDT基体为例,开展了基于模型定义(MBD)的复杂测井仪器基体数字化设计、仿真、加工和检测一体化技术研究。首先针对测井仪器基体结构及加工特点,借助NX软件平台建立了基于MBD的基体全三维数字化模型;然后开展基于MBD的车铣复合加工工艺和数控编程技术研究和实践,有效地提高了加工效率和质量;最后采用基于MBD和特征的三坐标测量技术,实现了复杂测井仪器基体的数字化设计仿真加工测量一体化。应用效果表明,该技术可显著缩短复杂测井仪器产品研制周期,提高产品质量和生产效率。该技术改变了传统工作模式,为全面实现数字化车间的无纸化生产和工厂数字化建设打下了坚实基础,也必将推动测井领域数字化设计制造模式的变革。

普通机床数控化改造研究

对普通机床进行数控化改造是中小型机械加工企业技术革新的重要途径,介绍了普通机床数控化改造的总体方案设计,并以CA6140型车床为例阐述数控改造的总体方案,机械部分改造,数控系统设计等内容,对普通机床的数控改造具有实际的指导作用。

数控立式车床模块化设计的模块选择与组合

论述了基于数控立式车床的初始总体方案设计,研究了模块选择与组合的设计次序和推理过程.

数控立式车床模块化方案中的主传动系统设计

根据数控立式车床模块化方案设计的要求 ,详述了方案设计过程中的主传动系统设计 .

基于可拓优度的专用加工机床定位方案设计

满足特定加工需求的专用加工机床定位方案设计往往会受到多属性、多层次、不确定性等约束因素的影响,为此,研究了专用加工机床定位设计方案多因素优选问题,给出了一种基于可拓优度的专用加工机床定位方案设计模型。该模型通过对专用加工机床定位方案设计过程中相关因素进行分析,给出了定位设计方案的优选指标体系,通过对不同优选指标的规范化处理,建立一种改进的优选指标与定位设计方案性能参数理想域之间的可拓关联函数,以此获得定位设计方案需求参数与性能参数理想域之间的综合加权可拓优度,根据可拓优度的大小获得最优的专用加工机床定位设计方案,从而为后续的专用加工机床整体设计的顺利实施提供有效的支持。最后,通过具体的某一特种加工机床定位方案设计实例对模型和方法的有效性进行了验证。