多方协同下的高校科研育人路径的实践探索——以吉林大学电子科学与工程学院为例

作为“三全育人”的主要抓手,科研育人对培育具有崇高的科技报国信念、拔尖的科技创新思维和卓越的理论实践水平的人才发挥着重要作用。文章立足吉林大学电子科学与工程学院基本情况,通过对现阶段高校科研育人体系中不同参与者发挥的作用进行研究,把握科研育人的理论和实践逻辑,旨在探索一条多方协同的科研育人路径,助力新时代高水平人才培养。

科教互哺、专基协同培育电子类专业低年级本科生物理科学素质

科教互哺应该成为“双一流建设”高校的教学基本理念,这一理念的落实归结为专业教师与公共课教师的协同育人.开创专业与公共基础课协同合作育人机制,促使科研素质培育延伸到低年级本科生阶段.构建面向低年级本科生科技素质培育模式和课外实践平台,有利于形成教学、科研有效互哺的长效运转.

基于系统结构图的模拟电子技术课程教学探索

掌握知识是教学目标的核心要素,对基本元件和基本电路的深入探索是领悟模拟电子技术课程知识的关键。为此,该文提出以系统结构图为工具开展课程教学,首先分析教学内容与系统结构图的关联关系,然后通过两个知识点的分析过程,阐述系统结构图在课程教授中的具体应用,最后运用案例分析、仿真实践、翻转教学等教学方法,实现启发学生融会贯通、注重创新培养、强化学生自主探究的目标。

模拟电子技术与自动控制原理课程融合促进教学探索

多课程交叉融合的教学模式能够提高人才培养质量。首先,通过梳理和整合模拟电子技术和自动控制原理两门课程的教学内容,构建深度融合关联思维导图,明晰知识点对应关系。其次,针对具体知识点,采用多角度理论推演、交叉案例分析、综合性项目设计、虚拟仿真平台共享和课程思政融合等方式,设计具体实施内容。最后,探索了多种教学方法在融合促进教学中的应用,增强了学生对理论知识的理解和运用,提高了教学效果。

基于SnO_(2):DPEPO混合电子传输层的钙钛矿太阳能电池性能研究

电子传输层是钙钛矿太阳能电池的重要功能层,其表面及内部缺陷是限制钙钛矿太阳能电池性能提升的重要一环.双电子传输层(双ETL)策略虽然可以改善电子在功能层之间提取与传输,但是双ETL内部存在的独立界面以及不同ETL材料晶胞不匹配问题导致了额外的非辐射复合.基于此,本文提出了将二[2-((氧代)二苯基膦基)苯基]醚(DPEPO)引入到SnO_(2)中设计混合电子传输层的策略,该策略在钝化SnO_(2)中本征缺陷的同时,可以避免由于额外界面的存在而导致的缺陷态,有效改善了电子的提取与传输.并且进一步实现了对钙钛矿薄膜的结晶调控,提升钙钛矿太阳能电池性能,最终收获了基于宽带隙钙钛矿太阳能电池21.53%的功率转换率,其中开路电压(V_(OC))达到了1.220 V,短路电流(J_(SC))为23.19 mA/cm^(2),填充因子(FF)高达76.11%.研究表明混合电子传输层策略可以有效优化载流子传输动力学,促进钙钛矿高质量结晶,对制备高性能太阳能电池具有一定指导意义.

电子信息科学基础实验中心教学与管理的改革

本文介绍吉林大学成立电子信息科学基础实验中心的经验，将原来分散的电子线路等4个基础课实验室，集中成立实验中心，做到实行校系两级管理，资金集中投入，仪器设备集中使用，由教学经验丰富、技术能力强的学科带头人任实验中心主任，使实验中心在教学上进行改革，在管理上上了新水平，成为吉林大学电子线路实验教学基地。

电子信息工程专业“自动控制原理”课程教学改革探索与实践

针对电子信息工程专业"自动控制原理"的课程特点,本文提出建立电子信息类专业"自动控制原理"课程分阶段进行Course Recitation的多媒体课堂教学与基于吉林大学课程中心的网络教学相结合的多元化理论教学模式;建立基于Labview和Matlab/Simscape的远程虚拟实验平台与基于Seminar的课程设计相结合的立体化的自主实践教学模式。

建设电子工艺实习教学平台,提高学生工程实践能力

建设功能完善的电子工艺实习教学平台,构建全方位的实践教学模式,对于提高学生工程实践能力和良好的科学素质至关重要。本文阐述了电子工艺实习教学平台的建设思路、主要内容和具体做法。通过强化建设,使学生在获得知识和能力等方面得到全面提升,促进了实践教学平台健康发展,在学生开展科技创新、实践创新以及各类科技实践活动中正发挥积极作用。

电子信息工程型人才培养模式的创新与实践

针对国民经济支柱产业:汽车、通信、建筑和诸多行业对电子信息工程人才的需求,按照以前瞻性技术为引导、适用性技术为重点、原理性技术为基础的人才培养理念,在电子信息工程专业本科教学与实践环节上,率先提出了工程型人才的创新培养模式,即以培养掌握"工程控制论"的具有系统思维方式、工程实现方法的人才为核心,构建、提升、凝炼三个层次,电路、系统、网络三条主线和六个方向构成。经过近五年的实践,验证了模式的成效。

生物医学工程专业的“生物化学”教学改革探究

“生物化学”课程中涉及大量与生物医学工程发展密切相关的基本原理和技术,是生物医学工程专业的必修基础课之一。由于生物医学工程专业课程繁杂、课时有限,又处于生物学工程领域飞速发展的黄金时期,“生物化学”教学中课程设计分散、无法调动学生积极性、与当前生物医学工程发展前沿衔接不畅等问题愈发突出。以长期以来“生物化学”教学中出现的实际问题为导向,并参考其他院校“生物化学”课程教学经验,生物医学专业课程可从内容和方法两方面进行教学改革探究。

电子信息大学生创新能力自我培养的研究与实践

高校是培养社会主义建设优秀人才的重要基地和摇篮,现代电子信息大学生创新能力的自我培养是大学生自我学习的的重中之重。创新意识和创新能力是决定一个国家国际竞争力和国际地位的重要因素,也是人类文明进步的重要动力。本文就电子信息大学生如何进行创新能力的培养做了研究与实践。

赝卤素阴离子工程在钙钛矿太阳能电池中的应用研究进展

金属卤化物钙钛矿太阳能电池已经能够实现25.7%的认证光电转化效率,接近于晶硅太阳能电池26.7%的最高认证效率。众所周知,ABX3钙钛矿材料的晶体结构组分工程在实现高效和稳定的器件方面发挥着关键作用,尤其是近几年受到研究人员广泛关注的X位卤素阴离子组分工程。最近,研究人员在引入赝卤素阴离子作为钙钛矿晶体的掺杂组分、前驱体添加剂、薄膜后处理材料、电荷传输材料、界面钝化剂以及改性剂等方面开展了多项研究工作,结果证明赝卤素离子修饰是提高器件效率和稳定性的重要策略。本综述详细对比和总结了目前可用于钙钛矿太阳能电池的多种类型的赝卤素离子,并对其影响钙钛矿晶体薄膜形貌、光电特性、载流子迁移特性和器件光伏特性及稳定性等方面的深入机理和作用本质进行了深入总结。同时,本文还对目前尚未被探索开发的赝卤素离子进行了展望和分析,以期在未来研究中能有效促进钙钛矿太阳能电池光伏特性的提升。

用于单片机实验教学的红外激光气体检测仪

为了实现科研反哺教学、促进教学与科研的深度融合,研制了一种基于嵌入式多核处理器和数字信号处理器的实验教学用红外激光气体检测仪。该检测仪包括光学系统和电学系统,其中电学系统包含光谱信息感知模块和嵌入式控制模块。利用研制的检测仪开展了氨制冷冷库现场的泄漏氨气浓度的检测应用。结果表明,与传统气体检测仪相比,该检测仪实现了检测仪的网络化与智能化,而且性能满足实验教学要求。

“信号与系统”课程思政的教学探索

为培养德才兼备的全方位人才,在“信号与系统”课程中融入课程思政,努力实现知识传授、能力提升、价值引领的融合统一。从课程知识点、敏感话题、杰出人物、实验实践等多角度深入挖掘“信号与系统”思政元素,并在课程中践行思政,在完成知识目标和技能目标的同时,培养学生的人生观、价值观、家国情怀及使命担当。

基于深度学习的桥梁索力传感器异常数据识别方法

针对基于传感器技术实时监测桥梁结构状态,为及时发现桥梁结构的异常情况并进行判识,预防和避免事故的发生,提出了基于深度学习技术的桥梁传感器异常信号检测和识别方法。通过设计基于LSTM(Long Short-Term Memoy)网络模型的桥梁传感器异常数据检测算法,实现桥梁索力传感器异常数据位置的有效检测,异常数据检测精确率与召回率分别达到99.8%、95.3%。通过将深度学习网络和桥梁传感器实际工作情况相结合,设计基于CNN(Convolutional Neural Networks)网络模型的桥梁索力传感器异常分类算法,实现桥梁索力传感器数据7类信号的智能识别,多种异常数据类型识别精确率与召回率超过90%。相对于目前桥梁传感器异常数据检测和分类方法,该方法能实现桥梁传感器异常数据和类型的精准检测和智能识别,为桥梁传感器监测数据的准确性与后期性态指标识别的有效性提供保障。

基于共价有机框架材料的QCM二氧化碳气体检测系统

为了实现人居环境下高精度二氧化碳气体检测,设计了一种基于共价有机框架材料COF-5的石英晶体微天平(QCM)二氧化碳气体传感器及检测系统。分析了QCM质量灵敏度分布原理并进行了有限元仿真分析,利用超声法合成敏感材料,采用滴涂法制备基于金电极的QCM二氧化碳气体传感器,并设计了一种基于FPGA的二氧化碳气体检测系统。实验测试结果表明:开发的二氧化碳气体传感器及检测系统在二氧化碳气体浓度为2000~5000 ppm下表现出良好的线性响应,拟合曲线相关系数为0.988,系统灵敏度为0.034 Hz/ppm,响应时间为32 s,恢复时间为20 s,表现出良好的动态响应性能,系统最大绝对误差小于±25 ppm,且系统具有较好的重复性及选择性。

Python可视化技术在电动力学教学中的应用

电动力学是研究电磁场基本规律的理论课程,不仅是理解电磁现象的基础,而且为电子技术和通信工程等应用领域提供了理论支持;但电动力学理论中的抽象概念难以直观理解,数学计算尤其是矢量计算较为复杂。本文探究Python编程语言的可视化技术在电动力学教学中的应用,通过编程计算模拟可视化抽象的电动力学概念和结论,如偶极子辐射、运动点电荷的场等,让学生能直观观察电磁场的变化规律,提升学生对电磁场概念的理解与应用能力,激发学生对电动力学学习的兴趣。

新工科背景下信号与系统课程实践教学改革探索

针对信号与系统课程公式推导多、理论性强,实践教学形式单一等教学现状,结合新工科建设理念,从课程设置、教学内容、教学方式、教学方法、考核评价等方面进行实践教学改革探索,为实现“厚基础、重实践、强创新”的人才培养目标奠定坚实的基础。

柔性关节航空航天机械臂抗干扰控制研究

航空航天机械臂具有柔性且对精度要求高,为抑制空间环境力矩和内部参数变化等干扰,提出了一种基于干扰观测器的航空航天机械臂反步控制策略。首先,建立柔性关节航空航天机械臂受干扰时的单关节数学模型,基于数学模型设计柔性关节航空航天机械臂的非线性干扰观测器,保证其能稳定估计干扰信号;然后,基于Lyapunov函数设计反步控制器,将干扰观测器估计到的干扰估计值补偿到反步控制器端,产生抑制实际干扰的控制量;最后,利用MATLAB/simulink搭建虚拟仿真进行验证。仿真结果表明,基于干扰观测器的柔性关节航空航天机械臂反步控制器能够有效抑制干扰,极大地改善了柔性关节航空航天机械臂的抗干扰性能。

单晶钙钛矿太阳能电池研究进展

单晶半导体(如硅、锗和砷化镓)在太阳能电池领域展现的光电转换效率要普遍优于多晶薄膜。然而,基于ABX3新型有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿材料构建的第三代太阳能电池中,其>26%的最高认证效率是基于多晶薄膜实现的。目前,单晶钙钛矿太阳能电池最高效率约为24%,且相关研究较少。多晶钙钛矿薄膜存在着高密度的固有结构缺陷(如晶界、空位缺陷、杂质缺陷、反位缺陷等),会导致太阳能电池器件稳定性弱和严重迟滞效应等问题。相比之下,钙钛矿单晶具有无晶界、低缺陷密度、长载流子寿命和扩散距离等优势,这些特性使得钙钛矿单晶成为高性能光电子器件的理想优选材料。本综述简述钙钛矿单晶太阳能电池的基本器件结构,系统综述不同组分构成的钙钛矿单晶材料的优势/劣势,同时探讨不同单晶钙钛矿材料的制备/生长方法,细致分析其最新的研究进展和关键攻关方向,重点强调单晶钙钛矿材料组分、器件结构、生长工艺与器件性能之间的关系。希望本综述能为促进研究人员开发高效与高稳定钙钛矿单晶太阳能电池提供借鉴。