数理学科交叉融合的拔尖人才培养模式探索与思考——以江南大学为例

在建设教育强国的背景下,如何培养基础学科的拔尖人才已成为高校亟待解决的重要现实问题。文章系统分析了基础学科教育中存在的实际问题及其成因,这些问题包括学科交叉融合不足、学生创新能力培养实施不到位、学生数理基础薄弱等。课题组以江南大学理学院“伟长实验班”的实践为例,依托数理学科的交叉融合,构建了“综合选拔、信念塑造、资源协同、交叉培养”的拔尖人才培养路径,并提出了“一制三化两融合”的数理学科拔尖人才培养新思路,以期为其他高校培养拔尖人才提供参考。

文化资本视野下的二级学院文化建设实践研究——以江南大学理学院为例

学院文化建设决定了学院的社会地位和文化价值。从文化资本角度看,学院文化资本具有显性、隐性两种价值形态,而其存在形式则有三种：个体化资本,指的是学院的个体文化;客观化资本,代表物质化的文化产品;制度化资本,表现为学院的标识、规章制度等。在校园文化建设场域中,学院个体文化塑造的惯习必须与场域需求一致,才能占有优势地位,学院通过深化学科建设、加强师资培养、构建制度体系等方式进行资本的有效运作,实现资本的增值。

基于时间序列分析的高校图书馆借阅量研究——以江南大学图书馆为例

以江南大学2002年—2017年图书馆纸质图书借阅量为例,分析高校图书借阅时间序列数据的变化规律。鉴于借阅量序列的季节效应,长期趋势和随机波动之间存在复杂的交互影响关系,建立合适的ARIMA乘积季节及异方差模型。通过AIC信息准则和最小相对误差准则选取得到较优的ARIMA-ARCH模型,并进行有效预测,两个模型均显示图书馆借阅量呈年度周期性缓慢下降,为图书管理者提供参考。

大学数学教学中的美学渗透

美学广泛存在于每个学科,大学数学中的美学更是尤为值得探讨。然而,目前要在大学数学的教学中渗透美学教育并不容易。高校教师可以通过合理挖掘并运用教材中的美学元素,利用教学方法、手段、语言等有所侧重地展现数学美,在日常课堂的知识传授过程中揭示数学美,保证学生主体地位并注重提升教师自身的数学美学修养等四个方面在大学数学的教学中进行美学教育,以期能优化课堂教学模式,丰富扩展教学内容,激发学生学习大学数学的兴趣,提高学生的创新能力及文化素养。

护理学专业“心肺复苏术”课程思政的教学实践

课程思政是一种将思想政治教育融入课程教学的理念,旨在传授知识培养能力的同时,培养大学生的世界观、人生观、价值观。以内科护理学中“心肺复苏术”为例,利用短视频、临床案例等素材,采用多种教学方法,激发学生学习内驱力的同时,有的放矢地融合思政教育,由此探讨在课堂教学中如何更好地实施思政教育,以期为护理学专业相关教学的课程思政提供实践和理论参考。

过程化考核为引领的“大学物理”教学改革与实践

针对“大学物理”基础课程,以过程化考核改革为引领,推动教学模式的全方位改革,通过不断实践和改进逐渐建立起一套较为完善的“教—学—考”体系。经过对过程化考核改革前后近3000名大学生的学习状态和考核成绩进行定性对比与定量分析,证明改革实施策略能有效地突破当前“大学物理”教学发展的困境,真正提高教学质量和学生整体素质。为今后的“大学物理”教学改革指明了前进的方向,也为其他基础课程改革提供了有力的依据。

具有自驱动有源缓冲器的GaN基高效准谐振反激式功率变换器

提出了一种具有自驱动有源缓冲器的GaN基高效准谐振(QR)反激式功率变换器,以解决准谐振反激式功率变换器中开关管关断时电压过高的问题。电路以GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件为主开关管和同步整流器开关管,自驱动有源缓冲器由钳位电容和有源开关管组成。该变换器在主开关管关断期间将开关管的电压浪涌钳位为恒定电压,由于有源开关管驱动信号由变压器的次级侧电流控制,因此不需要单独的控制电路。为验证所提出的变换器和控制电路的有效性,搭建了一个60 W的AC-DC功率变换器,测试结果表明,主开关管的最大电压浪涌约为450 V,具有高达91.6%的能量转换效率。

大气湍流对高分辨率遥感卫星的成像影响研究

遥感卫星在国防和民用探测等领域发挥着重要作用,而大气湍流严重影响高分辨率遥感卫星的成像质量。本文重点研究了遥感卫星对地探测时,相机口径、卫星轨高和大气湍流强度对空间相机成像质量的影响。首先,基于球面波传输模型和Kolmogorov湍流理论,针对空对地探测湍流波前进行仿真。然后,分析畸变波前随相机口径、卫星轨高和大气相干长度的变化规律,并推导出普适公式。在此基础上,进一步推导出空间相机成像分辨率随相机口径、卫星轨高和大气相干长度变化的计算公式。最后,研究了大气湍流对空间相机调制传递函数(MTF)的影响,并以MTF=0.15为基准,仿真分析了MTF相对误差随相机口径、卫星轨高和大气相干长度的变化规律。本研究为高分辨率遥感卫星的设计、分析和评估提供理论依据。

2024年“强基计划”数学测试之不等式试题赏析

2024年“强基计划”测试结束,我们研究其中部分高校的“强基计划”测试的数学试题,发现以不等式(代数不等式或者三角不等式)为背景的问题(主要是和最值密切相关的问题)在测试中高频出现,且试题的灵活性较大,值得今后有意参加“强基计划”测试的同学参考,故选择了其中部分典型试题,详细讨论如下。

高考数学选择压轴题典型题型及应对方法

新高考数学试卷中的选择题分为单项选择题(8道题,每题5分)及多项选择题(正确答案不止一个,3道题,每题6分)两种,但解题的核心其实是相同的,因此,我们并不刻意区分单项选择题或多项选择题(下面的例题基本上以单项选择题为主),而是以方法为核心,不追求知识点面面俱到,关注解题的关键要点。同时,为了避免不必要的重复,我们尽量使用一些最新的高考数学模拟题,而将相关的高考数学真题以索引的形式附于该题的末尾评注,以方便对有关问题感兴趣的同学进一步阅读。

夯实基础·突出综合·关注应用·适度创新——2024年高考数学之数列命题方向预测

我们对近几年新高考(2020-2023)数学试题(主要是全国卷,但不拘泥于全国卷)中的有关数列的试题归纳分析以后,发现这几年高考数学卷中的数列部分试题考查重点如下页表。从表中我们可以发现,新高考数学考查的“四翼”要求(基础性、综合性、应用性、创新性)在数列这部分主要表现为:考查基础性主要围绕等差数列的基本量(a_1,d)或等比数列的基本量(a_1,q)展开,某些特殊情况下,也可能只有一个已知条件,从而不能将相应的等差或等比数列完全确定。

高考数学典型概率与统计问题探究

2024年高考数学新课标Ⅱ卷第18题是一道联系生活实际的概率统计决策问题,所考查的高中数学基本知识主要是概率与统计,当然也涉及高一数学简单不等式背景的作差法等基本解题方法.这样的命题方式虽然在全国卷中压轴大题位置第一次出现,但类似问题其实已在高考试题中反复出现了(如2017年、2019年、 2020年江苏卷第23题),必须指出,近年来高考数学试题中,概率与统计部分还是有不少试题与这道题的命题方向大相径庭的(如2023年新高考Ⅰ卷的第21题是基于全概率公式的较为复杂概率与数列综合问题;两个随机变量之间的线性拟合(2018年新高考Ⅱ卷第18题)研究、相关系数研究(2020年Ⅱ卷第18题)等等;两个变量之间的独立性检验(如2021年甲理第17题;2020年Ⅲ卷第18题)等等),所以毕业班的师生决不应该将复习的眼光局限于这道题的命题背景,而是应该按照《高中数学课程标准》的要求,结合教材,全面复习有关内容,方可以不变应万变,猜题押题万万不可取.

如何应对新定义、新概念、新情境下的高考数学压轴题——从2024年1月“九省联考(数学)”第19题谈起

2024年1月19日,由教育部命题的九省联合适应性考试(简称“九省联考”)中的数学试卷,从形式到内容,颠覆了很多人对高考的认知。首先,这套题其实是有不少基础题的,因此新的考法对数学后进生没有坏处,只有好处,影响最大的是数学成绩中上等的同学;其次,若干形式的变化乃是一种反应试、反刷题的常态行为,不必过分惊讶;最后,最后一道压轴题是专门为极少数的数学学习成绩优秀的同学准备的,绝大多数同学做不出来是正常现象。我们选取了最近一段时间部分学校的相关模拟试题,具体剖析如下,供对此类问题感兴趣的师生参考。

新高考数学填空压轴题赏析

新高考数学试卷的填空题仅有3道,分别为第12、13、14题,填空压轴题主要是指第14题,但个别的第13题也并不容易。结合对近几年的教育部联考调研试题研究,我们发现,近两年的填空压轴题也有向新定义、新概念背景变化的趋势。当然,有的填空压轴题也是传统的高中数学重要知识点的综合(比如:基本不等式的灵活应用,圆锥曲线的定义与概念等背景的综合应用)。

融合优化可调Q因子小波变换的改进密度峰值聚类算法

为提升时间序列的聚类精度,提出一种融合优化可调Q因子小波变换的改进密度峰值聚类(improved density peaks clustering based on optimal tunable Q-factor wavelet transform,OTQWT-IDPC)算法,该算法利用可调Q因子小波变换的能量优化选择策略及改进粒子群优化算法确定的最佳Q因子分解时序信号,通过最优特征子带的能量、均值、标准差和模糊熵构建特征子空间,并采用主成分分析降低特征维度,以减少特征冗余。同时,考虑到距离较远而周围密集程度较大的K近邻样本对局部密度的贡献率,引入权重系数及K近邻重新定义DPC的局部密度,并利用共享最近邻描述样本间的相似性。在BONN癫痫脑电信号和CWRU滚动轴承数据集上进行对比实验,结果表明,该算法的聚类精度分别为95%、94%,且Jacarrd、FMI和F_(1)值指标均优于其他对比算法,证明了OTQWT-IDPC算法的有效性。

集成式GaN单开关管功率因数校正变换器

传统的降压型功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器由于存在高谐波电流的缺点,较难满足IEC61000-3-2 C类限值,其应用受到很大限制。文中设计并搭建了一种集成式功率因数校正变换器,该变换器由一个降压PFC变换器和一个反激PFC变换器组成,其中降压和反激PFC变换器采用输入并联和输出并联连接方式共用一个GaN开关管和控制电路,降低变换器成本。集成式变换器在临界导通模式(critical conduction mode,CRM)恒定导通时间(constant on time,COT)控制下,反激单元消除了降压输入电流死区的影响,利用降压和反激PFC变换器的优势和GaN开关管的优异性能,变换器可以在宽电压输入范围下实现高效率和低总谐波失真。文中介绍了电路结构和工作原理,通过PSIM(power simulation)仿真验证理论推导的正确性,最后搭建了满载效率为94.1%的120 W样机,验证了该方案的可行性。

基于P-U-net的角锥波前探测器的波前校正方法

自适应光学技术被广泛应用于像差的校正,但在实际应用中,闭环校正需要较长的时间,并且由于变形镜的非线性响应,传统的开环校正方法的校正精度会受到影响。本文提出一种基于P-U-net网络的角锥波前探测器波前校正方法。P-U-net通过数据训练建立了整个自适应光学系统的模型,在角锥波前探测器的光瞳图像与变形镜的控制电压之间构建了直接的非线性映射关系。可以通过角锥波前探测器的光瞳图像直接计算变形镜的控制电压。通过使用仿真自适应系统理论验证了该方法的可行性,可以在50 ms内完成像差校正,校正精度达到0.1μm。与传统的闭环自适应校正算法相比,本文方法可以在更短的时间内完成像差校正,达到更高的精度,具有很好的应用前景。

人工吸收杂质诱导增透膜损伤阈值研究

为研究杂质大小对增透膜激光损伤阈值(LIDT)影响,利用光刻技术在熔石英基底表面设置厚度为100nm不同直径大小的柱状金属Al“杂质吸收点”,然后在此基础上沉积增透膜。通过Comsol模拟仿真了解损伤过程,并利用532nm纳秒激光器进行阈值测试,对实验数据与样品损伤形貌进行分析,结果表明杂质直径为50um、100um、200um、300um、400um的薄膜损伤阈值分别为18.93J/cm^(2),18.62J/cm^(2),17.11J/cm^(2),15.28J/cm^(2),13.47J/cm^(2),呈非线性下降,“杂质吸收点”吸收光能产生热量,传导于增透膜层后产生的轴向热应力超过了薄膜的拉伸强度是膜层损伤的主因。

基于积分滑模的二阶系统任意预设时间编队控制

在通信过程中,智能体受各种未知干扰信号的影响,导致系统性能降低。针对二阶非线性多智能体系统,研究了在有向通信拓扑结构下实现任意预设时间编队期望的问题。首先,结合预设时间机制与积分滑模控制策略,设计一种新的编队控制协议,该控制协议能够确保二阶多智能体系统在任意预设时间内实现到达段和滑动段2个阶段的收敛,引入的积分滑模控制项有效降低了系统的稳态误差,并提高其在预设时间控制下的鲁棒稳定性;其次,利用李雅普诺夫方法与代数图论知识,分析得出二阶系统在该控制方法下达到预设时间编队期望的充分条件,并证明了包含预设时变函数控制协议的有界性。仿真实验结果验证所设计控制方法的有效性与可行性,即给定任意初值,带干扰项的二阶系统均可在任意预设时间内快速准确地达到稳定状态。