基于能力培养的数字电子技术课堂教学改革实践与探究——以青岛理工大学为例

培养大学生的科研、创新、实践等综合能力必须改革传统的课堂授课模式。为高效提升课堂教学的质量,该文拟从高校的专业基础课数字电子技术课程入手展开研究,从课程地位、教学现状、课堂教学改革措施、创新特色和教学效果等多方面进行分析和论述,并提出后续改进方案和教学设想。一系列的改革方法为课堂教学开辟一种全新思维和途径,可以为其他高校的课堂改革提供借鉴和参考。

采动诱发大采高工作面断层活化失稳机理及预测模型

针对大采高工作面开采过逆断层过程中断层活化诱发煤岩冲击失稳灾害问题,采用数值模拟软件FLAC3D构建数值模型,对比分析了不同采高条件下采动作用对断层活化的影响,探讨了断层活化失稳过程中的应力场及位移场变化规律,基于加卸载响应比理论对模拟结果进行了分析,探讨了断层失稳的判定准则。研究结果表明:随着采高的增大,开采过程中更早出现断层活化,煤岩发生冲击失稳的风险增加。采动过程中,断层面上的剪应力呈现先缓慢增长后加速增长再突降的趋势,正应力呈现先缓慢上升后逐渐下降最终急剧下降的趋势。引入加卸载响应比,分析采动作用对断层的加卸载作用,形成了基于加卸载响应比的断层活化失稳预测方法和评价指标。研究成果能为大采高工作面的安全开采提供一定的理论支持。

数学三个世界理论视角下教学改革探索

为解决高等数学内容抽象、教学难和学习难的问题,该文提出以数学三个世界理论为指导,教学中贯彻以学生为中心,遵从认知规律,坚持联通主义学习模式、以核心知识学习为中心,对高等数学教学模式各要素全面改革。以此帮助学生学习,培养抽象思维能力,实现让学生动起来、教师强起来、效果实起来的本科教学改革目标。

大空区低成本充填处理方法研究与实践

针对老空区充填处理一般投资较大、成本较高的技术难题,结合某铁矿大空区充填处理实际,利用原地面大空区观测孔和既有充填系统,设计建设了一套简单、实用、投资较低的地面辅助泵送充填系统,并配套发明设计了一套翻板式活门搅拌机取料装置;研究发现了泵送充填上坡管路的严重震动现象,提出了混凝土墩固定管路的减震方法;通过研究分析大空区的充填特点,提出了薄饼充填结构模型思想,认为大空区充填体强度设计较高既无必要,也起不了多大强度作用,据此提出了降低充填体强度和充填灰砂比的设计建议。

基于OBE理念的材料力学课程教学改革实践

为了将OBE教育理念和课堂教学深度融合,为不同工科专业量身定制细化版材料力学课程目标,以产出为导向,反向设计教学环节和考核方式。正向实施,根据不同知识点及其对课程目标达成度支撑情况制定不同教学模式和考核方式。通过过程考核并动态追踪整体和个体课程达成度情况实现学期内的持续改进,通过期末成绩分析与多维度调查问卷分析实现学期间的持续改进。实践效果表明,通过基于OBE理念的材料力学课程专业化细分及过程考核追踪式改革,学生整体成绩及课堂满意度均有提升。

OBE理念下思政元素融入“机械制图”课程的教学改革

“机械制图”课时量大,知识覆盖面广,是机械类专业的一门必修基础课。在工程教育专业认证和课程思政大背景下,探索“机械制图”课程教学改革方法具有非常重要的意义。首先,分析了“机械制图”课程思政的内涵,建立了课程思政案例库,实现了思政与课程教学的有机融合;其次,运用OBE(成果导向教育)理念反向设计法,结合“机械制图”课程教育需求、制图理论知识,确定了课程目标和相关能力的指标点,进行了融入思政元素的“机械制图”课程教学设计;最后,通过在原有的教学考核中增加思想政治表现评分标准,建立了“机械制图”课程思政教学效果综合评价体系,为机械类专业课程的思想政治改革提供了实践经验与有益参考。

贯彻党的二十大精神 助力教育强国建设--通过大学物理实验促进学生就业能力提升

随着社会经济的不断发展和变革,当代大学生就业形势日益复杂多变。全球化、信息化和技术进步等因素使得就业市场愈发竞争激烈,大学生面临着更大的就业压力和更多的挑战。在这样的背景下,大学物理实验作为一种重要的教学手段,对学生的就业观培养具有重要的意义。通过对多年大学物理实验教学工作经验的分析,发现大学物理实验对学生就业观的培养具有积极的促进作用。它培养学生的实践动手能力、观察分析能力、问题解决能力和科学精神,这些能力和素养对学生就业观念的形成和发展具有重要的影响。因此,在大学物理教育中,应注重物理实验的教学,为学生提供更多的实验机会和实践平台,以帮助他们全面发展自己,更好地适应未来的职业挑战。

塑性本构理论与工程材料塑性本构关系

研究了材料的塑性本构理论,从理论上建立了严密的塑性本构方程,为建立工程材料塑性本构关系提供了理论基础,此后将理论应用于3种工程材料.依据材料的性质以及工程的要求,通过简化得出满足工程计算精度要求的岩土类摩擦材料、金属类晶体材料的塑性本构关系;对强度控制的工程问题如有充分塑性变形条件则可将材料视作理想塑性材料,应用屈服条件和极限分析条件,采用传统的或数值的极限分析方法,求得工程安全系数或极限承载力.

工科专业数理统计实验教学的实践探索

数理统计是工科学生的一门公共基础课程.目前工科专业数理统计教学内容上存在两个突出问题:一是偏重于理论阐述、公式的推导以及繁琐的初等运算,缺乏工程应用实例;二是只有数据处理的理论,没有数据处理的工具,缺乏与计算机语言的结合.在实际教学中我们可以采取如下措施:(1)在内容编排上,淡化理论推导及运算技巧,注重数理统计的思想方法介绍及应用实例.(2)压缩课堂教学时数,增加实验教学内容.

青岛市工业固体废物调查及分析

根据青岛市工业企业行业情况和申报登记中固体废物产生情况,选择217家典型企业进行了青岛市固体废物调查.调查和分析结果明确了青岛市主要一般工业固体废物和危险废物的类别,主要固体废物的产生行业和区市,固体废物的处理利用情况,以及固体废物流向中不合理的行业.调研结果对青岛市的固体废物管理具有指导作用.

基于课程思政理念的物理学课程哲学思考

自然科学是自然哲学的重要组成部分,物理学源于自然哲学,它建立在辩证唯物主义的基础之上,具有课程思政育人优势.物理学中许多研究和解决问题的思想方法、许多物理概念和理论规律本身就内蕴着辩证唯物主义观点和方法,有利于传播辩证唯物主义思想,培养科学态度和科学精神.笔者分析了物理学中的辩证唯物论、唯物辩证法和辩证唯物主义认识论等哲学思想.通过物理学课程思政教学工作可以促进学生形成良好的世界观、价值观和人生观.

基于局部强度折减法的地下洞室群“危险区”破坏判据及其工程应用

为准确评价大型地下洞室群的安全状态,探究基于局部强度折减方法的地下洞室群安全系数求解方法。将屈服接近度(YAI)小于0.1的区域定义为“危险区”,以洞室之间围岩“危险区”贯通作为洞室群整体破坏判据,将“危险区”贯通时对应的折减系数定义为洞室群破坏的安全系数,定量评价洞室群整体稳定性,解析各类洞室群破坏判据计算结果差异。研究结果表明:1)各判据对应的安全系数从大到小依次为等效塑性应变贯通、塑性区贯通、关键点位移突增、“危险区”贯通;2)以关键点位移突增为标准,另3种判据求出的安全系数误差分别为33.7%、13.9%、2.6%;3)基于“危险区”贯通的安全系数计算结果与位移突增判据更为接近,以“危险区”贯通为破坏判据的破坏区与工程实际围岩的破坏特征相符合,计算量更少。

一种内蕴基线漂移校正的人工地震波反应谱拟合方法

采用与传统频域法相反的思路,提出一种内蕴基线漂移校正且匹配目标反应谱的人工地震波直接拟合新方法.该方法首先构造非平稳位移时程表达式,进而求导得到速度、加速度时程表达式,由各表达式满足的归零条件确定相关的包络函数;其次,结合单自由度系统谐波响应的解析式,将匹配目标反应谱的拟合问题转化为关于待求幅值谱的非线性方程组;最后,结合高效的非线性方程迭代算法给出自然满足归零条件的加速度、速度及位移时程.分别以Rg1.60标准谱、某核岛楼层谱和«建筑抗震设计规范»中的设计谱为拟合算例验证所提方法的效率和精度.所提方法可成为人工地震波快速拟合的新途径.

基于断裂力学的浅埋工作面过沟谷地形上坡段切顶机理分析

浅埋煤层工作面推进至沟谷地形上坡段时,易出现关键层破断块体沿煤壁整体滑落失稳的大范围动载矿压灾害。根据沟谷上坡段顶板破断特征,基于断裂力学分析方法构建力学模型,探讨了顶板失稳的力学机理及基本顶破断失稳条件,获得了顶板来压步距及支架工作阻力的计算公式,并对各关键致灾因素进行了分析。研究结果表明:随着工作面推进,基本顶损伤区裂纹尖端的集中应力和应力强度因子增大,当应力强度因子增大到临界值时,悬臂梁破断工作面来压;沟谷坡角大小对来压步距及支架工作阻力起主要作用,损伤区裂纹长度、基本顶厚度、断裂韧性等因素也对其有较大影响;通过在麻地梁煤矿2103工作面进行现场监测,对理论分析结果进行了验证,进一步分析了支架阻力的合理值。研究工作提高了工作面过沟谷地形上坡段顶板控制的准确性,能够有效促进矿井的安全生产。

基于博弈论的课程考核评价体系构建与实践

为合理确定土木工程专业材料力学课程成绩中各项评价指标的权重,应用博弈论方法构建材料力学课程考核评价体系,细化材料力学课程考核评价体系构成指标,定量给出学校、教师和学生对课程各评价指标的权重,实现了材料力学课程考核评价体系权重合理化和评价主体多样化。中美班材料力学课程实践表明,该考核评价体系增强了学生学习材料力学课程的主动性和积极性,提升了学生的综合素质,激发了任课教师的教学热情,材料力学课程不及格率降到了5%以内。

南阳重塑非饱和膨胀土的变形和含水率变化特性

为研究水-力作用下非饱和土变形和含水率变化特性,采用非饱和土三轴仪,对非饱和膨胀土开展了吸力平衡、等向固结和三轴剪切试验,实时监测土的变形和含水率变化,综合分析了水-力作用下土的变形和含水率随时间的变化规律,并以“双孔”模型为基础框架,揭示了水-力作用下土的变形和含水率变化机制。研究表明:在吸力平衡和等向固结过程,非饱和土的变形和含水率随时间变化规律不同,变形在相对较短时间内达到平衡,而含水率达到平衡耗时更长;在三轴剪切过程,剪缩变形量与孔隙水排出量随时间基本上呈线性变化。随着吸力增大,含水率达到平衡所需时间增长,但对变形达到稳定耗时影响不大。净围压增大会增长含水率达到平衡的时间,然而对变形达到稳定的耗时影响不大。改进“双孔”模型,外力基本上只影响集聚体间孔隙;含水率变化会引起土颗粒重新排列,进而影响集聚体间孔隙;集聚体间孔隙水迁移速率相对较大,颗粒间孔隙水迁移速率相对较小。

钢纤维混凝土的断裂损伤过程分析

为探究钢纤维的掺入在混凝土断裂中发挥的作用,通过应变片电测法和数字图像相关(DIC)法对楔入劈拉试件进行加载试验,分析了素混凝土和钢纤维混凝土两种材料的裂纹扩展行为。利用应变片电测法得到断裂损伤区内虚拟裂纹张开位移随荷载的变化和不同荷载时的张开位移分布的变化,绘制成曲线;由DIC法得到试件的应变场变化云图,并计算出张开位移,与应变片电测数据对比分析。结果表明:钢纤维能阻挡裂缝贯通发展,钢纤维试件在破坏过程中承载能力变化更为平缓;DIC法的运用在试件达到峰值荷载前是可靠的。另外,基于双K断裂准则计算了试件的最大承载力,与试验结果基本吻合;通过非线性断裂的裂纹黏聚模型及损伤因子计算法,结合试验数据,给出黏聚裂纹张开位移与损伤变量在断裂过程区的分布规律。

卸荷条件下岩爆机理的试验研究

岩体卸荷和加荷条件下的力学特性有本质区别，高地应力地区地下工程开挖过程中发生的岩爆是一种典型的开挖卸荷现象。对粉砂岩试样进行了保持轴向变形不变的卸围压试验，在试验结果分析研究的基础上，对卸荷导致的岩爆进行了研究。研究表明。处于三轴应力状态下的岩体，如果某一方向的应力突然降低造成的岩石在较低应力水平下破坏，那么原岩储存的弹性应变能会对外释放，释放的能量将转换为破裂岩块的动能，进而町能引起岩爆。采用提前钻孔释放能量的方法。将工作面前方围岩中的能量提前释放，在即将开挖的围岩四周形成一个低应力的保护壳，能够减缓或降低岩爆的发生。

基于颗粒流原理的岩石类材料细观参数的试验研究

材料的宏观力学特征与细观参数密切相关,基于颗粒流原理探究两者间的定量相关性,结合大理岩室内加、卸荷试验确定适用于岩石类材料(如大理岩)的细观参数,为细观分析岩石类材料卸荷破坏机理提供依据。结果表明:1平行黏结弹性模量是宏观弹性模量的主要控制因素,两者之间呈线性关系;泊松比与黏结弹性模量间呈多项式关系。材料弹性模量与泊松比的调试应以颗粒黏结弹性模量与平行黏结弹性模量作为主要对象。2平行黏结切向强度均值与平行黏结法向强度均值共同作用改变材料的应力–应变曲线,平行黏结法向强度均值与峰值应力间呈多项式关系;平行黏结切向强度均值与峰值应力间呈对数关系。3颗粒法向强度与切向强度之间的相对关系是裂纹分布多样化的本质原因:平行黏结法向(切向)强度均值与其标准差的比值在1附近时,岩样共轭破坏,比值增大或减小均会引起模型破坏面向剪切转变,同时平行黏结切向强度均值或其标准差增大会改变贯通性主破坏面的方向。4摩擦因数增加,岩样次生破坏面减少,但不会改变破坏面的方向。5大理岩室内试验的宏观力学特征表明通过正交设计试验可以得到基本合理的细观参数。

不同应力路径大理岩声发射破坏前兆的试验研究

应力路径不同,岩石变形和破坏过程中伴随的声发射特征也不同,通过不同路径大理岩加、卸荷试验,结合分形维数原理,探讨声发射破坏前兆随应力路径的变化规律。试验结果表明:1岩样破坏处的声发射计数率和破坏前的累计计数率增长率由大变小的应力路径为加轴压卸围压、恒轴压卸围压、单轴、常规三轴路径。2常规三轴路径下岩样临近破坏时,声发射事件计数率存在明显的"低声发射期",围压越大,声发射前兆"低声发射期"越明显;同时累计振铃计数率增长速率降低的拐点出现后很短时间,岩样也会发生破坏。3低围压下恒轴压、卸围压路径岩样破坏时累计振铃计数率的增长速率近似为切线。加轴压、卸围压岩样破坏前一段相近计数率后存在声发射计数率的"平静期",围压增加,"平静期"持续时间增加,岩样破坏产生的计数率越高。4在低围压应力环境下应力比>0.8、高围压应力环境下时间比>0.4时声发射分维数降低的特征可以作为岩样的破坏前兆分析。