数字化焊钣综合制造实践教学平台的建设与研究

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近年来清华大学iCenter在实践教学理念及教学条件改善方面做出了重大调整,实践建设有了长足发展.本着提高人才培养质量,全面地研究了数字化焊钣综合制造实践教学平台的建设,根据目前培养要求及课程特点,构建了系统合理的数字化焊钣综合制造实践教学平台,开发了高品质的实践教学项目,进一步提高了人才培养质量.
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本科生是进入高校实验室工作的主要群体之一,提高其消防安全意识是减少实验室安全事故和隐患的关键.对贵州省高校1385名学生进行问卷调查,发现学生在了解实验室消防安全规章制度、正确使用消防设施、处理紧急情况等方面存在安全意识淡薄的问题,针对这些问题,提出了对策建议.
改革创新实验教学质量监控方法对于实现高等教育健康持续发展,促进实验教学与理论教学有机融合具有重要的现实意义.提出了“三阶段”实验教学质量监控理论及监控系统,将实验教学分为实验准备、实验过程、实验评价三个阶段,以实验教学整个过程为监控对象,实时监控、反馈评价各个阶段的工作,形成一个完整的、闭环的生态监控体系.
交通信号控制是交通工程专业本科生必须掌握的实践教学内容,该教学以往多采用交通调查—方案设计—方案评价的模式.课题组以国家级示范性虚拟仿真实验教学项目建设为契机,依托“交通信号控制一体化实验平台”科研成果,构建了具有直观性和模块化分步操作的城市道路交通信号控制虚拟仿真实验教学项目.教学实践表明,该虚拟仿真项目的应用能够有效提高实验教学质量和实践育人水平.
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在应用型本科院校的实践教学中,落后的实验设备和昂贵的实验室建设费用已成为影响教学效果的主要原因.通过分析虚拟现实技术和应用型本科实践教学任务的分类及特点,提出了一种基于移动通信技术的虚拟实践教学系统模型.利用云服务器将虚拟现实教学系统中分散的硬件设备整合为一个完整的虚拟系统,为高校和虚拟现实服务企业的共同发展提供了一种有效可行的解决方案.
高中信息技术学科正在经历改革和创新,教学模式、教学流程、教材等都高度重视学生信息素养的培养,致力于学生个人能力的提升.信息技术核心素养包括信息意识、信息责任、数字化学习、计算思维,其中计算思维是非常关键的部分,也是最难达成的教学目标.研究了计算思维的内涵,分析了计算思维的价值,探索了落实计算思维学科核心素养的方法.
分析了以往初中信息技术课程课堂教学在学生核心素养培养方面存在的困难及问题,以“批判质疑”核心素养为导向,运用课题组研发的人工智能课堂数据采集工具,在初中信息技术课堂上开展教学实践.研究发现,在教学过程中使用与人工智能工具相适应的课堂教学策略,能有效发展学生的“批判质疑”核心素养.
依照国家新工科建设要求培养制造业人才,围绕“思想引领、知识传授、能力提升”三位一体的课程建设目标,开发了高分子材料注塑成型模具的安装与调试虚拟仿真实验教学系统,实现了仿真教学平台资源的开放共享.针对原有的现场教学具有的高成本、高风险、低效率等固有缺陷,本实验教学系统采用以结果为导向的自主式实验教学方法,极大拓展了学习资源和空间,丰富了学习模式,排除了工程实践中存在较高安全隐患及易造成重大损失的潜在危险,弥补了实践类课程的操作性不足,培养了学生解决高分子材料注塑成型生产过程中复杂工程问题的能力.
自动驾驶汽车是解决未来交通问题的重要途径,而我国自动驾驶人才不足,人才短缺将制约我国自动驾驶汽车产业的发展.为此,北航交通学院进行了自动驾驶与智能网联高级专门人才培养的探索与实践.设计了包括学位理论课程和综合实践环节两部分构成的课程培养体系,编写了6册入选“十三五”国家重点图书出版规划项目的自动驾驶系列教材,开设自动驾驶讲堂并邀请自动驾驶企业的技术负责人开讲座.实践方面主要包括开设实验课程、参加自动驾驶相关比赛及企业实习.为自动驾驶人才培养探索了切实可行的方法,为解决我国自动驾驶人才紧缺问题提供了思路.
结合信号与系统课程的内容特点,在教学过程中运用Jupyter Notebook应用程序,设计了一个课程综合实验平台.该平台实现了课堂中重要教学内容的交互式实时动态仿真,能将大量枯燥乏味的理论知识和烦琐的公式推导以图形化的方式呈现出来,帮助学生更好地理解抽象的概念、理论和分析方法,有利于教师的教学和学生的学习理解.