OBE理念指导下的生物工程专业实践教学改革

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工程教育专业认证是高校规范和提升专业内涵建设的良好契机.在以“学生中心、产出导向、持续改进”的OBE理念指导下,兰州交通大学生物工程专业对实践教学课程培养体系、教师工程实践教学能力、实践教学方法、教学过程质量监控及持续改进制度建设等方面进行标准化建设,并结合科研特色提出改革举措,探索建立具有学科特色、符合工程教育专业认证标准的实践教学体系,切实提高实践教学质量.
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实验教学中引入自主性实验可以极好地提高大学生的实践动手能力,促进创新性思维的培养.该文在动物生理学实验教学中,开展了以自主性实验教学为载体的实验教学实践,探究了本科生动物生理学实验自主性实验教学的实施策略,分析了自主性实验对学生学习态度和学习效果的影响;建立了自主性实验评价方法,完善了实验课程考核评价体系.实践证明,自主性实验教学对激发学生的实验操作主动性和创新性思维效果显著,其实施可形成以学生为中心的实验教学体系,达到培养学生创新思维、实践动手能力的目的.
开发变形-变模量双功能智能材料对促进软体机器人的发展具有重要意义.电流变弹性体具有显著的电致变模量效应,从成分上亦可视为一种复合型介电弹性体,理论上也应具有显著的电致变形效应.本文以尿素改性TiO2颗粒为填充相,以硅橡胶为基体制备电流变弹性体,并对其电致变模量效应及电致变形效应进行研究.电致变模量测试结果表明,电流变弹性体的储能模量随电场强度增大而增大,在3kV/mm的电场强度下其相对电流变效应达到16%;电致变形测试结果表明,电流变弹性体亦具有显著的电致变形能力,在电场强度为3kV/mm时,其电致形变量
为解决传统测试方法中附加质量过大,无法准确及时获取弹条真实模态振型这一难题,本文基于高速数字图像相关法(DIC)测量弹条表面位移场.结合小波变换法,识别弹条在不同边界条件下的模态特征参数,分析边界条件对弹条动力学行为的影响.试验中采用京沪高铁常用的Vossloh300-1型扣件弹条,通过改变边界条件确定三类弹条试件:自由状态下的弹条、组装状态下的弹条(标准安装在钢轨上)以及施加不同钢轨下压位移的组装弹条.试验结果显示,高速数字图像相关法既能准确获得弹条模态频率,也能通过获取弹条动态位移场提取弹条模态振型.
为满足口腔医学临床教学实验与大型设备检测教学相结合的需求,将原子力显微技术应用到牙釉质脱矿评价的实验教学设计中.此实验涉及临床和大型仪器设备等多个理论基础知识,系统地训练了学生资料查阅、实验设计、仪器使用、实验操作与分析的能力.实验中选取青少年喜欢的几种不同种类的饮料展开对牙釉质的脱矿研究,不仅贴近实际生活,而且结合学生的专业背景知识,激发其研究兴趣,加强其科学素养以及培养创新能力.此外,学生可对实验进行自主设计、探索与延伸,培养其科学研究兴趣与实践的能力,增强创新意识,可应用于开放式实验教学中.
为研究镍基单晶高温合金气膜孔结构疲劳断裂行为,将气膜孔试样在900℃、两种应力水平下进行了频率为3Hz、6Hz、10Hz的高温疲劳试验.借助扫描电子显微镜并考虑加载频率的影响分析了气膜孔结构疲劳裂纹扩展路径、裂纹微观组织特征和断口形貌特征.结果 表明不同条件下疲劳裂纹微观组织具有相似的特征,疲劳断口正断面破坏特征基本相同.加载频率对疲劳裂纹扩展及疲劳寿命有一定的影响,520MPa下疲劳寿命高于550MPa下的疲劳寿命.疲劳断裂路径的总体趋势为:裂纹从孔周萌生,先是垂直于加载轴方向扩展,然后沿与加载轴方向大
新工科建设对工科专业学生的分析能力、实践能力等提出了高水平要求,而实践环节是培养工科学生这些能力的重要途径.传统的以教师为中心的实践教学模式,教学形式单一,学生被动接受,不利于学生自主学习能力和创新能力的培养.鉴于由导言(Bridge-in)、学习目标(Objective)、前测(Pre-assessment)、参与式学习(Participatory?Learning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)6个环节所构成的BOPPPS教学模式注重参与式学习,提升学生自主学习的效能
针对约束优化问题中约束函数计算费时的情况,提出使用代理模型拟合待优化约束函数的方法.该方法先求解个体所有约束违反度并求和,然后建立代理模型预测个体的约束违反度之和,并根据可行规则法筛选最优解.最后采用CEC2017约束测试函数,与不加代理模型的优化算法对比,验证了该方法的有效性,提高了优化结果和进化算法效率.
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为了实现球形贮箱内液体晃动产生的非平衡力和力矩的准确采集,首先,根据液体晃动基本原理设计出一种可以最大化测量贮箱内液体三维晃动力和晃动力矩的实验平台及实验方案,利用最小二乘法,实现对实验平台的固件质量和质心的准确辨识,并得到晃动力与晃动力矩的计算式.然后,以球形贮箱内的液体晃动为例开展大量实验,将实验结果与CFD软件仿真结果进行对比分析,结果表明:在一般非大幅旋转晃动状态下,实验结果与CFD软件仿真结果的吻合度较高,验证了实验的正确性;而在大幅旋转晃动状态下,后者存在明显的计算错误,不利于揭示贮箱内液体晃
为解决换热站供热管网热力工况不均和资源浪费现象,设计了基于STM32F407的换热站监测与控制系统.首先简述了换热站的基本运行状况,接着介绍了以STM32F407芯片为核心的换热站控制电路硬件设计,包括主控模块,分控模块,模拟输入输出模块,数字输入输出模块,人机交互模块和通信模块.采用模糊PID控制算法实现对换热站的温度控制.结果表明所设计的监控系统基本可以实现对换热站供热管网的运行状况监控和控制.