基于“互联网+”大学物理实验智慧课堂的探索与实践

在“互联网+”泛媒体时代背景下,依托网络教学平台和社交媒介,对大学物理实验进行了针对性探索。为了让学生更科学、高效地学习大学物理实验,有必要把实验和互联网信息技术高度融合创造智慧课堂,通过新媒体演示物理实验现象及操作注意事项,扩充教学资源,改革实验教学模式等形式,提高实验教学质量和效率。基于“互联网+”的创新智慧课堂,不仅可以激发学生学习物理知识的兴趣,促进学生掌握科学、合理的学习方法,还有助于锻炼学生实验动手能力,从而培养其创新意识及科学素养。     

夏秋两季洱海、太湖表层混合层的深度变化特征及其机理分析

湖泊表层混合层深度的变化不仅影响湖泊水生生态系统的演变, 而且影响流域的局地气候、降水量的时空格局等. 基于2008年夏秋两季洱海(高原湖泊)和太湖(平原湖泊)的气象与水温廓线观测资料, 分析探讨了两湖表层混合层深度的变化特征及其机制. 结果表明: 夏季洱海能维持持续的分层现象, 秋季有明显的日分层现象, 而在相应的两季中, 太湖仅可能存在日分层现象; 洱海表层混合层深度较同期太湖更浅; 太湖两季的表层混合层深度变化较洱海频繁, 即太湖水体混合与分层的交替过程对气象条件的响应较洱海更为迅速. 太湖这类浅水湖泊, 水深是抑制其存在稳定、持续分层的关键因素, 在合适的辐射条件下, 可形成日分层现象; 而洱海这类深度的湖泊, 净热量通量是影响其是否存在持续、稳定分层的主要因子. 该研究为进一步探讨湖泊与大气两种湍流运动的耦合机制及水生生态环境演替规律等提供了有力的参考.     

“ 互联网+教育”模式下高中物理教学实践探究

2 0 1 5年两会首次提出“ 互联网+”行动计划, 这一理念使传统行业看到了与互联网结合发展的更广阔 的前景, 教育行业亦是如此. 笔者主要阐述在“ 互联网 + 教育”模式下进行的高中物理教学实践. 详述了从教学软 件、 硬件的配置以及课程学习单的设计、 微课的录制、 测试环节、 小组互助学习等各教学环节, 并把实验班级的期 中、 期末测试成绩与同等班级进行了横向对比分析, 客观评价“ 互联网+教育”模式在教学实践中的教学效果. 最终 由实践过程中体验到当前形势下“ 互联网+教育”模式的机遇与挑战     

基于物联网云平台及STM32F100的壁挂炉远程控制系统研究

物联网是未来网络技术的发展方向,针对物联网技术的广泛应用,设计并实现了基于Ayla云平台的壁挂炉远程控制系统,提出了以Ayla模块和Ayla云为核心的远程控制方案,展现了以“传统壁挂炉+Ayla云平台”的远程控制模式,利用移动互联网技术,实现了让用户通过手机APP对家用壁挂炉进行远程控制及工作状态查询;在实验室环境下,重点实验了壁挂炉与Ayla云平台的通讯,结果达到了远程通信安全、即时的要求,并最终将文章介绍的控制及通信技术成功应用于某壁挂炉的物联网远程控制。     

“新工科”背景下工科类专业性实验虚拟仿真教学模式的构建与实施

在“新工科”教育要求的推动下,专业性实验的虚拟仿真教学模式得到了广泛应用,推动我国高等教育改革的发展,但实验教学体系缺乏独立性、完整性、创新性和实践性等问题显著地影响其可持续发展。结合工科类专业性实验课程的特点,结合互联网和虚拟仿真等新技术提出了“2+3+1”虚拟仿真教学模式,构建了教学内容、教学方法、教学实施及教学评价。通过“窑炉系统开停车与故障诊断处理虚拟仿真实验”的教学实施,验证表明:大约92%同学认为该教学模式能够促进知识的深入学习和技能的熟练掌握,提高自主学习能力和分析,有效地激发学生动机和兴趣。     

洱海水-陆界面溶解性有机氮组成结构及生物有效性-以永安江为例

利用紫外与三维荧光光谱技术,研究了洱海水-陆界面溶解性有机氮(DON)组成结构及生物有效性特征,并探讨了其对湖泊水质影响。结果表明：(1)水-陆界面经由永安江输入洱海DON浓度在0.25～1.39 mg·L-1之间,从河流到湖内以夏秋两季DON浓度较高;经由永安江输入洱海DON负荷量在0.48～2.34 t之间,其中以夏季DON负荷量最高,表明经由入湖河流输入洱海的DON对洱海水质影响潜在风险较大,尤其夏季明显。(2)水-陆界面经由永安江输入洱海的DON组成主要以类腐殖质物质为主,永安江沿程到湖内衰解特征明显且生物有效性为15.27%,而类蛋白和可溶性微生物代谢产物则出现不同程度累积,累积率分别为42.00%和20.68%;DON组分的分子腐殖化程度经由永安江到洱海湖内呈渐降趋势且降低了14.97%。同时,分子芳香环取代基从以脂肪链为主逐渐向以羰基、羧基、羟基、酯类为主转变,尤其在夏季表现明显。(3)水-陆界面经由永安江输入洱海DON组成特征参数(P_{(Ⅲ+Ⅴ, n)}/P_{(Ⅰ+Ⅱ, n)}和A₂₅₃/A₂₀₃值)与其不同形态氮含量显著相关(R2=0.64～0.74, P<0.1,P<0.05),即永安江输入洱海DON结构影响其生物有效性;水-陆界面DON不同结构特征参数与水质呈显著正相关(R=0.82～0.96, p<0.05,p<0.01),表明水-陆界面经由永安江入湖DON组成结构及生物有效性对洱海水污染有一定贡献,尤其在夏季受陆源等人类活动影响较大时,影响更为突出;由此可见,洱海水-陆界面经由永安江入湖DON组成结构变化(如P_{(Ⅲ+Ⅴ, n)}/P_{(Ⅰ+Ⅱ, n)},A₂₅₃/A₂₀₃)可在一定程度上反映洱海水质状况。     

轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计

针对轮式机器人轨迹跟踪控制系统误差收敛速率低、精度和实时性差的问题,采用反演控制算法并结合李雅普诺夫稳定性分析方法对轮式机器人的轨迹跟踪系统进行了优化设计。建立了轮式机器人轨迹跟踪控制系统的运动学模型,并对该模型进行位置偏差分析;在反演控制算法中引入了分部虚拟控制量,并分析和设计了其他间接受控量,提高了算法运行的效率;采用李雅普诺夫收敛定理对系统的收敛性进行分析,根据分析的结果提出了算法更加简单的控制律。利用Matlab软件的Simulink库对设计的轨迹跟踪控制系统试验研究。结果表明,与基于李雅普诺夫直接法或者迭代学习算法设计的轮式机器人轨迹跟踪控制系统相比较,设计的控制系统具有跟踪精度高、收敛速度快、实时性好的优点。     

以学生为中心的大学物理教学探索与实践

为解决大学物理教学方式单一、考核重知识轻能力和素质的现实问题,课程教学范式从以教师为中心向以学生为中心进行转变.基于智慧教室和智慧树平台,本文构建了“互联网+教育”的新型智慧学习环境,梳理物理课程知识体系的同时融入课程思政元素,构建了知识+应用+前沿的课程内容体系,凸显能源电力行业特色.采取基于真实任务的小组教学,强调体验式学习,促进学生自主构建知识实现深度学习.对课程教学目标进行全面设计,以成果为导向,形成性与终结性评价相结合,定性与定量相结合,建立了综合性评价体系,促进学生知识、能力、素质全面发展.     

基于Arduino的便携式IRIG-B(DC)信号监视系统的设计与实现

为了提高对时间统一系统IRIG-B码信号的监测效率,需要一套自动监测系统;本文结合某型号时间统一系统,针对该时统设备输出的通用IRIG-B(DC)格式时间码,介绍了一种基于Arduino的便携式IRIG-B(DC)信号监视系统的设计过程,给出了以开放源代码硬件项目平台Arduino为核心构建的“输入控制+逻辑处理+数据处理+数据交互+数据存储+网络传输+实时显示”的系统硬件设计结构;利用Arduino内高度集成的AVR二次编译封装库,将复杂的逻辑控制和数据处理等底层的指令封装成简单实用的函数调用,完成了整个系统的任务调度和管理,实现了对时间统一系统IRIG-B(DC)信号的波形采集、数据分析、时间解调、状态监视、实时显示以及数据存储等功能;测试结果表明,系统设计简洁,工作稳定可靠,设计指标满足功能需求。     

三平动绳牵引并联机器人轨迹预处理算法

研究了一种新型飞行摄像平台,能够实现摄像机在大范围的三维空间内可以沿任意轨迹快速运动的摄像平台;摄像平台的运动由四台伺服电机带动四根缆绳并联拖动;绳牵引并联机器人是一种将电机的运动和力以绳为介质并行地转换为末端执行器运动和力的装置,具有结构简单、工作空间大、惯性小等优点;运动过程中满足轨迹光滑、不能出现停顿、振动,为了获得连续、平稳、无噪声的轨迹,文章采用轨迹预处理的方法,当出现轨迹不光滑,且影响了拍摄质量的情况下,采用三次样条圆弧插补的方法对其进行光滑处理,仿真结果表明该圆弧插补预处理算法能够很好地解决吊舱在高速运行而引起加速度过大的问题,进而达到提高运行效率的目的。     

燃气轮机总能系统特性模拟与优化的新思路探讨

符号表a，b时间区限e如燃烧室效率土时间。fco压气机设计效率Gi（t）即时燃料量ti。设计进气温度efto透平设计效率H。燃料热值取。t全工况效率ef。机械效率Ne（t即时功率。压比efe发电效率风设计进气压力1前言对热力系统及其部件特性的研究，前人已作了很多工作，但多以设计工况下的机组的热力性能与经济性来考虑设计和应用选型等问题，由于种种变工况因素，在设计工况下，机组的热力性能参数匹配及其它性能指标可能处于优化区域，而实际运行中，却处于非最佳运行工况。鉴于上述分析，对装置除了解其设计工况的性能外，还必须对其变工况乃…     

基于T-S模糊神经网络的飞机防滑刹车系统研究

航空业的发展对飞机防滑刹车系统提出了更高的要求,而传统PID+PBM控制器存在着低速打滑、刹车效率较低等问题;针对刹车过程中的不确定性和非线性问题,提出采用T-S模糊神经网络来进行防滑刹车控制器设计;在MATLAB/SIMULINK平台建立飞机刹车总体仿真模型,将设计的控制器与传统控制器进行对比仿真试验;仿真结果表明,基于T-S模糊神经网络的控制器解决了传统PID+PBM系统存在的问题,具有良好的控制效果,系统具有鲁棒性,能够适应变化的跑道情况,为飞机防滑刹车控制提供了一种新的方法。     

工科专业课混合式教学模式探索——以“光电信息物理基础”为例

为了提高河北地质大学工科专业基础课教学质量,促进教学效果,以光电信息科学与工程专业的专业课“光电信息物理基础”为例,利用互联网+背景,提出以“板书+多媒体,线上+线下,教师授课+学生上讲台”相结合的混合式教学模式,进行工科专业基础课教学模式探索.结果显示该模式可以有效激发学生对课程的兴趣,提高学生学习积极性,促进教学效果,进而提高该课程教学质量.该模式可以推广到工科专业的其他专业课教学中,提高本专业的整体教学质量.     

基于Pro/E二自由度并联机器人的结构设计

为了提高研发效率,需要将机器人的设计过程和分析过程集成起来。针对这一集成要求,提出了基于Pro/E二自由度的机器人仿真平台,并建立两自由度平移运动并联机器人运动仿真模型。验证了机构的实际工作空间和运动情况。最后指出了本机构的在实际中的应用。最后通过仿真了机器人的位置轨迹,速度轨迹以及加速度轨迹来验证,本文所设计的二自由度机器人性能良好、工作灵活,很好地满足了设计指标要求,具有一定的实用性。     

基于单目视觉追踪测量羽毛球空气阻力系数

针对羽毛球空气阻力系数难以测量的问题,提出了一种基于单目视觉追踪来测量羽毛球空气阻力系数的方法。使用摄像头对运动员击打羽毛球的过程进行拍摄,通过图像识别算法追踪视频中羽毛球的飞行轨迹获取羽毛球的即时速度,最后根据动力学规律分析得出羽毛球的空气阻力系数。该方法测量精度较高,测量过程简便,可推广用于测量其他飞行物体的空气阻力系数。     

Cr4+∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr4+∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr4+∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr4+∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr4+∶YAG固体激光器的本征效率.     

基于区域差异化的WSNs能效优化研究

随着“互联网 ”概念进一步加深,无线传感器网络(WSNs)技术也得到飞速发展,目前在环保、工业、军事等领域均有大量涉及,而能效问题一直是WSNs发展中重要的制约因素。文章对原有面向簇集的WSNs中存在的簇头能量损失过快的问题进行分析,发现该问题主要由节点过量转发数据所引起,因此从簇内和簇间两部分入手,并对路由策略进行了改进,将网络划分为热点和非热点区域,动态调整区域覆盖范围,结合虚拟多输入输出(VMIMO)和路由跨跳技术减少不必要的节点中继,最后对该方案进行仿真测试,发现改进后的方案可以更加有效地平衡优化WSNs内系统能量损耗。     

基于DL/T645规约的嵌入式工业物联控制节点设计

随着互联网、大数据、物联网等技术的飞跃发展,以实现智能制造为目标的“互联网+工业”行动计划已拉开了大幕;为满足智慧工厂的发展需求,一种具有实时高效、安全准确的现场数据传输的物联控制节点成为了关键;文章针对传统制造工厂通信系统的传输速率低、网络建设复杂、可靠性差、维护困难等缺点;提出了一种基于DL/T645规约的电力线载波数据采集节点,以STM32微控制器、载波收发模块、节点工厂设备接口等硬件,以DL/T645通信规约为核心设计物联节点,保障工厂现场数据的实时稳定采集,为构建监控和管理一体化的智慧工厂提供实时性强、可靠性高的通信系统。     

树莓派在物理实验教学中的应用

树莓派是近年来新兴的微型计算机,它造价低廉但功能强大,目前正被广泛运用于青少年编程学习等方面.树莓派在物理实验教学领域同样具有应用价值.从“互联网+物理”和“实验数据绘图”两个方面对树莓派在物理实验教学的运用进行展开介绍和示例展示.互联网+物理不仅能实现班级实验数据的上传和分享,还能实现对课堂进行摄录,完成物理微课堂、云课堂的录制;实验数据绘图,充分利用了树莓派的运算、渲染能力以及丰富的音视频输出接口,能实现实时数据的图表绘制,摒弃传统实验教学中课上记录、课下绘图的方法.     

基于对数比电路的HLS turn-by-turn系统

 较详细地介绍了合肥光源逐圈束流位置测量(turn-by-turn)系统设计思想和理论分析。该系统是为了判定二期工程升级后的注入系统的注入效率和Damping率,研究Beta振荡和轨迹瞬时变化以及其他束流动力学问题如工作点变化等的研究而研制。选择了新近受到广泛重视的对数比电路服务束流瞬时位置信号的处理。利用工作在204MHz的对数比电路完成被激励束的turn-by-turn位置测量和相空间检测。给出了该系统各部分性能和理论分析结果，介绍了快速多通道ADC在该系统的数据获取中的应用。