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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张静娜 张晔 王倩楠 乔梁 王莉 桑林琼 李鹏岳 邱明国
采用案例教学法，将具有较高临床应用价值的基于运动想象的脑-机接口案例引入课堂，并根据课程内容将案例分解为四个子任务：生物医学信号预处理、生物医学信号谱估计、生物医学信号时频分析及生物医学信号模式识别。每个子任务与理论知识教学同步进行，且逐层递进。学生按步骤在实验课上完成设计实践，并在第二课堂以课外兴趣小组形式完成拓展创新。教学实践表明，基于运动想象的脑-机接口案例教学实验设计，能够使学生实现从理论知识到实践应用的自然过渡，有效调动学习热情、提高学习效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
秦金磊 朱有产
针对接口技术教学中存在的设备不足、枯燥、乏味问题,利用研究性教学的特点设计了一套基于仿真平台Proteus的接口技术实验。该实验以交通信号灯控制系统的实现为目标,由4个子实验构成。通过不断提出问题、分析问题、解决问题的教学模式,组织和引导学生开展自主性学习,达到掌握各种接口技术和芯片的目的。实践表明,该实验可大大激发学生的学习兴趣,提高接口技术的实践教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
万超 侯世杰 王伟 陈佳一
"理论力学"是力学、机械、航空航天等工科专业的核心必修课之一。然而,目前该课程的教学实验大多是原理演示或简单参数测量,不利于学生深刻理解专业知识、提升解决实际问题的综合创新能力。为解决上述难题,围绕人体运动这一典型的多刚体系统动力学问题,构建了基于假人仿真模型的自由式滑雪空中技巧运动生物力学教学实验,涵盖力学模型简化、拉格朗日方程构建、刚体惯性参数计算、动力学仿真软件应用等主要知识点和技能。该教学实验转化自"科技冬奥"重点研发计划的科研成果,具有前沿性、交叉性和综合探究性,有助于提升复合型拔尖跨学科人才的综合实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗耀耀 程渭东 曾国强 李琳琳
介绍了一套基于Matlab的GUI的控制的风力摆实验平台。系统中MPU6050作为角度传感器,采用STM32单片机作为控制器,采用L298N作为电机的驱动模块,通过Matlab的GUI建立数据接收和显示界面,完成帆板控制系统的控制。通过本系统的实践,可以使学生熟悉典型的闭环控制系统,掌握多种闭环控制系统中的算法,如PID控制等算法、PWM调试方法等。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
沈骁 程勇
文章以折射率反导引掺钕磷酸盐玻璃大模场光纤的制备与性能测试项目为例，研究了将大型科研项目应用于本科生创新实践教学的具体做法。项目过程包括光纤设计、玻璃材料制备、光纤预制棒制备、光纤拉制及光学性能测试等内容，融合了材料、物理、化学和机电等多个学科的理论知识，涵盖了一个完整的科研过程。学生通过全程参与这一大型科研项目，能够学到实验方法、数据分析、图表制作、仪器使用等多种技能，提高科研素质和动手能力，为今后从事相关工作打下一定基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
文冬 凡亚李 王少昌 万象隆 孟兆磊
空间认知能力被认为是人类正常生活所必备的重要能力，适当的训练可以帮助认知功能受损的老年人提高空间认知能力。该研究旨在探讨如何借助虚拟社区公寓游戏、脑机接口（BCI）和虚拟现实（VR）技术来提升认知障碍老年人的空间认知能力。研究方法包括基于空间认知理论、使用VR头戴设备HTC VIVE Focus 的虚拟社区公寓游戏设计，以及对脑电信号进行功率谱密度特征提取和支持向量机（SVM）分类分析。在行为数据分析结果中，随着实验者进行多次训练，完成任务所需的时间明显减少。整个训练周期中，完成任务的时间成本总体呈下降趋势，同时任务准确性逐渐提高。从而表明受试者经过训练后的认知能力得到有效提升。利用功率谱密度提取脑电信号特征，并采用SVM和极线学习机（ELM）进行信号分类，发现在Alpha2频段，SVM的平均分类准确率逐步上升，这为游戏对空间认知的积极影响提供了明确支持，受试者通过游戏训练显著改善了空间记忆和其他认知能力。研究结论表明，基于空间认知理论的VR训练游戏对提高老年人的空间认知能力具有显著效果。该系统结合科学理论和VR技术为认知障碍康复与个性化训练开辟了新途径，预期将提升老年人生活质量并推进医疗康复技术的创新。
关键词：
空间认知训练实验系统 虚拟现实 脑机接口
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王艳芬 李旭寅 张晓光 董锴文
视频动作识别是电子信息类学科的重要前沿应用领域。该文针对现有算法存在的参数量庞大及时空尺度固定问题，提出一种基于自适应时序运动聚合网络（ATMA-Net）的动作识别实验设计。引入多尺度运动注意力模块MMA和自适应时序聚合模块ATA，实现了对不同视频动作的多尺度运动特征提取及自适应时序建模。MMA通过拆分的大核卷积注意力关注有利于时序建模的运动特征；ATA根据输入视频的运动加权特征自适应地生成特定的时间卷积核，有利于灵活地进行时序运动特征聚合；将这两种模块嵌入到2D ResNet50残差模块中，并对具体的嵌入方式和嵌入位置进行了实验研究，确定了最佳网络结构。该实验设计网络在复杂动作识别数据集Something-Something V1上的大量实验结果表明，ATMA-Net在低FLOPs的情况下优于其他动作识别方法，证实了其对于复杂动作时序建模的有效性。
[期刊] 开放教育研究
[作者]
王朋利 柯清超 张洁琪
基于移动学习终端的智能化课堂学习数据分析多是基于教学互动和学习结果反馈等显性学习行为实现的,可穿戴的脑机接口设备能够测量学生的认知负荷、注意力、情感等内隐状态,为智能化课堂教学提供新的技术支持。本文构建了基于脑机接口的智能化课堂应用模型,通过脑机接口与移动终端的结合,实现师生教与学风格识别匹配、学习者脑波状态测量、教师教学行为智能化支持、学生复杂能力评测等智能化教学任务。为验证模型的可行性,本文开展了两项实证研究,验证基于脑机接口实现学习风格分类的可能性,分析了常态课堂教学中学生注意力特征,并基于学生教学活动的注意力特征提出课堂教学优化策略。
关键词：
脑机接口 智能化课堂 学习风格
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵海洋 王金东 何富君 于德龙 文浩东
该文以曲柄滑块往复机构为研究对象，考虑运动副间隙因素，运用虚拟样机技术设计了往复机构动力学特性分析虚拟仿真教学实验。该实验项目构建了几何模型虚拟装配、动力学建模和实验数据结果分析模块，开展了运动副间隙、驱动转速和负载等多变量仿真实验，实验结果清晰展示了运动副间隙作用机理及其动力学响应规律。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
薛铜龙 姚亚昔 张晓辉
机械设计基础课程是一门工程实践性很强的课程,在实验教学中,引入"身边教学法"工程教育理念,以课程理论知识、身边机械工程的机构与零部件为核心,构建了机械设计基础实验课程快速教学体系,并以家用滚筒式洗衣机为例,具体介绍实验项目的设计,培养学生利用工程基础理论解决工程实际问题的思维和方法,有效地解决了课程理论知识与工程实际脱节的问题,提升了学生工程意识、工程实践动手能力及创新精神。
关键词：
机械设计基础 实验教学 身边教学法
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
高庆华 商云晶 秦晓梅 崔承毅 程春雨 周晓丹
设计了适用于单片机综合设计实验的实验项目——基于STC单片机的智能风扇系统。介绍了系统的总体设计方案和功能要求,并对各功能模块进行了硬件设计。该实验项目具有层次性、开放性及实现方式多样化特点,通过该实验不仅加深了学生对多门理论课知识的理解,还提升了学生的实践动手能力、综合设计能力和创新能力。
关键词：
单片机 智能风扇 综合设计能力 创新能力
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
隋美蓉 庄文强 王辉 胡俊峰
为加强影像综合训练中心人才创新能力的培养、提高医学类院校理工科学生的工程实践能力,设计开发了一套基于单片机的超声测距安全系统,介绍了系统的组成与工作原理、硬件设计及软件仿真。该系统应用于生物医学工程、医学信息等专业电子课程设计实践教学中,提高了学生的科研创新能力。
关键词：
单片机 超声测距 电子课程设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
冯建文
设计了一个基于FPGA的多周期CPU实验,并将有限状态机应用于模型计算机的设计与实现。模型计算机基于MIPS处理器,含8条典型指令。给出了多周期CPU的数据通路与指令流程图,并按照有限状态机的设计方法,完成了状态转移图的设计和HDL的程序描述。实验不仅使学生掌握有限状态机这一重要的数字系统设计工具,同时也有助于学生加深理解"计算机就是一个有限状态机"的概念。在课程实践应用中教学效果良好。
[期刊] 求索
[作者]
肖峰
脑机接口技术对人的认知具有强大的修复(治疗)和增强功能，由此作为认识主体的人，可以在将来发生深刻的变化，或谓之“认识主体的新进化”。这种新进化主要体现为：认识主体被重新赋能，使人的认识论能力产生质的提升；认知活动得到新的实质性的延展，使“延展认知主体”更具现实性；通过脑机融合形成“赛博智能”,使“人机混合认识主体”更具可能性。此外，借助脑机接口，认识主体的外延还可从“常人”扩展到“亚常”和“超常”人群，由此为认识主体的含义增加新的丰富性，从而展现出认识主体未来进化的新前景。
关键词：
脑机接口 认识主体 增强 新进化
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
沈利荣 张文博 隆嘉瑾 郭凯波 李小平 刘彦明 孙文方 程春霞 戴浩
针对空间激光通信过程中激光捕获跟踪瞄准系统激光光斑高精度定位问题，提出一种基于Otsu联合加权最小二乘的激光光斑质心定位方法。该方法采用Otsu阈值分割实现激光光斑图像中目标光斑与干扰光斑的分离，采用加权最小二乘圆拟合，以迭代重加权方式进行光斑图像的最佳拟合，进而实现高精度的光斑质心提取。该文还设计了仿真教学实验，并基于MATLAB软件验证了所提算法的质心定位精度显著高于传统的灰度重心法的结论。该算法可实现亚像素级光斑质心定位精度，具有很好的抗噪性能。最后分析了仿真实验中不同因素对光斑定位精度的影响。
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