非最小相位工业过程自校正控制教学实验平台

工业过程中的非最小相位被控对象因其具有反向特性而会给控制器设计带来困难,在自动化教学中对非最小相位概念的描述通常偏重于零点位置、零动态等理论概念,因缺乏直观性而使得学生不易理解透彻。结合自适应控制课程教学,基于工业过程中典型的空气加热混合过程,通过合理构造实验条件,构建了具有非最小相位特性的物理被控对象装置,在此基础上,研发了自校正控制教学实验平台,可以开展非最小相位工业对象的辨识、控制和自校正控制的教学实验,有助于加深自动化专业学生对非最小相位概念的理解,从而改善教学效果。

化工安全与环保课程电化学腐蚀原电池综合教学实验

本文探讨化工安全与环保课程实验教学的背景及其教育重要性,并描述课程团队如何有效利用武汉工程大学“三实一创”模式进行教学。以“电化学腐蚀原电池综合教学实验”为例,文章分析实验教学的应用和效果,总结教学成果,并对化工安全与环保领域的潜在实验教学应用提出展望,为该领域的教学实践提供理论和实证支持。

液相色谱质谱联用分离鉴定酸性植物激素的初级教学实验

液相色谱质谱联用仪(LC-MS)是目前检测脱落酸、吲哚乙酸等植物激素的重要技术手段之一。为了巩固学生对LC-MS基本概念与原理的掌握,提高学生的实践能力,培养学生实验素养,针对目前国内LC-MS实验教学存在的主要问题,本文提供了从易至难的5个基础教学实验,可使学生了解LC-MS样品前处理的基本过程,认识实际样品的复杂性和痕量植物激素检测的瓶颈问题,初步了解实际样品中ABA含量的计算方法。连续3个学期在研究生一年级仪器分析课的实践表明,这5个教学实验的学习实践活动能培养学生使用现代大型分析仪器的能力,提升学生学习仪器分析技术的兴趣。

随动辊压型低应力精密断料教学实验平台开发

为了增强学生对先进成形装备及低应力精密断料技术的理解,开发了随动辊压型低应力精密断料教学实验平台。该实验平台综合利用机械设计、传感器技术及计算机控制技术,将应力集中效应和随动辊压技术引入管料的精密分离断料工序中,设计了管料断面质量评价方法,对带有V型槽的45#钢及304不锈钢管料进行了裂纹可控式低应力精密下料实验,验证了断料效果。该实验平台不仅使低应力断料过程更加直观,还提升了学生对低应力精密成形技术的认识,增强了学生对“机械制造工程基础”“切削原理与刀具”及“先进制造技术”等课程的学习兴趣。

提升中学生地理实践力的教学实验研究与思考

地理实践力课程是影响中学生地理实践力水平提升的关键因素。本文从统整性、具体化和衔接性等角度构建考察地理实践力课程开发质量的内容框架,以连云港市样本中学为例进行实证性检验。实验表明地理实践力课程形成初步样态,但整体质量未达较高水平。教师缺乏地理实践力教学的知识经验是制约地理实践力课程质量的主要因素。本文提出了完善项目式地理实践力课程、强化地理实践力教学实证研究实训、明晰地理实践力教学行为规范和加强地理实践力评价改革等区域教研行动策略。

艺术创意思维能力的培养:基于创意思维训练的展示设计课程教学实验研究

本研究从创意思维的角度,构建了基于创意思维训练的展示设计课程教学体系,通过标准化教学评价对教学效果加以论证。综合运用文献资料法和教育实验法,分析了目前高等职业教育展示设计课程教学改革的问题,从课程体系构建、教学方法和方式、教学评价等开展教学设计,通过实施一学期的课程教学实验,结果表明,实验班创意水平分数高于控制班,科学验证了教学实验的有效性,总结提炼了融合式创意思维训练教学模式,教学主体角色转变和教学评价标准优化等教学成果,为展示设计课程教学改革或人才培养模式做出了有益尝试。

“学科主体”和“学生主体”的双向奔赴——百年前两场学生本位应用文教学实验的批判性分析

在新文化运动中,刘半农和潘文安先后开展了学生本位主导的现代应用文写作教学实验。刘氏教学法绵延至今,得到传承和发展,潘氏教学法却随实验结束而终止。对比分析可见,潘文安沿袭的原教旨实用主义设计教学法把学生放在合作学习者的位置上,这对师生双方的职业素养要求都很高,以致超出了他们的实际承载能力,最终难以为继;刘半农采用“学科主体+学生主体”的教学法,把学生放在受教育者的位置上,让教师的主导作用和学生的主体地位取得一致,让教师本位、学生本位和知识本位有效融通,适时转换,达成趋于理想的教学效果,泽被后世。时移世异,曾在中国短暂流行过的学生本位教学理念和设计教学法等,在21世纪前后强势回归。批判性反思教学设计可否以学生本位为目标,可否以满足学生兴趣、事半功倍为目的,有助于我们在教学改革中理清思路,让“学科主体”和“学生主体”双向奔赴,助力解决好课程的本体问题。

海上氢气液化系统(FLH2)浮式装置的教学实验设计

氢是推动海上水、风、光、电资源清洁高效利用的理想媒介,构建深海氢能产业体系对保障能源的供应安全、实现“双碳”目标、促进能源领域企业转型升级具有重要意义。为了开展氢能等海上新能源的实验教学活动,加深学生对机械设计基础(含课程设计)、流体力学(含实验)、氢能及新型能源动力系统、氢能存储与利用等专业课程内容的掌握,该文设计了应用于海上氢气液化系统(liquid hydrogen floating production storage and offloading unit,FLH2)的浮式多孔介质通道内外流动实验装置,包括浮式通道内多孔介质流动阻力测试实验装置与浮式通道外降膜流动测试实验装置两个部分。该装置具有较好的实验教学效果,可提升学生的工程实践能力和研究海洋能源高效利用领域的创新能力,拓展学生在深海氢能储运方面的知识储备。

面向卓越工程师培养的电力电子教学实验平台设计

面向国家卓越工程师培养计划电气工程人才培养需求,针对现有电力电子实验设备通用性弱、拓展性差的问题,设计开发模块化、可重构的电力电子教学实验平台。该实验平台包含3个独立半桥、控制器、直流斩波电路、数据采集和保护电路,可灵活、高效地重构多种典型的电力电子电路,满足电力电子系列课程的实验要求。经过多年的应用推广和升级迭代,实践表明:该实验平台能够完成电力电子系列课程的实验项目并支撑学生自主创新学习实践,显著提升教学质量,为培养学生解决复杂工程问题和创新实践能力打下坚实基础。

符合型光子计数器设计与教学实验应用

单光子计数是灵敏度最高的弱光测量技术,在生物医药、基础物理研究中具有广泛的应用,这使得光子计数实验成为核物理、核技术等学科本科生培养中的重要实验。实际应用中,为了降低噪声干扰及提取时间关联信息,符合法已广泛地应用在光子计数技术中,而目前并没有将符合技术应用在单光子计数上的教学实验设备。尤其,传统的光子计数教学实验设备需再匹配甄别器和符合模块,这增加了实验教学的成本以及复杂度。为了加强对光子计数测量和符合法基本原理的理解,基于FPGA(现场可编程门阵列)研制了符合型光子计数器。“符合型光子计数器”在传统光子计数器的基础上,增加了双通道光子符合测量(计数及时间间隔)的功能,并将光源改进为经滤光片衰减的TTL(晶体管-晶体管逻辑)信号调制的脉冲光源。这使得仪器不仅满足传统教学实验仪器的需求,亦可基于仪器设计多种扩展性实验。

纳米粉末材料结构分析教学实验设计

不同半径的原子可以堆积形成具有不同晶体结构类型的材料,材料在宏观上能表现出的物理性质与其原子堆积方式、原子间距以及所形成的颗粒尺寸大小都有着很强的关联性。基于此,为培养本科生分析材料结构的能力,特地开展了纳米粉末材料的微观结构分析教学实验设计。以溶胶-凝胶法制备LaNiO_(3)纳米粉末材料为例,对其晶体结构类型、微观形貌特征进行表征与分析学习,发现它属于六角菱形空间结构,而不是化学式为ABO_(3)型立方结构。

高校教学实验项目安全风险评估研究与探索

为进一步提升教学实验项目安全风险评估的可操作性,通过分析教学实验安全管理现状及特色,构建了基于过程管理的教学实验项目风险评估体系,建立基于危险因素(人的因素、物的因素、环境因素、管理因素)的风险辨识指标,采用层次分析法改进作业条件危险性评价法(LEC),使其更适用于高校教学实验项目实际,实例验证表明,该风险评估体系指标明确、可操作性强,可一目了然实验过程中的安全风险等级,可有效指导实验项目进行风险管控,可用于教学实验项目风险评估。

雷达伺服系统教学实验平台的探索与实践

为了让学生更直观地了解现代雷达操作系统,帮助学生掌握雷达伺服技术,设计并实现了一款新型雷达伺服系统教学实验平台。该实验平台主要包括雷达方位转台、伺服控制箱与控制计算机模块,该实验平台不仅涉及雷达伺服系统的工作原理,还融合了电子电路、C语言、控制器等方面的技术。该实验平台紧跟军校学生的任职岗位要求,能够承担雷达工程专业的主要实验项目,具有适应性强、可靠性高以及成本低的特点。

科研课题融入化工原理教学实验——CO_(2)捕集模拟

化工原理课程以培养学生的工程思维、创新思维、解决实际工程问题的能力为目标。化工原理教学实验宜贴近实际生产案例,结合前沿科研课题。“双碳”背景下,CO_(2)的捕集成为化工学者的研究热点。本文针对化工原理化学吸收章节设计“以K_(2)CO_(3)为吸收剂的CO_(2)捕集过程模拟”教学实验,采用Aspen Plus模拟软件确定了操作参数,分析了采集变量对操纵变量的影响,优化了能量配置,获得了最佳实验结果。实验中,练习了模拟软件灵敏度分析、设计规定、计算器、化学反应、Fortran语句、收敛调节、作图等功能的使用。本实验的设计不仅加深了学生对课本知识的理解,还锻炼了Aspen Plus模拟软件操作能力,为学生参加竞赛、走向实际工作岗位打下良好基础。

双季铵盐表面活性剂制备的教学实验设计

将由环氧氯丙烷制备双季铵盐表面活性剂的反应设计为适合本科生实验教学的基础实验。实验包括制备、纯化和检测三个步骤。以N,N-二甲基十二烷胺、浓盐酸和环氧氯丙烷为原料,在正丙醇溶剂中回流反应4 h制备双季铵盐表面活性剂。溶剂通过减压蒸馏去除,粗产物在丙酮中通过结晶的方法纯化,得到的双季铵盐产物通过测熔点的方法验证纯度。对实验条件进行了优化。该实验设计具备重复性、科学性和可行性。实验内容具有综合性、简易性和新颖性的特点,对培养学生的动手能力、实践能力、综合能力及创新思维很有帮助。

多孔有机笼膜材料纳滤机理的分子模拟教学实验设计

计算机分子模拟已成为一种必不可少的科研手段,设计分子模拟教学实验可以帮助学生深入了解分子模拟技术的基本原理和操作方法,拓宽学生对科研方法的认知。该教学实验设计基于非平衡动力学算法模拟多孔有机笼膜材料的纳滤机理。通过背景调研、模型构建、算法设定、数据处理、理论分析五个教学板块指导学生了解分子模拟的基本操作流程;以多孔有机笼作为新兴多孔材料的代表,引导学生从分子层面探索纳滤过程的微观机制。该教学实验设计将学科前沿的新材料引入化工分离过程教学实践,紧密结合膜分离热点话题,实现了传统课程与学科前沿的有机结合,提升了学生的理论知识面和科研素养。

应用性教学实验的价值、可能与实施路径

针对我国对以中小学教师为主体的应用性教学实验重视不够的现象,组织教师开展应用性教学实验,对确保教学实验谱系的整体性和完整性、加强教学研究成果的转化和应用、提高教学理论的运用水平、促进教学改进和教师专业成长具有重要价值。当前在“互联网+”的背景下,实验设计与统计软件的融合发展,极大地提升了实验分析的便捷性和科学性;丰富的教学理论为应用性教学实验提供了广泛的可供选择的实验因素;课程改革的深入推进为应用性教学实验提供了不竭的内生动力,从而极大地提高了教师开展应用性教学实验的可能性。为推进中小学教师开展应用性教学实验,应加强应用性教学实验的理论研究和教育培训,加强应用性教学实验团队和组织机制建设,探索并建立应用性教学实验的实践模式,加强应用性教学实验成果的评价与推广。

大学化学实验课程中水热合成法的教学实验设计

水热合成法是指反应原料在水体系中通过特殊设备的隔离,使其能在高温高压条件下进行反应的一种方法。实验室中水热合成法采用的设备通常是小型反应釜,反应釜的密封条件使反应得以形成隔离系统。大学化学实验课程作为非化学相关专业开设的基础课程,应将本专业和化学知识、技术紧密联系,为化学在其他专业领域的应用打好基础。将水热法合成无机化合物的方法设计为学生实验,作为大学化学实验课程教学内容,具有重要意义。

生物质碳材料制备及储能性能测试——本科生创新型教学实验的探究与实践

针对物理化学实验教学中的电化学内容,设计了创新型综合教学实验。通过简便的高温碳化方法制备生物质碳材料,使用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对化合物的结构和形貌进行了表征,使本科生在了解材料的设计、制备、测试及表征的基础上,进一步探究该材料在电化学储能方面的应用,旨在培养学生的创新精神和独立解决问题的能力。

教学实验设备管理中的困难与对策探讨

随着素质教育的不断深入和新课程改革的持续推进,各阶段教育教学更加注重学生全面素养与能力的培养。在日常教学过程中,在做好基础理论知识教育的基础上,学校尽可能多地为学生提供科学实践形式,帮助学生在自主学习与探究中完成知识点理解。学校的教学实验设备包括实验器械、机房设备、多媒体设施,以及其他设备。随着科技信息在教育教学的进一步优化应用,教学实验设备日益增多,教学设备的管理已经成为影响学校教学质量和科研水平的重要内容,加强教学实验设备管理至关重要。本文以学校教学实验设备应用的重要性为出发点,探究当前学校在教学实验设备管理中存在的问题与困难,针对性提出相关解决措施与策略,以提升制度建设,完善学校实验教学设备的管理效率,为实践教学提供更多优质条件。