基于动摩擦因数探究的滑动摩擦力实验优化

探究摩擦力与压力大小关系是高中物理的重要内容,在教学实践中发现多次测量的动摩擦因数整体呈减小的趋势,导致实验测量误差较大。文章利用DIS实验深入探究接触面材料、摩擦次数、正压力大小对动摩擦因数变化的影响,分析动摩擦因数减小的原因。并基于实验研究结果进一步提出实验优化策略,减少了实验误差,达到提升教学效果的目标。

以提升学生创新能力为导向的本科生综合实验优化设置

本科生综合性实验设置的宗旨就是通过一系列的验证型实验,让学生有充足的时间去参加实验工作,使自己的综合能力得到全面提升,为将来走向社会或者进一步深造打下坚实的基础。同时,综合实验也是全面提高大学生动手能力及其理论联系实践能力的重要途径。为保证学生能顺利完成综合实验内容,要求学生在实验之前全面了解实验大纲、实验内容、实验方案等,更为重要的是,对实验细节充分熟悉。该文以本科综合实验“可溶液法加工纳米晶太阳电池”为例,通过对该实验进行过程管理优化、引入实验示范视频并配讲解、实验预备课讲解等,纠正学生在实验过程中常见的错误操作,同时引入综合评价体系,提升实验完成的质量,提高学生的综合实践能力。

新工科背景下土壤水分下渗实验优化设计

为顺应新时代对大学生创新探索能力的培养要求,实验工程教育专业认证中实验教学环节目标由“掌握知识”逐渐转变为“培养能力”。基于该教育理念,本文优化水文学原理课程实践教学环节的土壤水分下渗实验内容,在原有定水头供水下渗基础上,补充探索性的实验内容,设计变水头供水土壤水分下渗实验,揭示土壤水盐动态规律的驱动机制;充分调动学生开展实验研究的积极性,加深理解实验原理及其背后的科学理论;并充分挖掘实验数据内涵,培养学生缜密的科研思维、激发学生的实践创新意识。

指向核心概念构建的初中生物学实验优化——以“绿色植物的呼吸作用”为例

通过小篮子法比较绿豆、黄瓜种子、水稻种子、玉米种子萌发的呼吸速率,以期筛选出“绿色植物的呼吸作用”的最佳实验材料。结果表明,绿豆和黄瓜种子呼吸速率最快,因绿豆易获得且萌发快,推荐该种子为最佳实验材料。采用小篮子法进行初中生物教材呼吸强度测定实验,可简化实验步骤,有利于学生对呼吸作用概念的构建。

“影子的秘密”实验优化

原实验不足之处在“影子的秘密”实验中,学生通过让影子发生变化,了解影响影子变化的因素,知道光源和遮挡物的变化会导致影子长短、大小和方向发生变化。在教学实践中,我们发现该实验存在以下不足之处。光源:普通手电筒光线较弱,导致白天实验时呈现出来的影子不清晰。遮挡物:由于木块是规则图形,不够生动有趣,不能很好地激发学生的探究热情。

电液式可变气门系统的仿真与实验优化

利用AMESIM软件建立电液可变气门机构模型,以研究关键参数如电磁阀特性、液压缸直径、供油压力、油泵流量、蓄能器容积和进回油管直径等对气门升程特性的影响,结果表明,液压缸直径与进回油管直径存在最优值,分别为16和6mm。在此基础上建造了电液可变气门系统试验平台,对气门落座速度进行优化。结果表明,采用多脉冲信号控制使落座速度由1.43降至0.82m/s时,其所对应发动机转速由2 370降至1 497r/min,难以满足要求。利用单向节流阀进行节流可以使落座速度降至0.3m/s,但因回落过程一直存在节流损失,回落时间较长,与此对应发动机转速为1 130r/min。采用开关电磁阀与单向节流阀并联策略,可在有效降低落座速度的同时,缩短气门回落时间,在供油压力为15MPa,落座速度为0.3m/s条件下,该系统可满足柴油机2 500r/min工况的需求。

非放射性EMSA法检测AP-1蛋白DNA结合活性实验优化

目的探索一种方案简便,仪器要求较低,且有效的非放射性凝胶电泳迁移率(EMSA)的检测方法。方法以AP-1蛋白为实验对象,自制退火缓冲液合成生物素标记AP-1探针,抽提炎症大鼠脊髓背角处核蛋白(无需纯化),取10μg核蛋白与探针室温反应30 min。小型聚丙烯酰胺非变性凝胶电泳后将探针湿转至正电子加强尼龙膜上,紫外交联,ECL显影。通过正常探针与变性探针的竞争实验,证明方法的可靠性。结果自制退火缓冲液成功合成生物素标记AP-1探针;炎症大鼠脊髓背角处AP-1蛋白与正常探针的结合后产生明显滞后条带,且结合力远高于变异探针。结论优化后的非放射性EMSA方案,有效降低了实验花费和仪器要求,且结果可信。

胚胎干细胞转染外源基因教学实验优化

针对胚胎干细胞的培养和外源基因转染实验教学过程中,存在学生培养的胚胎干细胞状态较差、转染外源基因效率偏低等问题,通过实验探索,发现通过控制接种滋养层细胞的密度、悬浮转染代替传统贴壁转染的方法,可显著改善上述问题。该探索不仅优化了转染方法、提高了教学效果,也为学生培养科研能力奠定了基础。

PCR-DGGE技术分析浸矿体系细菌群落结构的实验优化

为了研究低品位黄铜矿细菌搅拌浸出的浸矿菌液中的细菌群落结构,对PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术相关的实验方法进行了优化,主要涉及低丰度基因组DNA提取方法优化、16S rRNA基因的PCR扩增条件优化以及变性梯度凝胶电泳条件的优化.结果表明,采用分级离心多次浓缩的方法收集矿浆样品中的菌体,再用试剂盒提取基因组DNA,有较好效果;使用含特定"GC夹板"的引物5'-CGCCCGCCGCGCCCCGCGCCCGTCCCGCCGCCCCCGCCCG-3'进行热启动降落PCR,能显著提高目的条带的PCR扩增效率;当DGGE电泳设置温度为60℃左右,胶浓度为6%,尿素变性梯度为30%～50%,恒定电压为100 V,时间为9 h时,可以获得效果较好的DGGE电泳图谱,该优化方案提高了对浸矿体系中细菌群落结构的检测效果.

“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验优化与教学设计

在＂探究环境因素对光合作用强度的影响＂一节的教学中,对实验内容进行优化、整合和开发,充分调动学生的积极性和自主创造性,改进实验材料和关键性步骤,增加实验的可操作性,保证了在一节课内能有效实施探究实验,为广大师生提供新课标下探究实验课的新思路和新方法。

实验优化设计中频反应溅射Al_(2)O_(3):Ce薄膜发光性质研究

为了得到最优发光的薄膜材料成分参数,采用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合的方法建立发光强度与薄膜中氧含量和Ce^(3+) 离子掺杂浓度的回归方程,并用遗传算法求其取最大值时的解。用中频反应磁控溅射技术制备了相应成分的Al_(2)O_(3):Ce非晶薄膜。在320nm光激发下,获得了较理想的发射光谱,对薄膜发光机理分析表明:薄膜的光致发光来自于Ce^(3+) 离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁。发光强度强烈的依赖于薄膜的掺杂浓度和氧元素含量。XPS检测表明,Al_(2)O_(3):Ce薄膜中存在Ce^(3+) 。Ce^(3+) 含量和薄膜的化学成分是通过X射线散射能谱(EDS)测量的。薄膜试样的晶体结构应用X射线衍射分析。

小鼠骨髓细胞染色体制备实验优化与探索

小鼠骨髓细胞染色体制备是医学遗传学中经典的实验之一,由于实验的步骤复杂,用到的器材和试剂繁多,课堂时间较长,课堂秩序较难维持,学生实验往往效果不佳。为此,从实验内容、教学模式等方面进行优化,取得了满意的教学效果。

化学沉淀结合Fenton处理焦化废水中氰化物的实验优化

采用化学沉淀结合Fenton法处理焦化废水中的氰化物,分别讨论了Fe SO4的投加量、H2O2的投加量以及溶液初始p H对总氰和易释放氰去除率影响,优化了总氰和易释放氰去除工艺条件。实验结果表明,Fe SO4投加量、溶液初始p H对总氰和易释放氰的去除率影响极为显著;在H2O2投加量为180μL/L、Fe SO4投加量为260mg/L、p H为5.00,总氰和易释放氰去除率分别为95.61%和64.06%,此时溶液中残留的总氰和易释放氰浓度分别为0.450 mg/L和0.235 mg/L,可以实现达标排放。

基于动态光散射技术对样品溶液质量分析及实验优化

在生物分子相互作用研究和蛋白纯化等实验中,实验样品溶液质量、蛋白纯度和均一性一直是决定最终实验结果好坏的关键因素。该文利用动态光散射技术,测量溶液样品中分子的自相关函数曲线斜率,解析粒径大小分布,深入分析样品溶液质量的影响因素,优化实验方案。实验结果表明,动态光散射技术为分子生物学实验研究中的条件优化提供了有效的实验依据,大大提高了纯化实验后的蛋白质纯度,改进了生物分子相互作用研究中的实验数据质量。

遗传算法在风洞实验优化中的应用研究

为了提高风洞实验效率,降低实验成本,缩短实验周期,笔者探讨了将遗传算法引入到风洞优化实验中,实现了基于遗传算法的多段翼型实验规划。通过遗传算法对多段翼型的迎角及各段的偏转角度、重叠量和缝道宽度进行编码,由实验提供适应度值。对两段翼型的研究表明应用遗传算法规划风洞实验能够减少实验次数约40%。种群数为染色体长度的2倍时,算法能较好的搜索到最优值。初始群体值对算法的收敛性及计算效果基本无影响。此外,也模拟计算了4段翼型风洞实验,提高实验效率大约为87%~93%,可见遗传算法仍然有效且在大规模风洞实验中更有应用价值。

初中“绿色植物呼吸作用的过程”实验优化设计

引导学生因地制宜,对人教版初中《生物学》“绿色植物的呼吸作用”中的3个演示实验进行整合与创新,丰富了实验材料,优化了实验方案,促进学生的深度学习,在探究实验教学中落实核心素养的培养。

蜂窝纸湿帘结构的实验优化

本文从分析影响蜂窝纸蒸发降温湿帘蒸发效率的各参数入手,定性地分析了空气在湿帘中的流动状态。在此基础上,确定了改进湿帘结构,提高湿帘效率的正交实验。根据该实验结果和部分全面实验,用最小二乘法,归纳出了效率、阻力与湿帘结构和运行参数之间的相互关系式.根据这些关系式,以湿帘静压差为目标匦数,在湿帘效率不低于80%的约束条件下,对湿帘结构参数做了优化计算。通过对优化结构的考证实验表明,该优化结构在风速达到1米/秒以上时,能够达到80%以上的效率.

心脏仿真模型外层材料配方研制及实验优化

医学仿真中的外层组织材质在模拟临床试验、医学科研及教学演示中具有重要的情景再现作用。介绍的一种心脏仿真模型外层材料配方研究,根据区域特点不同,采用了相应实验优化方案。通过正交试验选取了液体硅胶、固化剂、染料用量及固化时间等4个指标对外表面层材质进行了优化考察,从中得到最佳的心脏仿真模型外层材料配制比例。其中,固化时间权重比例影响最为明显,固化剂用量指标权重影响次之,液体硅胶和染料用量权重影响最小。通过结果满意度排序,最佳配比液体硅胶为100 m L、固化剂为2 m L、染料为17 m L、固化时间为2 h。内表面层材质制备由已有的正交试验实验数据支撑,摸索为单因素变量考查,最佳条件为干燥时间2 h,固化剂量2. 5 m L,液体硅胶量100 m L效果最好。组织功能区域二次修饰经对比实验发现:样品干燥15 min后进行的二次厚涂覆修饰效果最好。

后向散射法测量湿蒸汽的实验优化方案的研究

为了提高实验的精度以及实验的可操作性,对后向散射法测量湿蒸汽的实验方案进行了优化研究。本文研究了入射光射入位置、入射光光强、散射光接收角度三个因素对实验结果的影响。实验结果表明,这三个因素对散射光光强以及其对应的灰度值具有较大的影响;当入射光光强为20mw、入射位置为第四截面、散射光接收角度为后向30°时,可获取到最佳的散射光图像,此时为最优的实验方案。该实验方案的研究对后向散射法测量湿蒸汽具有重要的指导作用。

实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu^(2+),Dy^(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu^(2+),Dy^(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu^(2+),Dy^(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu^(2+),1.0mol%Dy^(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu^(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.