将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革与实践

基于船海工业近年来发展的大背景,面向社会对高校培养船海专业人才的需求,以船海专业培养过程中的核心实验课程为目标开展研究,并在哈尔滨工程大学开展将多元技术引入船海专业核心实验课程的改革实践。首先,通过虚拟现实技术构建船海专业核心实验课内容,将大型实验课程的设备、流程、效果全部虚拟化,即使不在实验场地也可以身临其境地体验实验过程,极大地降低了开展船海专业实验课程的门槛;其次,将科研用途的自研仪器用于教学实验过程中,不仅在实验教学中增加了先进技术,而且支持开展更多拓展实验,鼓励学生自主设计实验内容与方案;最后,通过实验建立多元技术引入的船海专业核心实验课程教学模式,增强船海专业核心实验课程的自主性与适用性,满足了专业核心实验课程改革需求,为船海专业核心实验课程改革提供指南。

自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙抗震性能试验

提出了适用于装配式混凝土复合剪力墙结构的自攻钉集块连接构造,为研究自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙的抗震性能,设计制作了3个剪跨比为1.39的足尺剪力墙试件,进行了低周反复荷载试验,主要变量包括自攻钉集块连接构造、自攻钉集块与后浇条带组合连接构造以及L形边框构造柱。分析了试件破坏模式、承载力、滞回特性、刚度及退化、变形能力、耗能性能和应变特征等。结果表明:自攻钉集块连接构造装配便捷,受力性能可靠;采用自攻钉集块与后浇条带组合连接构造试件的承载力及刚度相比自攻钉集块连接构造分别提高了8.54%和6.03%;设置L形边框构造柱的试件承载力、刚度及耗能分别提高了67.48%、129.33%和277.93%。自攻钉集块连接复合剪力墙具有良好的抗震性能,满足装配式低层住宅混凝土复合剪力墙结构的抗震设计要求,可用于实际工程。

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。

自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板抗震性能试验

研发了混凝土框架(桁架)肋格填充发泡混凝土墙板,提出了T形边框与混凝土肋格复合墙板边肋的自攻钉集块连接构造。设计并制作了2个足尺自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板试件,包括1个十字形框架肋格墙板试件和1个人字形支撑桁架肋格墙板试件。进行了低周反复荷载试验,研究了各试件的破坏状态和滞回特性,分析了不同肋格构造对承载力、刚度、变形能力及耗能性能的影响。结果表明:十字形框架肋格墙板试件主要发生了发泡混凝土填充墙板及硬化砂浆面层的剪切开裂,人字形支撑桁架肋格墙板的破坏特征为混凝土桁架支撑的损伤失效;人字形支撑桁架肋格墙板试件的承载力和初始刚度相比十字形框架肋格墙板试件分别提高了74.3%和69.0%;十字形框架肋格墙板试件则具有较高的变形能力和耗能性能;自攻钉集块连接构造连接性能可靠,保证了T形边框与混凝土肋格复合墙板的协同变形。可为工程设计与施工提供参考。

硫酸盐环境下CCCW材料抗腐蚀和自愈合性能试验研究

将外掺水泥基渗透结晶防水材料(Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing Materials,CCCW)的胶砂试件和无CCCW材料的胶砂试件分别在清水和5%Na2SO4溶液中进行全浸泡试验。通过对比两种胶砂试件在不同溶液中的质量损失率和抗压强度变化来评定其抗硫酸盐侵蚀能力。通过引入裂缝后观测裂缝自愈情况,通过二次抗压强度修复率表征CCCW材料对裂缝的愈合作用。同时采用压汞试验、扫描电镜和X射线衍射分析等技术对试件孔隙结构、外观形貌和物相成分进行分析。结果表明:外掺CCCW材料降低了硫酸盐侵蚀作用下的质量损失率,提高了CCCW胶砂的抗压强度,延后了侵蚀破坏的发生,表现出良好的抗硫酸盐性能;对比清水环境,5%Na2SO4溶液中裂缝的愈合效果更显著,CCCW材料可以稳定水化产物,促进愈合产物交叉形成网状结构加速裂缝的愈合;CCCW材料能够有效减少有害孔隙的比例,提高胶砂的密实度,水泥浆体的优势孔径从大孔隙范围(77.14 nm)向小孔隙范围(40.27 nm)转移。

探究式教学模式在服装工艺类实验课程中的应用

在新工科、新文科背景下,为推进高校服装专业教育改革,改进服装工艺类实验课程现有教学模式中的教学流程单一、教学内容不合理分割、教学方法互动性不足等问题,以浙江理工大学服装实验教学中心的该类课程为例,通过增加探究环节完善教学流程,依据实验结构设置探究单元、整合教学内容,根据课程特点拓展探究思路、创新教学方法等,探索更适合服装工艺类实验课程的探究式教学模式,并在教学实践中取得了良好成效。

穿河输流管道自埋特性试验研究

针对穿河输流管道易受水流冲刷破坏,导致输运介质泄露的问题,通过试验研究穿河输流管道自埋特性,观测了管道自埋过程和地形剖面特征,分析了管道自埋程度的影响因素。结果表明,在一定水力条件下,当穿河管道具有一定的初始嵌入度时,管道底部河床泥沙不会冲穿,管道反被泥沙掩埋,具有明显的自埋特性,穿河输流管道前后掩埋斜坡坡度均趋于稳定值;管后相对掩埋距离L/D随弗劳德数Fr增大而增大,随初始嵌入度e/D增大而减小。

聚合物乳液对自密实混凝土性能的影响

研究了乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、苯丙乳液和丁苯乳液对自密实混凝土工作性能、静态稳定性、力学性能和体积稳定性的影响。结果表明:三种聚合物乳液均可增加自密实混凝土扩展时间T500,降低自密实混凝土J环障碍高差、贯入度和干燥收缩率,显著提高自密实混凝土黏结强度,且均可满足Q/CR 659—2018《高速铁路混凝土结构用修补砂浆》中28 d龄期黏结强度大于2.0 MPa的要求,但会不同程度降低自密实混凝土抗压强度,其中掺入乙烯-醋酸乙烯共聚乳液的自密实混凝土抗压强度降幅最小,且其强度可达到C55混凝土强度要求,因此该自密实混凝土可用于钢管混凝土拱桥拱肋脱空修补。

固定步调和自定步调下学习判断对记忆效果的影响

为探讨学习判断对记忆效果的影响,揭示学习判断反应性的机制。本研究采用学习判断反应性的经典范式考察个体在固定步调(实验1)和自定步调(实验2)不同时间分配情境下的记忆正确率,探究学习判断反应性的机制。结果发现,不论是固定步调还是自定步调的时间分配方式,学习判断组的线索回忆成绩显著高于无学习判断组;学习判断组对高相关词对的线索回忆成绩显著高于无学习判断组,而两组在低相关词对上的记忆成绩无显著性差异。结果表明,进行学习判断能够直接显著增强个体的记忆表现,使用学习判断会促进高相关词对的记忆成绩。

小型亚临界流体萃取装置应用于厚朴药材加工实验的教学实践

为巩固和强化学生对亚临界流体萃取技术的认识和理解,培养以林产资源化学加工为特色的应用化学专业综合能力,将自制小型可视化亚临界流体萃取装置应用于应用化学专业综合实验课程,开设厚朴加工提取厚朴酚、和厚朴酚实验项目。学生自行设计,研究夹带剂乙醇含量、萃取时间对提取效果的影响,获得最佳的工艺条件。通过本实验教学实践,培养和提高了学生的专业学习兴趣与实践能力,增强了学生的创新能力。

自制立体仓库实物模型应用于机电一体化实验的教学研究与实践

针对当前高校机电一体化实验教学综合性和创新性不足等问题,提出自制立体仓库实物模型应用于机电一体化实验的教学改革。该模型基于西门子S7-1200 PLC模拟工业物流仓储立体仓库自动出/入库和存/取料的整个过程,实验教学按照基础实验项目、案例实验项目、开放式实验项目分层次进行,着重培养本科生的基本操作技能和综合创新实践能力。经过三年实验教学实践证明,实验教学改革有效提升了本科生运用专业知识解决实际问题的能力。

科研成果融入综合性实验——树枝状聚苯胺/泡沫镍自支撑电极的合成及其电传感性能研究

利用电化学方法制备聚苯胺/泡沫镍自支撑电极,通过对其形貌成分的表征和对葡萄糖的电传感性能的研究,设计了一个本科生综合性试验。本实验可以加深学生对材料制备方法的认识,熟悉电化学制备材料的方法,并通过材料的表征和性能的研究,初步地构建材料的构效关系。结合目前的科学研究前沿,该实验有利于融入学生科研训练,培养学生查阅文献以及撰写科技论文的能力,提升科学素养。

矿井提升罐笼自发电装置的设计与仿真分析

矿井提升罐笼在煤矿的开采过程中工作环境复杂,在运行中需要对矿井提升系统进行监测、照明和内部监控。但罐笼直接供电的难度大,供电时间短,电池需要频繁的进行更换和检修。针对上述问题,进行了一种矿井提升罐笼自发电装置的研发,该装置能够将矿井提升机系统运行时产生的部分机械能转化为电能,对罐笼顶部的蓄电池充电。在满足罐笼内照明需求和保障罐笼运行时监控用电的要求下,确定方案的可行性并进行三维建模,其次采用ANSYS WORKBENCH对整体装置进行动力学分析及摩擦轮进行各阶模态分析,避免共振影响,然后对摩擦轮聚氨酯外圈进行磨损仿真以确保装置材料强度的可靠性。最后对实验样机进行测试,以此满足罐笼内用电需求,对于提升罐笼内部人员安全具有重要意义。

自制工控网络安全教学设备探索与实践

实验设备是高校实践教学环节中的基础,良好的实验设备能够促进教学质量的提高。然而工控安全类实验设备相对较少、创新性实验不足并且价格昂贵。针对工控安全相关课程实验的教学内容,对工控网络安全教学设备的研制进行了探索与实践,所提出的自制教学设备可用于学生的实验教学,对于提高实验室建设水平,提高学生实践能力,培养创新人才,都具有重要意义。

基于混合式教学的物理化学实验思政育人元素融入途径探索

实验课程是思政教育的良好载体,通过挖掘物理化学实验课程中的思政育人元素,构建课程思政案例库。采用混合式教学模式,通过课前预习、课堂实验、课堂讨论和课后总结等途径融入思政育人元素,帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观,培养学生自主学习能力、团队协作意识、勇于探索的创新精神和解决问题的实践能力,落实立德树人的根本任务。

制冷工质压力对红外用波纹管J-T制冷器制冷性能的影响研究

通过具体实验研究了制冷工质压力对波纹管自调式J-T制冷器制冷性能的影响。实验工况内的结论如下:在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤23 MPa),随着工质压力的增大,应用该款制冷器的红外系统的启动时间逐步缩短,但启动加快的速率会随工质压力的增大而减小。当工质压力增大到一定程度(23 MPa≤P≤27 MPa)时,启动时间将趋于稳定。在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤15 MPa),随着工质压力的增大,应用该款制冷器的红外系统的蓄冷时间逐步加长;但工质压力增大到一定程度(15 MPa≤P≤27 MPa)时,蓄冷时间将趋于稳定。在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤27 MPa),随着工质压力的增大,制冷器启动时的最大流量呈线性增大趋势,运行时的稳定流量呈逐步增大趋势。本文实验研究的过程方法和研究结果具有工程借鉴意义。

走自制设备之路 提高师生实验创新能力

在新的历史条件下,人才的培养模式发生了深刻的变化,其更加注重素质教育,特别是对学生创新精神和实践能力的培养。除了通过加大对创新性、设计性实验设备的投入,还可以利用现有设备,走设备自制之路,师生共同设计创新实验项目。

自制实验仪器设备在教学中的使用

介绍了南京理工大学利用自制实验仪器,在教与学过程中实现教书育人。提高教学质量和培养创新人才。

基于能力培养自制实验仪器设备

自制的实验教学仪器设备具有专业性、适用性、直观性、经济性等特点,是优化实验教学内容、激发学生对实验兴趣、提高学生实践能力和创新能力、提高实验教学质量以及节约实验室建设经费的重要手段,同时推动了实验教学改革、促进了教师和实验技术人员技术水平的提高,推动了实验室建设。分析了厂家的实验仪器设备普遍存在的问题及自制实验仪器设备的必要性,以自制的"传感器与检测综合实验平台"、"单片机实验平台"、"电子线路设计实验平台"、"嵌入式实验平台"为例,总结了开展自制实验教学仪器设备的做法与经验。

XYPEX对混凝土裂缝的修复性能试验研究

混凝土建筑物的裂缝会在不同程度上影响其功能。XYPEX水泥基渗透结晶型防水材料由于其良好的自愈合性能和防水性能而应用于混凝土裂缝修复。通过试验分析了XYPEX对不同龄期混凝土开裂的修复性能,借助扫描电镜和能谱仪进行观察分析不同养护条件及裂缝宽度对修复效果的影响。试验表明:潮湿和水分充足的养护条件对混凝土裂缝修复更有利;缝宽较大时,生成物的尺寸越大,数量越多;XYPEX对砂浆裂缝面的处理对裂缝起到了有效的修复作用。