行业型高校思想政治工作实践与探索--以北京理工大学为例

当前,我国开启了全面建设社会主义现代化国家新征程,中国正朝着第二个百年奋斗目标奋勇前进。在此进程中,高校作为培养综合性人才的主要阵地,应该牢牢把握培养人才的主导权,将培养社会主义接班人和建设者的任务与发展中国特色社会主义、实现中华民族伟大复兴目标紧密结合。新时代行业型高校立德树人的职责被赋予新的使命,既应该面向行业,也需要面向新时代。以中国共产党创办的第一所理工科院校——北京理工大学在思想政治工作方面的实践为参考,浅析行业型高校思想政治工作的着力点和创新性。

抖空竹,说物理——中国传统游戏与大学物理教学

“抖空竹”是一项有着悠久历史的中国传统经典游戏。我们将它引入大学物理教学,挖掘其中蕴含的物理知识,包括刚体定轴转动定律、回转体进动、绳缠绕问题等,并用于课堂演示实验与互动。从物理角度探讨空竹游戏,将中国元素融入大学物理教学,集知识性、趣味性、思想性于一体,寓教于乐。这种授课模式,既加深了学生们对物理知识的理解,又弘扬了中国传统文化。

激光诱导击穿光谱技术相关物理机制研究进展

激光诱导击穿光谱技术(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是利用强脉冲激光与物质相互作用所产生的等离子体光谱来实现对物质组成元素定性和定量分析的一种新方法。在脉冲激光诱导等离子体的过程中,不同的激光参数(能量、脉宽、波长)、检测过程中的环境条件以及材料本身的特性等,对激光诱导等离子体的物理机制都有不同程度的影响,进而影响LIBS定量分析的结果。本文综述了现阶段LIBS技术中包括LIBS基本原理、激光参数区别、环境和材料特性差异所涉及的物理机制。为深入理解激光与物质相互作用、提升LIBS检测能力提供了依据。

狭义相对论时空观的图像解译

狭义相对论的时空观之所以抽象且难以理解,一方面是因为狭义相对论所涉及的时空效应,如同时性的相对性、长度收缩和时间延缓等,在实际中都很难被观测到;另一方面是因为我们很难将这些时空效应同时直观形象地描述出来,并且给出不同参考系各自观测到的时空效应之间的对应关系。本文针对这一问题,利用图示法将两个参考系在不同时刻观测到的时空图像表示出来,并结合具体数值对他们间的对应关系进行讨论。在图示法中同时考虑了同时性的相对性、长度收缩和时间延缓这三个狭义相对论重要的时空效应,这样可直观形象地看到在一个参考系中得到的观测结果会被另一个参考系所认同,正是这些彼此认同的观测结果构成了狭义相对论的时空观。通过对不同参考系中观察到的时空图像及其相互联系的讨论,可以加深学生对狭义相对论时空效应及洛伦兹变换的物理意义的理解。

高精度煤质成分快速定量分析LIBS系统研究

煤质成分的快速、高精度定量分析是工厂对能源高效利用的重要环节。本文通过利用搭建的激光诱导击穿技术煤质快速分析仪,对所采集煤样工业特性固定碳(FixC),灰分(Ash),干燥无灰基的挥发分(Vdaf),热值(Q)进行了定量测量,并对测得的数据与实验室人工测量数据进行对比分析,检验得出该方法在煤质分析方面准确快速。通过对设备稳定性和动态精密度的测试,结果表明了快速煤质分析仪具有较高的稳定性,满足国标规定值。在预测灰分值分布跨度为5%~60%的煤样时,通过增加样品量,增加模型中对大灰分煤样的预测权重,实现预测均方根误差RMSEP<1%的预测精度,挥发分和全硫的RMSEP<1%,热值的RMSEP<0.18 MJ/kg。预测结果均达到工业分析要求,可以满足工业现场的应用需求,具有应用于煤质在线检测方面的广阔前景。

引入工程实例改进理工科大学物理教学

在理工科大学物理的教学中，引入工程实例可以促进学生爱学物理，会做物理，善用物理。物理教师应遵循辩证唯物主义的认识规律，结合适当的工程实例来引入物理概念、定义，讲解物理定理、公式，处理物理应用问题，培养学生解决问题和分析问题的能力。本文通过几个教学实例给予说明。

植物育种的物理学方法

介绍了草原生态恢复中选育优良牧草种子的一些物理学方法,包括电场、磁场、物理辐射、激光、离子束和交变应力等在植物的生物学效应、诱变育种和转基因技术中的应用。

基于LIBS光谱实现燃煤企业碳排放量高精度快速预测

准确预测煤炭的碳排放数据是实现中国“双碳”目标的重要基础。在煤炭入炉前完成碳排放量数据和煤质指标的精确、快速预测,将转变目前“先排放,后检测”的碳排放数据计算方式,对落实“双碳”战略意义重大。以煤炭碳含量和煤质指标的精准预评估为研究目标,通过自行搭建激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)系统和LIBS光谱统计分析,利用主成分分析-偏最小二乘(PCA-PLS)结合小样本算法对训练集进行回归训练,建立了一种煤炭的碳排放预测模型,并通过在新疆A电厂和山东B电厂中的实际应用,证明了LIBS系统在煤质指标分析中的可靠性。结果表明:所提出的预测方法与传统方法相比绝对误差最大为0.0256 t,表现出较好的碳排放预测能力。所提方法可以用于燃煤企业碳排放量的精准预测,为实现煤炭碳排放和煤质指标的预评估提供了一种较为高效的技术解决路径。

低温等离子体技术在神经外科领域的应用进展

近些年,随着等离子体技术的快速发展,大气压低温等离子体(cold atmospheric plasma,CAP)在生物医学领域的应用越来越受到人们的重视,并逐渐发展成为一门新的学科——等离子体医学。该学科融合了等离子体物理、化学、生物学及电气与电子工程等多个学科的内容,具有典型的交叉学科属性,在灭菌消毒、伤口治疗、抗肿瘤研究及美容等多个领域都有广泛应用并产生大量成果。本文针对等离子体在神经外科领域的应用研究及相关手术器械的开发等方面的最新研究进展进行了综述,以期为应用于神经外科的等离子体技术的开发提供参考。

面向卓越理工人才培养,建设大学物理精品课程

近年来,北京理工大学物理学院大学物理课程组为实现卓越工程师教育培养计划和拔尖创新人才计划中提出的强化培养学生的工程能力和创新能力的目标,不断探索与工程实际紧密联系的大学物理研究型教学的新理念、新方法、新思路.建设了适应研究型教学的高素质的师资队伍;改革了课程内容体系,编写出版了特色鲜明的系列新教材;进行了研究型的教学方法与手段的现代化、网络化、立体化建设;进一步强化课堂教学对学生的科学思维方法、创新意识和综合应用能力的培养;构建了适应研究型教学的学生评估与考核体系.走出了一条大学物理"立足基础、紧跟前沿、面向实际"的研究型教学改革的新路子.

理工科大学物理教学研究回顾、反思与展望

本文回顾了理工科大学物理教学研究在过去20年间的发展历程,并进行了反思与展望.在过去20年间,大学物理教学研究的发展和我国高等教育改革是息息相关的,经历了起步与发展两个时期,为物理教育研究的起步奠定了基础.反思理工科大学物理教学研究,与国际物理教育研究发展相比,我国大学物理教学研究存在两个明显的问题.一是研究领域过于狭窄,基本上是从"教"的角度进行,缺乏从学生的角度研究;二是研究方法多采用论辩的定性研究,缺乏实证的定量研究.分析问题产生的原因可能是因为我国大学物理教学研究领域的研究主体、研究方法和研究资助体系与国际上不同引起的.最后,本文对大学物理教学研究的发展进行了展望.

大学物理课堂例题真实化举析——军事篇

二战期间鱼雷引信问题接二连三,多次的坦克大战使坦克攻防问题暴露无疑,多种实用型军事雷达问世;加速了这些军事装备的研制和发展.在大学物理教学中有必要通过相关的实例分析对大学生进行军事科技教育,了解物理学在其中的重要作用,引导学生学好物理学,争取为国防事业乃至全人类的科技发展贡献自己的力量.这里我们列举了与大学物理力学、电磁学和波动光学相关的鱼雷引信、坦克穿甲原理、电磁轨道炮和毫米波雷达4个实例,把军事科技知识与发展融入课堂的例题中,增加教学的趣味性和实用性.

三维空间轨道角动量全息

光的轨道角动量自由度已被作为一种新的信息载体用于光全息信息处理技术之中.然而,目前关于轨道角动量全息技术的研究主要集中在二维轨道角动量全息,即重构的二维全息图像位于三维空间中的某一个平面内.如何进一步实现三维空间轨道角动量全息技术并将其用于增加全息通信的信息容量仍然是一个空白.本文基于轨道角动量自由度和重构的二维图像在三维空间中的位置自由度,实现了三维空间轨道角动量全息技术.换言之,在我们实现的三维空间轨道角动量全息中,目标物体图像的获得不仅要求使用正确的解码轨道角动量态,还要求在正确的空间位置来探测物体的图像.此外,还进一步研究了三维空间轨道角动量全息复用技术,并指出该复用技术可用于信息加密.与传统的二维轨道角动量全息技术相比,三维空间轨道角动量全息技术使用了额外的自由度,即成像的空间位置.因此,基于三维空间轨道角动量全息技术的加密方案可以进一步提高信息的安全等级.我们的理论模拟结果和实验结果验证了三维空间轨道角动量全息技术以及三维空间轨道角动量全息加密技术的可行性.

论传统大学“混合型学习”环境的建设

网络教育和传统大学教育优势互补、相互融合是当今高等教育发展的重要趋势。本文以“混合学习”理论为基础,结合国际先进实践经验,提出了校园混合学习环境建设的重点问题,包括大学政策、规划、资源、课程安排、支持以及组织和领导策略等。

在大学物理课程中嵌入数值计算的捷径

数值计算已经成为研究复杂系统物理规律时不可缺少的手段,但基于各个方面的困难,它很难在大学物理课程中有所体现。本文介绍了借助Excel软件将数值计算嵌入大学物理课程的方法,给出了利用Excel软件实现可视化、数值积分和求微分方程数值解的方法。文中所述的方法简捷易行,可操作性强,且不必耗费大量学时,非常适用于面向低年级理工科学生的大学物理课程。采用此方法,可以使低年级学生较早地熟悉数值计算,更好地掌握物理知识和应用物理知识解决问题,是大学物理课程教学改革的一种有益尝试。

颇具特色的理论力学立体化教材——评清华大学李俊峰教授等编著的理论力学立体化教材

理论力学是一门演绎性很强的重要技术基础课,它不仅是整个力学学科的基础,也是许多工科专业学习后续相关课程和将来从事科学技术工作的必要基础.理论力学以理论的系统性与应用的灵活性为特点,可以较好地培养学生的逻辑思维能力、抽象简化能力、实践应用能力和初步的科学研究能力.

大学物理课堂例题真实化举析——估算篇

你知道费米曾如何迅速估算世界上第一颗原子弹爆炸的威力吗?迅速估算、迅速判断是科学家、技术专家和工程师等面对评估新思想、新技术与新的研究时通常使用的重要技能。在大学物理教学中有必要通过相关的实例分析来培养学生这种定性或半定量地分析问题的能力。本文介绍"费米问题"并利用大学物理中的力学、振动、电磁学和量子物理等相关的基本知识就小型飞机所需跑道长度、地磁场大小、动物的蹦跳高度和氢原子的尺度等几个实际问题进行估算。

活性浴中惰性粒子形状对有效作用力的影响

活性物质是典型的非平衡态系统,其组成单元能够利用自身存储的能量或者周围环境的能量实现自驱动.在活性系统中,物体间的受力情况直接影响其结构和动力学行为,因此深入了解物体间的有效作用力是理解活性物质一切复杂现象的基础.本文通过光镊显微镜实验分别研究了活性大肠杆菌溶液中惰性球形聚苯乙烯胶体粒子间和板状粒子间的有效作用力,发现球形粒子间有效作用力的性质一直是短程排斥力,而板状粒子间的有效作用力则为长程吸引力,这说明惰性粒子间的有效作用力受粒子形状的影响.惰性粒子间的有效作用力主要来源于两部分的贡献,即细菌-惰性粒子间的直接碰撞,以及细菌运动产生的流场.在实验上通过对比粒子之间、粒子外侧细菌的浓度和取向有序性发现,球形粒子间的有效排斥力主要来源于细菌-粒子的直接碰撞,而板状粒子间的长程吸引力则主要源于细菌流场的贡献.本文通过光镊显微镜实验证明了惰性粒子间的有效作用力与惰性粒子的几何构型有关,为调控活性物质中的动态自组装提供了实验支撑.

等离子体轰击单层WS_(2)引入缺陷态对束缚激子光学性质的影响

单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能,使其在自旋电子学、光电子学等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷,这可能是在样品制备和生长过程中形成的,也可以经过后期处理产生,这些缺陷会显著改变其物理化学性质.因此,控制和理解缺陷是调控材料性质的重要途径.本文利用氩等离子体对机械剥离的单层WS_(2)进行轰击处理,通过控制轰击时间引入不同密度的缺陷.光致发光和拉曼测试结果表明,在未改变晶格结构的前提下,引入了两种缺陷态的束缚激子,两种激子的动力学过程与中性激子相比明显变慢.对比真空和大气环境下的光致发光光谱(photoluminescence spectroscopy,PL),两种激子的强度变化呈现相反的行为.本文的研究结果可为二维材料缺陷的引入和调控以及特征光谱的研究提供依据.

基于DMD的并行压缩感知时域关联成像

针对非周期时变光信号的高速探测问题,文章提出一种并行压缩感知和时域关联成像相结合的测量方法,同时借助空间光调制器DMD高速调制能力,可在探测器单次曝光时间内恢复快速时变信号,对非周期性快速时变信号具有良好的恢复效果。通过实验验证,方法可恢复频率1kHz的时变信号,并且具有很高的信噪比。