实验技术

  • 掺氢站场工艺管道泄漏扩散特性实验及数值仿真分析

    王明月;徐晴晴;于海洋;吴晓松;孟霏;程诺;

    氢能作为清洁能源,掺氢天然气管道输送是氢能产业链的关键环节。然而,管道易因氢脆等因素发生微小泄漏,该类泄漏具有极强的隐匿性,极易引发严重安全事故。现有研究多聚焦于大尺度泄漏,针对微小泄漏的实验与针对性探究相对匮乏。为此,基于气体泄漏的物理原理与数学模型,搭建涵盖掺氢比0%~30%、泄漏孔径0.1~2.0 mm、压力0.1~2 MPa工况的实验平台,并开展泄漏气体浓度监测实验,并建立了与实验工况对应的数值模拟模型。结果表明,数值模拟与实验数据高度吻合,揭示了掺氢比与泄漏孔径对泄漏气体扩散的影响规律:当掺氢比达到30%时,氢气浓度峰值显著提升;0.4~0.6 mm为泄漏孔径的危险尺寸临界点。研究成果可为掺氢站场管道的安全运行与泄漏监测提供理论支撑。

    2026年03期 v.45;No.361 1-10+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 3749K]
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  • 公铁两用双层钢桁梁顶推施工大临结构关键技术研究及应用

    高邹运;丁杨;徐海宁;郑晨曦;金京锋;陈鹏飞;

    跨钱塘江公铁两用双层钢桁梁桥彭埠大桥的顺利顶推施工,为未来类似工程提供了大临结构优化提供了思路与经验借鉴。施工采用“整体-局部-反馈”的系统优化方法:先对大临结构在顶推施工全过程进行整体仿真模拟,识别薄弱构件并实施局部优化;再结合施工中的实时监测反馈,验证并完善优化方案,从而形成可复制的优化逻辑。模拟计算、监测数据与实际应用效果均表明,该顶推施工中大临结构优化方案安全可靠。通过对关键节点的精准局部优化,大临结构得到有效加强,最终形成的优化思路可为后续类似工程提供参考。

    2026年03期 v.45;No.361 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2767K]
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  • 两自由度绳索摆角高精度测量系统设计与试验

    金纯;王振宇;陈平;周生宇;苏衍江;钱硕;

    为满足模块化建筑吊装过程中负载抑摆与精准定位的要求,需对吊装绳索的摆角进行实时精准测量。然而现有基于加速度计、电位计等传感器的测量方法存在线性度差、易产生累积漂移等问题,而视觉测量方法易受环境干扰,在动态工况下适应性不足。针对上述局限,提出一种基于双旋转编码器的两自由度绳索摆角测量系统。该系统通过设计半圆检测片片并结合旋转编码器,实现了两自由度摆角的同步高精度采集,并建立了相应的姿态解算模型。试验结果表明:该系统平均测量误差为0.15°、最大误差为0.58°、动态响应周期为20 ms,在精度与实时性方面均显著优于加速度计和视觉测量方法。研究成果可为模块化建筑单元的高精度安装以及其他悬吊负载的姿态控制提供可靠的技术支撑。

    2026年03期 v.45;No.361 18-22+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K]
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  • 复值多频与传统电容层析的成像对比研究

    卢武;封骏超;张茂懋;熊一飞;杨晨;余光正;

    为解决传统电容层析成像(ECT)在含电导率介质中成像精度受限的问题,提出一种复值多频电容层析成像(CV-ECT)方法。该方法基于多频激励建立复值电容矩阵,将电导率与介电常数共同纳入模型,实现对复合介质电磁响应的全面表征。研究以空气-水两相流为对象构建典型二维仿真模型,采用LBP算法与Tikhonov正则化算法进行成像性能对比,并在0.5与1 MHz频率下评估不同算法及模型的重建效果。结果表明,LBP算法成像质量有限,而CV-ECT结合Tikhonov正则化能有效抑制噪声与伪影,提升成像对比度与边界分辨率,更灵敏地反映频率变化引起的电磁响应差异。在CV-ECT框架中引入电导率复值建模,突破了传统ECT仅依赖介电常数反演的局限,为ECT技术在高损耗材料、导电介质等复杂场景中的应用提供了新的解决思路。

    2026年03期 v.45;No.361 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K]
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  • 基于改进YOLOv11的电气设备红外图像识别实验研究

    程亮;董子健;白湧沨;刘若尘;贾志强;

    针对风电场升压站电气设备红外图像有遮挡、特征提取不充分与分类不准确的问题,设计了改进YOLOv11的电气设备红外图像识别网络。改进后的YOLOv11-TDD网络通过小波卷积构建WC3k2模块,同时引入MLCA注意力机制构建C2PSA_MLCA模块,模块扩大了网络在特征提取阶段的感受野,从而提升了红外图像识别精度。YOLOv11-TDD网络使用WIoU损失函数,有效加快了网络的收敛速度并降低了网络的损失函数数值。实验结果表明:相比于YOLOv11-MML和YOLOv11网络,YOLOv11-TDD网络具有较高的准确性和鲁棒性,且适应于复杂背景下的多类型电气设备红外图像识别。YOLOv11-TDD网络可应用于风电场升压站电气设备的智能监测,为后续的故障诊断提供支撑。

    2026年03期 v.45;No.361 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
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  • 微生物分型系统IR Biotyper的应用及研究进展

    高铎;李欣南;白春生;孙园媛;纪源;郭玉翠;

    傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)技术驱动的自动分型系统IR Biotyper在微生物研究领域应用广泛。该系统在食品领域卫生控制与溯源检测、医院及社区病原感染溯源监测、兽医病原溯源以及益生菌产品质量监控等方面具有重要价值,能够对多种致病菌进行分型、溯源追踪及耐药菌传播分析。当前,IR Biotyper仍存在一些局限性,例如聚类临界值需人工设定、易受培养条件影响、且其分型分辨率低于全基因组测序(Whole-genome sequencing, WGS)。文章综述了IR Biotyper系统的应用与不足,旨在为相关领域利用该技术开展微生物研究提供参考。

    2026年03期 v.45;No.361 35-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
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仪器设备研制与开发

  • 初始温度可控的液体燃料火灾教学实验平台设计及应用

    李聪;许文博;符佳慧;牛力婷;吴建松;杨锐;

    为满足消防专业教学实验需求,设计了初始温度可控的液体燃料火灾实验平台,并以正庚烷为燃料,开展了不同初始温度下的油池火教学实验。该实验平台主要包括双层燃烧器、温度控制系统及数据采集系统,可模拟不同初始温度下的液体燃料池火事故场景,同时采集油池火燃烧过程中的持续时间、质量损失速率、火焰高度及火羽流温度等燃烧特性数据。实验结果表明:初始温度与油池火燃烧持续时间呈显著负相关,与质量损失速率、火焰高度及火羽流温度呈显著正相关。通过该实验平台的搭建与教学应用,学生可直观理解初始温度对液体燃料火灾的影响,加深对油池火燃烧机理的认知,同时进一步提高实验动手能力,培养科研兴趣与创新意识。

    2026年03期 v.45;No.361 44-49+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2674K]
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  • 铁路客车轮对轴承故障诊断实验系统的研制与应用

    王朝兵;王劲博;张龙;刘家阳;胡俊锋;李祖鑫;

    为解决铁路客车轮对跑合轴承传统“耳听”检测法依赖经验、效率低且难以识别早期故障的问题,同时弥补轨道交通专业“重理论、轻实操”的教学短板,研制了一种集成故障诊断算法的轮对轴承故障诊断实验系统。该系统以加速度传感器、数据采集卡及工业计算机构建硬件平台,可实时采集轴承振动信号。诊断体系方面,通过包络谱谱峰因子优化的Morlet小波滤波增强故障特征,结合主成分分析(PCA)对时域多特征融合降维,构建综合异常检测指标,并基于3σ法则设定故障阈值,形成完整的智能诊断流程。南昌车辆段现场测试表明,该系统可精准辨识轴承早期微弱故障。此外,该系统还可作为轨道交通专业实践教学载体,实现工程应用与教学推广的价值统一。

    2026年03期 v.45;No.361 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3357K]
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  • 冻融循环下混凝土界面细观力学性能的EM-DIC技术

    周珂;高子淇;雷冬;何锦涛;王定;

    混凝土界面过渡区(ITZ)是决定寒区混凝土结构耐久性的关键区域,然而在细观尺度上,传统实验技术难以精准表征其力学性能。为此,联合电子显微镜(EM)与数字图像相关(DIC)技术,构建了一套高分辨率、非接触式的细观力学测试系统,实现了对冻融循环作用下纳米石墨烯改性混凝土ITZ的应力-应变演化、弹性模量分布及损伤扩展行为的测量。以水灰比0.35的混凝土试样为研究对象,通过单轴压缩试验,揭示了纳米材料对ITZ弹性模量及泊松比的影响规律。结果表明,掺入0.03%纳米石墨烯可使ITZ的弹性模量平均提升约13%,泊松比降低约10%。EM-DIC联用技术为混凝土界面细观力学研究提供了直接有效的测试手段,相关结果为寒区混凝土纳米改性设计提供了重要的实验依据。

    2026年03期 v.45;No.361 58-64+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2394K]
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  • 大深径比扫描数字显微成像实验系统研制

    郝爱花;王志俊;李冬冬;唐宇杰;王笑龙;李拓;

    针对大深径比孔径微结构测试中因大深径比导致的孔径底部难以检验问题,开发了一套轴向扫描数字显微实验系统。该系统采用2种LED光源照明模式,分别用于瑕疵检测和参数测量。结合图像清晰度处理算法与单点聚焦定位算法,实现了大深径比孔径的直径、深度参数测量以及剖面结构分布绘制。相较样品给定的标称值,经过校准后的7个不同深径比不锈钢样品的测试结果误差均控制在1%以内,且通过剖面结构分布能清楚地观察孔径形变。2种算法协同工作,能够快速、准确地完成孔径评估。实验结果表明,该测试技术为大深径比孔径测量提供了一种成本低廉、行之有效的解决方案。

    2026年03期 v.45;No.361 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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  • 单波束机载激光测深雷达实验平台的设计与应用

    刘升光;祖佳蕊;李宏升;吴育民;陈立波;王宇琛;

    海底地形数据是海洋经济发展、海洋科学研究和海洋军事应用的重要基础数据。受限于测量技术,目前我国海底地形数据仍存在大量空白。机载激光测深雷达可快速、高效地进行海底地形探测,但该技术长期被国外垄断。为突破这一技术瓶颈,建立了机载激光测深雷达实验教学平台。该平台既可在室内针对不同的水体条件进行测深实验教学,也可搭载无人机或无人船开展户外测深研究。基于该平台,学生可充分理解并掌握机载激光测深雷达系统的核心问题与关键技术,为其在该领域的深入研究奠定坚实基础。

    2026年03期 v.45;No.361 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 3018K]
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专题研讨——虚拟仿真技术(149)

  • 基于积分滑模偏差耦合的三电动机抗扰动同步控制

    金鑫;蒋宜辰;栾声扬;井瑞;朱枕流;

    针对三永磁同步电动机系统中负载扰动的时变性和不确定性导致同步性能下降的问题,提出一种基于积分滑模偏差耦合(ISMDC)的抗扰动同步控制策略,并结合一阶线性自抗扰控制(LADRC)应用于转速环,以提高系统的鲁棒性和动态性能;该策略采用LADRC替代传统PI控制,增强了系统对扰动的在线补偿能力。ISMDC融合了滑模控制与交叉耦合控制的优点,能够在负载突变情况下实现快速响应与高精度同步。仿真与实验结果表明,相较于传统PI+交叉耦合控制方案,所提控制策略在负载扰动下具有更短的稳态时间、更小的超调以及更高的同步精度,显著改善了系统的动态性能与可靠性。该研究为多电动机同步驱动在复杂工况下的应用提供了理论与工程参考。

    2026年03期 v.45;No.361 77-83+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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  • 三轴联动主从控制的等速倾倒实验平台设计

    李侠生;于占东;金鑫池;佘东生;

    针对传统浇铸坩埚单自由度倾倒方式导致的熔液流速与落点不一致问题,提出一种基于三轴联动主从控制的等速倾倒方案,并基于国产MCU主控芯片设计与搭建了实验平台。该方案采用流速-倾角闭环控制策略,根据实时流速信息动态调节倾角,从而实现等速倾倒;倾倒过程中保持坩埚流口与导流槽之间相对位置固定,确保了浇铸过程的安全性。实验结果表明,在不同流速指令下,系统浇铸流速误差小于±2.5 g/s;实验平台工作稳定可靠,具有良好的可验证性与开放性,可用于开展自主实验与工程实践教学,有助于提升自动化及相关专业学生的工程实践能力。

    2026年03期 v.45;No.361 84-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 2305K]
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  • 旋转变压器故障模拟与误差分析实验平台

    王千龙;唐龙;谢子骐;张文秀;郑子敬;靳宏;

    为研究旋转变压器典型故障信号特征及其对电动机位置检测精度的影响,设计并搭建了旋转变压器故障模拟与误差分析实验平台。该平台集成了数模转换(D/AC)、模数转换(A/DC)、编码器及解码电路等模块。通过A/DC实时采集旋转变压器的输入、输出信号,经数字信号处理(DSP)生成不同故障信号,由D/AC输出以模拟多种故障特征;将故障信号输入解码电路,对比编码器与解码电路输出的电动机位置信息,进而分析不同故障下的解码位置误差。该平台融合了电机学、特种电机、DSP等相关专业知识,兼具教学与研究价值,为旋转变压器故障机制研究及学生实践能力培养提供支撑。

    2026年03期 v.45;No.361 92-99+114页 [查看摘要][在线阅读][下载 3833K]
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计算机技术应用

  • 铁路扣件多缺陷识别的改进YOLOv5s检测算法

    李磊;连正浦;李怡迩;孙建锋;高硕学;

    针对铁路钢轨扣件缺陷检测中存在漏检、误检及模型复杂度高等问题,提出一种用于铁路扣件多缺陷识别的改进YOLOv5s算法。该算法设计了双向减权多尺度特征融合(BiDW-MFF)结构作为YOLOv5s的颈部网络,以增强多尺度特征提取能力;构建C3-ST-Res模块替换部分C3模块,从而降低模型参数量;设计了一种动态损失函数SDIoU,通过引入自适应权重机制提升边界框回归精度。实验结果表明,改进后模型的平均检测精度达到91.7%,较原YOLOv5s提升11.5个百分点,且参数量与权重大小分别降低4.2%和3.5%。与SSD、Faster R-CNN及YOLOv3等主流算法相比,所提算法在检测性能与模型效率方面均表现出明显优势,可为钢轨扣件缺陷智能检测提供有效技术支撑。

    2026年03期 v.45;No.361 100-108+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 3248K]
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  • 基于ControlNet实现人脸多姿态实验设计

    庞孟;肖敏华;周崟涛;王炜立;曾勍炜;

    为解决生成式人工智能教学案例匮乏、学生难以直观理解深度生成模型控制机制的问题,设计并实现了一项基于ControlNet模型的人脸多姿态生成教学实验。实验以预训练的Stable Diffusion为基础框架,引入可训练的ControlNet分支实现姿态控制,通过提示词(Prompt)调节人脸方向变化。利用Python编程语言与生成式AI开发库(如Diffusers)构建可视化、可交互的教学实验系统。基于Multi-PIE和LAMP-HQ数据集的实验结果表明,该系统在姿态控制精度与身份保持方面表现良好。该实验有助于学生理解条件生成机制,提升实践与创新能力,为生成式人工智能实验教学提供可复用的参考范例。

    2026年03期 v.45;No.361 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
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  • 基于深度图卷积强化学习的交叉路口信号控制方法

    李志帅;陆禹睿;陈鸿龙;陈宁;

    针对传统强化学习方法在交通信号控制中未能充分刻画交叉路口各流向间的耦合关系的问题,提出一种基于自适应图卷积强化学习的智能信号控制方法。该方法将路口各流向视为图节点,利用可学习节点嵌入向量动态计算边权重,构建自适应交通状态图;通过多层图卷积网络实现不同流向间特征的交互与融合,并在强化学习框架下优化网络参数,以最大化路口整体通行效率。仿真结果表明,所提方法在累计等待时间和平均排队长度等关键指标上均优于定时控制及传统深度Q网络方法,展现出更快的收敛速度与更优的控制性能。该结果验证了自适应图卷积建模方法的有效性,为智能交通信号控制提供了新的技术思路。

    2026年03期 v.45;No.361 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K]
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  • 基于LDA-DEMATEL的双师型航海类实验教师队伍素质识别与关联挖掘

    马来好;王庆名;

    针对双师型航海类实验教师素质标准界定模糊、要素间关联机制不明的问题,提出一种融合潜在狄利克雷分配(LDA)与决策试验评价实验室法(DEMATEL)的研究方法。首先,以国家政策文件、工程教育专业认证标准和2020—2024年中国知网相关主题文献为文本语料,通过无监督LDA模型自动挖掘双师型航海类实验教师的素质主题维度与关键词,并结合词云图识别出6项素质维度和18项具体素质要素。然后,运用DEMATEL方法计算各素质要素的影响度、被影响度、原因度与中心度,从而量化素质要素之间的结构关联。研究结果表明,船舶设备操作能力、师德师风、校企协同育人是双师型航海类实验教师的核心素质要素;同时,师德师风、船舶设备维护保养能力以及航海教育教学改革能力等要素对其他素质具有显著推动作用。本研究可为航海类高校双师型实验教师队伍建设与改革提供决策支持。

    2026年03期 v.45;No.361 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2357K]
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国家重点实验室

  • 高水平研究型大学全国重点实验室实体化建设与实施探究

    柳子逊;代姝函;刘爽;

    全国重点实验室新的建设标准进一步强化战略导向,突出使命担当,并明确提出实体化建设要求。针对高水平研究型大学建设的全国重点实验室普遍存在的“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”观念与倾向,该文系统梳理全国重点实验室的历史沿革与现实挑战,分析了高水平研究型大学推进全国重点实验室实体化建设的内在逻辑与制度优势,并以华中科技大学为例,介绍了其在全国重点实验室实体化体制机制方面的改革举措。实践表明,通过优化组织机制、明确多元投入、打通创新链条等方式,可进一步厘清建设主体责任,提升原始创新能力,服务国家重大需求,以期为推进全国重点实验室实体化改革提供有益参考。

    2026年03期 v.45;No.361 128-132+160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]
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  • 国外国家实验室科研经费支持模式探究

    戴古月;刘宇啸;杨亮伟;高亮;王峰;

    为优化我国国家实验室的科研经费支持模式,该文系统分析了美国能源部国家实验室与德国亥姆霍兹联合会的经费管理体系。比较发现,两者虽均采用“稳定支持+竞争补充”的混合资助模式,但因使命定位差异,在经费结构、协调机制与自主权方面存在显著区别。基于此,构建了以使命为导向、以混合支持为手段、旨在实现资源高效配置的“使命-资源动态适配”理论框架,并提出我国国家实验室经费支持的4个优化模式:(1)确立使命导向的差异化经费配置原则,构建以项目制为基础的稳定支持体系;(2)适度引入竞争性经费激发创新活力;(3)赋予实验室在经费结构调整方面的适度自主权;(4)以科研经费为牵引,加强与各创新研究实体的协同。该研究为我国国家实验室管理体系的分类优化提供了可操作性的政策参考。

    2026年03期 v.45;No.361 133-140+160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1713K]
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实验教学示范中心建设

  • 国家级实验教学示范中心建设成效与高质量发展探究

    马志远;周勇义;张媛;王洋洋;

    为进一步规范和加强国家级实验教学示范中心(以下简称“示范中心”)建设与管理,2023年教育部对全国895个示范中心在2018—2022年间的建设成效开展了阶段性总结工作。本文依据895份阶段性总结报告和101个优秀典型案例,结合专家组对示范中心5 016条的评价意见,进行系统梳理与分析。研究结果表明:2018—2022年间示范中心整体建设成效显著,涌现了一批先进典型案例,取得了一系列标志性成果;但在运行管理效能、教师队伍结构、教学评价体系、产教融合等方面仍有待加强。基于示范中心功能定位和高等教育面临的新形势,本文进一步提出示范中心发展建设应处理好五对关系,即教与学、能力与活力、守正与创新、引领与交流、规划与落实的关系。研究成果为示范中心高质量可持续发展提供参考借鉴。

    2026年03期 v.45;No.361 141-146+172页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
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  • AI+生物基础实验教学示范中心智能体建设的探索与实践

    滕乐生;汤海峰;孟威;孟庆繁;王迪;

    为推进AI与生物实验教学及管理的有机融合,助力实验教学示范中心数智化转型升级,通过搭建“6层架构”的实验教学示范中心AI智能体平台,开发“5大模块”的智能管理系统,构建了覆盖“教与学”场景、内容、管理、评价等环节的人机协同实验教学新范式。实践结果表明:5门实验课程被认定为国家级一流课程,本科生累计取得创新成果累计359项,辐射受益师生达3.8万人次,显著提升了实验教学的“质”与“效”,为人工智能技术赋能实验教学示范中心的持续发展提供了新思路。

    2026年03期 v.45;No.361 147-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 3673K]
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  • “双一流”建设下地质与采矿实验教学示范中心工作成效分析

    剧锦茂 ;刘洪林 ;李升 ;李根生 ;展新忠 ;

    新疆大学地质与采矿工程实验教学示范中心以创新型人才培养为核心目标,通过设备更新、课程体系重构与推动融合创新实践,构建了“基础-专业-综合”三层能力递进与“课-训-赛-创”四维联动组成的“三层四维”实验教学体系。中心重点在深化教学模式创新、实验要素管理和师资能力提升开展系统化教学改革:开发了覆盖“实验前-实验中-实验后”全过程的虚实融合教学框架,建立了“一体两翼”的实验室与设备管理模式,推行了“设备培训-科研反哺-教改创新”三位一体的师资发展路径。这些举措有力推动了实验教学的系统性变革,显著提升了人才培养质量与学科服务能力。中心在高危实验虚拟替代、设备共享机制建设以及科研案例融入课堂教学等方面的探索,为西部同类高校的实验教学改革提供了可借鉴的实践范式。

    2026年03期 v.45;No.361 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K]
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实验教学与创新

  • 科教融合的湿度响应蓝相液晶智能材料综合实验设计与实践

    王萌;杨蕙;

    为破解材料类实验教学创新性不足的难题,本文将一项动态化学调控蓝相液晶的科研成果转化为综合设计性实验,旨在构建“科教融合”新范式。该实验以“化学门控”为核心,引导学生通过问题导向学习设计实验方案,制备含羧基薄膜,并利用酸/碱处理实现氢键网络的可逆调控,辅以多仪器联用探究其结构-性能关系。实践表明,该实验通过“指尖驱动”等体感交互环节显著激发了学生科研兴趣,并在解决“性能悖论”的挑战过程中,有效提升了其知识迁移、科学论证与创新设计能力,为新工科背景下培养拔尖创新人才的实验教学体系构建提供了可借鉴的范例。

    2026年03期 v.45;No.361 161-166+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1894K]
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  • 融合纺织工程项目的过程控制系统实验教学探索

    潘安琪;陈磊;沈波;左锋;

    为应对纺织材料制造行业对新工科人才的迫切需求,提出一种深化学科融合的过程控制系统实验教学新模式。该模式针对课程理论性强、学科交叉度高和实际工业环境还原难等挑战,设计了“需求多元—环节拆分—难度递进”的纺织材料制造分层工程实验项目,并构建了虚拟工艺环境与真实工控设备相结合的虚实融合实践平台。通过案例引导、仿真分析、方案设计与工程实践,该实验教学模式将理论知识有机融入工程应用,帮助学生掌握纺织材料制造场景下的被控对象建模、控制方案设计、系统投运等核心环节,并在逐步深入的案例实践中积累经验,激发探索与创新思维,为纺织类高校自动化专业学生培养提供了有益参考。

    2026年03期 v.45;No.361 167-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 2517K]
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  • 混合式BOPPPS教学模式在病原生物学实验教学中的应用

    李冠昱;张灼阳;杨杨;袁臻东;赵蔚;

    针对传统病原生物学实验教学存在学生被动学习、难以关联临床场景、高阶思维与创新能力训练不足等问题,本文以BOPPPS教学模式为核心,有机融合问题导向教学法与案例教学法,构建了混合式教学模式并应用于病原生物学实验教学。调查结果显示,该模式能够有效地激发学生的学习主动性,显著提升其实验理论成绩、操作能力及临床思维,实验班学生对课程满意度也高于平行班。这表明:混合式BOPPPS教学模式为有效解决传统教学的痛点、提升病原生物学实验教学质量及临床医学专业基础医学实验课程改革提供了可行范式。

    2026年03期 v.45;No.361 173-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
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  • 临床微生物检验虚拟仿真平台的案例设计与教学应用

    林冬玲;龙一飞;蓝锴;陈茶;肖倩;石文;

    为解决临床微生物学检验技术实验教学中存在的教学内容与临床脱节、高致病性病原菌实验受限及学生临床思维培养不足等问题,研究依托产学合作协同育人项目,构建了一套覆盖十大系统感染的案例式虚拟仿真实验教学平台。以某高校医学检验技术专业三年级120名本科生为对象开展随机对照实验,结果显示,实验组学生的理论及实操成绩均显著优于对照组(P<0.01);其自评的学习兴趣、临床思维能力与自主学习能力明显提升(P<0.01)。平台后台数据显示,学生登录频次高、练习时长充足,且针对高难度案例重复操作次数较多。质性反馈表明,平台的“安全试错”机制与真实临床情景模拟有效激发了学生的学习主动性,促进了操作技能迁移与临床思维建构,该平台具备良好的应用效果与推广价值。

    2026年03期 v.45;No.361 178-184+221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
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  • 以创新性结构实验为载体的土木工程教学实验设计与实践

    李文雄;陈穗茵;

    针对当前土木工程专业教学中理论与实验脱节、实践环节结构性矛盾突出的问题,提出以设计性实验为载体的创新性教学改革方案。通过重构实验内容,构建了将方案设计、加载试验与数值计算分析相结合的实践课程,将结构受力行为关键要素嵌入结构力学分析框架,引导学生掌握结构的行为特征,进而深化对结构局部力学状态与整体行为耦合演化规律的理解。实践表明,该教学模式不仅提升了学生“理论认知、现象解析、工程判断”的综合素质,也培养了其从复杂现象中提炼规律的能力,为工程力学人才培养提供了借鉴的教学范式。

    2026年03期 v.45;No.361 185-191+221页 [查看摘要][在线阅读][下载 2595K]
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  • 基于新工科的画法几何与机械制图教学创新与实践

    万志华;钟文;余群;

    新工科建设对“画法几何与机械制图”课程提出新要求,需强化三维设计能力、融合数字化建模工具、突出工程规范应用,并结合创新实践,以培养空间思维与解决复杂工程问题的能力。针对该课程教学中学生运用图学知识解决实践问题能力不足、空间想象与创新思维能力提升困难、机械制图国家标准意识培育不易等问题,本文从课程内容重构、课程资源建设、教学方法改革及教学评价改革等方面开展教学创新与改革实践,构建了以三维实体为驱动的“三教融合”制图教学新模式,并取得阶段性教学成效,期望为图学类课程教学改革提供参考。

    2026年03期 v.45;No.361 192-197+209页 [查看摘要][在线阅读][下载 3801K]
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实习与实训

  • AIGC赋能智能物联网六阶段递进式实践教学体系探索

    李亚南;尹辉娟;李聪聪;马丽;刘博;

    为探索新工科背景下物联网工程专业实践教学模式创新路径,本文采用多学科融合方法构建了智慧物联网技术架构与物联网实践项目群,通过设计六阶段递进式实施路径,将多层次生成式人工智能工具深度融入教学全过程,并建立了智能化评价体系,从而构建了基于生成式人工智能的新实践教学体系。通过(以86名学生为研究对象的)准实验设计开展教学验证,结果显示实验组在4个测量维度上均显著优于对照组,表明该教学模式有效提升了学生的综合实践能力和创新素养,为工程教育数字化转型提供了理论指导与实践范式,也为培养适应智能时代的复合型物联网工程人才提供了系统解决方案。

    2026年03期 v.45;No.361 198-204+246页 [查看摘要][在线阅读][下载 3656K]
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  • 融入物联网技术的阶梯式电工电子实训教学改革与实践

    胥佳梅;程勇;朱玉平;何涛;周凯祺;曹正林;

    针对传统电工电子实训中存在的实训内容陈旧、任务缺乏分层设计、工程实践体系薄弱及团队协作能力培养不足等问题,构建了“项目驱动-能力递进-全流程实施”为特征的实践教学模式。该模式聚焦物联网创意项目设计,引导学生完整参与从需求分析到系统调试的全流程实践项目。通过设置基础任务、拓展任务与创新提高任务,形成阶梯式任务体系,构建“学—做—创”一体化的培养链路。实践表明,改革后的课程不仅有效提升学生的主动学习兴趣,更在工程实践素养、创新思维与团队协作能力培养方面取得了显著成效。

    2026年03期 v.45;No.361 205-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 2717K]
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  • 竞赛驱动模式下的全生命周期太阳能小车实训教学探究

    郑小飞;张松慧;马小龙;王斌锐;高雁凤;崔小红;

    针对当前工程训练课程学科交叉性、系统性、创新性不足等问题,设计了基于赛项内容为基础的太阳能小车轨迹设计与制作综合实训课程。该课程以凸轮设计为核心,涵盖小车理论分析、轨迹设计、仿真验证和综合实践等4个实训阶段。学生通过全生命周期式的项目实训,实现理论知识与工程实践有机融合,完成知识学习从“零散型”向“项目集成型”的转变。教学实践表明:该课程综合了机械原理、电路设计等跨学科知识,学生通过设计、制作、调试等实训过程,锻炼了解决复杂工程问题的能力,提升了专业技能与自主创新等综合素质,可为实践教学提供了有益参考。

    2026年03期 v.45;No.361 210-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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  • 职教本科“产训研创”一体化实训体系的构建与实践

    陈思宇;肖哲尹;唐建阳;杨伟;

    针对职业教育中存在的教学内容与岗位脱节、实训条件与生产环境脱节、科研创新与教学脱节等问题,本文提出构建“产训研创”一体化实训体系建设思路。以产业实际需求为导向,以课程建在产业链上为特色,通过基础实训、实验验证与应用创研的分层实操,形成“发现问题—解决问题—持续发展”的螺旋式训练,并结合市场调研、产品设计和供应链整合的全流程实战实践,重构职教新工科育人模式。该模式致力于培养学生理实结合的实操基本技能、项目开发的拓展能力以及解决复杂工程问题的创新能力,实现知行合一,为培养新型工程技能人才提供了有效路径。

    2026年03期 v.45;No.361 216-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K]
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  • 基于AI大模型的高校混合式未来学习中心建设与实践

    华夏;薛睿;雷乔治;苏婷;曹金龙;

    针对高校实验教学设备分散、模式单一、管理适应性不足等短板,该文基于“1+1+N”智慧架构,构建了线上线下一体化的未来学习中心,融合一站式AI门户、智能体集群中枢与混合式数字基座,形成“线上高效知识获取—线下便捷实践验证”的教学闭环。哈尔滨工业大学(深圳)的实践表明:该范式赋能的AI驱动混合式教学显著提升了学生完成复杂实验任务的正确率,创新竞赛参与度与获奖数同步增长;同时,一体化平台推动跨专业课程开课率提升48%,实验室设备利用率增长超过10%。该建设模式为高校打造以学生为中心的创新实践智慧教育生态,提供了可操作的数字化转型路径。

    2026年03期 v.45;No.361 222-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]
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  • 高校医疗器械检测实验室管理体系构建与实践

    张显明;崔祎赟;朱顺英;

    立足医疗器械行业的创新变革与高校科研成果转化困难的现实背景,分析了我国高校医疗器械实验室存在的主要问题。以转化医学医疗器械检测实验室为例,建立了面向创新医疗器械研发转化中测试验证需求、贯穿全生命周期的高校医疗器械检测实验室质量管理框架。通过系统性整合研发、标准、技术与人才四要素,构建了“四位一体”的高校实验室质量管理新模式,形成了服务于高校自主研发医疗器械的产品化合规检测流程。该研究为突破医疗器械重大创新科研成果转化困境提供了可复制的实施路径,对提升医疗器械源头创新能力、深化产学研融合具有重要的理论参考与实践价值。

    2026年03期 v.45;No.361 228-232+239页 [查看摘要][在线阅读][下载 2064K]
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  • AHP分析法的高校学科交叉主题实验室绩效评估体系构建

    金翠红;张翔;王杰;余文莎;秦海波;沈珍珍;

    针对当前高校学科交叉主题实验室建设与发展中管理效能偏低、主观评价占比过高、投入-产出测度缺失等问题,该文创新性地将学科交叉程度引入AHP的准则层,构建了包含5个准则层和18个指标层的学科交叉主题实验室绩效评估体系。通过在重庆大学12个交叉主题实验室的建设验证与应用,结果表明:该体系具有较好的科学性与合理性,判断矩阵一致性比率均小于0.1;实验室在学科交叉深度融合、管理效能提升、教学成果产出等方面成效显著,2024年支撑创新课程800余人次,国家级竞赛获奖数量同比增加20%,人流量达21.5万人次。该体系为高校多学科交叉主题实验室建设提供了科学的路径和方法。

    2026年03期 v.45;No.361 233-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 2325K]
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文经管类实验室

  • 人工智能背景下“3D数字创意呈现”实验课程建设与探索

    叶俊男;周磊;杨超翔;

    针对高校3D打印类课程在AI与3D打印协同应用及跨学科融合方面存在的不足,本文以“3D数字创意呈现”课程为对象,探索实验课程教学模式的优化路径。通过引入AIGC与参数化设计内容,在基础理论与实验模块中融合BOPPPS教学模式,在项目实践中结合DoPBL教学理念,构建了具有动态适应性的实验教学体系。教学实践结果表明,该模式能够提升学生课堂参与度与作品完成质量,并在促进多学科知识融合、培养智能技术应用能力方面取得较好成效。为传统3D打印实验课程的智能化升级与教学创新提供了可借鉴的实践路径。

    2026年03期 v.45;No.361 240-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 1950K]
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  • 双碳目标下环境规制与企业投资决策虚拟仿真实验设计与实践

    郭南芸;盛玉雪;彭晴;

    市场失灵、环境政策及企业投资行为是经济学的重要教学内容。然而,传统理论教学抽象,经济政策实体实验则存在周期长、成本高、政策效应不易量化、企业博弈不便观测等问题。本文采用虚拟仿真技术,开发设计了以“6个实验模块、3种企业决策、3类环境政策、两大市场预测”为架构的政府环境规制与企业投资决策虚拟仿真实验教学系统。该系统通过交互式设计,模拟现实经济活动场景,使学生沉浸式体验企业决策行为及环境政策对企业的影响。实验教学过程突出了问题驱动、任务导向,体现了创新性、高阶性和挑战度,以激发学生创新兴趣,提升经济类人才培养质量。

    2026年03期 v.45;No.361 247-252+284页 [查看摘要][在线阅读][下载 2761K]
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仪器设备供应与管理

  • 需求导向下进口仪器功能拓展的校企协同管理

    李娜;

    针对进口大型科研仪器普遍存在的功能固化、升级成本高昂、科研需求适配滞后等问题,以深圳大学脑成像中心脑磁图(MEG)系统为实践对象,构建了“需求精准解构―企业深度嵌入―协同开发闭环―动态验证迭代”的校企协同管理模式。该模式实现了进口大型科研仪器低成本、高效率的自主功能升级,平台功能扩展综合成本降低超40%,自主开发的同步呼吸采集模块性能达到国际先进水平,有力支撑了脑科学与人工智能、临床医学等领域的交叉创新研究。本实践为高校及科研机构优化进口大型仪器管理、提升使用效能提供了可参考的案例与范式。

    2026年03期 v.45;No.361 253-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
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实验室环境与安全

  • PDCA模型在高校实验室安全管理中的应用

    张振;孙欣欣;孙智峰;

    针对高校实验室安全管理中存在的制度建设僵化、技术应用落后及安全教育薄弱等问题,在对安全管理过程进行系统性分析的基础上,构建“制度-技术-治理-教育”PDCA模型,以探索高校实验室安全管理路径。基于多维因素构建学校-学院-平台3级联动的实验室制度架构,集成多部门协同所需的数字化安全管理平台,加强与政府及社会力量的战略合作以强化安全监管保障,并结合专业特色创新“课程讲座+野外培训+情景实践”多层次安全教育模式。实践表明,应用该模型后,学院实验室安全隐患发现率降低17%,点检问题响应率提高16%,为提升高校实验室安全管理水平提供了可借鉴的实践路径。

    2026年03期 v.45;No.361 258-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K]
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  • 以政治巡察优化高校实验室安全管理的模型构建

    汪丽丽;徐宏勇;

    针对高校实验室安全管理中存在的安全意识薄弱、制度体系不健全、责任落实不到位、隐患治理不足等问题,研究引入政治巡察的思路与方法。以华东理工大学为例,构建了涵盖巡察介入驱动、鱼骨图诊断、雷达图评价与闭环整改的“巡察引领型”实验室安全管理模型,形成了“风险识别―模型构建―实践应用―成效验证”的行动框架。实施成效表明,该模型能有效提升高校实验室安全管理的规范化与科学化水平,并为在高校复杂治理场景中实现实验室安全管理多元主体协同治理提供了新的实践范式。

    2026年03期 v.45;No.361 263-267+284页 [查看摘要][在线阅读][下载 2538K]
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  • 极深地下实验室的消防安全策略

    李亚松;李在强;

    为克服极端环境对传统消防救援构成的巨大障碍,保障人员安全与深地国家大科学装置的安全运行,针对极深地下实验设施深埋地下(2 400 m)、火灾事故下外部救援极度困难的特点,本研究系统构建了极深地下实验室的消防安全策略。通过火灾早期精准探测、设置多重防火分隔、配备独立供风与排烟系统、规划最优应急疏散路线与避难空间,以及部署专用消防装备等关键措施,最大限度提升了内部人员在火灾初期的自主应对与逃生能力。研究成果可为同类深地工程的消防安全设计提供参考与借鉴。

    2026年03期 v.45;No.361 268-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 2522K]
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  • 数字赋能实验室安全治理的闭环信息系统构建与应用

    潘有江;周应萍;郝大鹏;崔锦峰;李国儒;

    针对传统高校实验室安全治理中检查标准不统一、跨层级协同低效、整改流程不透明等突出问题,该文研究探索了信息技术赋能的数字化转型路径。通过融合Web技术、移动互联与数据可视化技术,构建了覆盖“评估—检查—整改—验证—决策”全链条闭环信息系统,将治理规则与业务流程深度嵌入数字化平台,推动多元主体实时协同与治理过程全程可追溯。2024年,该系统在甘肃省47所高校的应用中取得了显著成效:隐患通知下发平均时间由3天缩短至0.5天,整改报告首次提交率达到100%,首次审核通过率由65%提升至78.5%,流程可追溯性达95.2%。同时,系统有效识别出化学安全、基础安全等治理薄弱环节,为高校实验室安全治理现代化提供了一种可量化、可复制的数字化解决方案。

    2026年03期 v.45;No.361 275-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 1481K]
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  • 高校分布式实验室安全实训平台建设与实践

    葛晨晨;刘美婷;郭义庆;于涛;邢露;周晔;

    为了满足不同学科专业学生的实验室安全实训需求,提升实验室安全实训经费使用效益,以同济大学为例,开展分布式实验室安全实训实践。通过利用既有分散的实验室空间和设备资源,结合学科专业特色进行差异化改造,构建了高校分布式实验室安全实训平台。以锂离子电池热失控处置、易燃液体火灾虚拟仿真为实训案例,阐述了实训实施方案。实践表明,该平台有效整合了高校实验室安全教育教学现有资源,显著提升安全实训效果,初始建设成本较集中式实验室安全实训中心降低约62%,为高校创新和丰富实验室安全教育体系提供了可推广的新思路。

    2026年03期 v.45;No.361 280-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
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  • 名人名言

    <正>伟大的成绩和辛勤的劳动成正比例,有一分劳动就有一分收获,日积月累,从少到多,奇迹就可以创造出来。——鲁迅正确的结果,是从大量错误中得出来的;没有大量错误作台阶,也就登不上最后正确结果的高座。——钱学森科学的灵感,决不是坐等可以等来的。如果说,科学上的发现有什么偶然的机遇的话,那么这种“偶然的机遇”只能给那些有素养的人,给些善于独立思考的人,给那些具有锲而不舍的精神的人,而不会给懒汉。

    2026年03期 v.45;No.361 34+43+120+257+262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K]
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