新工科背景下,为落实一流学科建设的目标,全面振兴本科教育,提升人才培养质量,天津大学能源与动力工程国家级实验教学示范中心规划建设了面向本科实践教学的开放性综合创新实验室,融入了"以学生为中心"的实验室开放理念、"以创新人才培养为核心"的实验室宗旨.依托示范中心网络化平台建立了信息化的开放共享管理机制,形成了以虚拟仿真实验为特色、以科技创新项目为载体、以内燃动力科普为牵引的实验室开放共享新模式.实践证明,综合创新实验室开放共享的理念和模式对学生综合素质的提升产生了积极的促进作用.
高校实验室是高校进行实验教学和科学研究的重要场所.随着我国对高等教育的投入逐年增加,高校实验室的教学及科研活动更加频繁.这也使得高校实验室安全问题日益凸显,引起了极大的关注.其中,高校化学实验室由于其特殊性,成为了实验室安全事故的高发区域.因此,高校化学实验室的安全管理工作成为了高校安全工作的重点之一并获得了大量的研究.然而这些研究往往是具有针对性的、基于研究人员所在单位实际的研究工作.发现在这些研究工作中具有大量的共同之处和可相互借鉴之处,认为对这些研究工作进行回顾和总结具有重要的意义,并将对后续研究工作起到一定的指导和促进作用.
微生物学实验课程是生物学相关专业人才培养的重要实践教学环节.为激发学生学习的主动性、提高学生对基础微生物学实验的兴趣,同时加深学生对微生物学基本技能的认识,并将微生物学基本技能应用于科学研究与生产实践中,课程组建立了微生物学实验多元化教学模式.教学实践表明经过多层次、全方位的学习与实际操作,学生主动学习能力有较大进步,微生物学实验课程的教学质量显著提升,该教学模式受到教师和学生的高度认同.
用铜电极代替有毒的镉电极,以甲基紫为指示剂,采用恒电流移动界面法测定了一系列不同浓度氯化氢水溶液的离子迁移数.对测定的迁移数与溶液浓度的函数关系,用两种方法进行了处理:根据Longsworth方程进行数值计算,然后线性拟合;或者根据Debye-Hückel-Onsager方程,用图解法.在数据计算和外推至零浓度极限条件时,这两种方法得到了一致的结果.
虚拟仪器改变了传统仪器行业,虚拟仪器技术是 21 世纪新的发展趋势.重点介绍了西安交通大学建设的虚拟仪器实践平台,以及基于此实践平台构建的多层次实践教学体系.设计了不同层次实践教学内容,开展了课内实验、开放创新实验和专题实验.虚拟仪器实践平台让学生了解了现代测试技术的方法和手段,提高了学生学习积极性,为测控技术与仪器专业的人才培养提供了有力支撑.
高等学校设备报废是设备全生命周期管理的最后一环,关系到国有资产的完整性,是管理工作中的风险点所在.根据目前各高校对于设备报废工作的主要做法,总结了设备报废过程中主要存在的风险因素,包括账务审批、回收环节、仓储环节、商家参与环节以及资金风险等五个主要方面.针对可能存在的风险,从加强制度建设、建立内控机制、建立商家遴选机制、建立人员培训机制和加强软硬件投入等五个方面提出了控制风险的对策,以建立科学、规范、现代化的管理体系,维护国有资产完整性,为高校的教学科研工作提供良好保障.
实验室是高等学校人才培养、科学研究的重要基地,也是反映高校教学水平的重要平台.针对西部地区扬尘较多的特点,在深化加强实验室防(除)尘机制约束、强化实验管理人员监督等方面进行了积极的探索.结合实践,对高标准规划建设无(少)尘实验室、高效评估设备防尘性能、加强日常维护等方面进行了总结,并探究了从客观开拓除尘新方法、主观加强人员防尘意识的可行性,为减少实验室扬尘,保障仪器设备的正常运行以及教学的顺利开展提供了新的思路和方法.
以嵌入式处理器为核心控制单元结合自制传感器、物联网通信模块,设计并实现了一款实时、非侵入式感知仪器设备电源是否接通的在线监测系统.该系统实时采集仪器设备电源插头附近的电场强度,并对原始信号进行高增益放大,得到与市电同频率的方波信号,可以利用该方波信号的占空比表征仪器设备的通电状态.通过物联网通信模块,利用MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议将仪器的通电状态传送到自建的远程物联网云平台.实测结果表明该系统运行稳定、可靠,可以实现仪器设备通电状态的在线实时监测,具有较好的应用前景和实用价值.
硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]的制备实验是无机化学实验中的基础实验之一,该实验包括水浴加热、常压过滤、减压过滤和蒸发浓缩等基本操作.但是操作过程中存在一些不足,例如:无气体吸收装置,导致实验过程中产生的刺激性气味对呼吸道产生伤害;反应产生的氢气(H2)暴露在空气中容易引起爆炸;直接加热容易导致容器炸裂等.对该实验存在的不足进行了改进,从而达到降低成本、节约资源、减少环境污染、简化实验过程、提高实验安全性、提高产率的目的,使该实验更加完善.
"新工科"教育背景下,实验教学是培养创新型人才的重要实践手段.针对自动化专业的过程控制课程实验教学中传统教学方法存在成本高、效率低,设备不易于更新、升级等问题,结合Web 3D技术,通过Internet网络,采用B/S网络结构构建了虚拟实验平台,模拟仿真过程控制的设备操作培训、单回路控制系统设计、串级控制系统的投运和整定、前馈控制系统的投运和整定及其他先进控制等.该平台可以实现学生的实验教学管理、教师科研服务的网络共享平台,探究了虚拟仿真实验教学资源的管理模式,可为自动化专业的虚拟仿真实验教学、科研等提供帮助.
采用数字化信息采集系统对铁磁材料动态磁滞回线和磁化曲线进行数据采集及处理,比较不同实验条件下R、L、C等各元件两端电压波形及合成李萨如图形的变化,解释了电压波形和所得磁滞回线发生畸变的原因.利用数据采集系统实时展示数据结果的特点,研究实验参数对实验结果的影响,实现实验参数的比较与优化,获得形状良好的、具有饱和趋势的、能够准确描述软磁和永磁材料动态磁滞回线的李萨如图形,并描绘出研究对象的基本磁化曲线.该实验方案提高了实验的可视性和准确性,有助于学生剖析实验变化过程,加深对实验原理的理解.
实验室安全是高校教学、科研顺利进行的前提和保障.化学实验室危险源种类繁多,实验室安全问题尤为突出.结合化学实验教学中心的实际情况,综合分析实验室安全在人防、物防、技防建设方面的必要性,并从三防建设方面进行了实践探索,旨在提升高校实验室安全管理水平,营造安全、和谐的实验环境,保障高校各项活动的顺利开展.
在绿色化学理念指导下,从实验项目设置、实验过程和实验室废弃物处理三个方面对有机化学实验绿色化教学进行了探索与实践.通过合理安排实验内容,采用半微量法开展实验,提高化学试剂及产品利用率,不断提高师生参与意识,强化实验室管理,科学处理实验室废弃物等措施,探索出了一些有机化学实验绿色化发展的可行性方法.实验室环境得到了改善,节约了实验成本,同时提高了学生的绿色环保意识.
高校学生宿舍楼作为在校学生生活和学习的主要场所,一旦发生消防安全事故,极易造成严重的人员伤亡,给社会带来不安定因素.对宁波某高校学生宿舍进行了计算机仿真模拟,通过设定四种场景,对不同材质和不同楼层的火灾进行了对比研究.研究结果表明,相同条件下,以塑料为主要装修材料的学生宿舍火灾危害较以木材为主要装修材料的火灾危害大.有毒气体浓度分析结果表明,较高楼层着火时顶楼的CO浓度更高.
为解决传统路由交换实验方式无法适应在线教学需求的问题,设计并实现一个在线路由交换虚拟仿真实验平台,为学生提供在线路由交换实验环境.该平台提供了网络环境建立、路由交换实验配置、信息查看和网络测试等功能,学生可以直观地完成在线路由交换实验.实践表明,该平台可以显著提高实验效率,提升网络管理技术类课程的教学质量.
高校实验教师队伍发展是高校实验室建设的重点之一.但当前高校实验教师队伍存在职业认同感低、管理机制落后、创新实践能力不足、协作共享意识淡薄等问题.基于协同理论视角,提出了促进高校实验教师队伍发展对策:关注教师需求,完善激励机制;实现师生耦合,加强内部协同;强化团队建设,构建协作共同体;增强协作意愿,搭建协作平台;严格过程管理,协同人文关怀,以期促进高校实验教师队伍发展,为"十四五"期间加快高校实验教师队伍建设提供参考.
随着对实验室频发事故研究的深入,越来越多的高校开始着眼于实验室安全风险评估研究,从事后管理向事前防范转变.模糊综合评价法作为一种定性与定量相结合的方法,能够快速将主观因素科学准确地量化,可补充安全检查表的不足.基于事故致因理论建立了高校实验室安全风险评价指标体系,包含人的健康状况和知识水平、制度与管理的状况、仪器设备与物理状态、实验场所环境的质量等 4 个一级指标,34 个二级指标.结合实际案例对某高校化学实验室安全管理进行了模糊综合评价的定量分析,评价结果能够发现安全管理中的薄弱环节,证明了构建模型的可行性.
依托自主研制的"实验教学信息管理系统",对电类基础实验教学信息化建设进行探索与实践.提出了"一个平台,两方面建设,一方向延伸"的建设框架,即以实验教学信息管理系统为平台,着力进行教学管理建设和教学资源建设,并通过对系统记录的实验教学数据进行统计分析,提出针对性的教改方案.实践表明,实验教学信息化建设成果显著,提高了教学效率,激发了学生学习兴趣,提升了教学效果,并基于数据分析,提出了科学有效的教改措施,为今后实验教学改革指明了方向.
加强高校实验室管理使之适应高校创新型人才培养目标是新形势下对高校实验室管理提出的更高要求.无机化学实验室是药学院校学生从事药学实践的第一个重要基地,其建设和管理水平对药学类及相关专业的教学和科研工作具有重要的影响.针对药学院校无机化学实验室的特点以及存在的各种管理问题和原因,引进精细化管理理念并进一步探索和实践,取得了明显的成效,促进了无机化学实验室的规范化管理,提高了无机化学实验室的实用性和高效性,对创新人才培养目标的实现起到了推动作用.
高效毛细管电泳是进行手性异构体拆分的常规仪器,也是药学专业的学生必须掌握的大型仪器之一.通过设计药学案例介绍了高效毛细管电泳的分离模式、影响分离的因素及手性分离策略,探索了pH值、手性添加剂的浓度及手性添加剂的种类对佐匹克隆对映体分离的影响.该实验引入了新仪器,增加了学生的实验兴趣,锻炼了学生的科研思维能力,该实验可以在本科药学专业仪器分析实验中推广使用.
