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深地实验室运行管理研究与实践——以中国锦屏地下实验室为例
李亚松;康凯;李在强;深地实验室利用深厚层岩石屏蔽宇宙射线，形成极低辐射本底实验环境，用于开展粒子物理、核物理、生命科学等前沿基础科学研究，其运行管理具有环境极端、学科交叉、风险复杂等特殊性。该文以中国锦屏地下实验室为研究对象，系统分析其运行管理面临的核心问题，从项目准入、本底环境维持、安全风险管控、保障团队建设等方面提出适配的管理措施。实践表明，这些措施能够保障实验室安全高效运行，提高管理效率，为产出高水平科研成果提供支撑。该文旨在为我国深地实验室安全高效运行提供理论支撑与实践参考。
基于多传感器融合的定位系统与实验设计
尹姝;孙虎;付明磊;张文安;为了帮助学生深入理解车辆定位技术和融合估计理论知识，掌握多源传感信息融合滤波过程，结合机器人相关课程设计了一个基于多传感器的定位系统实验。文章提出一种融合UWB、GNSS和IMU的无人车定位系统，来应对GNSS在复杂环境中定位易受干扰的问题，实现更高精度与更强鲁棒性的定位能力。通过多传感器融合定位的方法，整合多维度信息以提升定位精度与可靠性，充分挖掘量测信息之间的互补特性，提高了多源融合定位在干扰环境下的鲁棒性。实验结果表明，所提融合定位方案能够有效补偿异常量测，表现出较高的稳定性。
UUV水下无线数据传输可见光通信系统设计
王子健;单明广;水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)广泛应用于海洋环境监测、资源探测与水下作业等场景，对近距离高速、可靠的数据传输提出了迫切需求。然而，在水下无线充电等强电磁环境下，传统电磁通信易受到显著干扰，难以满足UUV协同作业与稳定数据交互的要求。水下无线可见光通信(underwater wireless optical communication,UWOC)具有带宽高、时延低且抗电磁干扰能力强等优势，是UUV近距离数据传输的有效技术手段。针对无线充电与通信系统共存条件下面临的干扰问题，文章设计并实现了一种可与无线充电系统协同工作的双向水下可见光通信方案。围绕近距离双向UWOC系统中本地光源引起的后向散射自干扰问题，建立了水下光通信信道模型并分析了其散射特性。在此基础上，提出了一种结合分波长光源设计、窄带滤光片与电磁屏蔽结构的综合干扰抑制方法，以降低光学散射干扰与电磁耦合干扰的影响。同时，为提升复杂电磁环境下的传输可靠性，基于UDP协议引入丢包重传机制，并设计实现了一套小型化、低功耗的双向UWOC系统。实验结果表明，在20 cm以内的通信距离内，系统可实现2 Mb/s的稳定传输，误码率仅有8.07×10–7，验证了所提方案在无线充电共存场景下的可行性与可靠性。该研究为水下装备近距离高速通信及能量-信息协同传输提供了有益参考。
基于强度折减法的相似材料研制及模型实验设计
安佰鑫;孔超;仇文革;张杰桢;现有的强度折减法在隧道领域的应用已有较大发展，但主要依靠数值计算方法实现，计算结果与实际工程验证不足。针对这一问题，文章基于强度折减法原理，制备了抗剪强度随温度升高而折减的相似岩土材料，并自主研发了智能温度控制装置，在相似材料的室内实验中，实现了定量强度折减的有效控制。室内实验与有限差分数值模拟相结合的验证表明，该材料能够有效模拟Ⅲ-Ⅴ围岩。基于该材料，文章还以重庆红岩村隧道群为工程背景，分析了围岩强度折减过程中隧道群的破坏规律，发现夹岩部位的失稳是导致隧道群整体坍塌的主要原因，而单一隧道的局部失稳通常不会引发隧道群整体失稳。文章的研究成果可为强度折减法在岩土工程中的应用提供实验依据及参考。
基于两阶段深度强化学习的微电网能量管理策略
陆玲霞;胡明颉;罗玮烨;于淼;针对现有深度强化学习算法中存在的探索成本高、训练效率低的问题，文章提出了一种基于两阶段深度强化学习的微电网能量管理策略。首先，在离线阶段，用线性规划获得典型日的最优调度结果，形成专家经验库，进而用模仿学习方法对智能体进行预训练。然后，在在线阶段，智能体与实际环境进行实时交互，学习并优化非典型日的调度策略。另外，在线阶段应用悬崖漫步奖励机制，当智能体探索超出约束范围时立刻停止探索，减少了无效探索带来的训练成本。仿真结果表明，与单阶段深度强化学习算法相比，两阶段深度强化学习策略显著提升了智能体的训练效率和优化性能。
一种QuEChERS-LC-MS/MS高通量检测鸡肉中12种喹诺酮类药物的方法
郭兆斌;陈立业;师希雄;陈骋;马国源;喹诺酮类药物残留问题可能对食品安全和人类健康构成威胁。文章建立了一种基于QuEChERS前处理，结合液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的高通量检测方法，同时检测鸡肉产品中12种喹诺酮类药物的残留。结果表明，该方法可在9 min内完成对12种抗生素的分析，校准曲线的相关系数均在0.997以上；对差异浓度混合标准溶液进行并联试验证明，目标化合物的保留时间相对标准偏差在0.03%～0.27%、峰面积相对标准偏差在1.13%～4.93%；不同浓度下基质加标回收率范围在91.99%～108.60%。该方法分析速度快、灵敏度高、重复性好，能够应用于大样本量药物检测实验。
实验鼠8种病原体的高通量多重RT-qPCR检测方法
刘慧茹;唐雨欣;丁婉萍;许媛媛;肖君华;该研究旨在建立一种高效、广谱的多重实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测方法，用于同步筛查实验大、小鼠中常见的8种重要病原体，包括鼠轮状病毒(Murine rotavirus,MRV)、啮齿类丝状杆菌(Filobacterium rodentium,FR)、隐孢子虫(Cryptosporidium spp.,CP)、百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis,BP)、产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca,KO)、蠕形螨(Demodex spp.,DE)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni,CJ)及啮齿螺杆菌(Helicobacter rodentium,HR)，以克服传统检测方法在通量、速度和病原体覆盖面上的局限。通过生物信息学分析，针对上述病原体的保守序列设计特异性引物与TaqMan探针，采用“三通道荧光分组”策略进行整合，建立了一步法多重RT-qPCR检测流程，并系统完成了线性范围、检测限、特异性及耐用性等方法学验证。结果表明，线性范围宽广(101～106 copies/μL)，扩增效率理想(91%～109%,R2>0.99)，检测限低至12.5 copies，且所有技术重复的变异系数(CV)均低于1%。交叉反应实验显示，该方法与常见的鼠肠道内容物DNA及大肠杆菌基因组DNA无交叉，特异性良好。此外，反应液经反复冻融后检测性能无显著变化，表明其具有良好的稳定性。建立的多重RT-qPCR检测方法具有操作简便、快速、灵敏、特异且稳定性高的特点，能同时覆盖病毒、细菌及寄生虫多类别病原体，为实验大、小鼠的规模化健康监测、疾病早期诊断及微生物质量控制提供了一种高效、可靠的分子检测工具。
基于水系锌离子电池的集流体筛选综合实验设计与实践
张改妮;杨慧娟;肖玮;罗洋洋;李文斌;李喜飞;水系锌离子电池是极具潜力的绿色安全储能技术，但集流体的不合理选择会制约其商业化发展。基于这一需求，设计了集流体筛选与性能分析综合实验。该实验包括集流体特性表征、电极制备、电池组装、电化学性能测试以及数据关联分析等内容，旨在实现对集流体适配性的合理评估。以石墨纸、钛箔、不锈钢网为研究对象，通过导电性、附着力等检测，并结合电池性能分析，建立了集流体特性与电化学性能之间的关联。该实验为锌离子电池工艺优化提供了标准化参考，通过材料合成、物性表征、器件组装、性能应用等全流程实践内容助力创新人才培养。
新型电力系统下光伏模型参数辨识虚拟仿真实验教学设计
彭甜;倪昊;张鑫玉;刘千龙;张楚;在新型电力系统发展的背景下，快速准确地获取光伏发电模型参数对于光伏电站的高效运行和维护具有重要意义。针对传统光伏模型参数辨识精度差、速度慢的问题，提出了一种基于适应度距离平衡（fitness distance balance，FDB）和半数均匀初始化的FDB-SDO参数辨识方法。为进一步促进算法研究与工程教育融合，构建了一套模块化虚拟仿真实验教学平台，将参数辨识全流程拆解为模型认知、算法实现与结果分析等环节，引导学生逐步完成从理论到实践的任务闭环。实验结果表明，所提算法在典型光伏电池模型与组件模型上均表现出优越性能。该平台通过虚实结合、模块驱动的设计，有效提升了学生解决复杂工程问题的系统思维与数字化实践能力，为新能源领域创新人才培养提供了可推广的教学路径。
基于频率自适应辨识的高速磁浮列车轨道长波不平顺振动重复控制方法仿真实践
金浩;李言民;张志强;徐浩天;王成玉;磁浮列车在中高速运行时，轨道梁的挠度将引入长波不平顺激励，引起列车振动，降低乘车舒适度，由于该激励频率随车速动态变化且含多谐波成分，传统控制方法对于这种多谐波抑制效果不佳，针对该问题提出了一种基于拉格朗日插值有限冲激响应的分数阶重复控制方法。首先，基于轨道梁不平顺特性建立单点悬浮系统动力学模型；其次，设计锁频器对轨道长波基频进行辨识；在此基础上，构建分数阶重复控制架构，通过拉格朗日插值实现分数延迟，并结合状态反馈控制实现长波扰动抑制。仿真结果表明，在100 km/h工况下，相较于传统状态反馈控制，本文方法可使电磁铁振动水平降低 85%，对振动具有显著的抑制效果。
低合金高强钢储罐焊接修复工艺仿真与热影响区组织性能调控
李春宝;郑天祺;郭峰;秦鹏举;赵得强;李京;刘宗鹭;初伟强;武汶北;针对在役老旧油气储罐罐壁换板焊接修复过程中的残余应力与组织性能控制难题，通过有限元方法，建立了低合金高强钢储罐壁板多层多道焊接的仿真模型，系统研究了焊接热循环过程、残余应力分布规律以及冷却时间t8/5对热影响区粗晶区显微组织的影响。研究结果表明：焊接残余应力集中分布于焊缝及热影响区，环向与轴向残余拉应力峰值分别达428.37?和407.68 MPa；残余应力沿焊缝方向分布相对平缓，而在垂直方向梯度变化显著；不同热输入下的t8/5值与D.Vwer薄板公式计算值匹配良好。本研究实现了宏观焊接过程与微观组织演变的跨尺度关联，为优化储罐焊接修复工艺、控制残余应力及改善接头性能提供了理论依据与方法支撑，同时通过仿真实验教学提升了学生对焊接热-力耦合机制及组织性能关系的理解，为相关工程实践与教学研究提供了有效途径。
长大交通隧道火灾救援机器人路径规划设计与实验
胡青松;梁化雨;我国10 km以上的长大交通隧道众多，此类隧道发生火灾后，高温、低能见度等恶劣环境会严重威胁救援机器人的通行安全与救援效率。为此，文章提出一种基于改进蚁群-人工势场（improved ant colony optimization-improved artificial potential field， IACO-IAPF）的路径规划算法，实现了动态火灾场景下的高效路径规划。在全局路径规划中，引入融合温度与能见度的当量长度优化启发式函数，并设计基于环境变化指标的自适应信息素挥发因子更新策略，有效提升算法收敛速度与火灾场景适应性，避免陷入局部最优；在局部路径规划中，基于回退寻找方位策略并引入出逃力解决局部最小值问题，在目标点构建斥力递减的动态斥力场以解决目标不可达问题，同时建立动态虚拟火源斥力场以适配火势蔓延；最后，设计基于火灾模拟软件PyroSim的路径规划实验，开展多类型障碍物分布、多时段火源演变条件下的仿真实验。结果表明，相较于传统算法，IACO-IAPF规划的路径长度缩短8.2%～15.7%，运行时间减少11.3%～ 29.3%，路径安全性维持在0.90以上，且能实时响应火源动态演变，具有较强的实用性与场景适配性。
多材料结构压溃机理有限元仿真平台设计
李奇奇;饶胜泽;邹铁方;为提升学生对碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）薄壁结构压溃失效及吸能特性的分析能力，构建一套基于显式动力学算法的高精度有限元仿真实验平台。通过二次开发嵌入三维渐进损伤本构模型，实现对层间分层与结构大变形的精确模拟。通过CFRP方管准静态轴向压溃实验进行数值验证，典型变形模式与力学数据的对比显示，核心吸能指标误差均在5%以内。依托该平台开展了铝/碳纤维（Al/CFRP）混合管结构拓展研究，分析异质材料界面耦合机制。结果表明，C-A构型混合管吸能表现最优，相较于单一CFRP管，其总吸能（EA）提升269.42%，平均压缩力（MCF）提升269.61%，比吸能（SEA）提高37.47%。该平台及拓展案例为学生掌握多材料耦合结构数值分析提供了有效路径。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新
熊宏齐;该文从实验教学的概念及重要性出发,阐述了虚拟仿真实验教学的内涵。在此基础上,提出了虚拟仿真实验教学推动传统实验教学升级重构需要遵循的6个平衡原则,阐述了虚拟仿真实验教学推进理论教学整体优化创新的改革思路,并对其推动创新创业教育融入专业教育全程进行了简要分析。
BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用
吴昌东;江桦;陈永强;在简述BOPPPS模型内涵的基础上,探索BOPPPS教学模型对MOOC教学设计的指导作用,并基于BOPPPS模型进行了"串联反馈式稳压电路"的MOOC教学设计。这对提高MOOC教学设计质量,激发学生学习兴趣及学习动力,促进教师进行教学内容设计改革提供了参考与借鉴。
荧光光谱法在蛋白质研究中的应用
尹燕霞;向本琼;佟丽;荧光光谱法对研究蛋白质结构及其构象变化是很重要的。描述了荧光光谱的概念、发光机理及特点,介绍了荧光光谱仪的仪器原理和结构,记述了荧光光谱技术在检测蛋白质的构象变化、蛋白质的含量和酶活性方面的具有应用。
基于工作过程系统化的数控机床及其应用教学设计
李艳霞;根据专业培养目标以及主要就业岗位对职业能力和知识结构的要求,以"数控机床和零件"为载体,以数控机床编程与操作能力培养为中心,设计了"认识数控机床、观察分析数控车床、观察分析数控铣床、观察分析加工中心、阶梯轴的编程与加工、带螺纹轴的编程与加工、手轮槽的编程与加工、凸模板的编程与加工、基座的编程与加工"等9个项目,25个学习情境,67个工作任务,并对其中的"凸模板的编程与加工"学习情境进行了教学单元设计。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
化学化工专业实验教学新体系的构筑和实施
杨金田;构建了我校化学化工专业化学实验教学新体系,开设了综合性、开放性和研究性实验,并提高了资源共享程度、设备利用效率和实验教学质量,有效地优化了大学生实践能力和创新精神的培养。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
基于导师制下“大学生创新创业训练计划”教育的实践与思考
钱小明;荣华伟;钱静珠;创新创业教育已列入高校教育、教学的内容,"大学生创新创业训练计划"项目已成为教育部开展"卓越计划"下大学生创新创业教育的重要内容之一。导师制下的"大学生创新创业训练计划"教育,是高等院校做好创新创业教育、引导学生开展创新创业训练的有效途径。通过"大学生创新创业训练计划"教育项目的实施,让大学生了解创新研究的方法步骤,掌握创新创业过程中的技术路径,学会创新创业基本技能,同时也为高校教师教育、教学能力的提升提供了一个新舞台。该文对导师制下"大学生创新创业训练计划"教育项目的立项、实施等可行性进行了分析与研究。