面向地球物理勘探及仪器类专业人才培养体系中强化专业理论与工程实践衔接的核心需求，文章基于旋翼无人机平台和光泵传感器，设计了一套涵盖“仪器系统集成—仪器性能测试—目标信息收录—数据预处理—结果演示”的磁异常探测全流程教学实验方案。该方案采用“模块化”仪器系统集成、“流程式”仪器性能测试及“场景化”野外磁异常探测相结合的教学演示与实操训练模式，可有效提升仪器类专业学生对前沿专用仪器系统设计理念的认知水平，深化地球物理勘探相关专业学生对磁异常探测基本原理的理解，全面锤炼学生在实际工程场景中的综合应用能力。
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。
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。
新能源并网宽频振荡是威胁电力系统稳定运行的一个关键问题，传统数字仿真与物理实验在教学中存在局限。为此，设计并实现了一套基于RT-LAB的新能源并网振荡分析与抑制的数字物理混合仿真教学实验平台，充分发挥了半实物仿真高保真模拟复杂电网场景和安全经济地验证抑制设备性能的优势。该文以阻抗重塑的VSC设备为例，通过实体样机接入实时仿真系统，为学生构建了连接理论与工程实践的桥梁，验证了优化后的VSC对新能源并网振荡的抑制效果。除了提高新能源电力系统的仿真精确度外，该平台通过涵盖设备认知、接线、参数整定和结果分析的全流程实验设计，显著提升了学生的硬件实操能力、系统分析能力和创新思维，为培养新型电力系统所需的复合型人才提供有力支撑。
沿面绝缘是气固复合绝缘系统的薄弱环节，表面电荷积聚会畸变沿面电场分布，严重威胁沿面绝缘安全。基于沿面放电观测平台与表面电荷表征技术，提出一种气固界面放电及其电荷积聚特性的实验教学方案。通过放电电信号测量和发光图像拍摄，分析了空气中绝缘子沿面放电特性。采用静电探头法和粉尘图法表征了表面电荷，揭示了空气中沿面正流注和负流注的异同点。基于流体仿真模型计算放电发展过程，结合实验结果阐明了空气中沿面流注演变特性。该实验教学方案操作便捷、实验结果直观形象，能够助力学生扎实掌握高电压放电基础知识，培养科学探究素养和创新思维，实现科研与教学的有机融合。
凭借较高的冷却效率与较低的运行成本，液冷板换热器已成为高算力数据中心散热的首选解决方案。针对某数据中心液冷需求，设计并加工了散热功率为350 W的微通道液冷板换热器，通过搭建实验装置对该液冷板换热器传热性能和流动性能进行了测试。同时，通过构建数值模型对所测试液冷板进行了热-流耦合性能模拟，对比分析了不同冷却液对液冷板换热器传热性能和流动压降的影响规律，筛选出性能最优的液冷系统冷却液形式。相关工作不仅可为绿色数据中心低碳高效运行提供技术支持，也有助于数据中心液冷研究方面的科研与教学实践改革。
采用溶剂介导沉淀法合成具有精确原子结构的铜纳米团簇(Cu13 NCs)，并通过低温沉积策略将其负载于二氧化钛(TiO2)表面，构筑界面结构可控的复合催化剂(Cu13 NCs/TiO2)。实验结果表明，所制备的Cu13 NCs/TiO2复合体系有效缩短了电子迁移路径，显著抑制了光生电子-空穴对的复合。最佳复合比例的Cu13/TiO2光催化还原CO2为CO的速率是原始TiO2的两倍(517.23μmol·g–1·h–1)。该综合实验方案设计简明、操作便捷，能够在有限的本科教学学时内完成全部流程。此外，实验融合了光催化剂的制备、表征、性能测试及理论模拟等内容，为学生系统学习光催化、助力“碳中和”提供了实践平台。
针对现有割胶机实验存在的多参数协同不足、评估体系不全、流程不规范等问题，设计验证了固定式割胶机多参数标准化实验系统，建立了涵盖动力与能耗、割胶质量、产胶效率和作业稳定性的综合评估指标体系。该系统可实现切削深度、割刀螺旋角和切割时间的精准调控，采用控制变量法方案并通过传感器复校与数据一致性检验保障了系统的可靠性。现场测试显示，该系统运行稳定，割深误差≤±0.5 mm。该系统可为固定式割胶机参数标定、性能优化提供标准化实验平台，也可为同类农业自动化装备实验系统设计提供参考。
针对无人机（UAV）在倾斜或非结构化地形着陆时面临的稳定性差和螺旋桨触地风险，该研究设计并构建了一个面向非结构化地形的无人机视觉自主着陆实验平台。该平台集成了地形感知与自适应着陆姿态优化能力，通过下视深度传感器获取点云数据，并利用RANSAC算法和主成分分析（PCA）技术提取局部坡度特征。平台内嵌一个数学模型，描述无人机机体姿态、定制化着陆支架配置与地形坡度间的几何关系，明确考虑机械约束及机体最小离地间隙。通过协方差矩阵自适应进化策略（CMA-ES）寻优着陆支架角度和飞行器姿态，并引入外部贝叶斯优化调整超参数以加速收敛。实地着陆实验验证了所构建平台的性能，结果表明，平台成功引导无人机在高达42°坡度上安全稳定着陆，坡度估计误差控制在±5°以内，且无碰撞故障。该实验平台的构建能够为复杂非结构化环境中无人机智能着陆技术的研究、开发与教学提供可靠的物理验证环境。
为了探究新型纳米锌材料与生物炭对土壤碳库的调控作用，利用盆栽实验结合实验室分析方法，研究了不同浓度纳米锌修饰生物炭材料对水稻土壤有机碳（SOC）固持及关键酶活性的影响。结果表明，施用生物炭基纳米锌可以显著增加SOC及其组分含量以及土壤有效锌含量。通过进一步分析SOC固持的相关酶活性可以发现，生物炭基纳米锌主要通过调节土壤FDA酶、β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶活性来增加SOC固持。该项实验研究为利用新型纳米肥料提高稻田SOC固持、改善水稻土锌有效性提供了一种解决方案，盆栽实验管理及室内分析实验操作过程对学生学习和掌握水稻栽培及土壤农化分析相关知识具有良好的实践价值。