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促进国产科研仪器发展的相关举措及实践
徐振国;赫运涛;靳凤民;吴爱华;刘玉兰;徐明;刘剑锋;张丽娜;国产科研仪器是我国自主创新的重要方面,为解决仪器设备“卡脖子”问题,国家有关部门推动高校院所和企业共同协作,助力国产仪器的高质量发展。促进国产仪器发展的相关举措及实践包括:设立国产仪器研发科研项目;开展国产仪器进校园、在国家网络管理平台上设立国产仪器专栏等宣传推广工作;推进国产仪器的应用示范与验证评价;在政策层面推进大型仪器购置查重评议工作,引导与支持购置国产仪器;将国产化替代列为科研设施与仪器开放共享评价考核工作的重点内容。目前,国产仪器的研制已取得进步,未来国产仪器要形成“研发—生产—推广应用—迭代升级”的良性循环发展。
应用示范推动国产科学仪器创新——以桌面式X射线吸收精细结构谱仪为例
靳凤民;张丽娜;徐振国;田昊;黄禹琼;方卉;章磊杰;王军;高端科学仪器是高等学校和科研院所开展科研创新工作的重要条件支撑,针对我国高端科学仪器长期依赖进口、核心技术研发和关键零部件研制能力不足、科学仪器研发生产与实际应用脱节的问题,文章以桌面式X射线吸收精细结构谱仪为例,详述了国产科学仪器研究及应用示范中心以科研测试需求的应用场景为驱动,实现多项仪器功能与性能的突破,推动高端科学仪器的研发以及应用方法的开发与创新,从应用端推动国产仪器厂家技术迭代升级,探索建立国产科学仪器研发与应用的平台和桥梁,加快培育国产科学仪器的新质生产力。
国产与进口气相色谱仪性能和应用验证评价
汪杰;王李杰;葛道至;张银秋;沈文斌;宋喆;刘剑锋;通过对标进口气相色谱仪,该研究对两家国产气相色谱仪进行了性能指标验证和溶剂残留方法学的应用验证。结果表明国产仪器各项性能指标均能满足要求:基线噪声小于0.05 p A、基线漂移小于0.2 pA、检测限小于5×10–12 g/s、定性和定量重复性分别小于0.2%和1.0%。在此基础上完成了消旋卡多曲化学品中11种残留溶剂的方法学验证对比,结果表明该方法线性关系良好(相关系数r≥0.999)、回收率为95.57%~99.84%、相对标准偏差(RSD)小于3.6%(n=9)。国产气相色谱仪的灵敏度、精密度和准确度等性能与进口设备差异不大,能满足企事业单位的检测要求,高效响应客户需求优于进口设备,但国产仪器工作站的部分参数项需进一步优化。
小型化冷原子荧光检测器研制与应用
陈璐;张丽娜;刘宇翔;周加才;气相色谱(GC)与原子荧光光谱(AFS)联用技术因其高稳定性和高准确性在汞检测领域得到了广泛认可,然而该联用系统体积庞大、管路较长,且仪器利用率较低,这些因素限制了其在检测行业中的应用和推广。为解决上述问题,该研究基于通用仪器专用化的策略,对实验室原子荧光光谱仪进行小型化设计,研制了一种小型化冷原子荧光检测器(AFD),其体积约为传统原子荧光光谱仪的1/30,并实现了在实验室气相色谱仪上的直接搭载。该系统在保留传统气相色谱检测器功能的基础上,实现了气相色谱与原子荧光光谱联用分析,填补了实验室气相色谱仪在烷基汞检测领域的空白。实验结果表明,该系统对甲基汞和乙基汞的检出限分别达到0.073 7 pg和0.094 4 pg。
科学仪器验证评价探索与实践
张丽娜;杨娟;吴爱华;刘天姝;黄晓晶;刘玉兰;周加才;巫祥云;靳凤民;仪莹;徐振国;近年来,国家支持仪器自主创新,规模以上的国产仪器企业有2 000余家。然而,行业仍面临高端国产仪器占有率低、技术转移低效的困境。中国仪器仪表学会科学仪器设备验证评价中心(生命科学站)通过提供应用验证评价,有效提升国产仪器性能指标。文章详述了高效液相色谱仪在食品应用领域的验证评价工作,该工作不仅促进了高效液相色谱仪性能指标的提升,还促进了更多的用户关注国产仪器。
大模型时代计算机实验教学的挑战与机遇
刘雪峰;陈玮;韩旭;李牧;牛建伟;马殿富;大模型的广泛应用为高校计算机实验教学带来了新挑战。以大模型时代计算机实验教学为研究对象,旨在解决传统教学目标和模式无法满足大模型时代人才需求的问题。通过调研IT行业对人才能力的新需求,剖析大模型的优势与局限性,明确大模型时代人机的协同模式,以及学生在大学阶段应该培养的关键能力。基于以上分析,提出基于大模型辅助的项目式学习实验教学体系,详细介绍如何借助大模型辅助开展人机协作教学,并设计由大模型驱动的智能机器人综合实验项目。实践结果表明,该教学模式显著提升了学生在复杂问题解决与创新设计等方面的能力。该研究为高校在人工智能背景下推进实验教学改革、构建人机协同人才培养机制提供了有益参考和思路。
海底沉积地层钻探机器人钻头力学测试平台设计
王玉红;周朋;张培豪;海底地层钻探机器人主要依靠前端钻头向前钻进破土实现在海底沉积物中的探测,钻头的进给速度和转动速度与钻头所受的土壤阻力密切相关,进而影响机器人在土层中的运动特性。该文通过设计地层钻探平台,获得在钻进过程中钻头运动参数与其所受阻力的关系,以及钻头在真实工作条件下机器人运动参数与钻进力和扭矩的关系,并通过仿真计算进行验证。该实验系统包括试验台支架、模拟南海海底沉积物土壤参数配置的饱和黏土、可编程电动推拉丝杠机构、力学传感器装置及上位机软件系统。实验结果表明,在一定钻进深度范围,对于轴向阻力,在相同转速下,钻进速度越大受到的轴向阻力越大;在相同钻进速度下,转速越大受到的轴向阻力越小;对于扭矩,在同一钻进速度下,转速越大扭矩越大;在同一转速下,不同进给速度钻头所受扭矩差别较小。
滚动接触界面静态接触特性实验设计与教学实践
林起崟;王涛;丘铭军;庄健;邵衡;洪军;针对轴承装配界面磨损失效导致高端装备性能降低、寿命受限的核心问题,该文提出一种基于粒子群优化算法的滚子母线形状优化设计方法,明确了HF-TK对数修形滚子在恒定压力下的形状参数,并将优化后HF-TK对数修形滚子与3种圆弧滚子、直母线滚子进行数值分析与实验对比,揭示了滚子轮廓曲线对界面应力分布的关键影响机制。研究结果表明:HF-TK对数曲线滚子通过端部渐进曲率优化,可有效消除轴承滚子边缘应力集中。在教学实施中,学生将参与数值分析、优化设计和实验验证等优化设计全流程,深度理解接触理论中曲率半径、载荷分布与装配性能的内在联系,提升学生对机械装配界面性能优化设计方法的认知水平。
高校实验室安全教育多源路径与体系建设探索
李莉;杨娟;随着高校实验教学与科研活动的不断深入,实验室安全已成为保障教育质量与科研产出的关键要素。近年来,高校实验室事故频发,暴露出实验室安全教育体系在理念、制度、内容、机制与文化建设等方面存在的系统性缺陷。该研究基于“三全育人”理念与现代高等教育治理框架,系统梳理国内实验室安全教育相关研究成果,归纳当前存在的核心问题,并结合典型高校案例,从教育理念、治理结构、课程体系、技术支撑与文化生态5个维度提出系统优化路径。研究发现,有效的实验室安全教育体系需兼顾法定责任落实与安全素养提升,既强调规范制度建设,也注重“安全即教育”的文化引导。高校实验室安全教育应走向系统化、智能化与文化化并行的治理新阶段,为实现高校人才培养的高质量发展奠定基础。
人工智能+:政府采购领域的智能变革时代
侯冰;杨敏;陈思宇;近年来,人工智能技术快速发展,按照《新一代人工智能发展规划》及《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》的要求,各领域积极推进人工智能应用。政府采购作为采购货物、服务和工程等项目的重要手段,涉及大额资金及资源交易,面临多重风险和挑战。人工智能技术通过自动化处理、数据分析和决策支持功能,为提升政府采购效能、确保公平公正公开提供了新路径。该文首先介绍了人工智能发展现状,其次探讨了政府采购与人工智能结合的潜在优势,并研究如何实施这一结合以应对政府采购领域面临的主要挑战。
美国高校实验动物设施建设管理对我国高校的启示
叶海绿;蒋玲玲;张奋强;孙文超;该研究借鉴美国高校实验动物设施的建设与管理经验,系统探讨了美国实验动物相关的管理架构、专业化人才培养机制、严格的监管体系与先进的信息化管理等关键要素,这些经验不仅确保了动物实验的科学性与可重复性,也体现了实验动物使用过程中的规范性和人道性。文章进一步分析了我国高校实验动物设施面临的国际化认证、人才队伍建设和准入准出管理等挑战,并提出需融合中西方管理理念、强化实验动物专业人才培养、完善信息化平台及推动中西方动物伦理文化融合等建议,旨在为高校实验动物设施建设提供借鉴,助力科研创新能力和国际竞争力的提升。
光谱分析技术在环境重金属污染检测中的应用与进展
李亚可;夏星辉;姜晓满;李玉环;徐俏;快速准确地检测环境中的重金属含量,对质量控制、人类健康和环境安全具有重要意义。光谱分析技术因其快速、无损和高灵敏度的特性,已成为环境重金属污染检测领域的一项重要检测手段。文章以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、原子吸收光谱法(AAS)、拉曼光谱法(Raman)、X射线荧光光谱法(XRF)和激光诱导击穿光谱法(LIBS)5种主流光谱分析技术为例,介绍了光谱技术的基本原理,总结了光谱技术在环境重金属污染分析中的研究现状,探讨了光谱分析技术未来发展趋势,并展望了其前景。
基于PLM和SMART的高校实验室安全培训体系研究
史越;黄勇;左杭冬;朱方;崔嘉伟;郑凯;针对当前高校实验室安全培训存在的覆盖面不全、分级管理缺失、协同性不足、效果评估和追踪机制不完善等核心问题,该研究基于产品生命周期管理(PLM)理论和SMART原则模型,构建了高校实验室安全培训体系。该体系实施方案包含需求分析、设计、实施、监测与评估、维护和总结6个阶段,同时针对各阶段提出具体措施与方法。此外,还通过考试、问卷调查访谈、应急演练等方式来检验该安全培训体系的实效性。数据统计表明,该体系的实施能有效提升师生安全知识水平、应急处置能力和安全防范能力。
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。
建立以能力培养为中心的实践教学体系
张忠福;随着经济社会对应用型人才需求的不断增加,实践教学开始受到高校和社会的热切关注。实践教学应以能力培养为中心,构建实践教学体系,整合实验教学内容,改革实践教学模式,理顺实践教学管理体制,建立科学合理的实践教学质量保障体系和实践教学评估体系。
虚拟实验室在高校实验教学中的应用前景
宋象军本文阐述了基于网络的虚拟实验室国内外现状及其组成和特点,分析了传统实验教学模式中存在的问题。并指出,随着网络技术飞速发展和普遍应用,在高等学校利用虚拟实验室进行实验教学已成为一种趋势,将会成为未来实验教学的重要途径和方式,并在快速变化的信息时代逐步完善、成熟,担当起实验教学的重任。
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。
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。
蛋白质免疫印迹技术的实验研究
张燕婉;叶珏;时那;孟宪敏;王来元;阐述了蛋白质免疫印迹(western blotting)技术在蛋白质研究中的重要意义,论述了蛋白质印迹技术的原理和实验方法,从实验技术的几个主要方面对方法进行了分析和讨论,并对蛋白质免疫印迹技术进行了经验性的论述。