摘要：基于STEM理念,根据光学方法对水质折射率、浊度、表面张力、含氧量的物理测量原理,研发了水质光学综合测量虚拟仿真实验软件,运用Unity编程创立虚拟仿真场景,C#语言模拟实验操作与数据分析,LabVIEW展示实验采集.该软件可以自主选择光学元件搭建实验装置,动态展示实验现象,并快速采集、拟合、分析实验数据,最终完成对水质的判断.该虚拟仿真实验开发过程以工程问题为导向,以项目形式进行设计、研发、执行,期间综合运用物理理论、软件编程、算法分析等跨学科知识解决实际问题,培养了研发者的创新思维;该软件的使用者,不仅可以掌握水质物理测量的理论知识、光学测量操作、数据分析方法,还可以了解水质判断的科学依据.

摘要：ADDIE模型指导下的医学物理STEM项目,引导学生运用从物理课程中获得知识和技能,并结合信号分析等方法来解决实际生活中的医学相关问题,从而达到增强学科交叉意识、培养创新思维及提升解决问题能力的教学目标.以音准测试项目为例,在了解发音器官的生理结构后,对发音过程和音准进行物理建模,通过Audition音频软件采集声音并做频谱分析,以标准琴音和受过良好音乐训练的被测者为参照制定音准测试方案,分析了音准自我认知和新冠病毒感染带来的嗓子不适等因素对音准的影响.项目执行结果表明:音准曲线能够客观评判被测者的音准情况和嗓子状态.该项目是由学生团队合作、自主探究完成的设计性医学应用实验,是典型的跨学科STEM实践活动,展示了复旦大学医学物理实验课程在践行学科交叉能力培养方面的成效.

摘要：基于华东师范大学高校定位与环境生态工程的新工科人才培养目标,有机融合物理理论、生活实验、演示实验、虚拟仿真、基础实验、拓展实验、创新实验,形成进阶式理论-实验课程系列;高度重塑线上线下教学资源,采用分层教学理念与多维度过程性评价方式,深度融合线上线下学习活动,引导学生自主学习、自主实验、开放展示和自我反思,实现自主学习能力的全面提升;通过学生人格、学识、能力的协同培养,使学生获得专业认同感和职业价值感;实现思政教育全方位沁润,树立家国情怀,形成责任担当。课程评教整体良好,以学生为主导的科创成果显著。

摘要：设计并制作了多模态声驻波演示仪,采用自动移动扫描装置采集圆形驻波管中的声场信号,利用Audition音频分析软件实时显示具有驻波形态的时域波形,通过蓝牙音箱实时监听驻波管内部的声音,并由Audition基于短时傅里叶变换的频谱图观察驻波场中的谐波.同时,还探究了驻波管长度、管径、边界条件、扫描速度及麦克风尺寸等对驻波场的形成和测量的影响.

摘要：物质分离是很多医疗和工业的核心技术.传统的固体过滤膜可以允许小于临界尺寸的粒子通过而阻挡大的粒子透过.然而,允许大粒子通过而小粒子停留的膜却很难人工制造.Birgitt Boschitsch Stogin、Luke Gockowski等人证明了完全由液体组成的液膜可以被设计成保留小于临界尺寸粒子而透过大尺寸粒子的过滤膜.基于上述研究,本文在液膜过滤器模型基础上进行解析推导,分析讨论了液膜的临界透过条件,并在实验中得到验证.同时,本文通过调节液膜表面张力系数实现了对粒子速度的筛选.

摘要：本文通过构建包括泵浦光源、准直聚焦系统、增益芯片、耦合输出镜、倍频晶体和标准具等在内的积木式实验器件,建立了基于外腔面发射激光器的激光原理与技术的综合实验,实现了激光基本原理、频率变化技术、波长调谐技术等实验内容.本实验综合了激光技术的相关原理,将先进的科研理论知识与实验实践相结合,并提供了多种设计性实验内容,提升学生学习自主性,达到推进实验教学工作的目的.

摘要：本文设计了一款应用电流热效应测量电流大小的仪器:热膨胀式电流计。该电流计主要由电流反馈部分、放大部分、环境控制部分组成。依靠电流热效应与金属热胀冷缩,将电信号转化为位移信号;随后通过光杠杆法对微小变形进行放大,以提高测量精度并控制误差;通过控制环境变量的方法,减小测量影响因素,提高电流计的适用范围。该电流计在测量大电流方面具有显著优势,并且对于电流过载具有较强的耐受能力,在电流监测方面拥有广泛应用空间。

摘要：采用平面相控阵作为超声波的声源形式,使上下相对的2组换能器阵列发出具有平面波形式的波前,提出三维移动的“分区运行”新方案,并利用Matlab软件解析出在特定形式参量下声势场的性质.设计了可以对空气中的固体微粒实现悬浮及三维移动的声学装置,在此基础上进行实验研究,实验结果与理论计算的匹配度较好,且装置具有低能耗、高悬浮性能的特点.

摘要：飞行器制造工程专业重点培养学生解决飞行器制造领域复杂工程问题的能力,其中挤压成形及模具设计是核心课程,目标在于培养学生运用知识解决实际挤压工程问题的能力。然而,当前各高校对于挤压工艺等课程普遍缺少实验教学,且受到实验条件苛刻的影响,该课程实验教学具有一定的危险性、实验器材短缺、资金匮乏,教学结果收效甚微。文章设计了挤压成形与模具设计课程虚拟仿真实验设计,立足于学科前沿,将镁合金领域最先进的热成形技术融入实验教学项目,结合三维动画技术和人机交互技术,体现较好的高阶性、创新性和挑战度,做到以学生为中心、培养实践能力和创新能力为导向,以期提高学生在该领域方向的培养质量,让学生走上岗位后能尽快适应。

摘要：绪论作为一门课程的开场白和“序曲”,是不可缺少的教学环节,对后续课程的开展起着提纲挈领的作用。该文以激光原理与技术课程为例,结合课程教学团队的授课经验以及对本课程的理解和体会,提出利用绪论课激发学生学习兴趣、建立学习主线的有效方法。我们从历史、应用和前沿三个维度对绪论课进行了精心设计:回顾历史——详述激光的发明过程,展示应用——介绍激光的重要应用,紧贴前沿——介绍与激光相关的诺贝尔奖。通过该绪论课的讲授,启发和培养学生学习激光原理与技术课的浓厚兴趣,使学生能够明确学习目的,端正学习态度,最终达到师生情感交流的良好状态,保证今后教学的顺利实施。