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高等学校基础课实验教学示范中心建设标准

[日期:2011-09-27] 来源:  作者: [字体: ]

“十五”期间,为了全面贯彻落实教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件精神,进一步提高高等学校基础课实验室的建设和管理水平,推进实验教学改革,保证教学质量,拟在高等学校建设100个左右具有辐射、示范作用的基础课实验教学示范中心,为高等学校培养适应新世纪国家经济建设与社会发展需要的、具有国际竞争能力的高素质创新性人才创造条件。

    根据教育部启动的《新世纪高等教育改革工程》实验室建设和发行项目,特制定《高等学校基础课实验教学示范中心建设标准》,宏观指导并规范高等学校基础课实验室的建设与管理,推进实验室体制和实验教学改革,促进教学资源共享。

    首期制定的标准包括物理、化学、生物、力学、机械、电工电子、计算机基础课实验室仪器设备配备和实验教学项目。

此标准对示范中心的体制与管理、实验教学、实验教材、实验人员、仪器设备、环境与设施六个方面提出了规范化建设要求,为高等学校基础课实验教学示范中心的审定和指导高校基础课实验室不断上层次上水平建设提供参考。

 

    一、体制与管理

    1、基础课实验教学示范中心(以下简称“中心”)属于校级实验中心,与学科建设紧密结合,实施校、院(系)两级管理,全面负责本科学生基础课实验教学工作。

    2、学校负责中心的建设,提供其正常运转、维修及更新改造经费。学校上级主管部门必要时给予支持。

    3、中心实行主任负责制,主任由学校任免。中心人员实行公开招聘、竞争上岗、定期考核的管理机制。

    4、中心在承担学校本科基础课实验课实验教学工作的同时,积极开展实验教学课程体系、内容、理论和技术方法、手段的研究。

    5、中心向校内外开放,负责人员培训,发挥示范作用。

    6、中心充分利用现代化技术手段实现实验教学、实验室基本工作信息和仪器设备的计算机网络化管理。

    7、中心必须贯彻《高等学校实验室工作规程》(国家教委主任20号令),执行《高等学校仪器设备管理办法》(教高〔2000〕9号)以及国家有关部门制定的相关规定。

    二、实验教学

    1、实验课程体系

    实验教学是构成高等学校课程教学的重要组成部分。中心应按照新世纪经济建设和社会发展对高素质创新性人才培养的需求,同理论教学紧密结合,科学地设置实验项目,并注重先进性、开放性和将科研成果转化为教学实验,形成适应学科特点及自身系统性和科学性的、完整的课程体系,全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题的能力,使学生具有创新、创业精神和实践能力。

    2、实验教学内容

    实验教学内容包括:

    基本实验:

    提高型实验(综合性、设计性、应用性等);

    研究创新型实验。

    其中提高、研究创新实验应在全部实验项目中占有一定的比例。

    中心实行开放式教学,实验室提供选题(参见附件含必修、选修),学生可自带课题,中心为学生提供技术指导等全方位服务。

    3、实验教学方法和手段

    (1)中心开展实验教学应符合学生的认识规律和实际水平,要根据不同学校、不同学科的特点建立以学生为中心、实现以学生自我为主的教学模式。实验安排应由浅入深,由简单到综合,并能充分调动学生学习的主动性。学生通过实验教学应掌握基本实验操作方法,能够正确地使用仪器设备,准确地采集实验数据。具有正确记录、处理数据和表达实验结果的能力;认真观察实验现象进行分析判断、逻辑推理、作出结论的能力;正确设计实验(选择实验方法、实验条件、仪器和试剂等),并通过查阅手册、工具书及具其它信息源获得信息以解决实际问题的能力。要注重培养学生实事求是的科学态度,百折不挠的工作作风,相互协作的团队精神、勇于开拓的创新意识。

    (2)中心应运用现代化技术及先进的实验教学手段,充分利用网络,使用计算机辅助教学实验软件和多媒体教学课件,推广应用虚拟、仿真等实验技术手段。同时对于必要的实验要促进虚拟、仿真实验与实际实验的结合。

    (3)基本实验原则上应1人1组。部分其它实验可根据需要2人一组,少数大型实验,同组人数可适当增加。

    各科实验教学参考内容详见附件。

    4、实验课时

    中心实验课与理论课时的参考比例如下(含课内外学时):

    物理50%左右

    化学120%左右(本专业120%,其它100%)

    生物100%左右(本专业100%,其它30%)

    力学25%左右

    机械30%左右

    电工电子40%左右(工科40%,理科30%,师范类25%)

    计算机70%左右

    5、实验教学的考试与考核

中心实验教学的考试与考核要鼓励创新,要采取平时成绩同期末考试成绩相结合的做法。平时成绩以实验操作、实验能力、实验结果及实验报告是否准确、规范化为主要依据。要鼓励学生在实验中有所创新,对于有创见的学生,成绩从优。实验成绩要登记、建档。

 

    6、实验教学研究及成果

    中心要根据学科的发展、社会的需求,及时开展对实验教学内容的研究与更新,要积极地把科研成果转化为实验项目。中心学年更新实验项目数应达到总实验项目数的5%。每四年中心应至少要有一本正式出版的自编实验教材或有一项实验教学改革成果获省、部级奖。

    7、中心开放

    中心计划内数学任务应服从教学计划的安排,每天可开放时间不少于10小时。有的实验可实行阶段性全时开放或预约开放。物理、化学、生物、电工电子示范中心的工作量每年至少应达到8万人时数,力学、机械示范中心达到3万人时数,计算机示范中心达到20万人时数。

    三、实验教材

    1、中心应有正式出版的与理论教学结合的自编实验教材和中长期编制实验教材计划。中心各实验课均要使用自编或引进的高水平教材。教材应多样性(包括立体化教材),并有广阔的覆盖面和足够的实验项目(包括计算机辅助实验教学软件和多媒体教学课件)。教材内容要反映课程内容与体系改革以及实验教学改革和研究的成果,既要体现基础性又要具有先进性,既要体现学科的内涵,实验内容的更新,又要有反映新技术、新方法、新设备的现代实验技术和手段。

    2、中心教材要符合实验教学大纲的要求,对不同专业的实验课程留有充分的选择余地。

    3、各类实验教材要在保证质量的原则下充分体现自身的特色。

    四、人员

    中心应拥有一支国内一流水平的基础课实验队伍,其人员组成的层次、结构、数量应科学、合理,满足中心正常运转需求。一般具有硕士以上学历和具有高级职称人员应不少于50%。全体人员应爱岗敬业,团结合作,具有创新精神和实验能力。

    1、中心人员基本由三部分组成:实验教师(含主讲教师和任课教师)、实验技术人员(含管理人员)、技术工人。

    2、中心主任1人(正高级职称),全面负责中心的实验教学、中心建设和管理工作。可兼任课程主持人,参与教学与科学研究。设副主任2人(副高级以上职称),协助主任工作。

    3、实验教学(含专、兼职)从事实验教学与研究工作,其中主讲教师是课程教学和教改的骨干,负责对任课教师和助教的指导,对课程的教学质量负有责任。鼓励理论课教师从事实验教学、实验教师兼任理论教学,实现两类教师与教学的融会贯通。

    4、中心应大力推行聘请研究生做助教的制度,并要加强管理和教学指导,保证教学质量。

    5、实验技术人员从事实验前后的准备、实验设备的研制,实验技术的开发,仪器设备的维护及中心日常工作的管理等。中心以工作量1~1.5万人时数配备一名实验技术人员为宜(计算机示范中心除外)。

    6、中心每年要根据国内外先进知识与技术的发展制定对不同人员的培训计划,以保证中心工作水平的不断提高。

    五、仪器设备

    中心根据现代化教学手段的需求配备一定数量的计算机,用于开展计算机网络教学。要根据所开设的实验教学内容配置相应的仪器设备,避免仪器设备的闲置浪费。仪器设备配备的档次要符合要求,套数要有一定规模,以保证学生的实验教学质量为依据(参看四、实验教学章节)。

    1、仪器设备完好率要保证在95%以上。

    2、中心运行维护费要保证在仪器设备总值的3%以上。

    3、中心应保证大部分仪器设备处于国内先进水平。一般情况下,机电设备平均年更新改造率要保证在8%以上,电子仪器10%以上,计算机20%以上。

    4、中心应有体现学科特色的自制教学仪器设备。

    5、贵重仪器设备年使用效益评价分数要达到合格标准。

    仪器设备配置详见附件。

    六、环境与设施

    中心实验室要有与本学科组适应的学术水平以及体现精神文明的人文环境。中心应满足以下条件:

    1、实验室生均占有实际使用面积至少2.5m2

    2、实验室房间高度不低于2.5m,地面防滑、耐磨,地面和墙面有特殊需要的要耐腐蚀。

    3、房屋无破损,无危漏隐患,需防振的要远离振动源。实验台、柜、桌、椅无破损、符合规范标准。

    4、实验室通风良好。根据实验要求需控温控湿的实验室,温度保持在16℃~26℃,湿度保持在60%左右。

    5、实验室照明良好,桌面150lx以上。水、电、气管道、网络走线布局安全、合理、符合国家规范。噪声一般低于55dB(机械设备可低于70dB)。

6、中心要根据国家有关部门的规定有防火、防盗、防爆、防破坏基本设备和措施。高压容器、易燃、易爆、有毒等物品要按国家有关规定合理存放,专人管理。使用放射性同位素和有害射线的要有许可证。有三废处理措施,符合环保要求。

7、中心教学环境清洁、整齐、卫生,避免师生在实验过程中的交叉感染。

附件:

各科实验教学参考内容和仪器设备配备参考方案

    一、物理

    实验教学参考内容

    1.速度、加速度的测定;2.动量守恒、能量守恒定律;3.转动惯量的测量;4.杨氏模量;5.比热;6.潜热(熔解热、汽化热);7.热膨胀系数;8.热导率的测定;9.相变临界现象的研究;10.质量与密度的测量(气、液、固);11.力学传感器(位移、应力速度、加速度…)与其应用;12.温度传感器及其标定和应用;13.粘滞系数的测定;14.阻尼、受迫振动;15.弦振动;16.声速的测定;17.振动模式研究;18.单摆混沌装置;19.傅里叶频率合成;20.复摆与耦合摆;21.直流电桥;22.非平衡电桥及其应用;23.非线性组件的伏—安特性;24.弱电流测量(F-H实验);25.高温超导材料的导电性能与转变温度的测量;26.交流电桥;27.介电常数的频率特性;28.RLC电路的暂态过程;29.RLC电路的稳态过程;30.RLC谐振电路的幅频特性与相频特性;31.存贮示波器及其应用(瞬态过程的测量);32.示波器原理及其应用;33.电信号的傅里叶分析;34.三相电特性及其应用;35.交流电路功率;36.霍尔效应;37.磁滞回线;38.用非线性电路研究混沌现象;39.光电效应;40.逸出功的测定;41.荷质比的测定;42.密立根油滴实验;43.电子衍射;44.几何光学;45.迈克尔逊干涉仪;46,玻璃折射率与波长的关系;47.衍射光栅;48.各种缝、孔衍射现象的定量研究;49.F—P干涉仪;50.线、圆、椭圆偏振光的定量研究;51.旋光现象;52.分光计的调整及使用;53.原子能级的研究;54.光栅单色仪的调整与应用;55.光学多道分析器(OMA)的调整与应用;56.吸收光谱;57.荧光光谱;58.傅里叶光谱仪;59.光速的测定;60.光的色度研究;61.全息术;62.光学傅里叶变换;63.光电传感器的特性及其应用;64,单光子计数器;65.CCD特性的研究;66.小型镀膜机及真空的获得与测量;67.薄膜厚度和折射率的测量;68.光纤传感器特性的研究与应用;69.光纤通讯;70.黑体辐射;71.中、高真空的获得与测量;72.薄膜制备;73.薄膜厚度的实时检测;74.薄膜特性测试;75.低温的获得与测量;76.固体材料低温特性的测量(比热、热导、电导、磁导等);77.高温超导材料的制备与测量;78.超导磁效应的研究;79.超导量子干涉器件的研究;80.测量相对论速度电子的动能与动量关系;81.激光谐振腔与模式的研究;82.半导体激光器特性的研究;83.染料激光器的调整与光束的控制;84.激光在实时测量中的应用;85.激光的倍频与混频;86.光学双稳态;87.卢瑟福散射;88.γ能谱测量;89.康普顿散射;90.符合测量;91.穆斯堡尔效应;92.x光荧光谱;93.工业CT;94.P—N结电容和杂质浓度分布;95.变温霍耳效应;96.核磁共振;97.电子自旋共振(微波波段);98.铁磁共振;99.光泵磁共振;100.磁共振现象;101.斯特恩—盖拉赫实验;102.原子光谱;103.分子光谱;104.拉曼光谱;105.塞曼效应;106.法拉弟效应;107.克尔效应;108.光纤应用;109.χ光衍射;110.X光透射;111.透射电镜的使用;112.扫描电镜的使用;113.扫描隧道显微镜(STM)的使用;114.原子力显微镜(AFM)的使用;115.电光调试;116.声光调试;117.超声光栅;118.超声探伤;119.等离子体中离子、电子温度、密度的测量;120.等离子体德拜长度、振荡频率测量;121.微波的产生、反射、吸收;122.微波干涉、衍射;123.巨磁阻效应;124.纳米材料制备与测量;125.虚拟仪器在物理实验的应用;126.仿真物理仪器。 

说明:

    1.演示实验、选修实验和自学实验,因各校的差异很大,任课教员的个性对实验的选择影响太大,故不列入参考目录。

    2.CAI课件的内容也未列入本目录。

    3.项目”70”以前的题目基本上是基础物理实验的内容,项目70以后的题目基本上是近代物理实验的内容。由于近年来科学技术的发展,一些传统的近代物理实验已进入基础物理实验,但两者之间仍有交叉、重叠,所以总的题目没有按传统的力、热、电、光,近代来分类。

4.一些已不适应时代发展的题目均未列入本目录,如与分析天平、电位差计、灵敏电流计、冲击电流计、棱镜摄谱仪等相关的题目。

仪器设备配备:

    1.气轨及其配套设备;2.转动惯量仪(转动式、扭摆式);3.传感器系统实验仪;4.微机x-y记录仪;5.杨氏模量测量装置(CCD、振动式);6.固体线胀系数仪;7.闪光法测不良导体热传导系数装置;8.动态法测良导体热传导系数装置(温度波法);9.电子天平;10.温度传感技术实验仪;11.空气比热容比测定仪;12.铁磁材料居里温度测试仪;13.熔点仪;14.数字温度计;15.可编程控温仪;16.粘度系数测定;17.玻耳共振仪;18.弦音计;19.声速测定仪;20.单摆混沌装置;21.双光栅弱振动测定仪;22.傅里叶频率合成装置;23.直流桥;24.非平衡桥;25.P-N结特性测试仪;26.高温超导材料特性测试装置;27.直流稳压、稳流源;28.交流电桥;29.函数发生器;30.可编程函数发生器;31.数字电压表(多用表);32.可编程数字多用表;33.标准电阻、电感、电容;34.模拟示波器;35.读出示波器;36.存储示波器;37.霍耳效应仪;38.F-H实验装置;39.e/m测量装置;40.光电效应测量装置;41.逸出功测量装置;42.非线性电路混沌装置;43.密立根油滴仪;44.电子衍射仪;45.振动样品磁强计;46.频谱分析仪;47.介电谱仪;48.平行光管;49.光具座;50.光学平台;51.迈克耳逊干涉仪;52.气动扫描F-P干涉仪;53.单缝衍射仪;54.光刻衍射板组合;55.衍射光强自动记录仪;56.偏振光实验系统(自动);57.旋光仪;58.分光计;59.傅里叶红外光谱仪;60.光栅单色仪;61.光学多道分析器(OMA);62.光速测定仪(调制式);63.激光功率计;64.傅里叶透镜;65.液晶光阀;66.光电传感器(光电倍增管、光电池、光导管……);67.单光子计数器;68.CCD实验装置;69.椭偏仪;70.黑体辐射实验仪;71.色度学实验仪;72.Ne,Hg,H灯;73.He-Ne激光器;74.半导体激光器;75.YAG激光器;76.小型镀膜机;77.中、高真空系统;78.光学镀膜测厚仪;79.晶体测厚仪;80.检漏计;81.小型制冷机(10K);82.低温杜瓦及控温装置;83.低温材料物性测量装置;84.真空高温炉及其控制系统;85.相对论实验装置;86.微机多道分析器;87.可调谐激光器及电源;88.激光光束分析仪;89.倍频晶体及控制装置;90.双稳态光路;91.γ谱仪;92.α散射装置;93.康普顿散射装置;94.符合装置;95.CT实验仪;96.辐射监测仪;97.锁相放大器;98.变温霍耳效应;99.核磁共振仪;100.微波波段自旋共振仪(谐振式、边限式);101铁磁共振仪;102.光泵磁共振仪;103.教学用微型磁共振成象装置;104.斯持恩—盖拉赫实验装置;105.拉曼光谱仪;106.塞曼效应装置;107.光纤应用装置;108.光纤传感、放大装置:109.音频光纤通讯仪;110.数字光纤通讯仪;111.X光衍射仪;112.小型X光实验装置;113.X光荧光仪;114.透射电镜;115.扫描电镜;116.扫描隧道显微镜(STM);117.原子力显微镜(AFM);118.电光调试仪;119.声光调试仪;120.法拉弟效应仪;121.克尔效应仪;122.等离子体诊断仪;123.微波实验系统;124.微波分光计;125.穆斯堡尔实验装置;126.超声换能器、放大器;127.超声GPS模拟系统;128.高斯计;129.虚拟仪器;130.仿真实验装置。

    二、化学

    实验教学参考内容

    1.操作及技术

玻璃仪器的洗涤及干燥;滴定管、移液管以及容量瓶的使用和校正;天平的使用;溶液的制备;滤纸和滤器的使用;加热方法(直接加热、水浴加热、油浴加热);煤气灯和喷灯(酒精或煤气)的使用;冷却方法(冷凝管、水浴、冰盐浴);搅拌方法(机械搅拌、电磁搅拌);固液分离(倾析、常压过滤、减压过滤、离心分离);沉淀转移、洗涤、烘干、灼烧;结晶和重结晶;气体制备、净化和吸收;溶液萃取;试样的干燥(烘干、真空干燥和干燥剂的选择);回流;蒸馏(简单蒸馏、分馏和精馏、减压蒸馏、水汽蒸馏、共沸蒸馏);高压钢瓶的识别和使用;压力的控制与测量(包括真空的获得和检漏);压力计的使用(包括真空计);温度的控制与测量;热电偶温度计的选择和使用;流体的加料、稳压和稳流;流量的测量与流量计校正;常用电极的制备。

    2.化合物的合成

    无机物制备(热分解、复分解、氧化还原等);有机物制备(常量、小量、半微量合成、多步合成、光、微波、超声及电化学合成等);配合物合成(配体取代、直接反应、氧化还原等)。

    3.基本物理量及有关物理参数的测定

    (1)基本物理量:浓度、pH值、摩尔气体常数、阿佛加德罗常数、熔点、沸点、蒸汽压、密度、粘度、折射率、比旋光度、溶解度;

    (2)热力学性质:温度、热效应、活度系数、平衡常数;

    (3)电化学性质:电导、电动势、离子迁移数、ζ电位;

    (4)表面与胶体:表面张力、固体比表面积、胶体电泳速度;

    (5)结构:磁化率、偶极矩、摩尔折射度;

    (6)动力学性质:反应级数、反应速率常数、活化能;

    (7)化工参数:雷诺系数、阻力系数、给热系数、传热系数、总传质系数、理论塔板当量高度、塔板效率、停留时间分布、动力学参数。

仪器设备配备

1.常用仪器与设备

大气压力计(数显压力计);温度计(玻璃、热敏电阻、热电偶);天平;pH计;电导率仪;旋光仪;折射率仪;温差测量仪;氧弹热量计;温度控制仪(常温、高温);真空泵;超级恒温槽;检流计;稳压电源(直流、交流);安培表;马弗炉;管式炉;烘箱;搅拌器;记录仪;万用表;U压力计(数显式低真空压力计、数显微压差压力计);小电容仪;磁天平;差热分析仪;熔点测定仪;离子活度计。

    2.常用分析仪器

    分光光度计;紫外可见分光光度计;红外光谱仪;原子发射光谱仪;原子吸收分光光度计;气相色谱仪;高效液相色谱仪;单扫描示波谱仪;微库仑计;示波器。

    3.化工设备及装置

    流量计;离心泵;吸收塔装置;精馏装置;气体输送机械;换热器;实验反应器。

    4.选用仪器

    荧光光度计;x-衍射仪;质谱仪;核磁共振仪、*离子光谱仪;*顺磁共振仪;*四圆单晶X射线衍射仪;循环伏安计;高压反应釜;数显温度计;*元素分析仪;微波器;*超声波发生器。

    三、生物

    实验教学参考内容

    1.生物基本特征的了解和种类的识别

    动、植物和微生物重要代表类群的形态特征与分类鉴定。

    2.生物器官、组织、细胞和亚细胞形态结构的观察和分析

    代表物种的个体和器官解剖;显微镜的使用;组织切片、细胞和染色体制片技术。

    3.生物个体生理和发育实验技术

生物分析样品的采集和制备;动作电位的观察和描记;呼吸、代谢、排泄和内分泌的测定和分析技术;光合速率测定和叶绿素含量的分析;水质和矿质营养分析;影响个体发育的内外因素分析;重要生物种类的培育技术。

    4.生物化学实验技术

    生物大分子的纯化和分离方法;糖、脂肪、蛋白质、核酸和主要次生代谢产物的定性、定量和有关生物化学性质的分析技术;酶活性测定;酶动力学测定和酶联免疫分析。

    5.分子生物学实验技术

DNA、RNA和质粒的提取;感受态细胞的制备及转化;DNA重组技术;PCR技术及其有关DNA扩增方法;核酸与蛋白质的杂交检测。

    6.细胞生物学和遗传学实验技术

    动、植物细胞培养和微生物培养技术;亚细胞结构和细胞标记或显示技术;微生物的转导、转化和杂交;模式生物(如果蝇)的遗传分析;染色体制片,染色体核型和带型分析技术;抗体的制备与检测;荧光显微镜等特殊显微镜的使用。

    7.生态学实验

    生物种群和群落的调查与统计方法;水体生产力测定及分析;种群动态的计算机模拟。

    仪器设备配备

    1.主要形态观察仪器设备

    体视显微镜和普通显微镜;特殊显微镜(相差显微镜、干涉差显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜);显微图像显示仪(视频转换显微镜);冷冻切片机;石蜡切片相关设备。

    2.主要分析与制备仪器设备

    显微操作器;植物生长培养箱;厌氧培养箱;CO2培养箱;超净工作台;恒温培养箱;冰箱;超低温冰箱(柜);冷冻离心机;PCR仪;基因电击转化仪;细菌自动鉴定系统;真空冻干机;电子分析天平;紫外分光光度计;便携式光合测定系统;溶氧测定仪;荧光分光光度计;色谱仪;自动部分收集器;自动凯氏定氮仪;蛋白/核酸uv检测仪;层析系统、层析柜;杂交箱(核酸);凝胶成像系统;纯水制备系统;同位素检测仪;脱色摇床;制冰机;自动酶标读数仪;可调式微量移液器。

    3.主要生理仪器设备

    心电图仪;肺量计;生理数据采集系统及相关设备,

    4.公用设备及主要野外实习仪器设备

    便携式投影仪;实物投影仪;多媒体投影仪;全球卫星定位仪;GPS、BOD测定仪、COD测定仪;数码式摄像机;数码式照相机;数码式录音机;无线通话器等。

    四、力学

    实验教学参考内容

    基本实验:

    1.材料性能参数测定实验:含各向同性、各向异性材料弹性常数、温度对材料弹性常数的影响、摩擦系数、强度指标、塑性指标、能量测定等。

    2.材料在基本载荷作用下的破坏行为实验:伸、压缩、扭转、剪切等。

    3.简单杆件应力应变测定实验:含叠梁、复合梁及简单结构静态应力应变、动态应力应变及动载系数测定等。

    4.杆件及简单杆系变形测定实验;含伸长量、挠度、转角的测量以及位移互等定理的应用。

    5.受压杆件临界载荷测定实验。

    6.高、低周疲劳基本实验。

    7.振动基本实验:含单自由度和多自由度系统频率、振幅和相位的测量。

    8.基本运动参数测试实验:含位移计和加速度计的校准与使用,单自由度系统的位移、加速度及相位测量。

    9.流体力学基本实验:含能量方程、动量方程等。

    提高性实验(综合性、设计性和应用性)

1.桁架、刚架及其它工程结构(模型)变形、应力测试实验。

    2.压杆稳定综合实验:含细长杆临界载苘的测定、大挠度屈曲行为观测、约束条件对临界载荷影响的观测、组合杆件稳定特性等。

    3.光测应力实验:含光测实验应力方法、激光散斑及云纹干涉法测量局部位移和应力等。

4.薄壁结构性态实验:含应力应变测试分析,静力等效适应范围讨论。

5.断裂韧性实验:测量金属、非金属材料的KIC等。

6.材料损伤演示实验。

7.复合材料性能实验。

8.残余应力测试实验。

9.单转子动力学实验:含刚性支撑转子的涡动及转轴动反力测量。

10.雷诺实验。

11.低速绕流装置实验。

前沿性实验:

与新材料、新结构、新工艺、新理论和新实验技术研究有关的研究性实验,仅面向部分学生开课。

仪器设备配备

基本教学设备

1.材料力学性能测试设备

万能材料试验机;多功能加载架;扭转试验机;冲击试验机;*高、低周疲劳试验机;载荷、位移、变形传感器;显微镜等显微观测仪器;*应力应变观测图象系统。

    2.电测设备

    静态应变仪;动态应变仪;*多点信号采集系统;*应力无损检测仪器。

    3.光学应力测试设备

    光弹性仪;图象采集与分析系统;*全息台与光学组件。

    4.动力学实验设备与仪器

    振动实验台;测振仪;*振动数据分析系统;*非惯性系、动量、动量矩、动能实验系统。

    5.工程流体力学实验仪器与设备

    流体力学基本参数测定、基本规律验证常用设备;*激光测速仪;*热线分析仪。

    6.多媒体系统。

    7.网络设备。

    8.与上述仪器设备配套的附件及元器件。

    五、机械

    实验教学参考内容

    基本实验:

    1.平面立体及其截交线;2.回转体及其截交线;3.组合体;4.*组合体构形设计;5.*机械零件测绘的方法和步骤;6.计算机绘图;7.机构运动简图绘制;8.机构认知;9.*机构创新认知;10.转子动平衡;11.*机械运转调速系统测定;12.机构动平衡;13.*机构运动参数测定;14.试样制备及平衡组织观察;15.*钢的热处理、硬度测试及其组织观察;16.液态成型工艺:17.塑性成型工艺;18.焊接成型工艺;19.*材料成型工艺过程展示;20.材料切削加工性;21.*带传动;22.*滑动轴承;23.*螺栓联接;24.机械拆装与结构分析;25.机械传动认知;26.支承零、部件认知;27.联接及其它零部件认知;28.机械结构认知;29.轴系结构设计;30.机械原理课程设计;31.机械设计课程设计。

    提高性实验:

    1.*组合体构形设计;2.*机械零件测绘的方法和步骤;3.部件测绘的方法和步骤;4.计算机图形学实验;5.*机构动平衡;6.*机构运动参数测定;7.典型机构及机构系统的分析;8.*机构创新认知;9.*机械运转调速系统测定;10.工业机器人认识与实践;11.常见工程材料性能测试及组织观察;12.工程材料选择与处理工艺设计;13.*钢的热处理、硬度测试及其组织观察;14.材料成型综合;15.特种成型工艺;16.*材料成型工艺过程展示;17.数控加工;18.*带传动;19.*滑动轴承;20.*螺栓联接;21、机械传动性能测试; 22.机械系统课程设计;23.机械CAD课程设计;24.三维产品造型设计;25.实验技术手段认知。

    研究创新型实验:

    1.机构运动方案创新设计;2.机械传动方案设计;3.材料成型新工艺;4.虚拟设计与制造;5.机械基础虚拟实验。

    说明:带*号的实验项目,可根据开设的方法和具体的实验内容作为基本实验或提高性实验开设。

    仪器设备配备

    基本教学设备

    (一)测量工具类

    1.直尺;2.内外卡尺;3.游标卡尺;4.螺纹卡规;5.千分尺;6.轮廓仪;7.测角仪;8.铜棒;9.拉拔器。

    (二)模型类

    1.带切口的平面立体模型;2.带切口的回转体模型;3.组合体模型;4.轴类零件;5.盘盖零件;6.叉架类零件;7.箱体类零件;8.球阀部件;9.齿轮泵部件;10.减速器部件;11.典型机器(如牛头刨床,缝纫机、包糖机,碎矿机,插齿机,发动机,走刀箱,绞绳帆,油泵等);12.各种典型机构:(连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构、轮系、组合机构、空间机构等);13.各种构思巧妙的机器或机构及小发明;14.铸、锻、焊等工艺模型、图样、工模具;15.各种类型的减速器、发动机、机床部件;16.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮,螺旋传动的零部件实物;17.各种失效零件实物;18.各种类型的齿轮受力分析模型;19.各种类型的轴、轴承实物;20.轴上零件的轴向固定和周向固定实物;21.轴瓦和轴承衬实物;22.轴承、轴、轴瓦失效实物;23.各种类型的螺纹联接实物;24.各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物;25.螺纹联接的失效实物;26.各种类型的键、销实物;27.各种类型的键、销实效实物;28.各种类型的焊接、铆接实物;29.各种类型的弹簧和弹簧失效实物;30.各种联轴器、离合器实物模型;31.机-光-电一体化产品。

    (三)仪器设备及装置类

    1.转子动平衡仪;2.运转调速测定系统;3.机构运动参数测定装置;4.机构动平衡实验装置;5.机构创新组合模型;6.Fisher创意组合模型;7.小型化机器人及其控制装置;8.自动及半自动抛光机;9.金相显微镜;10.多媒体图象处理仪;11.高温箱式电阻炉;12.中频感应炉;13.布式与洛式硬度计;14.硬度试验机;15.材料试验机;16.液态成型实验装置;17.黏度测试仪;18.塑性成型实验装置;19.焊接成型实验装置;20.红外热像仪;21.压铸机;22:数值式差热分析仪;23.挤压机;24.焊机;25.混粉及球磨机;26.激光原形加工机床;27.粉末压坯机;28.注塑机;29.数控加工机床;30.车床及加工精度测试仪;31.带传动实验机;32.应力与温度测试仪;33.多功能微机机械效率测试仪;34.滑动轴承试验机;35.多通道微机压力位移测试仪;36.螺栓联接实验机;37.多功能微机应变测试仪;38.机械传动创新实验台;39.机械传动性能测试仪;40.模块化轴系结构设计实验装置。

    (四)计算机及相关设备类

    1.计算机(586以上);2.局域网;3.投影仪;4.摄像机;5.数码式照相机;6.文件服务器;7.代理服务器;8.交换机;9,集线器;10.稳压电源;11;网络打印机;12.网络绘图仪器;13.扫描仪;14.相关的正版软件;15.数值式视频及动画采集卡。

    以上所列设备是与实验项目相配套的,选做实验的仪器设备为选配仪器设备,供建设中心时参考。

    六、电工电子

    实验教学参考内容

    基本实验:

    1.电工电于实践初步

    常用电子器件、电子仪器的使用;交流电路和安全用电技术;焊接技术、印刷电路板的设计与制作。

    2.电路基础实验

    电路定理实验;受控源特性实验;电路的频域响应和时域响应。

    3.电子技术实验 

    模拟电子技术;数字电子技术。

    4.电工技术实验

    电工技术;电力电子基本电路;PLC应用基础;变频调速技术。

    5.微机硬件和软件应用技术。

    6.数字、模拟、微机应用综合性系统实验。

    7.电磁场基础实验。

    实验项目:

    1.电工电子实践初步

    常用电子元器件的识别和测试;

    常用电子仪器的使用初步(示波器、函数发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等);直流电路和交流电路常识;焊接技术、印刷电路板的设计与制作;安全用电知识。

    2.电路基础实验

    电路定理实验(包括基尔霍夫定理、迭加定理、戴维南定理等);受控源特性实验;电路的频域响应和时域响应实验;三相电路实验。

    3.电工技术实验

    交流阻抗测试及功率因素改善实验;电动机的继电器、接触器控制实验;电力电子基础电路实验(如:相控整流、斩波、逆变等);PLC应用基础实验;变频调速器实验。

    4.模拟电子技术实验

    基本放大电路实验(如:双极型或场效应管、单极低频电压放大器、差分放大电路等);集成运算放大器的线性应用实验(如:同相比例、反相比例、加法运算、差分放大、电流-电压变换、积分电路、有源滤波电路、正弦波产生电路等);集成运算放大器的非线性应用实验(如:施密特触发器、精密整流电路等); 功率放大器实验;其它模拟集成电路实验(如:低频PLL应用电路、V/F变换器、集成定时器等);*高频电于线路实验(如;高频电子仪器的使用、LC正弦波振荡器、集成模拟相乘器、调幅与检波、频率调制与解调等);*可编程模拟集成电路实验;*MATLAB软件应用实验(如:卷积实验、零极点实验及其频响、信号调制与解调等)。

    5.数字电子技术实验

    门电路实验(包括:与非门、三态门、OC门等);组合逻辑电路实验;触发器和时序逻辑电路实验;存储器实验;综合应用实验(如:乘法器、模拟乒乓球比赛实验、交通灯控制电路等);嵌入式微处理器系统实验,嵌入式系统综合实验。

    6.微机硬件应用实验 

    微机应用单元实验;微机硬件应用综合设计;微机实时监测系统实验;微机控制系统实验;微机网络通信实验;微机应用系统综合设计。

    7.数字信号处理实验

    DSP系统实验;DSP系统应用设计。

    8.电子系统综合设计实践

在介绍电子系统设计导论、信号的调制与变换、单片机应用系统、PLD数字系统及电子系统的技术实现等内容的基础上,布置若干综合应用型的电子系统课题,由2-3人一组独立进行设计与实践。课题类型可参照全国大学生电子设计竞赛题型,诸如数字式工频电气参数测试、温度测量与控制、数字化语言存储系统、调频接收机等。

注:(1)以上实验内容主要针对电气电子信息类各专业,其它专业可根据教学计划要求酌情选择。

    (2)以上基本实验内容中的1/5-1/3应由虚拟实验室完成。

    (3)以上高频电子线路实验、微机硬件实验以及电子场实验等可以在电工电子实验中心进行,也可在其它实验室进行。

    仪器设备配备

    1.模拟示波器(20MHz以上,双通道);2.函数发生器(0MHz一15MHz,任意波形);3.直流稳压电源(0V--25V,1A--5A);4.数字万用表(四又二分之一位);5.低频信号发生器;6.晶体管特性图示仪;7.模拟电路实验板;8.数字电路实验板;9.可编程多路电源;10.数字频率计;11.电工综合实验台;12.基于PC的EDA开发系统;13.虚拟仪器实验平台(包括多功能I/O卡、开发工具软件、示波器卡、数字多用表);14.PLC实验台;15.变频器;16.高频Q表;17.高频功率表;18.超高频毫伏表;19.射频信号源(100 kHz一150MHz);20.RF模拟信号发生器;21.RF数字信号发生器;22.数字示波器(100MHz,4通道);23.可编程信号发生器(0MHz--15MHz);24.逻辑分析仪(50MHz,32通道);25.扫频仪;26.数字示波器(100MHz,4通道);27.数字存储示波器(100MHz)。

    虚线以下(26,27项)属于先进性和前瞻性的仪器设备。

    七、计算机

    实验教学参考内容

    计算机基础教学课程体系分为三个层次:

    计算机文化基础;

    计算机技术基础;

    计算机软件技术基础

    计算机硬件技术基础

    计算机应用基础。

    (一)基础与验证型实验

    1.计算机用户界面的基本使用;2.文档制作;3.网络应用;4.网页制作与信息发布;5.多媒体计算机组装(常规软硬件配置)。

    (二)基础与验证型实验

    1.数揩库与信息管理初步;2.数据库与SQL语言编程;3.高级语言编程1:侧重算法设计、语言基本结构使用、编程实现与上机调试。只涉及一种编程语言。4.高级语言编程2:基于面向对象语言编程,侧重简单的面向对象分析与设计、面向对象的编程实现。只涉及一种编程语言。5.应用开发技术:基于可视化程序设计与集成开发环境,开发一个简单的应用系统,领会基于面向对象的组件技术和现代开发环境与工具的使用。6.多媒体信息应用:常见多媒体外部设备的使用,多媒体信息的输入输出、常见多媒体工具使用,多媒体信息的管理及应用。理工科学生,编程训练要求较高,文科学生,侧重数据库和多媒体信息的使用。

    (三)基础与验证型实验

    1.汇编初步;2.汇编语言编程;3.软中断程序设计;4.计算机的并行通信接口;5.计算机的串行通信接口;6.数模转换电路实验;7.数据采集系统实验。

    (四)设计与开发型实验

    1.科学计算型实验

    以算法与高级语言编程为基础,注重训练编制较大规模应用程序的能力。

    实验对象主要是将来从事科学计算的有关专业学生。

    2.信息管理型实验

    以数据库和相关开发技术为基础,设计并实现一个完整的小型管理信息系统,其中包括系统功能设计、数据库设计、开发与实现等。实验要有文档要求。

    实验可分为单机模式(主要对文科学生)、Clien/Server模式、以及采用WWW技术的三层结构(较高要求)。

    (五)设计与开发型实验:

    1.语音采集、存储与回放

    设计并实现语音采集、存储与回放系统,建立WAV格式或其它格式的声音文件。实验涉及模电、数电、计算机及接口、以及多媒体的有关知识。

    2.液晶显示与控制

    设计并实现计算机的液晶显示系统,能显示字符和图形。实验涉及计算机接口、液晶控制器等方面的内容。

    3.小型分布式控制系统

    设计并实现一个完整的分布式控制系统,包括多点温度测量、红外检测、步进马达控制等定时、随机测量控制环节。实验涉及模电、数电、传感器、计算机、接口、汇编语言与高级语言结合及多机通信等方面的内容。

    4.组网实验

    实现一个局域网,包括物理连接、网络操作系统安装、设置,网络连通实验等。

    5.计算机小系统(设计并实现一个计算机小系统,实验涉及计算机系统、接口、监控程序等方面的内容。

    仪器设备配备(含软件)

    硬件建设

    (一)与计算机相关的设备

    1.微机设备

    考虑计算机多媒体、网络化的应用需求。微机的档次根据硬件实验要求合理配置。

    2.输入输出设备

    打印机(针打、喷墨或激光打印设备)、绘图设备、扫描仪、多媒体信息输入输出设备等。

    3.网络设备

    至少有1-2台专用网络服务器(Sever);根据网络分段或根据局域网情况,配备网络交换机或智能型集线器(Hub);网络中心交换机及外接端口(设备)必须满足不低于100MB传输,内部端口可以是10MB/100MB传输;网络连线采用5类或以上非屏蔽双绞线。

  4.服务器配置

    WWW服务器;文件服务器;数据库服务器;其它网络应用服务器;管理服务器。

    5.电源设备

    配备不间断电源(UPS),建议配备在线式(Online)UPS;在电网电压不稳定地区,必须配备电子交流稳压设备;电源设备的负载容量必须大于中心设备电源容量,考虑设备更新和升级带来的功率容量变化。

    (二)硬件实验室专用设备

    1.硬件实验系统

    16位以上的实验装置,如TPC系列的实验系统,或16位的单片机实验系统。PLC控制器、工业控制计算机、单片机开发系统等有关测量、控制用的专用计算机系统。

    2.实验仪器

    示波器、函数发生器、逻辑分析仪、数字万用表、毫伏计、稳压电源、网络测试仪,以及必要的计算机输入输出设备,如打印机、绘图仪、扫描仪、摄像机、图像采集卡、数字相机、多媒体输入输出设备等。

    3.其它有关器件

    芯片、液晶、传感器、DSP处理器等。

    软件建设

    1.常用教学用软件

    办公自动化软件、计算机语言环境、常用开发工具软件、数据库软件、多媒体制作软件、CAD软件、EDA软件、科学计算软件包等。

    2.CAI课件资源(包括CAI课件、素材库等)。

    3.网络辅助教学系统(作业、答疑、讨论,网上学习等环境)。

    4.网上考试系统。

    5.中心网站建设,其中包括计算机基础教学信息及实验室有关信息等。

6.系统安全保护子系统。
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