设计了基于稳态法导热系数测量原理并结合热流片测量冰的导热系数的实验装置，对冰的导热系数进行测量。该实验装置采用的冰块尺寸(长 × 宽 × 高)为 13 cm×8 cm×1．5 cm，冰块初始温度为0 ℃，以 4 ℃的冰水混合物作为稳定的供热端，通过半导体制冷器获得 －7 ℃的稳定冷端，采用热流片测量冰块中传导的热量，采用温差电偶测量温度差。测量的冰块导热系数基本稳定在2．00 W·m^－1·K^－1附近，与已有关于冰的导热系数的实验结果较为接近，可以为冰导热系数的测量提供新的思路。

对传统的霍尔效应测量通电螺线管内部磁场实验装置进行改进，在不影响原实验内容的基础上，拓展了实验装置的应用，可研究不同螺线管磁场分布及螺线管参数对磁场的影响。通过对现有实验装置的改进及拓展研究，将基础实验项目与本科生动手能力培养、科研能力训练有机结合，是一种非常好的创新和尝试。

基于折射定律和等厚干涉原理设计了利用梯形液膜干涉法实现液体浓度的自动检测实验，通过 AutoCAD 软件测量和基于 OpenCV-Python 图像处理技术两种测量手段，对比计算空气环境和液体环境下干涉条纹尺寸，得到液体折射率，再定标其浓度值。以酒精溶液为例，采用自制微型梯形玻璃容器、透镜、毛玻璃、烧杯、量筒、激光器、电脑和 CCD 相机等仪器进行测量，即可得到液体浓度。通过实验表明，实验结果与经验公式吻合，两种测量手段各有优势，具有一定的推广价值。

传统的菲涅耳双棱镜干涉实验中，狭缝到屏的距离是通过光具座直接读出的，这样会带来明显的误差。针对这个问题，通过测量放大像间距和缩小像间距来精确计算出狭缝到屏的距离，进而计算出 He-Ne 激光的波长。该方法有效地减小了实验误差，显著提高了测量结果的精确度。利用Mathematica 软件对实验中获得的干涉条纹进行二维和三维的仿真模拟，得到了理想的干涉条纹图像，使实验结果更具形象化;同时进行了正交型双棱镜干涉的探索性实验，使用 Mathematica 获得了光强分布的三维模拟干涉图像。以上研究结果提高了双棱镜干涉实验的精确度，拓展了教学内容，达到了理想的教学效果。

余弦光栅广泛应用于计量学、天文学、集成光学、光通信以及信息处理等诸多领域。基于阿贝成像原理和傅里叶分析技术，提出了利用周期刻画光栅，设计制备不同空间频率的余弦光栅。在置于周期刻画光栅衍射场内的 4f 光学成像系统中引入可变光阑，通过调控进入成像系统的光栅衍射级次和零级光强，从而获得不同衬比度、不同空间频率的余弦光栅。

对传统落球法测液体黏滞系数的实验进行改进:自行设计 3D 打印盖并与电磁铁组合，实现小钢球沿量筒的中心轴线下落;利用 Phyphox App 进行装置水平调节;利用 PASCO Capstone 视频分析软件实时追踪小球的位置;利用 Matlab 进行结果和不确定度的计算。改进后的实验结果的百分误差大幅度减小，测量结果准确度和效率大大提高。此外，还研究了小球直径、量筒内径对黏滞系数的影响。

旋光法作为一种简单并且快速的测量具有旋光性的透明液体浓度的方法，其仪器简单，操作方便，计算准确且实验成本较低，是一种理想的测量方法。以具有旋光性的葡萄糖溶液为例，设计了低成本不透光管来规避环境光对测量结果的影响，并针对葡萄糖溶液的特性及不同种类葡萄糖溶液的旋光率不同等问题进行研究，最终实现了葡萄糖溶液浓度的测量。此外，本文还提出了一种测量具有旋光性的透明液体浓度的通用方法。

研究了利用多普勒效应进行液体流速的测量。将超声光栅测超声波的原理和多普勒效应巧妙结合，由于超声波在恒定流动液体中传播时入射波和反射波的频率不同，因而测得上述状态下两个频率的差值即可得液体的流速。这为液体流速的测量提供了新的思路和方法，丰富了普通物理实验教学内容，增加了实验创新方案，在启发实验创新设计思维等方面具有借鉴意义。

利用光纤 Mach-Zehnder 干涉仪，对两束非等振幅线偏振高斯光的空间干涉条纹对比度进行了研究，得到了干涉条纹对比度与两高斯光束振幅及线偏振方向夹角之间的关系，并通过实验进行了验证。研究表明，两线偏振高斯光束振幅相差越小，条纹对比度越大，条纹越清晰;两线偏振高斯光束振动方向夹角越小，条纹对比度越大，条纹越清晰。

加工生产中经常需要测量黏滞液体的浓度，以甘油为例，采用黏滞系数实验装置，利用Matlab 强大的数据处理和图形可视化功能，将测量得到的不同浓度的甘油黏滞系数进行数据拟合，得出浓度和黏滞系数的关系式，并将未参与数据拟合的 99%浓度的黏滞系数代入拟合得到的关系式中，计算得到的浓度和已知浓度做对比，给出相对误差，检验拟合关系式。结果显示，拟合关系式可以用于测量未知甘油的浓度，此方法可以推广到其他黏滞液体的浓度测量。

用银线和银浆作为连接体将两根微管式固体氧化物燃料电池(μT-SOFC)串/并联制备成双管电堆。银因其优异的导电性和商业应用性，非常适合作为燃料电池电堆的连接体。在 μT-SOFC 两个阳极的方形取电口上涂覆银浆，与另一根电池的阴极或阳极连接，实现双电池的串联或并联。当运行温度为650 ℃时，串联的双管电堆的开路电压(OCV)接近2 V 并且最大的输出功率(MP)达到了8．57 W;另外，并联电堆的 OCV 达到 1．03 V，MP 达到 7．06 W。串/并联的双管电堆的输出功率能够驱动灯泡、风扇和外接的其他负载。电堆经过 5 h 的长期运行后依然保持着良好的稳定性，完全支持两个课时的教学演示实验。为锻炼学生的动手实验能力和加强 SOFC 原理的理解，教学实验将要求学生在完成电堆搭建的同时，设计制造一些小型电子负载，来演示 SOFC 的电化学性能。

对环境空气中的颗粒进行捕获，是大气颗粒物污染防治工作的基础。基于湿法捕集理论，设计并搭建了一套新型大气细颗粒物湿法捕集装置。利用该装置对大气颗粒物进行现场采样实验，用动态光散射技术对获取的颗粒物样品溶液进行测试，通过样品溶液的散射光光子数来表征样品的浓度。实验结果表明，此装置能对大气细颗粒物样品实现有效的捕获，捕集效率随转子转速的增大而增大，随着液体流速增大呈先增大后减小的趋势，并且在液体流速为 600 mL/min 时，装置捕集性能达到峰值。

将电阻、电容、电感通过与频率之间的对应关系转化为频率，由 FPGA 进行处理和运算，最终在显示屏上进行数值的输出。电阻和电容的波形采用 NE555 定时器构成的多谐振荡电路产生，电感的波形由电容三点式振荡电路产生，采用 Digilent Basys 3 开发板捕获频率，利用等精度测量法处理，通过运算得出结果，从而实现各个未知元件的测量与显示。

利用 Zemax 软件进行了微光夜视物镜的仿真实验。介绍了微光夜视物镜的轻量化设计需求，给出了设计方案。基于双高斯型物镜结构，利用 Zemax 软件优化设计得到了全球面物镜和折衍射混合物镜两种结构。通过对比分析两个物镜系统的总长、重量、成像质量等参数，结果显示两种结构的物镜都可以工作在对轻化程度要求较高的场合。通过基于 Zemax 软件的物镜系统仿真设计，可以使学生深刻地理解几何光学和光的衍射等相关理论知识。

为了学生能在有限的课程时间完成实验，熟悉并运用实验仪器，利用 CINEMA 4D 设计实验仪器的动画，并运用于教学。学生在学习动画的同时，可以熟悉基本的仪器结构，掌握仪器的原理，学会仪器的调整与使用。学生在任何时间、任何地点都能自主学习，物理实验教学效果得到了提高。

数据的分析和处理是大学物理实验的中心环节，学会利用科学软件对实验数据进行提取、分析和处理是《大学物理实验》课程的主要教学培养目标之一。以弗兰克-赫兹实验为例，介绍科学作图软件 Gnuplot 分析和处理实验数据的优越性。相较于其他数据处理工具，Gnuplot 具有免费开源、小巧强大、易学易用等优势，更有利于激发学生的实验兴趣、培养学生的科学素养。

偏振是光的基本特性之一，在工业生产和科学研究领域应用广泛。在大学物理实验和物理光学课程中，光的偏振都是重要内容之一。本文将 VirtualLab Fusion 仿真软件应用于光的偏振教学过程中，结合科研项目对旋光度的测量和矢量光场的产生进行了理论分析和 VirtualLab Fusion 建模仿真。该仿真立体直观，有利于激发学生的学习热情、培养学生的创新意识和创新能力。该研究能够对大学物理实验教学和物理光学课程教学模式改革提供一定的借鉴作用。

在抛出圆柱形骰子后，其落下时能有相同概率立在上表面、下表面、侧面的其中之一，探究影响概率的因素以及得到相关的最优参数。首先，列出影响因素与概率关系的方程，利用 Python 的pybullet 物理引擎对圆柱形骰子仿真模拟出从抛出到落地的运动行径，并将仿真实验得到的几何参数、物理参数与概率的实时数据记录到 Excel 中，利用 Origin 对得到的仿真数据进行拟合，描绘出不同的几何和物理参数与概率的图像，发现骰子的几何量 α 1、α2 ，物理质量 m，恢复系数 e 会共同影响圆柱骰子的落地状态及落地面概率。

灵敏电流计允许通过的电流很小，实验中采用二级分压的方法，使其两端的电压很小。测量时采用变偏法，保持总电压 U 和分压电阻R 2 不变，改变外电路电阻R，测得对应的偏转格数 d。处理数据时，用 Origin 软件拟合R～1/d 曲线，即可得出直线的斜率和截距，从而求出电流常数 k 和灵敏电流计的内阻Rg。相对于手工作图，Origin 拟合数据更为快速，值得推广到大学物理实验课程的其他实验中去。

设计了一种基于智能手机的声源定位方案，利用多部智能手机的麦克风和 Phyphox 软件中的声学秒表功能来实现对未知声源的定位探测。相比较于其他测量声音定位的方法，该实验设计充分利用了智能手机的潜能，利用 Phyphox 软件将手机作为传感器节点进行定位，提出一种新颖的定位方案:利用智能手机软件 Phyphox 采集和处理声音信号，计算声音信号到达手机麦克风的时间差，利用时间差计算出声源目标在二维空间中的坐标位置。

设计了一种移动声源定位系统，采用三角视差结合声强比较法原理，通过声音传感器接收声源声波，利用嵌入式 LCD 显示屏上显示声强信号，根据分贝值和偏转角对声源自动追踪。相较于其他声源需要特定脉冲声源的定位装置，本装置传感器可适用于任何声源。此外，本系统通过嵌入式声音传感器硬件滤波和软件均值滤波来减弱外界噪音干扰，提高系统的定位精度。该系统硬件结构稳定、易于实现，便于高校实验室自制。

针对南京邮电大学电工电子实验教学存在的问题，课程教学研究小组以学生为中心的教学思路融入项目式教学，将实验内容系统化、实验任务项目化、电路设计渐进化的方法设计，并实施了项目式教学方案。为培养学生实验工程设计能力、启发学生的自主创新性思维，最终有效提升电工电子实验课程教学质量，为新工科背景下电工电子实验课程教学改革提供实践范例。

《硅材料技术》是以半导体物理知识为基础和以半导体器件为应用的专业选修课，针对技术发展日新月异、纯理论课堂教学效果不佳等问题，结合自身的教学经验，提出在课堂教学中引入思政内容，梳理教学知识点、辅以多种教学手段、多样化考核方式，对课堂教学模式进行改革，同时调研虚拟仿真教学实践可行性，以实现人才培养质量符合社会要求。

针对电子工艺实习存在的问题，制定了电子工艺教学改革目标，提出将电子工艺创新设计竞赛与现有的电子工艺课程和开放实习机制相结合的改革模式，从利用电子工艺实验教学中心平台资源、完善课程考核机制、建立竞赛成果转化等方面进行教学改革。四届竞赛的举办经验证明该模式能有效培养学生的学习兴趣，加强学生电子工艺动手实践和解决问题能力，提高学生学术能力和科研素养，促进教学内容的创新性，提升人才培养水平，积累学术论文、专利等成果，表明该竞赛教学模式改革取得良好效果。

《金属材料与热处理》课程在教学中多采用传统的授课方式进行授课，面对这种知识枯燥的课程，大多数大学生会产生排斥心理，不能达到吸引学生主动学习的目的，导致教学效果不理想。因此如何在教学中激发学生学习的能动性成为了一个重要的课题。立足于解决上述问题，以游戏为载体，让学生在“玩中学”的理念下理解掌握所学知识，是一种寓教于乐的教学方式。GBL 教学法正是这种让游戏充当媒介，以游戏的趣味性与灵活性来帮助教师更好的完成课程教学目标为导向的创新性教学方法。将 GBL 教学法应用于《金属材料与热处理》课程教学中，可以达到激发学生学习动机，提高教学效果和教学效率。

将教学内容与思政教育有机融合，全方面提高德育水平，是新时期教育工作者的重要职责。大学物理实验课程量大面广，在培养学生动手能力，科学精神方面具有重要作用，相比理论教学，教学过程中师生有很多面对面交流的机会，为开展卓有成效的德育、思政教育提供了很好的机会。近年来，通过规范教学纪律、加强课程设计、深挖科学家背后故事等，融入思政元素，提高课堂吸引力和学生学习积极性，在潜移默化中引导学生树立正确的人生观和价值观，取得初步成效。

近几年新冠肺炎疫情改变了许多课程的传统教学方式，实验教学工作重心也开始向线上转移。结合新实验课程教学模式，以单缝衍射实验为例对大学物理实验虚拟仿真实验进行了改革探索与实践。事实证明虚拟仿真实验室让课堂更有趣，让教学更高效。

为落实新时代军事教育方针“立德树人”根本任务和“为战育人”明确指向，文章基于“以学员为中心”的教学理念，突出军事特色的同时，融入了包含党的二十大报告思想在内的思政元素。从物理学与认识自然、个人发展与强军兴军关系角度阐释军校学员为什么学大学物理;采用““会倒立”的枪也是稳定性高的枪”这一案例阐述大学物理学什么;从大学物理与中学物理的区别、大学物理课程特点、教员与学员在教与学过程中的关系角度阐述怎样学好大学物理，促使学员思想上实现不想学到我要学的转变，打通了如何学好大学物理的思想认识关。