《应用电化学专业创新实验》课程实验教学大纲
一、本课程实验教学的地位和作用
应用电化学综合创新实验是为应用电化学专业方向开设的实验课，是学完专业基础理论课、技术基础课以及完成了电化学综合实验后而开设的实验课。该实验是以教师和学生共同制定题目、学生自主设计、自主操作、自主探究的方式进行，是巩固和补充课堂讲授的理论知识的必要环节。
其宗旨是，学生通过完成这类实验，能受到一次较全面的、严格的、系统的科研训练，能了解电化学研究的一般方法，亲身体验科学研究的艰苦性和长期性，使学生真正养成热爱科学的情感。另一方面，研究型实验真正使学生尽早接触了科学研究工作，使他们的创新意识、创新精神和创新能力在实践中得到培养与提高。
二、教学基本要求
通过综合创新实验使学生初步学会从事电化学科学探究的一般方法，具有较强仪器的基本操作技能、收集和处理信息能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力，养成实事求是的科学态度，初步具有勇于探索、不断创新的精神和合作精神，具有利用课本以外的图文资料和其他信息资源进行进一步收集和处理应用化学科学信息的能力。初步形成思维的独特性、新颖性等创造性思维品质和创新思维习惯，能运用所学到的应用化学知识进行评价和解决某些实际问题。
创新性实验题目以学生的自主性、探索性学习为基础，注重培养的是学生独立思考、自主设计、自主操作、自主探究的能力。
通过创新实验，应该达到下列要求：
1、具备初步设计电化学实验的能力。
2、正确处理实验数据的能力，运用所学的理论解决实际问题的能力。
3、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
4、在实验的全过程中，培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力。
三、实验内容及要求
实验一 材料表面电化学改性及其性能测试
实验内容：钛合金彩色阳极氧化、脉冲电沉积金属材料、镁合金微弧氧化选一
学生经与指导老师讨论后，自行设计所选金属材料的处理方法。制订出工艺配方和工艺路线，同时制定材料处理后表面性能的测试方法，列出所需原材料清单。所定方案经指导老师审查同意后，由学生实验并进行性能测试。实验分成若干小组，每个小组3-4人组成。
实验内容要求：
本实验为设计性实验。由教师和学生共同制定题目，要求学生查阅相关文献，提出实验方案，制定实验路线，在指导教师指导下完成实验。具体实验步骤和结果分析、处理由学生独立完成，最后由学生以科研论文形式提交。
实验二 化学电源设计、材料制备、组装及性能测试
实验内容：2025型扣式锌空气电池、2025型扣式锂离子电池、2025扣式锌镍电池选一
学生经与指导老师讨论后，自行设计所选电池，型号限定为2025型。制订出电池制造工艺，列出所需原材料清单。关键材料需学生自行研制。所定方案经指导老师审查同意后，由学生实施，制造出电池并对电池性能进行测试。实验分成若干小组，每个小组3-4人组成。
实验三 防腐蚀涂料的制备及性能测试
实验内容：了解防腐蚀涂料的品种与特点，按照指定的品种进行配方设计和配制过程设计，试验并根据结果调整工艺，研究各成分和工艺条件的影响，利用反应釜进行成膜物的合成或预聚，采用盐雾试验箱、湿热箱、电化学工作站、硬度计、厚度仪、耐洗涮机等进行涂层性能测试。
要求：
本实验为设计性实验。由教师和学生共同制定题目，要求学生查阅相关文献，提出实验方案，制定实验路线，在指导教师指导下完成实验。具体实验步骤和结果分析、处理由学生独立完成，最后由学生以科研论文形式提交。
四、学时安排、教学文件及教学形式
学时：应用化学专业综合创新实验总学时为16学时。
教学文件：实验题目必须是与应用化学有关的题目，具体题目由学生自己选择。
由于创新实验属于研究型实验，这类实验持续的时间较长，实验内容较多并具有一定的复杂性和综合性，因此以小组为单位进行，每组3～4人，每组实验均有教师负责指导。各小组独立开展工作，但在小组内，学生既有分工（如查阅文献的年代不同，实验研究的条件不同等），又有合作。学生指定题目后，必须经指导教师同意，而后着手查资料，研读文献，钻研有关理论。在此基础上，学生先提出实验方案，经与教师讨论后，即可开始实验研究。
一般要求学生每周安排一个下午来做实验，并在一个学期内完成。实验室每天都对学生开放，学生只要有时间，就可以到实验室做研究型实验。
实验报告以科研论文形式提供。
实验报告评分标准（总分为100分）
五、实验成绩评定
实验完毕后，要求学生认真分析、处理实验数据，并与教师共同讨论实验结果，最后以科技论文的格式写出综合研究报告。
实验报告评分标准（总分为100分）
六、实验项目、适用专业及学时分配
七、本课程实验用到的仪器设备及仪表
实验仪器：电化学工作站、旋转圆盘电极、旋转圆盘圆环电极、充放电仪、双恒电位仪、恒电位仪、对数变换器、电化学信号发生器、表面电位粒径仪、赫尔槽实验仪、点焊机、对辊轧片机、示波器、低频信号发生器、高频信号发生器、环－盘电极、过滤机、磁性测厚仪、涡流测厚仪、干燥箱、超声波清洗器、恒温水浴、磁力搅拌器、箱式电炉(1200度)、可控硅整流器、电源、刷镀电源、毫安安培表、电阻箱、脉冲直流电源、数字函数记录仪（配电脑1台）、直流稳压电源、充放电仪（配电脑6台）、双恒电位仪（配电脑1台）、电子分析天平等。
制定人：于升学、邵光杰、陈玲
审核人：乔玉卿
批准人：邵光杰
20##年12月
第二篇：理论力学创新实验教学大纲
《理论力学创新实验》教学大纲
一、 课程名称：
理论力学创新实验；Theoretical Mechanics experiment
二、 课程编号：
三、 教学对象：
工程力学本科生
四、 教材或实验指导书名称：
《理论力学创新实验》指南讲义
五、 学时学分0.5；总学时12
六、 实验的地位、作用和目的：
基于力学基础理论，启发创新思维意识，培养科研实践能力, 培养学生的创造性思维能力和动手能力。提高创新兴趣、调动创新积极性、激发创造欲望；
七、 实验的基本内容与基本要求：
课程的主要内容有：力学创新教学（包括力学在工程中的应用；灵感与创造实物展览，多媒体理论与工程导航教学等）；静动摩擦系数的量测；物体转动惯量的量测；学生自己创新设计实践。
八、 设备与器材配置：
多媒体导航台；摩擦系数量测装置；转动惯量量测装置。
九、 考核方式：
提交实验报告，及创新设计作品。
十、 实验项目与内容提要
《理论力学创新实验》指南讲义
陆晓敏 严湘赣 陈定圻
河海大学土木工程学院
力学实验中心
二O##年八月八日
目 录
1、 理论力学创新实验室介绍
2、 静动摩擦因数测定实验指导
3、 转动惯量量测实验指导
4、 计频计数计时使用说明
静动摩擦因数测定
实 验 指 导 书
一、 实验装置简介
右图是实验装置的示意图。通过摇把可以调节滑槽的倾角，光电管A的位置可以调节。滑块在滑槽中运动时，计时器可记录下滑块通过两个光电管之间的时间，通过光电管A、B之间的距离及测得的时间，利用动力学方程，可以计算出滑块材料与滑槽底面材料之间的动摩擦因数。
二、 设计实验过程（步骤）
三、 推导计算公式
四、 选择材料、测量动摩擦因数
（包括实验组数，每次实验的数据，计算结果，平均值等）
五、 误差分析、建议
六、 再测定材料之间的静摩擦因数，并与动摩擦因数比较
七、 撰写实验报告书
（包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果等）
参考资料：计频、计时、计数仪的使用说明。
静力学基础动力学基础
转动惯量测定
实 验 指 导 书
一、 
验装置简介
右图（1）是三线摆实验装置的示意图，在圆盘上放上物体，通过量测三线摆扭转振动的周期，可以计算出物体的转动惯量。周期可以使用光电管测量。
右图（2）是复摆实验装置的示意图，在架子上放上物体，通过量测复摆振动的周期，可以计算出物体的转动惯量。周期可以使用光电管测量。
二、 
设计实验过程（步骤）
（根据物体的形状及要量测的要求，选择合适的实验装置，设计如何用光电管来量测周期，实验分那几个步骤等）
三、 推导计算公式
四、 选择试件、测量动转动惯量
（包括实验组数，每次实验的数据，计算结果，平均值等）
五、 误差分析、建议
六、 撰写实验报告书
（包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果等）
参考资料：计频、计时、计数仪的使用说明。
动力学基础
SSM-5C计时-计数-计频仪
一、 概述
本仪器是多种用途的时间计量仪器，具有计时、计数、计频等功能。
仪器的输入可为光电转换、红外线转换、电位触发三种形式。测量的结果由五位LED数码显示。
本仪器采用CD4000系列的CMOS电路组成，具有使用方便、功耗小、工作稳定、可靠的优点，而且抗冲击、抗震动能力强。能广泛运用于物理力学实验、化学电量分析、生物光照累计等需要进行时间、数量、频率及周期测量的教学演示、科研、生产等场所。
1979年本仪器经教育部生产供应管理局鉴定（鉴定证书号[79]教供局字211号）。
二、性能
（一） 时标频率源
由4M石英晶体震荡器输出标准方波信号。频率偏差
日。
（二） 量程 计时：0.001ms—1000s自动变换
计数：1—
—1 1——1
计频：
（三） 灵敏度：
光电转换：（光谱范围5000埃-10000埃）
启动：
200勒克司
停止：
1000勒克司
（四） 电位输入阻抗
（五） 使用条件电源：220V A.C.50HZ
功耗:8W 连续使用
环境温度:—10oC—+35 oC
三、使用
仪器面板布置见仪器。各开关插座的功能和使用分述如下：（见图一、二、三、四）
K1：电源开关
将有小点的船型开关向上掀下即接通整机电源，此时数码管燃亮。反之，断电，数码管熄灭。
K2：：功能选择开关
此开关分位三档，分别计时、计数、计频。
KB(sn)：输入信息分配开关
此开关为一只十位拨盘开关，仅在仪器作“计时”测量功能时使用。
当此开关扳于“１”时，仪器记录光敏管被一次遮光的时间。
此开关扳于“２”时，则记录第一次遮光和第二次遮光之间的时间。
此开关扳于“３”时，则记录第一次遮光和第三次遮光之间的时间。
开关分别扳于“４”和“９”时可类推。
当此开关扳于“０”时，则记录第一次遮光和第十次遮光之间的时间。
注意：在计时、计频功能时，此开关不能在“０”、“１”档测量。
K3 启动键：按下启动键表示处于启动状态，启动指示灯亮。在计数、计频状态下要先按下启动键才能进行计数、计频。
K4 停止键：按下停止键表示此时计时或计数或计频停止，此时，停止红灯亮。
K5 复位键：按下此键。整机复位，显示为全“０”。
K6 累计／单次键：该键弹出时为累计状态，指示灯亮。该键按下时为单次状态，指示灯灭。
K7 自动复位键：弹出时无自动复位功能，指示灯不亮。按下时，计时停止后能自动复位，指示灯亮。
注意：K6 、 K7只有“计时”状态下才起作用。
K8工作／自检键：弹出时处于工作状态，能进行计时、计数、计频测量。按下时对本机进行自检（由本厂检验人员检查），用户使用本机时，此键要处于工作状态。
K9红外——白炽输入选择开关：如果使用红外光电门就把此开关扳在红外位置。如果使用白炽灯光电门就把此开关扳在白炽位置，此开关中间档为空档。此开关在整机的背面（图三、图四）
Ａ、Ｂ四芯光电转换输入插座：为两个独立输入通道，在“计时”、“计数”功能时使用。
Ｃ两芯外接脉冲输入插座：“计频”请使用此通道。
ＭＳ灯亮：表示记录结果整数位时标为毫秒。
Ｓ灯亮：表示记录结果整数位时标为秒。
ＨＺ灯亮：在“计频”时表示计量单位为赫兹。
电压输出、电压调节：本机专为用户另外配有一直流稳压电源，输出电压３—６Ｖ连续可调，额定电流为０.５Ａ。输出、调节都在整机的背面。
使用举例
（一）测定初速为０的物体自由下落一段距离所需的时间
首先组装好QDZJ—２型重力加速测试仪（详见其产品说明书），校准垂直，将准备下落的钢球吸附在电磁定位罩上。使用一个光电转换架，把连接插头插入本仪器输入Ａ，然后将四芯启动插头插入Ｂ，插头的红、黑插头分别插在钢球定位罩的二半体铜极引出线上（即吸上钢球相当于二铜极短接，钢球下落二钢极相当于开路。）
按下电源开关Ｋ１,功能选择开关Ｋ２置于“计时”档,把红外—白炽开关置于白炽位，输入信号分配开关KB拨于“１”，然后按下复位键使仪器处于准备工作状态。
向上移动光电转换支架，当钢球挡住光束时，仪器计时，钢球不挡光时，仪器停止计时，仔细调整光电转换支架位置，使之正好处于钢球不能挡住光束的临界位置上，读取支架高度尺寸，然后移下光电转换支架至所需高度尺寸的位置上。以上准备工作完毕即可正式测试。
将输入信号分配开关KB（sn）再拨至“２”，再手动复位一次。切断重力加速读测试仪电磁铁电源，钢球开始下落瞬间即自动计时，钢球下落至光电转换架遮断光束时停止计时，测量结果即可有数码管读出。
（二）测定单摆周期
将一光电转换支架置于单摆下方，使摆在光源与光敏管间摆动。安装好四芯连接电缆。功能选择开关K2置于“计时”挡，单次／累计选择开关置于“单次”。输入信号分配开关KB(sn)拨于“３”。然后使单摆开始摆动，使摆动稳定后，按下手动复位键，当摆通过转换支架时，仪器开始计时。摆回程时通过光电支架为第二次遮光，摆第三次时正好完成一个摆动周期，仪器停止时，数码显示为一个周期的时间。
（三）测定运动物体通过某位置时的瞬时速度和通过两点间距离的时间。
将装置在气垫导轨上的两个光点装换支架与仪器连接。根据需要使用白炽还是红外。使气垫滑块开始作往返直线运动，功能选择开关置于“计时”位置，按下单次键。ＫＢ（sn）拨向“１”，仪器将记录气垫滑块挡光片通过其输入开关对应的光电转换支架的时间，将挡光片的宽度除以所记录的时间即可近似得出滑块通过光敏管受光狭缝时期的瞬时速度。
再将输入信号分配开关拨到“２”，其余如上所述。当滑块向两光电转换支架运动时手动复位，则仪器可记录到滑块通过两光电转换支架间距离的时间。
（四）计数
可分为光电转换和脉冲信号两种计数方式，前者可作光栅干涉条纹计数用，后者可用来记录脉冲个数。
（五）测定音频频率和转速
为保证低频的测量，电位输入时仪器为直接耦合，使用电位输入插入插座进行计数和计频测量时，对具有直流份量的交流信号测量应注意隔去直流电压成份。如果对脉冲进行计数或计频，应注意极性。即正极性脉冲时将两芯输入电缆黑鳄鱼夹接地，红鳄鱼夹接输出端。如测负脉冲则红鳄鱼夹接地，黑鳄鱼夹接输出端。测量时，先按下启动键。
如果需要用本仪器测量转速时，可将功能选择开关Ｋ２置“计频”，取一光电转换支架连接光电输入插座Ｃ上，输入选择开关置于“光电”，然后使与被测物体同旋转的挡光片通过光电转换支架（小心碰撞）。按下启动键。此时仪器将显示每秒内通过光电装换支架的挡光片次数，将此数除以每旋转一周的挡光次数后再乘以６０，即得出每分钟转数。
四、电路
本仪器整机电路分为四个单元
（一） 输入单元
（二） 计数及译码显示单元
（三） 时标信号及控制单元
（四） 
电源单元
