自创教学仪器

虚拟显微镜系统

显微镜是地质学科教学和科研过程中最重要的观察工具之一,传统的显微镜理论教学课,教师在备课时需先观察岩石薄片,找出典型矿物和现象后拍照,保存成图像文件后制成PowerPoint幻灯片,在理论讲解时再使用该幻灯片。这种教学方式的优点是照片素材丰富多彩,但也有缺点。首先,因每一块岩石标本薄片普遍具有的差异性和唯一性,使教师备课时费时费力,需要对不同的现象拍摄大量照片;其次,在讲述矿物多色性、消光角、贝克线等内容时,由于所展示照片是静态的,不能直观地阐述这类需要转动物台以从不同角度观察的学习内容,而常常使学生感到抽象和难以理解。而且,部分珍稀标本教学资源不足。

为了解决上述问题,并进一步提高教学质量以及充分发挥优质教学资源的利用率,近年来中心教师尝试利用最新的计算机和网络技术,开展了虚拟显微镜系统的探索和建设工作。即将显微镜下实际观察到的真实现象虚拟为可在计算机网络上自主操作观察。通过浏览器访问我们的虚拟显微镜网站,学生即可对典型岩石薄片进行镜下学习观察各类岩石在显微镜下的矿物组成、光性特征、鉴定标志以及显微结构构造。该虚拟显微镜的最大特色是模拟真实显微镜的实时交互式操作:可以360°旋转薄片,并且可以切换单偏光和正交偏光,完成不同光路系统下薄片中矿物特征的观察。由于操作使用体验与真实显微镜十分接近,并且所展示薄片是任课教师精心挑选的典型标本,因此,可以弥补优质教学资源的不足,同时扩展了学生的学习时间和空间,大大提高了优质教学资源的利用率和教学效果。

 

序号 仪器设备名称 自制或改装 开发的功能和用途 推广和应用的高校
1 土壤卧式单抽拉伸仪 自制 能够直接观测每一秒土体拉力/压力随时间变化关系,准确的计算出不同条件下(干密度、含水率)土体轴向位移变化情况,以及进行不同频率、振幅等振动前后土体的拉力/压力关系,能够满足各种条件下土体的单轴拉伸/压缩试验 西北大学
2 土壤工程振动促渗仪 自制 利用传感器精确的测试变水头和定水头渗透试验过程水头的变化和出水口水量的变化,准确计算得出土壤渗透参数,进行不同振动频率、振幅等状况下土壤渗透性变化的测试,满足不同振动条件下室内土体渗透试验 西北大学
3 室内强夯振动模型试验箱 自制 能准确监测强夯过程中不同含水量、压实度状况下不同深度处动土压力和加速度的变化,满足室内强夯振动传播规律的各项研究 西北大学
4 现场大型浸水试验监测系统 自制 能够快速、连续、准确地监测黄土场地在近地表浸水条件下土体内部的应力、水分、沉降和侧向位移变化情况,反馈场地黄土体内部应力、水分及位移沉降状态,为湿陷敏感性评价及侧向变形影响评价提供可靠参数 西北大学、机械工业勘察设计研究院
5 隧道围岩变形监测系统 自制 能够快速、连续地准确测量隧道施工过程中孔隙水压力对围岩总应力的影响程度,及时反馈施工过程中存在的问题,实时调整施工设计方案 西北大学
6 TL-ERT设备 自制 主要由工控电脑、主机、采集盒、连接屏蔽线和电极几部分组成,主要作用是通过监测降雨或浸水过程中黄土电阻率变化 西北大学
7 崩解试验测试系统 自制 通过力传感器测量土样重量变化来记录试样崩解过程,数据采集装置能够自动采集数据,更加简便精确,能够动态观测崩解过程 西北大学
8 GDS动三轴 改进 配套动三轴试验开发了一套制样制备仪器,能够快速、完整获得三轴试验样品;利用原有的动三轴未开发模块升级改造成非饱和土三轴仪,形成两套独立的系统,提到三轴利用率 西北大学
9 非饱和土试验仪器 改进 将原有的调压阀更换为伺服阀,提高了测试精度和稳定性;增加体积压力控制器、上陶土板,实现了非饱和稳定流的测试功能;重新编写了控制软件,增加了应力路径试验等功能 西北大学