针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求，设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台，并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中，被动隔振由气浮支撑实现，主动隔振采用主动阻尼方法抑制共振峰，微振动模拟采用基于线性系统频响函数的控制策略。实验结果表明，平台前六阶的模态频率分布均小于10 Hz，被动隔振系统能大幅抑制10~200 Hz频段内的地面微振动；主动隔振能够实现14 dB的隔振系统共振峰衰减效果。微振动模拟功能能够有效产生接近星上的单频和多频真实扰动线谱，在特定频谱的扰动模拟实验中，幅值最大误差为5.9%，在误差允许范围内。该多功能一体化实验平台的各项功能均能满足地面模拟实验需求。

生物组织散射引起的光学像差限制了光学系统的成像性能。本文研究了基于间接波前整形的近红外二区荧光共聚焦成像技术。首先，制备了高效率近红外二区荧光探针，降低该波段生物组织的散射有助于实现高对比度的活体组织成像。其次，研究了基于间接波前测量的自适应光学方法，将间接波前整形技术应用于激光扫描共聚焦显微系统中，以实现对生物组织引起的光学像差的测量与补偿，获得生物组织的高信噪比成像。最后，对基于间接波前整形的近红外二区荧光共聚焦成像系统开展了相关实验。实验结果表明，本系统对空气平板、散射介质和小鼠颅骨等产生的像差具有良好的补偿效果，最终信号强度较初始值分别提升了1.47、1.95和2.85倍，显著提升了最终的成像质量。

膨胀力是膨胀类岩石重要特性之一，该文提出了一种考虑温度影响的岩石三向膨胀力测试方法与实验装置。基于实验设计，利用该装置开展了黑色页岩、红层泥岩膨胀力实验，得到两类岩石在不同温度下的膨胀力时程曲线；分析了黑色页岩、红层泥石膨胀力随时间的变化规律，并与基于弹性力学原理计算得到的两类岩石膨胀力进行了对比，进一步比较了温度对两类岩石膨胀力的影响规律。该装置结构清晰、操作简单，更有利于学生对岩石膨胀力的理解，也是对岩石力学实验教学内容的补充。

为提升本科生实验教学水平，基于化学前沿成果服务于大气污染治理的理念，设计了类水滑石衍生物催化剂催化臭氧氧化VOCs中具有代表性的苯系污染物甲苯的综合实验。学生自主设计实验方案，采用不同制备方法结合高温煅烧技术制备类水滑石衍生物催化剂，并对其进行X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM、比表面积检测方法BET、H₂程序升温还原H₂-TPR、NH₃程序升温脱附NH₃-TPD、电子顺磁共振EPR等结构和理化性质表征。实验帮助学生理解材料化学在环保领域的实际应用，教会学生使用仪器分析手段解密构效关系，培养学生“宏微结合”的创新思维，也为科研课堂的开展提供了新思路。

电子线路课程内容多、系统性强，对于非电专业学生难度较大。与理论课相配套的电路实验，由于客观条件的限制，在时间上与理论课进度难以同步，且实验内容侧重于单个知识点的验证，综合性相对缺乏，难以充分发挥其对理论课程的支撑作用。基于Multisim设计了系列仿真实验，作为实体实验的补充, 构建了“虚实交融、点面结合”的实验教学模式。实体实验立足章节纵向联系，聚焦“点上强化”，旨在加深学生对理论知识点的理解，训练学生的动手能力；仿真实验突出章节横向联系，强调“面上拓展”，着力挖掘实验内容的深度和广度，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过实验教学改革与创新，有效激发学生学习的主动性和积极性，提升非电专业电路课程教学的质量和效果。

卢瑟福散射实验是核物理学发展史中的经典实验之一。基于实验放射源使用安全的考虑，国内外高校多以理论讲授为主，少有实验教学，限制了学生对原子核微观结构及射线与物质的微观相互作用的深入理解。针对以上问题，开发了基于Unity3D的卢瑟福散射虚拟仿真实验，真实再现实验场景，通过蒙特卡罗模拟保证了实验数据的真实可靠性。实验内容涵盖半导体α谱仪的使用、卢瑟福微分散射截面公式的验证、卢瑟福背散射在材料分析中的应用等内容。该虚拟仿真实验的开发为高校近代物理实验、核物理实验、材料表征等专业实验教学提供了参考，丰富了核物理实验教学的内容。

该文探讨了工业机器人实验教学课程中虚拟仿真与实物实验有机结合的安全操作教学方法。根据实际应用场景设计了工业机器人在有限空间中的轨迹规划实验，并给出了物理建模、运动学计算、轨迹规划的递进式解决方案，提出了基于MATLAB Robotics Toolbox的虚拟仿真教学过程和基于国产工业机器人的实物实验教学过程，在此基础上综合设计了虚实结合的安全操作实验教学方法，以实际课程案例说明其应用效果。采用该方法进行实验教学能够在保证安全操作的前提下使学生循序渐进地掌握工业机器人操作过程，为学生进行开放性实验探索提供安全的虚实结合架构，在教学过程中取得了良好的效果，也可推广到其他具有操作危险性的实验教学课程。

数字信号处理是一门理论与实践结合性很强的课程，结合遥感科学与技术专业的特点以及实际应用，设计了一个基于MATLAB的数字信号处理综合课程实验。该实验以GRACE卫星Level 2数据为研究对象，通过信号频谱分析、滤波器设计和处理等操作，从而实现高精度快速减小数据条纹噪声。该综合实验覆盖了数字信号处理课程的主要关键知识点，有利于学生形成较完整的数字信号处理知识体系，培养了学生将抽象的理论知识应用于实际遥感处理的能力。

海洋调查实验教学是海洋科学人才培养的重要环节，受限于实验条件，仅靠海上实践不能完全满足教学要求，需要引入新的教学手段。该文首先介绍了在虚拟仿真技术迅速发展的背景下，中国海洋大学海洋调查虚拟仿真实验教学的建设思路及不同阶段的表现形式；然后结合目前应用于本科教学的“近海物理海洋综合调查虚拟仿真实验”，系统阐述了实验模块、实验步骤及实现的主要功能；最后对海洋调查虚拟仿真教学的教学效果及未来发展进行了总结展望。

在生物特征识别技术的研究中，软特征的集成实验一直采用主特征之间的集成实验模型。软特征在适用范围、识别能力等方面与主特征有很大差别，直接使用主特征之间的集成机制无法有效地挖掘和利用软特征中的区分性信息，造成实验结果不够理想和准确。基于此，该文深入分析软特征的特性，提出“有效的互补性”和“个性化集成”两点集成要求，并在量化有效的互补性基础上，结合“最小错误率”目标，利用最小二乘法为每一个用户建立局部集成模型。将集成模型用于人脸识别和指纹识别两个实验场景，验证了该文对问题分析的合理性以及所提方法在提高识别准确率方面的有效性。