高效动力学范文10篇

1乘用车节能技术概述

乘用车节能技术主要分为传统汽车节能技术与新能源汽车技术（含混合动力）。鉴于2020年前传统节能技术仍将占据市场主要份额，本文仅针对传统汽车节能技术进行分析。传统汽车节能技术分为高效动力传动系统（发动机、变速器）、轻量化、低摩擦、先进电子电器等几大领域。

1.1高效动力传动系统

动力传动总成系统主要包括发动机与变速器两大总成，是乘用车动力的来源，同时也是能量消耗的主要渠道。因此，提升动力传动系统的能量使用效率、减少系统能量损失是乘用车节能的主要途径之一。

1.2低摩擦技术

车辆在行驶过程中，各种内部及外部系统摩擦是造成整车能量损耗的主要原因之一。减少摩擦损耗的主要方法包括降低车身风阻、减少内部阻力和降低滚动阻力等。车身造型设计优化、低粘度机油、高效润滑油、低滚阻轮胎、低摩擦材料涂层等均是降低车辆摩擦损耗的主要措施。

摘要目的：研究国产盐酸西替利嗪片的人体药代动力学和相对生物利用度。方法：选择8名男性健康志愿者，采用反相高效液相色谱法，以紫外229nm为检测波长，测定了单剂量(10mg)口服国产盐酸西替利嗪片和进口盐酸西替利嗪片在人体内的西替利嗪浓度。结果：盐酸西替利嗪的体内动态过程呈一级吸收的二房室开放模型，国产片和进口片的cmax分别为（316.71±39.66）和（314.80±31.79）ng/ml，tmax分别为（0.72±0.09）和（0.72±0.09）h，t1/2β分别为（10.71±3.06）和（9.95±2.41）h，AUC0～∞分别为（2728.52±356.06）和（2753.01±360.33）ng*h/ml。结论：国产盐酸西替利嗪片剂的相对生物利用度为（99.50±8.89）％；选择cmax和AUC0～∞进行三因素方差分析与双单侧t检验，结果表明国产片和进口片两种制剂具有生物等效性。

关键词：盐酸西替利嗪；药代动力学；生物利用度

西替利嗪(cetirizine)是第一代抗组胺药物羟嗪的活性羧酸衍生物，分子结构中的两性离子特征使其无明显的中枢抑制作用，临床主要用于防治过敏性鼻炎、慢性特发性荨麻疹、过敏性哮喘和特异性皮炎等疾病［1,2］。目前，有关盐酸西替利嗪临床药代动力学资料，国外学者已进行了众多的研究，涉及新生儿、幼儿、儿童、青年、老年及一些临床病例等不同群体［3～7］。国内江苏连云港制药厂首先研制了盐酸西替利嗪片，为了评价国产盐酸西替利嗪片在健康人体内的药代动力学和生物利用度，本研究建立了血浆中西替利嗪的反相离子对高效液相色谱（RP-IP-HPLC）测定新方法,并对国产盐酸西替利嗪片(CET)和进口盐酸西替利嗪片(Zyrtec，仙特敏，ZYR)进行了药代动力学和相对生物利用度研究，以三因素方差分析和双单侧t检验评价两种制剂的生物等效性，为临床应用提供实验依据。

1材料和方法

1.1仪器与试药Waters高效液相色谱仪：Waters510泵，Waters486紫外检测器，Maxima820色谱工作站。Rheodyne7125型六通进样阀，配以50μl定量管。盐酸西替利嗪标准对照品与CET片(规格10mg/片,批号960520)均由江苏连云港制药厂提供；ZYR包衣片(规格10mg/片,批号96A26/A)由比利时UCB公司生产。乙腈、磷酸、磷酸二氢钠、枸橼酸钠、乙酸乙酯、三乙胺、十二烷基硫酸钠（SDS）等实验试剂均为国产分析纯，水为重蒸馏水。

1.2色谱分离条件分析柱为WatersNava-PakC18(150mm×3.9mmID,4μm)色谱柱；流动相为乙腈∶磷酸二氢钠(0.02mol/L)∶三乙胺(50∶50∶0.15,pH3.15)，内含SDS0.007mol/L；流速1.0ml/min；检测波长229nm；柱温25℃。

摘要目的：研究国产盐酸西替利嗪片的人体药代动力学和相对生物利用度。方法：选择8名男性健康志愿者，采用反相高效液相色谱法，以紫外229nm为检测波长，测定了单剂量(10mg)口服国产盐酸西替利嗪片和进口盐酸西替利嗪片在人体内的西替利嗪浓度。结果：盐酸西替利嗪的体内动态过程呈一级吸收的二房室开放模型，国产片和进口片的cmax分别为（316.71±39.66）和（314.80±31.79）ng/ml，tmax分别为（0.72±0.09）和（0.72±0.09）h，t1/2β分别为（10.71±3.06）和（9.95±2.41）h，AUC0～∞分别为（2728.52±356.06）和（2753.01±360.33）ng*h/ml。结论：国产盐酸西替利嗪片剂的相对生物利用度为（99.50±8.89）％；选择cmax和AUC0～∞进行三因素方差分析与双单侧t检验，结果表明国产片和进口片两种制剂具有生物等效性。

关键词：盐酸西替利嗪；药代动力学；生物利用度

西替利嗪(cetirizine)是第一代抗组胺药物羟嗪的活性羧酸衍生物，分子结构中的两性离子特征使其无明显的中枢抑制作用，临床主要用于防治过敏性鼻炎、慢性特发性荨麻疹、过敏性哮喘和特异性皮炎等疾病［1,2］。目前，有关盐酸西替利嗪临床药代动力学资料，国外学者已进行了众多的研究，涉及新生儿、幼儿、儿童、青年、老年及一些临床病例等不同群体［3～7］。国内江苏连云港制药厂首先研制了盐酸西替利嗪片，为了评价国产盐酸西替利嗪片在健康人体内的药代动力学和生物利用度，本研究建立了血浆中西替利嗪的反相离子对高效液相色谱（RP-IP-HPLC）测定新方法,并对国产盐酸西替利嗪片(CET)和进口盐酸西替利嗪片(Zyrtec，仙特敏，ZYR)进行了药代动力学和相对生物利用度研究，以三因素方差分析和双单侧t检验评价两种制剂的生物等效性，为临床应用提供实验依据。

1材料和方法

1.1仪器与试药Waters高效液相色谱仪：Waters510泵，Waters486紫外检测器，Maxima820色谱工作站。Rheodyne7125型六通进样阀，配以50μl定量管。盐酸西替利嗪标准对照品与CET片(规格10mg/片,批号960520)均由江苏连云港制药厂提供；ZYR包衣片(规格10mg/片,批号96A26/A)由比利时UCB公司生产。乙腈、磷酸、磷酸二氢钠、枸橼酸钠、乙酸乙酯、三乙胺、十二烷基硫酸钠（SDS）等实验试剂均为国产分析纯，水为重蒸馏水。

1.2色谱分离条件分析柱为WatersNava-PakC18(150mm×3.9mmID,4μm)色谱柱；流动相为乙腈∶磷酸二氢钠(0.02mol/L)∶三乙胺(50∶50∶0.15,pH3.15)，内含SDS0.007mol/L；流速1.0ml/min；检测波长229nm；柱温25℃。

摘要：创新地利用多体动力学仿真软件包ADAMS建立了VS1型真空断路器操动机构的动力学模型，并用试验对模型的有效性进行了验证。同时，还建立了真空断路器电动力计算模型，将开断和关合[r1]过程中的电动力分为洛仑兹力和霍尔姆力。以上述两个模型为基础，对断路器短路开断过程进行了仿真，研究了不同的开断条件下电动力对断路器机械特性的影响，从而为断路器的优化设计和状态检测提供了必要的理论依据。此后采用试验的方法对仿真结果进行了部分验证，验证结果表明仿真在一定程度上揭示了断路器的运行规律。

关键词：电动力效应高压断路器动力学特性仿真分析

1引言

对断路器的动力学特性进行仿真分析，有利于实现断路器的优化设计；并且研究断路器在故障状态下的动作特性，能够为断路器的状态检测提供理论依据。对断路器动力学特性的研究，以往采用的方案是：列出断路器运动部件的运动学方程和动力学方程组；采用适当的数值求解方法求解方程组；采用可视化仿真方法给出运动部件的运动过程和有关运动参数[1]。这种研究方案对于简单的运动系统是比较有效的，尤其在低压电器机构运动特性的研究中得到了成功应用[2-3]。但对于复杂的机械系统，例如高压断路器的操动机构，由于部件众多，各部件之间的约束关系也增多，动力学方程组的复杂性迅速增加，这种方案显得力不从心，为此需要寻求别的解决方案。

多体动力学仿真软件的出现为解决这个问题提供了一种很好的手段。ADAMS软件包是目前世界范围内使用最广泛的机械系统仿真分析软件之一[4]。它可以方便地建立参数化的实体模型，并采用多体系统动力学原理，通过建立多体系统的运动方程和动力学方程进行求解计算[5]。跟传统的仿真方法相比，采用ADAMS进行仿真避免了繁琐的建立方程组和求解方程组的工作，使得用户能够将主要精力放在所关心的物理问题上，从而极大地提高了仿真效率。

本文基于多体动力学原理，利用ADAMS软件包建立了VS1型真空断路器操动机构的动力学模型，并用试验对模型的有效性进行了验证。同时，本文还建立了真空断路器电动力计算模型，将开断[r2]过程中的电动力分为洛仑兹力和霍尔姆力。以上述两个模型为基础，对断路器短路开断过程进行了仿真，研究了不同开断条件下电动力对断路器机械特性的影响，此后采用试验的方法对仿真结果进行了验证，从而为断路器的优化设计和状态检测提供了必要的理论依据。

西替利嗪(cetirizine)是第一代抗组胺药物羟嗪的活性羧酸衍生物，分子结构中的两性离子特征使其无明显的中枢抑制作用，临床主要用于防治过敏性鼻炎、慢性特发性荨麻疹、过敏性哮喘和特异性皮炎等疾病［1,2］。论文目前，有关盐酸西替利嗪临床药代动力学资料，国外学者已进行了众多的研究，涉及新生儿、幼儿、儿童、青年、老年及一些临床病例等不同群体［3～7］。国内江苏连云港制药厂首先研制了盐酸西替利嗪片，为了评价国产盐酸西替利嗪片在健康人体内的药代动力学和生物利用度，本研究建立了血浆中西替利嗪的反相离子对高效液相色谱（RP-IP-HPLC）测定新方法,并对国产盐酸西替利嗪片(CET)和进口盐酸西替利嗪片(Zyrtec，仙特敏，ZYR)进行了药代动力学和相对生物利用度研究，以三因素方差分析和双单侧t检验评价两种制剂的生物等效性，为临床应用提供实验依据。

1材料和方法

1.1仪器与试药Waters高效液相色谱仪：Waters510泵，Waters486紫外检测器，Maxima820色谱工作站。Rheodyne7125型六通进样阀，配以50μl定量管。盐酸西替利嗪标准对照品与CET片(规格10mg/片,批号960520)均由江苏连云港制药厂提供；ZYR包衣片(规格10mg/片,批号96A26/A)由比利时UCB公司生产。乙腈、磷酸、磷酸二氢钠、枸橼酸钠、乙酸乙酯、三乙胺、十二烷基硫酸钠（SDS）等实验试剂均为国产分析纯，水为重蒸馏水。

1.2色谱分离条件分析柱为WatersNava-PakC18(150mm×3.9mmID,4μm)色谱柱；流动相为乙腈∶磷酸二氢钠(0.02mol/L)∶三乙胺(50∶50∶0.15,pH3.15)，内含SDS0.007mol/L；流速1.0ml/min；检测波长229nm；柱温25℃。

1.3血浆样品预处理精密吸取血浆样品0.5ml，置于10ml具塞离心管中，加入pH5.5枸橼酸钠缓冲液0.5ml和乙酸乙酯5ml，涡旋振荡2min，3500r/min离心5min。分取乙酸乙酯层4ml，置于另一10ml具塞离心管中，加1.7％磷酸溶液100μl反提，3500r/min离心5min后，吸取磷酸溶液50μl进样分析。

1.4体内分析方法学评价取健康人空白血浆共6份，精密添加盐酸西替利嗪标准对照品一定量，配制成10.0，25.0，50.0，100.0，200.0，400.0ng/ml的盐酸西替利嗪标准血浆样品系列。按血浆样品预处理步骤和RP-HPLC测定方法进行操作，以测得的血浆中西替利嗪峰高（Y）为纵坐标，相应的浓度(c)为横坐标，其回归方程为：Y=89.28+18.53c，r=0.9998（n=5）。以信噪比S/N>2计，血浆样品中西替利嗪最低检测浓度为2.5ng/ml，最低检测限为0.5ng。选择25.0，100.0和400.0ng/ml低、中、高3种不同浓度的盐酸西替利嗪标准血浆样品以考察体内分析方法的回收率和精密度，结果盐酸西替利嗪标准血浆样品萃取回收率>70％,方法回收率>95％；日内相对标准差（RSD）<4.6％(n=5)，日间RSD<7.2％(n=5)。

中药复方是中医临床用药的基本形式，研究中药复方的药代动力学规律可以阐明中药复方的组方原理与配伍规律，同时也为中药新药研究奠定基础。关于中药复方药代动力学研究，国内外学者已经提出了一些新方法和新思路，如“复方效应成分动力学”假说和“血清药理学”方法［1］。

中药复方药代动力学研究的关键问题是根据其指标成分(Markers)的体内动力学过程来反映整体的动力学规律，在选择Markers的同时，对其药效作用规律探讨也是工作的重点所在。杜力军等［2］利用PK-PD线性模型对清热复方中3种Markers与发热大鼠体温变化进行相关分析，确定了其中黄芩苷有较高的相关性，由此以黄芩苷体内动力学变化表征该清热复方的体内动力学过程;同时对活血化瘀复方中葛根素和人参皂苷Rg1与所测的药效指标间进行分析，发现葛根素和人参皂苷Rg1仅在给药后5～10min体内浓度与血小板抑制率呈正相关(r=0.999和0.996)，且符合线性效应模型(对数浓度-效应)。但葛根素和人参皂苷Rg1在体内的整个浓度变化区间与所测的药效指标之间无明显的全程相关性。分析原因，本文作者认为:一方面可能与所选的药效指标的非即时性(存在作用时间的延迟效应)有关;另一方面，也可能由于中药复方中药效物质在体内存在多途径和多靶点的协同或拮抗作用，以单一的Marker(即使是有效成分)与整体药效学指标的变化难以直接相关。为此，本文作者提出“组合血药浓度”的概念，即将Markers的血药浓度，以对药效学指标的贡献大小作为权重，进行加权组合，以“组合血药浓度”(或称“表观药效浓度”)替代单一Marker的血药浓度，进行“组合药代动力学”(combinatorialpharmacokinetics，CPK)研究，并进行CPK-PD线性模型拟合。以活血化瘀中药复方脑得生为例，以脑得生中的Markers与大鼠全血黏度(bloodviscosity，BV)、红细胞聚集指数(erythrocyteaggregationindex，EAI)和红细胞压积(hematocrit，HCT)等血液流变学特性的改变进行相关分析，探索中药复方药效物质基础及其药代动力学研究的新方法。

1仪器与材料

LCMS2010EV高效液相色谱质谱仪(日本Shimadzu公司)，LCMSsolution3.0色谱工作站(日本Shimadzu公司)，LC-10ATvp高效液相色谱仪(日本Shimadzu公司)，ANASTAR色谱数据处理系统(美国SuntekScience公司)，微量取样器(上海求精生化试剂仪器有限公司)，XW-80A型旋涡混合器(江苏海门市麒麟医用仪器厂)，TGL-16C台式离机(上海安亭科学仪器厂)，LG-R-80F血液流变仪(北京世帝公司)，TDZ4-WS低速自动平衡离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司)。甲醇(色谱纯，天津康科德科技有限公司)，磷酸(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)，丙酮(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)，肝素钠注射液(上海生物化学制药厂)。人参皂苷Rg1对照品(0703-200221)、人参皂苷Rb1对照品(110704-200216)、葛根素对照品(752-200108)、黄芩苷对照品(0715-9708，LC/MS内标物)(中国药品生物制品检定所)，大豆苷元对照品(美国Sigema公司)，人参皂苷Rd、三七皂苷R1(HPLC法检测纯度质量分数均＞96%)、葛根异黄酮(总黄酮含量质量分数为70%)(沈阳药科大学天然药物化学教研室)，红花黄色素A(红花黄色素含量质量分数为90%)、脑得生注射液(含红花黄色素A0.10μg•L－1、葛根素0.76μg•L－1、人参皂苷Rg10.42μg•L－1)(本实验室自制)，香兰素(HPLC-UV内标物，分析纯，沈阳市试剂厂)。健康Wistar大鼠，体质量200～220g〔沈阳药科大学动物中心，实验动物生产许可证号:SCXK(辽)2003-008;实验动物使用许可证号:SYXK(辽)2003-0012〕;体质量180～220g(中国医科大学实验动物室提供)。实验期间自由饮水，大鼠静脉给药试验前禁食12h。

2方法与结果

2.1指标成分药代动力学

摘要：“酶”教学内容包括酶的特性、酶促反应动力学及酶活性的调节。其中，酶促反应动力学需要运用数学和化学知识体系理解动力学公式；酶活性的调节机理又要运用生物学知识联系酶结构与功能之间的相互关系，课程内容复杂。本文探讨了“酶”教学内容和教学难点，通过教学改革，实施案例教学实践，以及结合互动式教学手段探讨“酶”教学实践，旨在提高生物化学课程的教学质量。

关键词：生物化学；酶学；案例教学；互动式教学手段

酶学的研究贯穿生物化学的发展历史。在静态生物化学中，酶的化学本质是蛋白质或具有催化活性的RNA，要求理解酶的结构与催化功能的相互关系。动态生物化学需要弄清楚酶的活性对物质代谢调节的影响。因此，“酶”章节是连接生物化学课程中静态与动态教学内容的枢纽，是有效解决生物学关于结构与功能复杂关系的关键教学示例。在一般《生物化学》试卷中，“酶”一章教学内容占分比值高，考查难度名列课程内容的高分数段位。

1教学内容概述

“酶”教学内容包括酶的特性、酶促反应动力学及酶活性的调节三个模块。作为生物体中最重要的蛋白质，酶具有高效的催化能力。酶的基本特性的教学内容建立在前期蛋白质化学基础上，同学们利用蛋白质结构与功能的关系为知识主线，进一步巩固课堂所学，锻炼归纳学习能力。酶促反应动力学教学内容是研究酶促反应机制，通过确定酶促反应的速度及影响酶促反应速度的因素，阐述生物体内的代谢途径和过程必需的信息。教学内容包括酶的结构特性及其对酶活性的影响，在“酶”一章中起着承上启下的作用。酶活性的调节教学内容是关于酶活性的调节方式及机理，酶在生物化学反应过程中具有中心地位，而保证这些反应有序进行，代谢途径高度协同的关键在于酶的调节作用。酶调节的教学内容涉及多层次的调节机制。

2教学难点分析

【摘要】张拉整体结构是由受压构件和受拉构件所组成的空间稳定结构，具有结构外形优美、质量轻和可折展好等优点，工程应用价值大。本文介绍张拉整体结构的定义和特点，并分别从结构的找形方法、动力学及控制等方面分析了张拉整体结构的研究现状，为后续张拉整体结构在建筑学中的广泛应用提供参考。

【关键词】张拉整体结构；找形方法；动力学与控制

张拉整体结构是由少量压杆和大量拉索构成的，是一种效率极高的张力集成体系，可充分发挥钢索的强度与张拉整体的空间作用。张拉整体结构的早期研究者多来自建筑和艺术领域，并未提出有效的设计与分析方法。直到20世纪80年代，该结构以其新颖的造型和较低的造价得到了建筑工程师的青睐，也被成功地应用到一些大跨度的建筑结构中，如斜拉桥、可折叠天线以及艺术作品。目前，由张拉整体结构建成的建筑物包括韩国奥运会体操馆、美国圣彼得堡的雷声穹顶、德国科隆比赛馆以及荷兰赫伦文溜冰场等大型体育馆等。上述均是张拉整体概念的结构体系，充分体现了该结构类型超大跨度的优越性，如乔治亚体育馆屋盖结构的耗钢量还不足30kg/m2。针对建筑结构中的张拉整体结构，其研究主要包括稳态找形方法研究、动力学及形态控制研究等方面。

1.结构内涵及特点

张拉整体结构是空间中具有稳定体积的结构，其由一系列不连续的受压单元和一系列连续的受拉单元相互作用而成[1]。受压单元称为压杆，受拉单元称为拉索，单元之间的作用点称为节点。压杆之间互不接触，拉索形成了连续的张力网络，构成了结构的空间外形。Snelson[2]认为张拉整体结构是处于自应力状态下的空间网格体系，受压构件离散布置，无承压刚度并组成一个连续的整体。目前，工程界对张拉整体结构的定义并不明确，存在多种解释。例如，Connelly[3]认为张拉整体结构类似于预应力杆系结构，其结构的边界约束可看作受压单元。由于自应力状态的存在，张拉整体结构在特定的几何形状下是可承受载荷的稳定机构，这使结构内力和形态直接相关，有很强的几何非线性和形态可调性。在建筑工程领域，张拉整体结构大多是一种由预应力实现自平衡的铰接结构。在该结构中，只有预应力的存在，才能使拉索绷紧并且达到一个自平衡的状态，而杆件大多默认为铰接状态。由于拉索预应力的广泛存在，张拉整体结构整体具有一定的弹性，通过改变结构形式、拉索的弹性系数以及拉杆的长度等来调整张拉整体结构的形状、预应力和抗压刚度等。总体上，张拉整体结构还具有以下优势：（1）质量轻、柔性刚度、可折叠、易拆卸。（2）结构中特有的柔性单元为结构自身提供保护，避免外界干扰造成的机械损伤。（3）可变形能力强，所需变形空间小。（4）结构冗余性好，可靠性强。

2.稳态找形方法研究

【摘要】通过查阅近年来大量文献，文章针对中药不良反应的严重性和中药治疗药物监测（TDM）发展滞后的现状，对如何借鉴西药TDM开展中药TDM进行了探讨，以需要进行治疗药物监测的各类中药为突破口，总结归纳了中药TDM的研究思路并分析了其研究方法，且在方法中提到无创伤性样品（如尿液、唾液等）的应用。

【关键词】中药治疗；药物监测；不良反应

中药治疗药物监测(therapeuticdrugmonitoring,中药TDM)是以中医药理论及药物动力学与药效动力学理论为指导，其通过各种现代化测试手段，定量分析生物样品(血液、尿液、唾液等)中活性成分及其代谢物浓度，探索血药浓度安全范围，并应用各种药物动力学方法计算最佳剂量及给药间隔时间等，实现给药方案个体化，从而提高药物疗效，避免或减少毒副反应，同时也为药物过量中毒的诊断和处理提供有价值的实验依据的方法。在临床实践中由于中药引起的不良反应日趋增多，且随着中草药药动学研究的广泛深入，使人们认识到要做到合理的使用中药，就必须对其在体内的作用规律进行深刻剖析，因而中药TDM应运而生并成为实现中药用药安全性的有效手段。

1中药TDM现状

与西药TDM相比，中药TDM发展还比较滞后，目前还处于探索阶段，由于中药成分的复杂性和特殊性，药效物质基础和作用机理尚未完全清楚，这些都制约了中药TDM的开展。虽然没有西药TDM中诸如卡马西平［1］、氨茶碱［1］等成熟的监测理论和方法，但近年来大量的中药药动学［2，3］及临床药动学的研究［4］为中药TDM的开展奠定了坚实的基础，在此基础上进行中药TDM,降低中药不良反应的发生频数，从而将实现中药用药的安全性和合理性。

根据血浆中游离药物浓度可间接的作为作用部位药物浓度的指标［5］这一原理，有人提出，在血药浓度-效应关系已经确立的前提下，对中药及中成药进行TDM的研究思路可以分为以下几方面：（1）以活血化淤中药作为突破口，开展中药TDM，且已积累了一些资料，如川芎嗪、阿魏酸、丹参酮、水蛭素等［6］。（2）对毒性大的中药开展TDM，需在对这类中药进行充分的药动学研究基础上，通过设计合理给药方案，扬长避短，开发为高效安全新药，故这类中药的药动学及TDM亟待研究［7］。（3）确立TDM的监测指标，从而进行有效成分的治疗药物监测，在这方面，河南中医学院附属医院针对中医90%以上处方应用甘草这一传统习惯，对“中药甘草制剂的TDM”进行了探索［8］，提出了以血钾作为其TDM的监测指标，为临床合理使用甘草制剂，避免可能造成的醛固酮增多症(尤其与利尿药合用)提供了重要的科学依据。

摘要：航空动力系统由于结构复杂，运行过程常处于高温、高压、高危环境，因此给实验教学活动的开展带来了诸多困难。文章定位于“突出航空动力专业特色，强调理论实践协调发展，虚拟现实相辅相成”，利用虚拟现实、计算机网络、多媒体等技术构建了适应学科特点的实验教学体系。实践表明，该体系能使学生不受时间、不受地点通过仿真实验真实的认识航空动力系统，强化相关专业实践教学效果，激发学生自主创新和创业精神，有效的提高了学生的工程素养，取得了一系列教学成果。

关键词：实验教学；虚拟仿真；教学体系；航空动力系统

一、航空动力系统实验教学面临的困境及虚拟仿真实

验教学体系建设的必要性党的十八届五中全会提出：创新的事业呼唤创新的人才，培育创新人才是人才培养的首要任务[1]。建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置，加快教育现代化，办好人民满意的教育[2]。实践教学是高素质工程科技人才培养过程中的重要组成环节，是激发学生探索未知、培养学生实践能力与创新精神的必要途径。航空动力系统结构复杂，运行过程中对电源、液源、气源等要求严格。以常见的某型军用发动机为例，其压气机出口压力为20-30×105Pa，燃烧室出口温度为1800-2000K，涡轮部件叶尖线速度超音，部分达到500m/s，部件或整机实验过程中峰值噪声达150dB噪音，实验过程常处于高温、高压、高危环境，运行环境之危险，实验过程之困难可见一斑。鉴于实验现状和安全性考虑，学生只能通过观看演示性实验进行学习，实际动手参与程度低。自主设计、创新型实验教学活动难以开展，未能切实贯彻提出的“着力培养学生的创新精神和实践能力”这一人才培养要求[3]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“信息技术对教育发展具有革命行动影响，必须予以高度重视”[4-5]。通过虚拟仿真实验教学体系的构建，不但可以实现学生自主设计实验流程、修改实验参数、进行实验配置等实物实验中不宜开放的高危险、高成本性实验功能。还可以通过虚拟实验和真实实验相结合，使学生在“虚”中了解并掌握复杂大系统的工作原理与测试方法，在“实”中亲自动手调试这一系统的部分功能单元，促进知识的转化与拓展，加深对航空动力系统结构及工作原理的理解。进而，有效的培养学生自主实验设计能力、实验分析能力、独立创新能力和“研学一体化”技能。综上所述，建设虚拟仿真实验教学体系意义重大，势在必行。

二、虚拟仿真实验教学体系的特色与创新

虚拟仿真实验教学体系的特色与创新主要体现在以下几点：（一）强化学生实践能力，建立了以解决工程问题为核心的创新人才培养新模式。航空动力系统虚拟仿真实验教学体系以培养基础理论扎实、动手能力强、创新能力突出的高素质专业型人才为根本，以适应国家航空航天动力、新能源等领域人才需求为目标，以遵循学科发展规律为宗旨，进行了实验内容和管理模式的改革，如图1所示。改变了传统的“一门课程、一门实验、一人管理”的非系统性实验方式，建立了新型的“基础性实验-综合性实验-研究性实验-创新性实验”的多层次化、多模块化实验教学体系，形成了适应学科特点及航空发动机特点的系统、科学、完整的课程体系。教学团队不仅通过专业基础和专业核心知识的实验讲授来提高学生工程实践技能以及发现问题、综合分析、解决问题的能力，还邀请行业内科研院所、国内大型企业、世界著名发动机企业、国内外院校的著名专家学者参与虚拟仿真线上教学活动，将最先进最前沿的科学技术进展情况和企事业科技发展需求分析引入教学，提高学生创新精神，激发学生创新创业热情。（二）以航空发动机为对象，充分利用科研资源，实验教学内容丰富。航空动力系统虚拟仿真实验教学体系结合了飞行器动力工程、能源与动力工程、自动化（动力方向）等几个专业科研和教学的需求，始终定位于“突出航空动力专业特色，强调理论实践协调发展”，突出本科生宽口径、厚基础、重实践的培养模式，让学生不受时间、不受地点地“通过仿真实验真实的认识发动机”，并将课堂教学有效的延伸，建立了“航空发动机总体及原理”、“航空发动机结构动力学”、“流体力学/气体动力学”、“航空发动机控制综合”四个相互交叉、相互支撑的虚拟仿真实验教学平台。其中包含26个实验教学模块，75个实验项目，实验教学内容丰富。（三）注重学生创新能力培养，立足实践教学研究，实现远程终端实验教学，效益显著。航空动力系统虚拟仿真实验教学团队拥有独具特色的情景式、多维度、高互动、全开放的虚拟实验室核心技术，真正构建了“虚实结合”的教学新模式。学生可根据自身兴趣特点和个性化需求，通过使用台式计算机、平板电脑、手机等实现线上学习。即学生可通过手机等无线终端登陆“教学平台”，预约实验，教学团队教师可实时观测到预约页面，通过审核学生并授权后，学生即可进入平台，进行多项实验内容，如图2。通过开放性实验和多媒体远程虚拟仿真实验项目建设，促进了学生对课堂理论知识的理解；降低了学生在真实实验过程中操作误差的风险；避免了昂贵设备装置由于操作失误而发生的故障；弥补了单一设备昂贵以至于学生无法全部参与操作的缺陷；解决了多校区运行学生实验难以开展的困局，使得实验教学更具有主动性、创新性、系统性和高效性。（四）校校、校所、校企合作关系密切，构建了“多学科交叉、分层次任务、开放共享式、本研一体化”的实验教学新模式航空动力系统虚拟仿真实验教学体系的教学项目不仅与理论教学紧密结合，而且与工程实践密不可分。一方面，该教学体系通过“内部联合”建设，鼓励学生积极参与国家“973”、国家“863”等国家级项目以及其他科研院所合作的项目，以全面培养学生的科研能力。同时，教师及时将本学科（专业）的科研成果进行转化，更新实验教学内容，并积极鼓励学生参与实验台的更新或新建，强化学生的动手能力和综合技能。另一方面，该教学体系通过“外部联合”建设，与沈阳发动机设计研究所、中国航空动力机械研究所、中国燃气涡轮研究院、沈阳黎明航空发动机公司、成都发动机公司、西安航空发动机公司等联合成立了实践教学基地，以全面提升学生的创新创业精神和实践创新能力。通过上述全方位、多形式的教学体系建设，团队已形成了适应行业技术发展，总体布局结构合理，多学科交叉，实验功能齐全的高水平、高效益、共享式的实验教学新模式。综上所述，航空动力系统虚拟仿真实验教学体系解决了实验教学中普遍存在的“想做做不成”、“能做不愿做”、“只看不能做”等教学难题，有效的调动了学生学习的积极性，提升了实验教学的质量，探索出了一条适用于航空动力系统高端精英人才培养的新途径。