新学期，一台“新型”超声光栅实验仪器在河北工业大学物理实验中心投入使用。“相比传统超声光栅实验仪器，这台设备操作简便，更容易理解（其原理）。”物理231班学生雷志锴说。

被夸赞的这套设备，并不是“重金采购”，而是由河北工业大学亚利桑那工业学院21级学生李一彤团队自主设计研发的。他们通过对超声腔结构的优化，有效提升了压电陶瓷片的抗腐蚀能力；通过引入温度控制系统，显著增强了液体声速测量的稳定性和准确性；而笼式光学结构设计，则将光学元件模块化封装，降低了对环境扰动的敏感性，大幅提升了实验仪器的整体稳定性与便携性。

       理学院大学物理教学中心教授、指导老师叶文江表示，该套实验仪器解决了传统超声光栅实验仪器设计上存在的诸多局限性，“压电陶瓷片容易受到电化学腐蚀，显著缩短了其寿命；液体声速对温度变化极其敏感，导致测量结果易受干扰；结构庞大、操作复杂，不仅提高了实验门槛，还影响了测量的稳定性与重复性，间接造成维护成本高、便携性差等一系列问题。”
       改进后的仪器不仅结构紧凑、操作简便，而且功能完备，特别适用于从本科生到研究生阶段的衔接式实验教学需求。其模块化与可扩展的设计使学生能够在操作过程中深入理解声光相互作用原理，掌握光学测量与数据分析的实践能力。同时，该仪器具备将STEM教育理念自然融入物理实验课程的潜力，为培养具备交叉学科背景和系统集成思维的研究型人才提供了良好平台。

      “取得这样的收获，十分感谢我们学校优秀的平台和老师们的指导。”李一彤说，“在论文写作、仪器搭建与调试，确保实验数据准确可靠方面，叶文江、孔祥明、段雪松三位老师给予我们诸多启发与帮助。没有这些优秀的老师们，我们的工作不会如此顺利。”

其实，早在2022年，河北工业大学亚利桑那工业学院便开启了“创新拔尖”人才培养模式，在此基础上，启动了第二课堂兼职导师科研训练计划，整理集纳了包括全国重点实验室、国家级创新创业教育实践基地在内的近十个国家和省市级实验平台，选聘了百余位优秀学业导师，面向学生开展科学研究和创新创业训练。

那时，刚刚入学的李一彤，走进了河北工业大学大学物理教学中心创新实验室，开始了长达三年的科研探索。在老师们的悉心指导下，随着科研训练计划的深入推进，李一彤所在的团队也不断壮大，亚利桑那工业学院学生李承乾、王佳炎、庄祝、李嘉航等学弟学妹们相继加入，为团队注入新鲜血液。大家互相协作，共同探索，逐渐发展成一个富有创新活力和团队精神的科研集体。

随着亚利桑那工业学院“揭榜挂帅”教育教学改革研究项目的资助推进，在理学院和亚利桑那工业学院老师们的支持下，团队成员们充分发挥各自专长，深入探讨实验设计、数据分析和论文撰写等领域的关键问题，各项研究工作得以顺利推进。

成长的过程中，李一彤研究团队曾获批2024年大学生创新创业训练计划国家级项目2项，授权2项实用新型专利和1项软件著作权，发表EI会议论文1篇，获全国大学生物理实验竞赛国家级二等奖等。

从应用前景来看，该仪器除在高校物理教学实验室中具备广泛适用性外，还可延伸至材料性能测试、液体物性分析、温度响应研究等科研领域，具有持续的开发潜力和社会效益，具有良好的推广价值。该成果已在国际公认的物理教学研究高水平期刊《欧洲物理杂志》（European Journal of Physics）上发表。

“李一彤团队取得的成绩，可以说是河北工业大学‘工学并举’办学特色的‘必然结果’，也是亚桑‘学为中心、研究导向、中美融通、开放创新’办学理念的最好体现。”亚利桑那工业学院院长卿龙邦说。
 

材料来源：亚利桑那工业学院

单位审核：卿龙邦 张争艳

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编辑：韩欣茹 靳津 柴如意

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编审：霍占良 屠琼芳

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