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搭最硬核的积木,做最有趣的科研—浙大方群教授研究组将乐高积木引入科研与本科生实验教学_世界杯买球

点击量: 450     作者: 世界杯买球     时间: 2022-07-06 22:49:32

从LEGO到LIFGO:模块化理念的延续

激光引诱荧光检测(LIF)是最敏感的光谱检测手艺之一,检测限可到达亚皮摩尔级。作为周详光学仪器,LIF系统的搭建凡是依靠在光学调控平台,需要在专业的光机电械尝试室里进行,门坎高,耗时长,装配和光路调校难度较年夜。

方群传授研究组对基在LIF手艺的毛细管电泳系统进行了长达二十余年的研究,在LIF的设计、组装和微型化方面已具有坚实的手艺根本。对LIF系统的搭建,方群传授研究组从乐高(LEGO)积木上取得了灵感——乐高积木具有组装便利、矫捷的凸起优势,而这一优势的背后,是其所采纳的模块化组装理念。那末,模块化理念是不是能引入LIF系统的搭建进程,付与其优胜的矫捷性与自由度?鉴在此,研究组最先着手开辟一种基在商品化乐高积木的模块化LIF系统。

开辟进程并不是风平浪静。此中最年夜的难点是若何在包管光学系统精度的条件下,使外形不法则的光学器件与乐高积木匹配。而解决这一困难的法门在在3D打印手艺。经测试,3D打印而成的积木块可包管各光学元件之间的瞄准,知足所需的定位精度。这类由商品化乐高积木与3D打印积木配合促进的模块化搭建模式极年夜地简化了LIF系统的搭建进程,LIFGO系统也由此降生。与常规的LIF系统比拟,LIFGO无需专业光学平台便可搭建,体积小,本钱低,操作简略单纯,其光鲜的用户友爱特点为长达8年的LIFGO本科生尝试讲授埋下了伏笔。

LIFGO—用乐高积木搭建起来的激光引诱荧光检测系统

从科研到讲世界杯买球授:Play Well, Study Well

LEGO之名源自丹麦语“Leg Godt”,意为“Play Well”。那末,像“搭积木”一样地“搭仪器”,可否像益智游戏指导儿童摸索世界那样,让本科生布满乐趣与神驰地投入尝试,摸索科研呢?

2013年,研究组将LIFGO系统的构建引入到本科生仪器阐发尝试讲授中。迄今,这个尝试在化学系本科二年级学生的仪器阐发讲授尝试课程中已进行了8年。颠末积年的优化与调剂,现在,年夜部门介入尝试的学生都可以在3小时内完成LIFGO系统的构建和测试。

LIFGO系统的搭建尝试采纳了开放的讲授模式。指点教员鼓动勉励学生进行自立设计,自由地选择与组合分歧的乐高积木或3D打印积木,用以构建具有分歧光学布局和设置装备摆设的LIFGO系统。学生不但熟悉和理解了LIF系统布局与荧光阐发道理,熬炼了脱手能力息争决问题的能力,更难能宝贵的是,他们从多彩而童趣的“搭积木”式尝试中取得了摸索和缔造的乐趣。

学生以小组为单元,合作搭建尝试装配

从LEGO到LIFGO,从科研到讲授,从中可以看到,严厉的尝试与缔造性的趣味游戏之间不存在重重壁垒,科研也历来不会是一潭死水。立异意识的萌芽,科研思惟的成长,可能就从一场小组合作的仪器搭建尝试、从自立设计的趣味实践最先,或说——从如许的一次搭积木最先。

该工作近期颁发在Talanta(https://doi.org/10.1016/j.talanta.2021.123063)。以上工作获得了国度天然科学基金项目标帮助。

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