11月24日，第十一届全国大学生物理实验竞赛（创新）圆满落幕，来自北航中法航空学院的3支队伍首次出征，斩获3项国家级奖项、1项省级奖项。其中，“光迹智测”队伍的“可回溯式数控迈克尔逊干涉仪及AI智能体辅助教学”项目凭借创新的技术方案与出色的现场表现，经过激烈角逐，从数千支参赛队伍中成功突围，在汇聚全国331所高校、750支优秀代表队的全国总决赛中脱颖而出，斩获国家级一等奖（最高等级）！
全国大学生物理实验竞赛是目前国内挑战性最强、影响力最大的物理类竞赛之一。其中，创新赛共设置命题类作品、自选类作品和物理实验讲课类作品三个比赛类别，旨在进一步激发大学生对物理实验的兴趣与潜能，在实践中培养大学生的创新精神和实践能力，着力提升物理实验教学水平和高素质创新人才培养质量。
此次竞赛在高等学校国家级实验教学示范中心联席会物理学科组、教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会、教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会和中国物理学会物理教学委员会指导下，由全国大学生物理实验竞赛组委会和全国高等学校实验物理教学研究会主办，中南大学承办，《物理实验》杂志和高等教育出版社物理分社协办，吸引了全国万余名师生参与角逐。大赛聚焦物理实验与前沿技术的深度融合，新增“AI+物理实验”特色赛道，鼓励学生探索跨学科创新应用。
由王琪、庄宇铭、刘恩兆、安瑞仪四名同学组成的“光迹智测”队伍，在物理化学科教平台华陈强老师的指导下，以“可回溯式数控迈克尔逊干涉仪及AI智能体辅助教学”项目，紧扣赛事主题，斩获国家级一等奖。
在迈克尔逊干涉仪的实验中，往往会面临这几个问题：第一，干涉现象较为复杂，学生难以将干涉图案与实验操作联系在一起；第二，一名教师需要帮助多个学生，课堂纠错负担可能较大。因此，小队利用Esp32单片机与压电螺钉，结合设计phyphox界面，构造数字化控制反射镜的方案，保证精密化操作的同时，提供远程操作，加入可回溯实验操作的机制。其次，为解决人为数圈读数误差，小队利用光强传感器，联合单片机自动识别干涉条纹吞吐圈数，联合phyphox实现数据实时采集与可视化显示。为减轻教师压力，小队引入人工智能技术，借助智能体辅助教学物理实验，实现有问必答，预习测试，辅助批改等功能，顺应了物理实验教学数字化、智能化、物理与工程结合、AI助学助教的趋势。
备赛国赛期间，团队成员克服了跨学科技术融合、实验数据精准采集等多重挑战，项目启动时，同学们尚未系统修读迈克尔逊干涉仪实验和相关光学课程。从文献调研、模型搭建到仪器测试，同学们以研代课，自主研读与实验互证并行，确保装置与结论经得起复现与检验。
△仪器调试
△决赛海报
由陈屹铎、詹璟皓、蔡卓伦、章卓玥四名同学组成的“PhySonic智速团”队伍，在物理化学科教平台华陈强老师的指导下，创新性地提出“AI-PHY双流驱动”的动态多普勒声速仪，最终荣获国家级三等奖。
该项目面向教学场景，用摄像头实时追踪学生手持接收端上的ArUco标记，YOLO神经网络瞬时测速，phyphox同步采集频率，二者在同一时间轴上并置成“速度-频移”双曲线，让学生在“乱速奔跑”中直观看到多普勒公式实时成立，并反演出空气中声速。装置无需预设运动模式，支持急停、折返等任意运动，首次把AI视觉、手机传感器与经典波动实验深度融合，实现“动手即动脑”的探究式教学。经课堂验证，较传统驻波法参与度、直观性与效率均显著提升。
△工程师指导仪器操作
△调试代码
“光镜筑梦”队伍由王一帆和张睿哲两位同学组成，在物理化学科教平台武媚媚老师和李端秀老师的指导下，完成了“薄透镜和单球面镜的焦距测量实验”项目，最终获得省级三等奖以及国家级三等奖的优异成绩。
团队选择“讲课类”赛道，以近轴光线为前提，系统训练学生掌握薄透镜与单球面镜焦距的四种测量方法：共轭法、自准直法、物距像距法及诺莫图法；通过“等高共轴-大像追小像”“对称测量-翻转取平均”“测读法-左右逼近取中点”三步操作，可分别消除透镜支架的偏心误差、成像系统的固有误差，以及由时差与刻度不均引起的随机误差；配套等精度与不等精度两种方案，采用误差传递函数与加权平均算法，可同步完成焦距平均值、A类、B类及合成不确定度的计算。项目把实验延伸到中国天眼500m抛物面汇聚电磁波的实例，强化“焦距”概念在天文光学与射电望远镜中的普适性，实现从基础光学训练到国家大科学装置的知行合一。
△讲课排练
△讲课演示
这些成绩的背后，离不开老师们的悉心帮助。在此特别鸣谢北航物理实验中心、北航徐平老师、中国科学技术大学张增明老师，以及浙江省竞赛组委会王俊杰老师给予的支持与指导。
在学生备赛期间，物理化学科教平台与物理实验大赛团队密切沟通，及时了解赛事动态，全程护航，贴心指导，为参赛队伍提供关键指导。物理化学科教平台以培养卓越工程师为目标，强调扎实基础、强化实践、注重创新，涵盖基础实验和综合创新实验，致力于夯实学生的物理和化学基础，促进多学科知识融合，增强理论与实践结合能力，培养严谨的科学思维和创新能力。目前，平台拥有20余名科教人员，负责基础物理与化学教学，并在多个前沿领域开展科学研究，支撑量子信息、能源、航空航天等领域的协同发展。
夯实基础、强化实践、激励创新，在探索中学习，在协作中突破，我们期待更多学子点燃科学梦想，成长为具有扎实理论、过硬素养、创新思维和国际视野的未来领军人才。
（审核：董卓宁 应伟东 周苗）
最新动态