依托产业学院深化材料成型及控制工程专业人才培养模式的改革与探索——以中北大学材料成型及控制工程专业人才培养为例

以中北大学材料成型及控制工程专业人才培养为例,针对培养体系不完善、课程体系不全面以及师资队伍建设存在短板等问题,依托产业学院的建设,加强了材料成型及控制工程专业的优势特色,完善了人才培养协同机制,以期造就大批产业需要的具备解决材料成型及控制工程领域复杂工程问题能力的高级复合型工程技术人才,为提高产业竞争力提供有力的人才保障和智力支撑。

基于“做中学”理念的无机非金属材料工程专业综合实践教学改革策略——以中北大学为例

文章提出了构建“做中学”教学理念下的专业综合实践教学体系的改革策略,通过开设专业基础实验、设计性项目实验和开放性项目实验来构建多层次的实践教学载体;利用多元化的教学内容、开放式的教学管理来激发学生自主学习的能力;推行整合性实践教学模式来培养学生团队合作能力和实践创新能力;实行注重教学过程和产出教学成果的考核评价来调动学生的专业兴趣和学习主动性。

新媒体平台下大学生先进典型教育的途径探索——以中北大学材料学院为例

先进典型教育是大学生思想政治教育工作中一种行之有效的教育形式和载体。目前,传统模式的先进典型学习太过注重典型的宣传,而忽视先进典型精神的学习,同时,先进典型的宣传也主要是通过报纸、座谈会、网站等单向式宣传为主,这种方式缺乏互动式的典型宣传和讨论,忽视了大学生的主体性,无法判知对广大学生的教育效果,致使先进典型教育难以达到预期。新媒体具有承载量大、立体化、速度快、覆盖广泛、互动性强的特点,充分利用新媒体开展大学生先进典型教育,有利于凸显广大学生学习主体性,提升对典型的认同感。基于新媒体平台的特点,文章就宣传学习先进典型的新媒体阵地建设、先进典型的选树机制、宣传策略和学习途径进行了详细的探析。

基于复杂工程问题的无机非金属材料工程专业实验教学体系改革

依据工程教育专业认证标准中对复杂工程问题的特征分析,针对当前专业实验课程涉及培养学生解决复杂工程问题能力训练不足的现状,结合中北大学无机非金属材料工程专业人才培养目标,以压电陶瓷/水泥复合材料综合实验为研究对象,从实验内容和教学模式两方面进行教学改革。多年实践结果表明,该教改工作有效提高学生解决复杂工程问题的能力,对无机非金属材料工程专业工程教育认证水平的提高具有积极的促进作用。

材料科学与工程基础双语教学初探

本文简要介绍在材料科学与工程专业用双语进行材料科学与工程基础课程教学的必要性,介绍了具体的教与学、考与学过程,以及在材料科学与工程基础课程教材的选择、内容的整合、教学手段的设计以及考试等方面的一些改革。

项目驱动的金属材料工程专业综合实践教学研究与探索

本文以“项目驱动”为切口,强化学生的实践和创新能力培养。实践项目设计以解决工程问题为主线,知识点与专业核心课程形成串联协同模式,贯穿本科培养全过程。项目实施根据不同阶段学习进度设置任务,给出合理的预期要求,体现做中学的教学模式;针对实践项目特点,采用多元化评价方式,从多方位、分阶段评价学习成果。

《材料科学与工程基础》双语教学实践探索

结合我校的情况分析了材料科学与工程双语教学在本学科中教学的重要性,简要介绍了其基本模式及存在的问题,介绍了根据具体的考与学过程,在材料科学与工程课程教材的选择,课堂的设计以及考试等方面的一些改革与探索,提出了在材料专业用双语进行材料科学与工程课程教学实行"以学生为中心的"双语教学的教学模式。

材料科学双语教学方法探索

双语教学强调教学资源的保障,教学内容分课堂教学、课堂专项知识讨论、实验与实践三部分,课堂教学与课外学习有机结合,调动学生参与学习,并且作业及考核应引导学生加强知识体系和专业英语的学习。

工程教育认证背景下《功能高分子材料》课程教学改革

功能高分子材料是高分子材料与工程专业的专业考查课,其内容属于多学科交叉领域、具有种类繁多、时效性强、逻辑性差等特点。在工程教育专业认证背景下,以学生中心、产出导向、持续改进三个基本理念为指导,本文结合中北大学高分子材料与工程专业功能高分子材料课程的教学特点,从提高课程教学质量,培养优质人才为出发,从课程培养目标、教学大纲内容、教学方式方法、质量持续改进四个方面对功能高分子材料课程进行改革与实践,积极探索以学生为主体的教学新模式。

高分子材料与工程综合实验教学探索与实践

综合型实验教学是高分子材料与工程专业教育的重要环节,有利于培养和提高大学生的基本操作技能、创新意识及综合实践能力,造就高水平的科技人才。对开设实验的方式和教学模式,进行了大胆的探索,取得了初步效果。

学科竞赛融合金属材料工程专业实践教学的探索

实践创新能力是高等教育人才培养的着力方向。结合当前专业实践现状,积极挖掘学科竞赛和实践教学的关联性,构建“一导向、四位一体、三层次”的实践教学新体系;深化科教融合,组建“指导教师—研究生—本科生”三层次梯队式学科竞赛团队;研究并实践“线上+线下”“集中学习+小组合作+分散指导+过程监督”多元化实践教学手段;并针对不同的实践课程和实践项目特点,在评价体系中引入与竞赛类似的多元评价方式。改革取得了良好的教学效果,提高了人才培养质量。

工程教育专业认证背景下高分子材料与工程专业生产实习改革研究

在工程教育专业认证背景下,对高分子材料与工程专业的生产实习教学模式进了改革探索,将思政教育与实践教学有机融合。以成果为导向反向设计生产实习的思政育人目标和课程目标,以学生为中心设计完善了生产实习内容和实习安排、以持续改进的理念完善了生产实习评价方法。通过校企共同制订生产实习大纲、改革实习内容、实习方式和评价方式,并不断进行持续改进,探索在学生实习方面的教学改革新措施,可为高校建立“面向产出”的内部质量保障体系提供参考与借鉴。

材料类专业研究生课程混合式教学模式构建研究

课程学习是保障研究生培养质量的必备环节。然而,当前研究生课程还存在课程目标单一、课程内容和教学方式陈旧等问题亟待解决,已不能满足创新型人才培养的要求。为进一步培养研究生的高阶思维和学术创新能力,该文立足课程教学改革,采用混合式学习设计思路构建研究型教学模式,重构与课程目标相匹配的课堂学习与学习通平台在线学习内容,精心设计面向研究型的混合式教学活动,并在高等材料学课程中进行实践,取得较好的教学效果。

反式聚异戊二烯/有机黏土复合材料的形状记忆性能

以反式聚异戊二烯(TPI)为基体,通过加入有机黏土(OC)制备了TPI/OC纳米复合材料(TPICNs)。通过X射线衍射、差示扫描量热、动态力学分析和扫描电子显微镜等手段分别考察了TPICNs的结晶情况、形状记忆性能、力学性能和微观形貌。结果表明,随着OC用量的增加,TPICNs的结晶度、拉伸强度和形状回复率均先增大后减小;当OC用量为1.2份(质量)时,TPICNs的拉伸强度最大且展现出最好的形状记忆行为;TPICNs断面处结晶颗粒分布均匀。

TiO_(2)@H^(+)/g⁃C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢性能及机理分析

本文研究了TiO_(2)含量对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H^(+)/g-C_(3)N_(4)),然后通过煅烧法在H^(+)/g-C_(3)N_(4)表面负载TiO_(2)得到TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料,利用透射电镜、X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪和比表面仪对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料进行了表征,研究了其在可见光下的光催化产氢性能,探讨了TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料光催化产氢机理。实验结果表明:1)煅烧法可以成功制备TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料,且TiO_(2)的负载显著地提升了H^(+)/g-C_(3)N_(4)的光催化产氢性能,这主要归功于TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)异质结的形成降低了光生电子空穴的复合速率,加快了电子的转移速率;2)实验结果还表明TiO_(2)的负载量对TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢性能有很大影响,当TiO_(2)含量为25%时,所制备的25-TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢性能最好,其光催化产氢速率为3.47 mmol·g^(−1)·h^(−1),是H^(+)/g-C_(3)N_(4)产氢速率的4.05倍,这主要归功于25-TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)大的比表面积和高的光吸收度;3)所制备的25-TiO_(2)@H^(+)/g-C_(3)N_(4)复合材料还表现出良好的稳定性。

基于大数据分析的计算材料科学教学研究

以大数据分析为基础的计算材料学教学是材料教学中的重要组成部分。由于其具有数据库庞大、理论知识繁杂、模拟范围广等特点,使得基于大数据分析的计算材料学教学的开展与实施存在较大的困难。本文通过将基于大数据分析的第一性原理,分子动力学与教学实践相结合,使学生能够更加直观的从原子,分子的角度了解材料的变化。帮助学生筛选优化数据,学会理论分析的方法,掌握运用专业知识的能力,从而培养学生的科研能力和综合素质。

碳纳米管/天然橡胶热界面材料制备及热管理性能研究

热界面材料是解决现代高功率和高集成化电子器件热量聚集和耗散的有效手段。基于三维网络结构调控导热性能的策略,以三聚氰胺泡沫(MF)为骨架,采用化学表面改性制备碳纳米管三维网络结构(CNT),并采用真空浸润法制备碳纳米管/天然橡胶热界面复合材料(CNT/NR),研究CNT含量对材料微观结构、导热性能和热管理性能的影响。结果表明,当CNT的含量为2.2%(质量分数)时,CNT可附着于MF骨架并呈现完整连续的三维网络结构,其热界面复合材料垂直面外的导热率为1.58 W m^(-1) K^(-1),拉伸强度为12.9 MPa,断裂伸长率为489%,并具有显著的热管理性能,这表明CNT/NR热界面复合材料有望成为一种机具应用价值的热管理材料。

激光粉末床熔融成形金刚石增强铝基复合材料

添加质量分数3%金刚石颗粒并利用激光粉末床熔融技术制备6061铝基复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子密度计、电子式万能试验机对3%金刚石/6061铝基复合材料的微观组织、相对密度和拉伸性能进行了表征与分析。结果表明:金刚石与Al基体反应生成了针状Al4C3相,并沉积在α-Al基体上,导致晶界位错密度增加,强度提高,抗失效能力增强。金刚石的添加促使6061铝基体中热裂纹消失,但存在孔洞缺陷。较低的扫描速度增加了激光光斑与被加工材料接触的时间,导致金刚石颗粒部分石墨化,铝基体部分蒸发,进而形成内部缺陷,降低了复合材料的相对密度(97%)。金刚石的加入显著提高了激光粉末床熔融技术成形金刚石/6061铝基复合材料的抗拉强度,当激光功率为350 W、扫描速度为800 mm·s-1时,复合材料的极限抗拉强度达到最大值244.2 MPa,屈服强度211.6 MPa,伸长率2.1%。

分子钙钛矿含能材料DAP-4的制备及性能表征

采用化学法合成了分子钙钛矿含能材料DAP-4,并采用扫描电镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)和元素分析对DAP-4性能进行了表征;利用氧弹式量热仪和差示扫描量热仪(DSC)测试了DAP-4的生成焓(ΔH f)及DAP-4的热分解性能,同时测试了其机械感度、爆轰性能和燃烧性能;将DAP-4应用于CMDB推进剂中,测试了其定容和定压燃烧性能。结果表明,DAP-4的生成焓为278.6 kJ/mol,升温速率20℃/min下的热分解峰温高达392.5℃,热分解活化能(E_(K))为247.2 kJ/mol,热爆炸临界温度(T_(b))达到631.6 K,远高于HMX的T_(b)值;DAP-4的撞击感度与TNT相近,摩擦感度与CL-20相近,爆速与RDX接近;DAP-4及其混合炸药的化学储能、作功能力和对金属的加速能力明显高于RDX和HMX,与CL-20持平。定容燃烧实验表明,含DAP-4的CMDB-1推进剂燃烧速率最快,燃烧压力最高,增压速率也最高。定压燃烧实验表明,CMDB-1的燃烧温度最高,达3501℃。

高倍率钠离子电池炭包覆纳米铋负极材料

铋作为新型钠离子电池负极材料,因其出色的离子动力学特性和长循环寿命而备受瞩目。铋基材料在能量密度和充放电效率方面展现出巨大潜力,但在应用中也面临体积膨胀和固态电解质层稳定性方面的挑战,需要通过纳米结构设计、界面工程以及碳包覆等方法来改善其导电性和结构稳定性。在这项工作中,以金属铋有机骨架材料为前体,通过一步炭化法得到了炭包覆铋纳米复合材料。铋颗粒通过C—O—Bi界面交互作用牢固锚定在石墨烯表面,在高电流密度下展现出优异的容量保持能力和稳定的循环性能。结果显示,由赝电容控制的钠离子存储过程有助于构建稳定的固态电解质界面膜并加速离子扩散,从而提高电池的循环稳定性和充放电效率。而铋与石墨烯界面较强的化学键结合有助于维持金属颗粒的结构稳定,缓冲体积膨胀,并加速二者之间的电子扩散,提高材料的电化学活性。这些发现不仅提供了改善电池负极材料的高效方法,还为理解和优化负极材料提供了新视角,对于设计和开发高性能钠离子电池负极材料具有重要的参考意义。