工程教育专业认证引领下的地方高校材料专业建设——以桂林电子科技大学材料科学与工程学院为例

工程教育专业认证直指工程教育强国建设中的教育理念、标准、模式、评价等核心问题,是我国工程教育改革的主要着力点。学生中心、成果产出导向和持续改进这三大理念是工科专业建设的主要方向,对我国工程教育质量的提高起到了积极作用。自2015年起,桂林电子科技大学材料科学与工程专业以国际工程教育专业认证引领专业建设,在培养目标、毕业要求、课程体系、持续改进、实验室建设等方面进行了积极探索和实践,取得了明显成效。

材料科学与工程专业学生工程素养与创新能力培养实践研究——以桂林电子科技大学材料科学与工程学院为例

工程教育专业认证已成为我国高校新的风向标,是我国工程类毕业生走向世界提供具有国际互认质量标准的"通行证"。本文探讨了在工程教育专业认证背景下桂林电子科技大学材料科学与工程专业学生工程素养与创新能力培养的模式及经验,提出校企联合培养工程人才的合作思路及实际做法,为工程教育提供了新的思路。

大学生创新项目实施效果及其存在问题和解决思路探索——以桂林电子科技大学材料科学与工程学院为例

本文分析了学院近年来大学生创新项目实施结果,发现参与大学生创新项目学生在各种实验/实践竞赛活动表现积极,在专业综合题得分率、课题报告优秀率、课堂回答问题几率和课堂听课抬头率方面普遍较高,这表明学生积极主动性得到提高;而不参与项目学生普遍消极应对学习。进一步梳理了大创项目实施过程中存在的各种问题,并提出了如下解决方案:实施科教协同;结合科研团队平台实施大学生创新;提高学生自控能力;增强指导大学生创新研究教师群体的责任感和成就感;教师授课过程中加入学生课题报告。这些为将来大学生创新项目持续优化提供了基础思路。

基于地方产业链推进产教深度融合——以桂林电子科技大学材料科学与工程学院能源方向为例

随着国家经济社会发展,发展职业教育、形成高校与企业联动的人才培养模式势在必行。发挥高校的人才及科研平台优势,实现高校服务地方的职能是地方院校办学导向之一。如何实现高校与企业的密切融合,相互支持、相互促进,最终形成校企的良性互动是教育改革探索的主要课题。本文介绍了笔者及团队首先从专业导论、专业认知实习及专业实验课程改革入手增加企业元素,提升学生学习内在动力。在此基础上,整合校企师资力量、实践平台,紧抓生产实习实践环节实现学生能力与企业诉求的无缝对接。此外,建立合理的产教融合育人的评价及反馈机制,促进产教深度融合。这些对策取得了一定的效果,希望对地方院校产教融合模式提供一些借鉴。

信息时代背景下高校图书馆嵌入式学科服务教学的实践与启示——以桂林电子科技大学材料学科为例

在信息时代与服务教学背景下,图书馆如何实现从传统的业务转型借助信息技术手段服务教学,构建一种完善的高校图书馆嵌入式学科服务教学模式。本文通过大量查阅文献,研究国内外高校图书馆学科服务模式以及渗入科研与教学中的深度。以桂林电子科技大学材料学科服务实践为例,从信息素养教育、双语课程教学、提升科研创新、助力学科发展建设4个方面阐述学科服务教学的实践途径。文章通过梳理并结合学科服务教学实践经验,得出高校图书馆嵌入式学科服务提升的建议。

基于工程认证的材料科学与工程专业“生产实习”教学质量评价的研究与实践

工程教育认证是国际通行的教育质量保障制度,提高本科教育质量是新时代高等教育的迫切使命。课程质量评价是教学质量监控的核心环节。研究从明确“面向产出”生产实习任务、建立“面向产出”的评价标准、设计“面向产出”的教学内容以及选择合适定性或定量评价方法4个方面介绍“生产实习”课程,如何培养学生能力,又如何考核与评价学生能力。实现与国际接轨,为高校建立“面向产出”的内部质量保障体系提供了借鉴。

基于提高材料科学与工程专业课堂教学质量的思考

材料与人类生活息息相关,材料科学是21世纪的前沿科学,提高材料科学与工程专业课堂教学质量将为培养材料学领域合格人才打下良好基础。本文针对目前材料科学与工程专业课堂教学的现状,阐述了提高材料科学与工程专业课堂教学质量在前提、基础、手段、补充、保障等方面实施的具体措施,并对提高材料科学与工程专业课堂教学质量需进行的几项配套改革进行了探索。

基于“科教融合”策略探索大学物理的创新型教学

目前,大多数大学物理教学仍采用传统的教学方法,强调知识灌输而忽视能力培养,没有将大学物理教学与专业特色结合起来,学生对大学物理的学习缺乏兴趣和主动性,不利于培养学生的思维能力和创新能力.面对这个问题,提出将高校的科研平台、科研成果等科研资源有针对性地融入到大学物理教学中,探索构建合理的“科教融合”模式,开展大学物理创新型教学,从而有效提高大学物理的教学质量与水平和学生的创新能力与综合能力.

壳聚糖衍生碳包覆纳米硅复合材料锂离子电池性能研究

硅负极材料因具有较高的理论容量(Li22Si5合金相对应4200 mAh/g)、较低的工作电压(0.2~0.3 V vs Li/Li+)和地球上丰富的原材料储备,成为代替石墨负极的理想材料之一。但是,低电导率及在循环过程中发生剧烈体积膨胀导致电极失效问题限制了硅负极材料的进一步发展。因此,本工作通过物理法利用壳聚糖和石墨对纳米硅实现碳包覆和复合,制备壳聚糖/石墨@纳米硅复合材料(C/G@Si复合材料),对C/G@Si复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明:随着石墨添加量的提高,C/G@Si复合材料的可逆比容量略微下降,循环性能和导电性能显著提高。当添加50%(质量分数)石墨时,在100 mA/g的电流密度下,C/G@Si复合材料的首次放电比容量为1136.1 mAh/g,循环充放电100次后剩余容量保持在658.5 mAh/g,展示出优异的电化学性能,对进一步推广硅碳负极材料具有一定的参考价值。

BaSrGa_(4)O_(8):Tb^(3+)力致发光材料的制备及性能

力致发光材料独特的机械能-光能转换方式使其在应力传感领域具有广泛的应用前景,并有望成为新一代可视化应变传感材料。目前拓展力致发光材料体系和提高其性能仍然是研究的重点。本研究采用BaSrGa_(4)O_(8)基质(六方晶系,空间群为P6_(3),具有非中心对称结构),通过高温固相反应法合成了系列Tb^(3+)掺杂绿色力致发光荧光粉。材料在不同的力学激励(拉伸、压缩、扭曲)下都可以发出明亮的绿光。用玻璃棒在制备的力致发光弹性体上分别书写B、S、G、O、T、b,观察到清晰的笔记映射,通过分析力致发光图像的颜色映射值,可追溯材料在书写过程中的受力情况,这是首次在上述基质掺杂体系中观测到的力致发光现象。在254 nm紫外光激发下,BaSr_(1-x)Ga_(4)O_(8):xTb^(3+)荧光粉亦呈现发射波长为543 nm的明亮绿光,这归因于Tb^(3+)的^(5)D_(4)-^(7)F_(5)跃迁,具有和力致发光同样的发光中心,去除紫外照射后样品仍显示出强烈的余辉发光。通过力致发光、光致发光、长余辉发光结合热释光分析,进一步阐明了三者之间的内在联系。本研究拓宽了高性能力致发光材料体系的范围,其在可视化应力传感、信息安全防伪等领域展现出潜在的应用前景。

MOF衍生碳复合电极材料制备及电化学性能研究

针对活性炭比电容低的问题,利用金属有机骨架(MOFs)大的比表面积和丰富孔隙结构,研究了一种协同双电层机制与赝电容特性的MOFs衍生多孔碳与活性炭的杂化复合材料。通过设计不同的Zn/Co比和碳化温度,制备了N掺杂多孔碳复合材料。ZCPC@AC-800经三电极体系测试,以6 mol/L KOH为电解质,在0.5 A/g时,比电容为327.5 F/g,高于单金属原子生成的MOF衍生多孔碳复合材料,这是由于纳米复合材料中双金属MOF在热解过程中能提供更加多样的活性位点。此外,在电位窗口为0~1.5 V的3 mol/L KOH电解液中组装的对称超级电容器(ZCPC@AC-800∥ZCPC@AC-800)在375 W/kg的功率密度下,具有21 Wh/kg的能量密度。经循环测试,5 A/g时充放电5000次后,其初始比电容仍保持80%。

新型应力发光材料Ca_(5)Ga_(6)O_(14):Sm^(3+)制备及其性能

采用高温固相法成功制备出新型Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)应力发光材料。通过X射线衍射、扫描电镜、漫发射光谱、光致激发和发射光谱、荧光衰减曲线、应力发光光谱和热释光光谱等测试详细研究了Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)的晶体结构、表面形貌、光致发光和应力发光性能及其发光机理。在404 nm激发下,Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)呈现出4个发射峰,分别位于562,599,642,715 nm,对应Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→6Hj(j=5/2,7/2,9/2,11/2)的特征发射。随着Sm^(3+)离子掺杂浓度的增加,发光强度先增强后减弱,在x=0.07时获得最强发射,且衰减时间从1.92 ms缩短至1.30 ms。在滑动摩擦激发下可获得Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)的应力发光发射带,且应力发光强度与施加应力满足线性增长,表明该材料在应力传感领域具有潜在应用价值。

ITO增强相对AgSnO_(2)电接触材料微观结构和性能的影响

采用合金粉末预氧化法制备了新型AgSnO_(2)(10)ITO(5)电触头材料,并与相同氧化物含量的AgSnO_(2)(10)In_(2)O_(3)(5)进行了对比。结果表明,高含量的导电氧化物ITO替代In_(2)O_(3)后电寿命比AgSnO_(2)(10)In_(2)O_(3)(5)提升了30%,达到6万次。连续通断试验后的电弧特性研究和形貌分析表明,球磨后的样品电弧能量平均值下降明显,熔焊力减少且稳定。表面烧蚀坑数量明显减少,存在大量沙粒状小液珠。导电氧化物ITO有望成为Ag基电触头材料的新型高含量氧化物掺杂物,具有潜在的研究价值。

BN粒子改性PVDF电纺纤维膜插层增强碳纤维/环氧树脂复合材料层间韧性

针对纤维增强复合材料层压板的分层失效问题,本文提出了一种氮化硼(BN)粒子改性聚偏氟乙烯(PVDF)电纺纤维膜以插层方式增强碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层间断裂韧性的方法。通过超声处理将BN均匀分散于PVDF溶液中,利用静电纺丝方法制备了BN改性PVDF纤维膜(BN&PVDF),作为插层材料被引入碳纤维的层间,采用手工铺设-真空热压法制备BN&PVDF增强CF/EP复合材料层压板(BN&PVDF-CF/EP)。重点研究了BN粒子含量对改性PVDF电纺纤维膜增强CF/EP层间断裂韧性的影响及相关增韧机理。研究结果显示:当BN含量为3.2wt%时,BN&PVDF电纺纤维膜的增韧效果最好,相对于CF/EP,BN&PVDF-CF/EP的Ⅰ型层间断裂韧性提高了129.6%,Ⅱ型层间断裂韧性提高了160.6%;BN粒子引入后,提高了PVDF的拉伸强度和模量;SEM分析显示,BN粒子被部分镶嵌于PVDF纤维上,提高了PVDF纤维表面的粗糙度,增强了PVDF纤维与基体的界面相互作用,引起了更加复杂的增韧形式并提高了PVDF纤维的增韧效果。

琼脂包覆和NH_(4)F改性纳米硅用作锂离子电池负极材料的研究

硅负极材料由于具有成本低、比容量高和安全可靠的优势,成为高能量密度锂离子电池的理想材料之一。但是,在锂嵌入过程中会产生严重的体积膨胀,且材料导电性差及循环稳定性差等问题限制了硅负极材料的商业应用。为此,通过一锅水浴法采用琼脂和NH_(4)F对纳米硅实现碳包覆和掺杂改性,制备琼脂衍生碳/NH_(4)F@纳米硅复合材料(Si@FNC),对其结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明:经NH_(4)F掺杂改性处理后,Si@FNC复合材料的循环稳定性和导电性能显著提高。当掺杂的NH_(4)F与纳米硅粉质量比为1∶5时,在500 mA·g^(−1)的电流密度下,Si@FNC复合材料首次放电比容量为2001.0 mAh·g^(−1),循环充放电200次后仍保持在836.7 mAh·g^(−1),展示出优异的电化学性能,对推广高容量硅碳负极材料具有一定的参考价值。

材料类研究生专业课全英文教学的探索与实践

全英文讲授研究生专业课是针对研究生课程的一种教学方式。随着国际化的深入发展,英语作为国际交流的工具已经成为了一种必备的技能,而全英文讲授研究生专业课能够为研究生们提供一个专业的学习环境,主要是为了提高研究生的英语能力、专业知识能力及科研能力,以更好地适应国际化教学环境的需求。本文探讨了在材料类研究生专业课《材料现代分析方法》中全英文授课的探索与实践,介绍了翻转课堂和PBL教学法等教学策略,并强调了课前准备和课后评价的重要性。该实践为研究生英语教学提供了新思路。

新时代高校教工党支部与大学生培养的融合发展

新时代背景下,对党建引领人才培养模式进行探索和研究,构建高校教工党支部与大学生培养融合发展机制,是发掘“党建+教育”的又一特色实践。教工党支部在大学生培育中有着特殊的地位和使命,有利于立德树人根本任务的实现、有利于教育资源的优化配置与共享、有利于高校党建工作质量的提升。高校教工党支部在政治引领、学术支持、实践锻炼等方面对大学生培养发展产生积极作用。为此,应加强组织建设,优化党支部结构,提升组织力、增强大学生的参与意识与主动性、创新活动形式,丰富活动内容,增强吸引力、建立长效机制,促进深度融合,确保持续性和稳定性,为培养合格的社会主义接班人提供多元路径选择。

废旧锂离子电池负极衍生膨胀石墨负载双金属硫化物负极材料

利用废旧锂离子电池负极石墨衍生的膨胀石墨为支撑导电基体,采用水热法负载锡/钴双金属硫化物,合成SnCoS_(4)@EG纳米复合材料。石墨衍生的膨胀石墨EG呈现交联多孔的三维网格,复合材料中SnCoS_(4)纳米晶体均匀分散于膨胀石墨中,这种复合结构提升了电极材料的导电性和金属硫化物的稳定性,增加了活性位点与电解液的接触面积,提高了Li^(^(+))在电极/电解液界面的交换速率。SnCoS_(4)@EG电极在1.0 A/g电流密度下,经过500次循环后,可逆比容量为1195.90 mAh/g,表现出优异的长循环耐久性。

外电场下单层InSe电子结构的第一性原理计算

由于具有大的塞贝克系数和电导率,单层InSe具有优异的热电性能。采用第一性原理计算方法系统地研究了外电场作用下单层InSe的结构、电子结构和电荷转移。研究结果表明,当电场强度在0~0.6 V/?时,费米能级附近的导带和价带对外电场的作用不敏感,且带隙几乎不随外电场变化。主要是因为施加外电场后,上、下Se-In原子层周围的自由电子发生了转移,使得单层InSe对外电场有屏蔽作用;在屏蔽效应下,单层InSe的结构及其内部化学键受到外电场的影响较小,使得单层InSe的能带对外电场作用不敏感。本研究可为二维材料电子结构和物性的外电场调控机制提供一定的理论参考。

材料工程全日制专业硕士研究生联合培养模式探索与实践

本文主要研究材料工程全日制专业硕士研究生的联合培养模式,对产学研结合培养专业硕士的培养模式的现状进行分析,并对校企联合培养模式进行一些探讨和实践分析,对存在的一些不具体、不完善的现状进行优化,提出几点看法和改进意见,以期达到提高专业硕士培养质量的目的。