新工科背景下基于OBE理念的露天矿边坡稳定课程教学改革与实践

在新工科建设背景下,我国高等院校提出培养具备实践能力和创新能力的工程人才的新要求,采矿工程专业的课程教学也需与时俱进。针对目前传统教育存在的问题,基于OBE理念对露天矿边坡稳定课程改革进行思考,从修订教学目标、教学内容重构、教学策略改革和多元化新型评价体系四个方面,对露天矿边坡稳定进行课程改革。通过以上改革策略的实施,以期提高学生在新工科背景下露天矿边坡稳定课程中的学习效果和综合能力,为培养适应新工科要求的优秀采矿类人才提供参考和借鉴。

水性苯丙吸波涂层的制备与性能研究

吸波涂料是一种能够吸收和衰减入射电磁波的功能涂料,而水性吸波涂料更具有环保健康的特点。选择炭黑和羰基铁粉作为复合吸波剂,加入水性苯丙乳液中制备成本较低的复合吸波涂层。首先测试了炭黑和羰基铁粉的电磁参数,并计算得出成分为12%炭黑和70%羰基铁粉,厚度为2mm时吸波性能最佳,反射损耗优于-5dB的有效吸收频宽达到9.9GHz,反射损耗峰值达到-28.6dB。然后制备了含12%炭黑和70%羰基铁粉,厚度为2mm的苯丙吸波涂层,测试分析了苯丙吸波涂层的吸波性能以及涂料相关性能。

EPDM-g-LSBR的制备及其增容EPDM/SBR并用橡胶的性能研究

采用熔融密炼接枝工艺,以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,低分子量液体丁苯橡胶(LSBR)为接枝物,制备了接枝聚合物EPDM-g-LSBR,研究了制备条件对接枝聚合物红外光谱和热失重行为的影响;将EPDM-g-LSBR作为相容剂用于EPDM/SBR的增容性共混,并与常用的商业化嵌段聚合物乙烯-乙酸乙烯酯(EVM)和苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)的增容效果进行了对比,研究了其用量对并用胶硫化特性和硫化胶力学性能的影响。结果表明,LSBR接枝到EPDM分子主链上,接枝量的变化未对产物的热降解温度造成显著影响;接枝物EPDM-g-LSBR增容后EPDM/SBR并用胶力学性能有明显改善,添加8份时,材料的拉伸强度和断裂伸长率比未添加相容剂的体系提高了24.3%和15%,邵A硬度由未添加的75.4降低到72.6。通过对混炼胶的断面进行扫描电镜分析发现EPDM-g-LSBR的加入使EPDM在SBR中的海岛分散结构消失,增加了两相的相容性。

基于柱[5]芳烃和双醛淀粉的聚合物材料的制备及其对孔雀石绿的吸附研究

以双醛淀粉(DAS)为原料,利用氨基功能化的柱[5]芳烃(P[5])和1,6-己二胺作为交联剂,通过席夫碱反应制备了一种新型淀粉基聚合物材料(P[5]+C6-DAS)。吸附实验结果表明,相对于DAS,P[5]+C6-DAS对孔雀石绿(MG)具有更快的吸附动力学和更高的吸附容量。在100mg/L的条件下,P[5]+C6-DAS可在45min内去除94.4%的MG染料。此外,其吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大吸附量可达3470.2mg/g。因此,P[5]+C6-DAS是一种具有潜在应用价值的MG染料吸附剂。

矿用聚氨酯/水玻璃堵水复合材料的制备及研究

随着煤矿开采力度加大,突水、动水等灾害严重影响施工人员的安全,注浆堵水材料发挥着重要的作用。采用水玻璃对聚氨酯改性,制备合成聚氨酯/水玻璃(PU/WG)复合注浆材料。探究催化剂[二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二甲基苄胺(BDMA)、二甲胺基乙氧基乙醇(DMAEE)]对复合材料固化时间和最高反应温度的影响,得到其最佳配方为DBTDL∶BDMA=1∶1(总含量为0.2%)。同时,通过力学性能、最高反应温度等参数探究不同水玻璃模数对PU/WG复合材料的影响,得到水玻璃模数为2.31的效果最好,并对其进行抗老化性能、水质影响、渗透系数等测试,结果表明其均符合最新行业安全标准AQ/T 1087—2020《煤矿堵水用高分子材料》,PU/WG复合材料在煤矿堵水方面有潜在应用前景。

露天矿内排土场顺倾软弱基底分段处理研究

露天煤矿内排土场的软弱基底是影响内排土场边坡稳定性的关键因素,为了提高内排土场边坡稳定性,基于二维刚体极限平衡法和数值模拟方法,对内排土场软弱基底进行分段处理,分析了15种不同处理方案的边坡稳定性。结果表明:基底分段处理位置对边坡稳定性的影响显著,基底处理位置越靠近到界边坡坡脚,边坡稳定性越高;随基底处理长度增加,边坡稳定系数逐渐增大,呈对数函数关系;以Fs/n为评价指标,确定了经济合理的基底处理方案,进而提出了一种顺倾软弱基底的分段优化处理方法。数值模拟结果揭示了基底处理后边坡变形破坏机理,明确了基底处理后边坡的潜在破坏模式为切层-顺层或切层-顺层-鼓胀。研究成果对软弱基底内排土场边坡稳定控制具有一定的理论指导意义和实际应用价值。

基于强度参数的内排土场软基底局部换填率估算与应用——以内蒙古白音华一号露天矿为例

为了更加经济有效地提高软基底内排土场边坡稳定性,以白音华一号露天矿为工程背景,通过直剪试验测定了排弃物-弱层接触面和排弃物-砂岩接触面抗剪力学指标,提出了局部换填条件下排弃物与基底接触面的等效抗剪力学参数的确定方法;基于刚体极限平衡理论,计算不同换填率条件下的边坡稳定系数,以安全储备系数为限定条件提出了基于强度参数的内排土场软基底局部换填率估算方法,并采用数值模拟手段进行验证。研究结果表明:确定白音华一号露天矿排弃物-砂岩接触面的黏聚力为25.78 kPa,内摩擦角为17.58°;排弃物-弱层接触面的黏聚力为7.50 kPa,内摩擦角为9.72°;局部换填情况下软基底内排土场边坡稳定性系数与换填率呈正相关一次函数关系;计算求得满足安全储备系数要求的内排土场某阶段基底换填率为20%;局部换填处理后软基底内排土场边坡的滑坡模式仍为以圆弧为侧界面、基底弱层为底界面的组合滑动。

思维导图在高分子化学课程中的应用探讨

互联网时代改变了传统的教学模式,在信息化资源日益丰富的教学环境下,学生缺乏自主学习的良好方法或有效工具的问题日益凸显。《高分子化学》是高分子材料与工程专业的核心专业基础课,具有概念多、理论性强、理解难度大等特点。本文提出以思维导图作为知识总结与归纳的工具,将思维导图应用于课程学习,以提升学生学习的主动性与学习能力,体现了“以学生为中心”的教育理念。

简谈《高分子材料与工程专业英语》教学改革

《高分子材料与工程专业英语》课程对于提升高分子材料专业学生学习和借鉴国外先进科技信息和成果、跨文化交流与合作的能力具有重要的意义。本文提出通过第一堂课破除畏难情绪,引入思维导图等多媒体工具强化专业知识与专业英语的联结,以及活化课堂教学模式、考核方式多样化等教学改革策略,来改进教师的教学方式,提高学生的学习积极性与自主性,寻求“教”与“学”的双向提升。

材料类研究生课程思政教学研究与探索——以“材料合成与加工”课程为例

课程思政已经成为高等学校立德树人的重要教育理念,研究生专业课程同样需要解决“培养什么人,如何培养人,为谁培养人”这一根本问题。如何将思政元素有机融合到研究生专业课程中是解决这一问题的关键。针对材料类研究生课程思政中存在的问题,以“材料合成与加工”课程为例,明确课程的思政育人目标,在深入挖掘课程思政元素的基础上,通过讲好身边“材料人”的故事融入思政元素,建立多元化考核评价体系。此外还需要高校与学科做好顶层设计,强化导师的育人责任感,才能实现研究生专业课程知识传授与价值引领同向同行,实现课程立德树人的根本任务,从而建设全新的研究生教育“大思政”格局。

中药联合宫腔灌注治疗难治性薄型子宫内膜患者胚胎反复移植失败验案浅析

在不孕症的治疗中,子宫内膜薄是非常棘手的难题,中医治疗通过辨证论治,调气血、养胞宫,同时通过向宫腔灌注自体富血小板血浆(PRP),以改善子宫内膜容受性,提高妊娠率。本文报道1例中药联合PRP宫腔灌注有效治疗难治性薄型子宫内膜患者冻融胚胎移植的诊疗过程,以供参考。

校企协同人才培养背景下的物理化学教学改革和探索

校企协同是一种高等教育人才培养模式,可以促进高校和科研院所或企业共享资源。物理化学是化工、材料类相关专业的基础课,因其地位的重要性而被称为“化学的灵魂”,也是相关专业的一门专业基础课程。本文以人才培养质量的视角出发,从校企协同人才培养的含义及重要性、课程重点和难点的学习方法、教师自身素质、学生科研实践和工程意识等方面阐述对物理化学创新性教学改革和实践的几点看法。

医用物理学课程思政教学案例设计分析

自教育部颁布《高等学校课程思政建设指导纲要》以来,我国众多高校在物理类课程思政教学方面进行了广泛的研究和实践,收获了一定的发展成效。但目前的现状还是宏观指导多、具体设计少;教学理念多、实践案例少;争议多、共识少。该文立足于物理学具有科学教育与人文教育双重功效的特点,将课程思政融入面向医学生开设的医用物理学课程,分析了课程思政教学案例设计时主要的考虑因素,包括:教学目标、设计思路、教学实施、教学效果等,并以黑体辐射知识为例,给出了一种具体的、可实践的案例设计思路和教学方法,期望能够为医学生相关课程思政案例建设提供有用的参考。

基于ADDIE模型的“医用物理学”课程混合式教学改革探索

本论文基于数字化经济时代,研究了传统学习方式与电子学习优势相结合的混合式教学,着眼于课程层面的混合式教学模式和设计方法的探索,融入通用ADDIE教学设计模型,分析、设计、开发、实施和评估医用物理学课程。重点探讨“课前导学、课中研学、课后练学”教学过程的组织、学习活动的设计、教学内容的选择。创新性地提出将课中研学划分为“重难点讨论”“前沿与发展介绍”“随堂测试”三大模块,实现多种教学方法、教学组织形式、理论与应用的深度融合。

超支化光固化水性聚氨酯薄膜的制备及其性能研究

随着人们环保的意识的提升,低毒无污染的水性聚氨酯受到了极大关注,但线性的水性聚氨酯耐水性能差,稳定性不好,成膜强度低,限制了其应用。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,聚丙二醇(PPG-1000)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,不同比例的丙烯酸羟乙酯(HEA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)作为封端剂,合成一系列超支化水性聚氨酯(WPU)乳液。采用傅里叶红外光谱、动态光散射、万能试验机、热重分析仪和扫描电子显微镜等方法对WPU乳液和光固化成膜后的性能进行表征。结果表明:合成的WPU乳液粒径分布均匀,随着TMP和PETA含量的增加,光固化后的WPU薄膜支化度增加,薄膜的耐水性能和热稳定性提高,抗拉强度最高可达23.1MPa,同时还具有56%的断裂伸长率。该超支化薄膜可应用于木制品、皮革、地坪涂料等方面。

透明隔热SiO_(2)气凝胶/水性聚氨酯复合涂料的制备及性能研究

以水性聚氨酯乳液(WPU)为基体,引入SiO_(2)气凝胶(SA),制备了一种隔热性能优良的SA/WPU复合涂料,并探讨了SA用量对SA/WPU复合涂料性能的影响。结果表明,随着SA的加入,在保持透明度良好的条件下,复合涂料的隔热性能、附着力及硬度都得到提高。当复合涂料中SA含量为WPU基体固含量的20%时,复合涂料的隔热性能、附着力以及硬度相对最佳,可以获得综合性能优良的复合透明隔热水性聚氨酯涂料。

蓖麻油基双重交联防腐蚀水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇-1000(PCDL-1000)、蓖麻油(CO)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料,使用丙酮法制备了一系列双重交联的CO基水性聚氨酯(CWPU)乳液。采用FTIR、紫外-可见分光光度计、铅笔硬度计、电子万能实验机、SEM、电化学工作站对CWPU薄膜进行了表征,测试了CWPU薄膜的拉伸性能、耐水性、耐磨性及耐腐蚀性,探讨了其耐腐蚀机理。结果表明,当CO含量(以乳液溶质总质量计,下同)为4%时,制备的薄膜CWPU的24 h吸水率仅为4.5%,对Q235钢板基底的附着力为0级,对Q235钢板基底的保护效率可达99.05%,表明所制CWPU薄膜具有优异的耐水、防腐蚀性能。

温度、pH双响应型P(NIPAAm-AAc-ABP)/SF复合纳米纤维膜的制备及驱动性能研究

通过自由基溶液聚合制得聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸-丙烯酰氧基二苯甲酮)[P(NIPAAm-AAc-ABP)]三元共聚物,结合具有良好生物相容性的丝素蛋白(SF),通过静电纺丝技术制备了P(NIPAAm-AAc-ABP)/SF双层复合纳米纤维膜。利用核磁共振氢谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜等对共聚物和复合纳米纤维膜进行了结构、形貌和驱动性能表征。结果表明,通过实验合成了P(NIPAAm-AAc-ABP),且制备的复合纳米纤维膜纤维高度取向、直径均匀,经过紫外光交联的复合纳米纤维膜不溶于水。调整纤维的取向方向可得到横向收缩、螺旋状和卷曲成圈3种不同的驱动行为;改变温度和pH可控制复合纳米纤维膜的驱动程度;改变复合纳米纤维膜的厚度比可控制其响应时间和弯曲曲率;响应时间短(5~10s)且过程可逆。

基于柱芳烃主客体相互作用和卤键构筑超分子聚合物网络及其应用研究

合成了基于柱[5]芳烃主体和4-4-(溴苯基)吡啶客体的AB型单体,该单体可在氯仿中自组装成线形超分子聚合物。加入4,4′-联吡啶(BPy)后,在卤键的作用下,线形超分子聚合物发生交联,形成超分子聚合物网络(SPN)。这种超分子聚合物网络对于甲基橙具有高吸附能力,显示了其在废液处理中的潜力。

磷酸哌嗪阻燃剂的合成及其在聚氨酯注浆材料中的应用

聚氨酯(PU)作为注浆材料在矿井下有广泛的应用,但由于其在固化过程中放热,可能导致自燃,给井下应用带来安全隐患,因此提高聚氨酯材料的阻燃性能是非常重要的。以磷酸和无水哌嗪为原料合成了一种N-P协同型无卤阻燃剂聚磷酸哌嗪。以红外光谱和热重分析对其结构以及热性能进行表征;进一步将聚磷酸哌嗪以不同添加量对聚氨酯进行阻燃改性,研究改性后阻燃聚氨酯的各种性能。结果表明:聚磷酸哌嗪对PU具有明显的促进成炭作用。随着添加量的增加,极限氧指数(LOI)增长显著,其中PU-聚磷酸哌嗪20%的LOI值可达28.5%,UL-94的等级可达V-0级,属于难燃自熄材料,可以达到矿用注浆材料的新阻燃标准。扫描电镜测试结果表明,其燃烧后残炭表面为致密炭层,具有凝聚相阻燃特征。力学测试结果表明,随着聚磷酸哌嗪含量的增加,聚氨酯的力学性能会有所降低,但添加量为20%时,抗压强度仍然大于40MPa,满足最新安全标准要求。