“聚合物模具设计”中的综合探究性实验设计——以“塑料注塑成型实验”为例

“塑料注塑成型实验”是“聚合物模具设计”实验课程中的常见实验之一。在现有的教学中,此实验为验证性实验,内容比较简单、与模具设计关联度不够。以此实验为基础,进行以下改进:(1)实验研究尺寸收缩的各向异性;(2)探究聚合物结晶度、尺寸收缩率及制品尺寸精度之间的关系;(3)设计聚合物结晶度、尺寸收缩与翘曲变形之间的综合性实验;(4)从成型工艺条件:取向收缩、热胀冷缩——试样尺寸收缩——模具尺寸和公差设计这一综合探究性实验,用实验的方式帮助学生理解相关的高分子专业知识,锻炼学生理论联系实践的能力;培养学生动手操作能力和实验分析能力,提高学生多知识互相关联综合分析的能力。

《高分子物理实验》教学中综合探究性实验的设计——以“偏光显微镜法观察聚合物的球晶形态并测定球晶的径向生长速率”为例

“偏光显微镜法观察聚合物的球晶形态并测定球晶的径向生长速率”是一个经典的高分子物理实验。在传统的教学中,此实验为验证性实验,内容比较简单、枯燥。我们以此实验为基础,设计了包括配置溶液、制备薄膜和研究结晶过程在内的综合探究性实验。主要改进之处包括:(1)通过旋涂法制膜,解决了样品均匀性和稳定性的问题;(2)利用原位热台和电荷耦合器件(CCD)成像系统提高实验结果的精准性;(3)用实验的方式帮助学生理解高分子物理教材上的知识,锻炼学生学以致用的能力;(4)鼓励学生自由探究,并提供实验条件和实验指导,培养学生学习兴趣,提高学生发现问题和解决问题的能力。本实验内容不仅可用于《高分子物理》实验教学,还可拓展至《综合设计性实验》和《毕业论文》等课程。

甲烷-二氧化碳重整制合成气与现代分析技术应用于探究性化工专业实验的设计与探索

以甲烷-二氧化碳重整制合成气为实例,设计探究性实验,将合成气的制备和现代分析技术应用于化工专业实验的教学实践中以提高学生的创新和实践能力。实验包括催化剂的制备,催化剂的性能评价和催化剂的表征等3大部分。采用工业最常用的浸渍法制备含有不同助剂的Ni/X/γ-Al2O3(X为Co,Fe,MgO,CeO2)催化剂,以甲烷-二氧化碳重整反应评价其催化性能,并采用XRD、H2-TPR、BET和TG对催化剂的微观结构进行表征。结合催化剂的性能评价结果和表征结果,探讨不同助剂对镍基催化剂性能的改善效果及机制。通过开设该实验,可以让学生了解化工学科的前沿知识以及现代分析技术的基本原理和用途,掌握专业的实验操作、数据处理和谱图绘制方法,提高学生的专业素养和综合能力。