《新能源材料制备实验》线上线下混合教学模式的探索与研究——以自组装构筑柔性自支撑MoS_(2)/CNTs复合薄膜及其电化学性能研究为例

经过新冠疫情时期,线上教学已经成为教育领域的重要组成部分。随着后疫情时代的到来,教育与科技信息技术的融合变得更加紧密,线上教学已经成为不可或缺的一环。线上教育和传统线下教学各自具有独特优势,而将它们融合为一体的混合教学模式,将为教育带来新的发展机遇。因此,文章以《新能源材料制备实验》为例,探索和研究实验操作类课程的线上线下混合教学模式。针对当前学生对认知不够和积极性不高等问题,以自组装构筑柔性自支撑MoS 2/CNTs复合薄膜为例,通过充分利用线上线下混合教学的优势,提高实验操作类课程的教育质量和可及性,为学生提供更丰富的学习体验,为后续《新能源材料制备实验》的教学改革提供新的思路和视野。

材料基因组技术在新能源材料领域应用进展

材料基因组融合了材料的高通量计算、高通量制备、高通量的检测及数据库系统,是材料研发的"范式革命",以其深刻的科学内涵、重大的应用潜力,将加速新材料发现和应用。本文重点讨论材料基因组用于新能源材料的研发,来缩短新能源材料的"发现—研发—生产—应用"周期,介绍国际上代表性的Materials Project和OQMD两个材料基因组平台,及一些重要的材料基因组计算技术,如材料构象表征、高通量计算及筛选、机器学习、神经网络技术、优化算法和新型的高通量制备和表征技术等在新能源材料研发中的应用,并对下一步材料基因组的发展提出了展望,如通过发展高精度高通量计算、利用人工智能开发高通量实验系统和平台,产生材料大数据,并通过智能计算充分利用好材料大数据,打造计算与实验融合的材料基因组大数据人工智能系统,加速新能源材料的发现与应用。

基于创新能力培养的新能源材料与器件专业实验教学的探讨

创新是国家持续发展和科学技术进步的重要引擎,培养创新型高素质人才是高等教育人才培养的重要目标之一。在高等教育课程中,专业实验教学对于提高学生的创新能力和动手实践能力具有十分重要的作用。针对当前新能源材料与器件专业的专业实验教学对于学生创新能力培养不足的情况,对基于创新能力培养的新能源材料与器件专业的专业实验教学进行了简单的探讨。

柔性阵列电极制备及储能性能测试实验教学设计

根据新能源材料与器件的专业特点,设计了柔性电极材料制备与储能性能分析的综合实验。实验采用一步热水法与优化工艺制备了柔性钴酸镍(NiCo2O4)阵列电极材料并对其物相、形貌表征以及储能特性进行了测试与分析。实践表明,该实验有助于新能源材料与器件专业学生了解并掌握柔性电极材料的制备工艺、表征手段以及超级电容器储能性能测试等知识,实现对柔性钴酸镍电极材料电极反应过程及储能机理等理论知识的理解和相关电化学实验数据的综合分析,有助于提升本科生综合实践能力,培育学生创新能力和专业素养。

新能源材料与器件专业实验课程设置与实践教学探讨

本文根据三峡大学近几年在新能源材料与器件专业建设方面的经验与积累,提出以新能源材料制备、新能源材料性能测试为主的综合实验课程。该课程主要围绕锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、光催化等新型能源材料的合成与测试。依据综合实验课程的教学经验,对新能源材料与器件专业的实验课程设置与实践教学模式进行了探讨。

磷掺杂还原氧化石墨烯的合成综合实验设计

通过将科研成果渗透到基础实验教学中,设计了磷掺杂还原氧化石墨烯的合成综合实验,该成果将应用于新能源材料与器件专业本科实验教学。实验内容包括氧化石墨烯和磷掺杂还原氧化石墨烯的合成、电极的制备、材料的分析测试三部分。实验涉及材料制备理论、制备工艺工艺方法、材料表征等方面基本知识,在学生文献调研和动手操作过程中更好的理解理论知识,锻炼学生的分析、解决问题的能力和科研能力等综合能力,有助于培养复合型、创新型人才。

新能源材料实验与器件组装虚拟仿真教学探讨——基于武汉科技大学材料化学专业

围绕国家新能源产业发展规划和新能源材料与器件专业建设目标,结合武汉科技大学材料化学专业办学方向和存在的问题,提出了基于新能源材料基础实验和器件组装虚拟仿真交互性实验相协同的实验课程体系建设思路,并对课程体系涉及的具体实验项目和教学内容进行了探讨。

锂电池电极设计及传质过程虚拟仿真实验设计

锂电池是极其重要的储能器件,在新能源材料与器件专业的核心课程中,锂电池电极材料的制备及性能表征实验是理论知识与实践相结合的重要教学环节。但当前的实体实验教学环节还存在不少问题。针对存在问题开展的锂电池电极设计及传质过程虚拟仿真实验,可以使学生通过交互式操作模式自主设计并优化锂电池电极,并获得多样化的电池性能测试结果,实现了电极材料选择、电池组装、电池性能测试及电化学性能评价的完整实验环节,使学生能全方位、深入地理解和掌握锂电池电极设计。