化学与材料类拔尖创新型人才培养探索与实践——以黑龙江大学化学化工与材料学院为例

拔尖创新型本科人才培养受到国家与各界的广泛重视。文章重点介绍黑龙江大学化学化工与材料学院在化学与材料类拔尖创新型人才培养改革方面的主要思路和做法,从系列管理制度和配套文件的制定、学生的选拔、科研导师的配备、特色创新课程模块的实施、科研创新成果的展示等多个方面总结拔尖创新型人才培养试验班学生的高标准培养过程和成果,以期探索出适合新形势下的理工科创新型拔尖人才的培养模式,为地方高校提高拔尖创新人才能力提供有力参考。

聚苯胺/纳米镍/碳纳米管复合材料制备和电化学性能研究

以酸化处理的碳纳米管为模板,采用原位聚合法,以过硫酸铵为氧化剂,成功制备出以纳米镍/多壁碳纳米管复合材料为核,以聚苯胺为壳的三元核壳复合材料,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法对不同质量分数纳米镍/多壁碳纳米管的三元核壳复合材料进行电化学性能测试。制备的电极材料,循环伏安法在0.001 V·s^(-1)下测其比电容值(Cp-cv)达到737.13 F·g^(-1),其组装的超级电容器在10 mA·cm^(-2)条件下的比电容值为50.86 F·g^(-1)。为开发高性能超级电容器提供了有效途径。

金属离子掺杂LiFePO_(4)正极材料的制备及其电化学性能研究

选择金属Ag为掺杂元素,通过溶胶-凝胶法制备了Ag掺杂的LiFePO_(4)正极材料,并以此组装了CR2032扣式电池,研究了金属Ag掺杂摩尔比对LiFePO_(4)的物相结构、微观形貌和对应电池电化学性能的影响。结果表明,Ag掺杂的LiFePO_(4)具有橄榄石型结构,外观为棒状的小颗粒,颗粒尺寸的长度约为350~500 nm,宽度约为100 nm,颗粒之间有轻微的团聚。不同摩尔比Ag掺杂的LiFePO_(4)正极材料的充放电效率均超过95%,适量Ag摩尔比的掺杂改善了LiFePO_(4)的循环稳定性能、初始放电比容量和容量保持率。随着Ag掺杂摩尔比的增大,LiFePO_(4)的最大放电比容量先增大后降低,Ag摩尔比3%的LiFePO_(4)的放电比容量达到最大值为123.4 mAh/g,经过30次循环后放电比容量最大为70.4 mAh/g,容量保持率最大为57.05%,对应的电荷转移电阻为632.7Ω。可见,3%Ag-LiFePO_(4)的综合性能最佳。

硕士研究生专业思想现状调查及对策探究——以山东师范大学化学化工与材料科学学院为例

专业思想教育是高校研究生学术教育和思想政治教育的重要组成部分,是保证和提高研究生培养质量的重要内容。本文通过对山东师范大学化学化工与材料科学学院全体研究生调查结果分析,总结出当下同类学校硕士研究生的专业思想中存在的突出问题。在此基础上对产生这些问题的原因进行了分析,并就如何加强研究生专业思想教育进行一些理论和实践探索,为今后的进一步研究和教育方向提供理论依据和实践基础。

化学实验安全课程思政教学案例——以实验室常见仪器设备及玻璃装置安全使用为例

实验室常见仪器设备及玻璃装置的安全使用是实验室必备的知识和技能。本案例将专业知识与思政元素有机融合,将实验室常见仪器设备及玻璃装置进行安全实验与实验室安全事故及实际生活相联系,围绕学生核心素养为导向的多融合教学设计与实施,进一步强化了学生的安全与环保意识,激发了学生的学习兴趣,并对MOOC中相应知识进行了延伸、拓展和补充,培养了学生的知识迁移能力,让学生充分认识到实验室仪器设备及玻璃装置安全使用对保障实验安全以及国家安全稳定的重要意义。增强了学生的社会责任感,对提升学生的能力和素质发挥了良好作用。

化学实验安全课程思政的教学设计与探索——以黑龙江大学“化学实验安全”课程为例

分析了当前高校实验室安全教育课程思政存在的问题,阐述了“课程思政”在实验室安全教育中的育人意义,结合实验室安全教育课程的基本特征,总结了课程围绕教学目标、教学内容、教学方法、教学评价、师资队伍五个层面进行的课程思政教学设计与探索。构建的课程思政教学体系在培养学生化学实验安全知识和技能的同时,提升了学生的安全意识、家国情怀、品德修为、科学精神,助力于培养德才兼备的新时代高素质化学人才。

以科学研究为导向英语教学方法研究——以材料化学专业为例

高校专业英语教学多侧重知识记忆性训练和培养,因此,文章以高校材料化学专业英语教学中存在的问题为例,探讨了以学术科研为导向的教学改革措施,采取线上线下混合式教学模式,改革教学方法和考核方式,以激发学生的学习兴趣,提升学生对专业知识的运用能力,最终实现全方位的专业素质教育。

核壳结构C-TiO_(2)纳米复合材料用于高效光催化降解有机染料

化工、纺织印染与农药化肥等产业的蓬勃发展推动着人类社会的进步,但同时也给环境治理带来了巨大难题。目前,光催化降解局限于在特定波长下针对单一有机污染物进行降解,然而现实中的情况往往更复杂。因此,开发一种多功能光催化材料用于光催化降解不同有机污染物显得尤为重要。采用一步无模板溶剂热法合成了核壳结构的C-TiO_(2)复合材料前驱体,并在氩气气氛下煅烧得到高结晶度的C-TiO_(2)复合光催化材料。运用SEM、TEM、XRD和TG等表征手段对材料进行表征,结论如下:550℃煅烧时的样品为包含少量碳的高结晶度的锐钛矿相TiO 2,且550℃煅烧时的样品依然保持了完整的核壳结构。此外,C-TiO_(2)复合材料的比表面积高达85.69 m 2·g^(-1),平均孔径为16.4 nm以及孔体积为0.423 m 3·g^(-1)。在UV-Vis光照射下,C-TiO_(2)复合材料分别对罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)3种染料显示出增强的光催化降解活性。

化学实验教学中心数字化平台及教学资源建设与实践——以化学省级实验教学示范中心(黑龙江大学)为例

分析了当前高校实验教学示范中心数字化信息建设方面存在的问题,阐述了教育数字化在化学实验教学改革和教育中的意义,结合本校化学实验中心的实际情况,总结了中心围绕数字化信息平台、数字化教学资源、数字化教学模式三个层面进行的数字化建设与探索。搭建了导向清晰和结构立体的化学实验安全、系统先进和综合创新的虚拟仿真、内容丰富和形式多样的化学基础实验等数字化教学资源,构建了线上线下混合式化学实验安全、理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维一体实验课程教学模式,取得了一定成效,将为同类高校实验室数字化建设提供参考。

基于OBE理念构建更具亲和力和参与度的高校课堂——以“化工仪表及自动化控制”为例

“化工仪表及自动化控制”是针对高等学校化工类专业开设的一门专业教育必修课,主要介绍常见的化工仪表及自动控制系统的相关知识,内容涉及面广,实践性和应用性强。作者分析了枣庄学院“化工仪表及自动化控制”教学过程中存在的问题,结合学校办学定位和学生的学情特点,基于OBE理念对传统教学模式提出改革措施,采用线上线下混合式教学、任务驱动、翻转课堂等教学手段及方法,增强课程对学生的亲和力以及学生对课堂的参与度,提高学生的工程实践能力、创新能力及解决化工领域实际复杂工程问题的能力,改善教学效果。

ZnO/ZnSe复合材料的制备、 表征及催化特性

对传统的两步水合热法进行改进,采用更加经济、安全、简便的方法在室温下合成ZnO/ZnSe核壳结构。调节原料比例,实验温度,优化了制备ZnO/ZnSe核壳结构的最佳生长与修饰条件,使其具有良好的分散性,时间稳定性,良好的发光特性。研究采用醋酸锌作为锌源,硒粉作为硒源,通过调整原料比例以及实验温度制备出球形核壳结构的ZnO/ZnSe复合材料,用透射电子显微镜(TEM),X射线粉末衍射仪(XRD),紫外可见分光光度计(UV-Vis),光致发光光谱(PL),X射线光电子能谱(XPS)对晶体结构进行了表征,同时对光催化性能进行了研究。结果表明,改变实验条件,原料比例为Zn∶Se=1.6∶1,温度为80℃时生成的ZnO/ZnSe核壳结构对甲基橙溶液有较好的吸光效果。ZnSe过厚的壳层生长会阻碍复合材料对甲基橙的降解效率。实验数据结合理论分析得到了实验最佳条件。

全面提升化学教材的素养发展功能——鲁教版初中化学新教材的编写思路与特点分析

鲁教版初中化学新教材依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》,以发展学生核心素养为宗旨,精选具有素养发展价值的教材内容,注重选取典型范例、反映科技前沿、强化思路方法、融入德育元素,切实增强教材内容的典型性、时代性、方法性和思想性;重视以大概念为统领设计教材内容进阶,兼顾学科逻辑顺序与学生认知顺序,系统设计科学实践活动,整体体现“从生活走进化学,从化学走向社会”的编写特色;重视通过创设问题情境、设计多种评价方式、设计拓展性栏目、优化语言和插图等创新教材的呈现方式,积极推动育人方式的转变,全面提升化学教材的素养发展功能。

基于STEM教育理念的初中化学“金属材料”教学

STEM教育强调跨学科整合,在真实情境下指向问题解决能力的培养。初中化学“金属材料”内容与社会生产生活联系紧密,基于STEM教育理念开展“金属材料”教学,在深入分析课程内容的基础上设置真实情境问题,让学生分别从化学家、技术人员、工程师三个角度拆解问题并进行分析解决,培养学生的跨学科素养和解决真实问题的能力。

基于低碳煤化工产业需求的煤化学教学探索

在低碳煤化工和工程教育专业认证背景下,为培养煤化工新人才,枣庄学院化学化工与材料科学学院对煤化学课程进行了教学改革。针对教材内容陈旧,补充完善了最新研究成果,保证学生能够学习前沿研究热点。改革单一的教学方法,以引导式教学为主,配合智慧教学软件的使用,提高学生的学习热情。设计新的课程评价体系,提高学生的学习效果,增强学生的煤化学知识储备量,为后续煤化工专业课程的学习打下坚定的基础。

工程教育专业认证背景下化工设备机械基础课程改革与探索

从工程教育专业认证理念出发,指出目前课程教学中存在的主要问题,并结合课程特点及教学经验,提出教学过程中应注重设计多元化教学内容,引入启发式教学方法,强化设计实践与实际生产相结合及优化学业评价的课程改革观点和一些具体措施,旨在提高学生的专业工程能力和综合工程素养,契合工程教育认证理念,全面提升课程教学效果,推动高端化工专业人才培养。

木质素及其衍生碳在电化学储能材料中的应用

木质素作为存有量巨大的可再生天然碳基有机聚合物,具有特殊的天然纤维结构及丰富的官能团等特性。将不同的木质素进行热处理碳化及激活后,可转变为高附加值的碳材料,如多孔碳、碳纳米纤维、活性碳等。本文从木质素复合材料及木质素衍生碳两个方面进行了介绍,对造纸工业副产品木质素在电化学储能材料中的最新应用研究进行了综述。结合目前双碳背景,木质素及其衍生碳的研究对造纸行业副产品的综合利用具有极大的意义,为造纸工业的清洁化生产提供了新的思路。

石墨烯/聚氨酯复合材料制备及性能研究进展

近年来,石墨烯改性聚氨酯纳米复合材料因其优异的综合性能而备受关注。在聚氨酯基体中添加石墨烯或其衍生物可显著提升聚氨酯的物理机械、热学、电磁学等性能,满足聚合物复合材料高性能和多功能的特殊要求。首先介绍了石墨烯的功能化改性方法,包括共价键改性和非共价键改性。随后介绍了石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备工艺,包括原位聚合、溶液共混、熔融共混、水相(胶乳)共混等。综述了石墨烯/聚氨酯纳米复合材料在物理机械性能、导电性能、介电性能、导热性能、气体阻隔性能、阻燃性能、电磁屏蔽性能和防腐蚀性能等方面的最新研究进展。最后,对石墨烯/聚氨酯纳米复合材料面临的挑战和发展前景进行了展望。

新工科背景下化学工程与工艺专业卓越工程师培养模式的研究与探索

在新工科背景下,作为地方高校,结合学院特点对化学工程与工艺专业“卓越工程师教育培养计划”的实施进行了研究和探索。主要围绕“卓越工程师教育培养计划”的认知、实践探索以及在其实施过程中面临的问题和挑战等方面进行了详细阐述,以促进相似或相近专业的学习交流。同时,通过自我反思、持续改进,为煤化工领域培养具有理论基础扎实、创新能力卓越和工程经验丰富的高素质工程型技术人才奠定坚实的基础,力求达到“卓越工程师教育培养计划”的标准。

工程认证背景下地方学院高校师生认证观念探讨

从教师和学生两个角度探讨地方学院高校教师教学观念和学生学习观念在工程认证观念的普及和准备工作中存在的问题及原因。提出了提升认证理念和改善教师和学生观念的对策与建议。在工程认证通过率较低的情况下,地方学院高校应引导教师和学生优先关注教育质量的持续改进而不是认证通过与否,以实现认证促进专业建设和高质量发展的目的。

化学国家级实验教学示范中心(山东师范大学)建设与实践

化学国家级实验教学示范中心(山东师范大学)紧紧围绕学校培养高素质基础应用型人才的培养目标,遵从严谨治学、从严执教的优良传统,积极推进实验课程改革和创新,建立了比较完善的实验教学体系。经过多年的良好运行,该中心在实验教学理念、体系等软件条件和教学设备、教学环境等硬件条件方面实现了共同发展,实验教师队伍逐渐优化,教学能力稳步提升,形成了以全面培养学生综合能力和创新能力的独具特色的人才培养体系,充分发挥了国家级实验教学示范中心的作用,为创新型人才培养做出了贡献。