航空航天背景下的化工原理课堂教学

通过对化工原理课堂教学内容与方法的改革与优化,融入航空航天特色,提升学生的专业兴趣,让学生充分了解化学工业在航空航天领域的应用前景,培养学生扎实的专业基础知识,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要,更好地为航空航天事业服务。

基于“大学化学”的科创培育模式探索

“大学化学”注重基础理论也注重实验教学。在重视创造力和革新的“新工科”背景下,对基础知识进行拓展,与本科生科技活动关联,形成“课堂-微课题-竞赛”的科创培育模式,并将获得的创新实验案例反哺课堂。实践表明,此模式激发了学生的学习兴趣,达到了知识活学活用的目的,同时也培养了学生的科研创新能力。

创新能力培养为导向的大学化学实验教学改革

针对大学化学实验教学中存在教学内容缺乏吸引性、教学方法和考核方式单一的问题,紧紧围绕以学生为中心,充分发挥教师“导”与学生“学”相结合的优势,以优化教学内容为抓手,改进考核方式为手段,对实验教学内容和方法及考核方式进行了改革,将大学化学实验的考核方式改变为50%来自实验报告(含线上通过性预习测试报告和课后论文式实验报告),50%来自实验操作考试。通过基础知识与科研实践相结合、操作训练与考试相结合的实验教学改革,充分调动学生主动参与实验的积极性,加强学生实验过程、表达能力和创新能力的考核,极大促进了学生综合创新能力的培养和科学素养的形成,有利于达到培养工科学生创新能力和科学素质的目标。

结合PBL的思维导图法在大学化学“四大平衡”教学中的应用

以化学反应“四大平衡”的主体内容:酸碱电离平衡、配位平衡、沉淀平衡和氧化还原平衡为例,介绍结合问题导向学习的思维导图法在大学化学教学实践中的应用。

基于“微信+问卷星”闯关式化学实验预习模式的创新与实践——以“大学化学实验”为例

实验教学在培养工科学生的动手能力和科学素养等方面起着不可替代的作用。实验预习对于学生形成良好的实验习惯和安全意识攸关重要。本文基于"微信+问卷星"平台对大学化学实验预习模式进行了改革,引入游戏闯关理念,开发出闯关式大学化学实验预习在线考试小程序,以替代传统的纸质预习思考题,引导学生主动接受闯关式挑战,并取得了较好的教学效果。

大学化学实验课教学改革剖析

对于许多理工科学生来说,大学化学实验课是一门必不可少的科目。这门课程对于培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力至关重要。高效的实验课教学有利于学生发散思维及创新意识的建立,有利于提高学生的动手能力。因此,不断完善大学化学实验课教学方案,以达到这门课程的教学目标,对于培养创新型人才具有重要意义。

大类培养下科研思维贯穿的大学化学教学改革探索

文章在学校实施的大类培养的前提下,推行科研思维贯穿的大学化学教学,从课堂教学和实验教学两方面开展教师主导下的"教师-学生"双主体教学,以大学化学为载体,培养学生自主学习的能力,建立对科研的第一印象,了解并学习科研的基本逻辑思维方法,使大一新生感受到化学的美丽和科研的魅力。

大类培养下《大学化学》课堂教学改革的探索

大类招生大类培养作为一种全新的招生模式,改变了传统招生模式中存在的一些弊端,有利于激发学生的学习兴趣,对他们未来的学习和成长都有着较大的影响。文章以《大学化学》学科教学为例,论述了我国高校招生现状,并基于大类培养模式下提出了一些《大学化学》课堂教学策略,希望对培养高校学生创新意识和创新能力有所帮助。

《大学化学》教学中应用启发式教学的设计与实践

利用启发式教学理念与教学方法,以《大学化学》教学过程中反应的“标准摩尔焓变”计算过程为实例,阐述启发式教学方法的设计与实践,让学生由传统的被动接受知识到主动的参与到课堂教学过程中,激发学生的学习兴趣和学习积极性,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,体现出既“授之以鱼”,又“授之以渔”的教学理念,有效提高教学的质量和教学的效果。

电化学沉积法制备纳米铂催化剂的定量分析

电化学沉积法制备的催化剂广泛应用于电催化反应中,人们通过称重法和法拉第定律计算法对电化学沉积催化剂进行定量分析,并且取得了一定进展。然而,这些方法存在一定的局限性,如准确度低、条件苛刻等。本实验通过分光光度法对电沉积催化剂、进行间接的定量分析,具有操作简单、适用范围广、精度高等特点。本实验不但强化了本科生对电化学合成知识的了解,而且加强了本科生对定量分析方法的训练,有利于培养学生扎实的化学操作技能以及多学科交叉思维。

化学元素与航空航天

基于化学元素的视角,笔者总结了航空航天的推进剂、航空材料、能源、导航、生命保障系统等5个方面国内外的进展。航空航天的发展历程表明,高效环保的燃料、轻质高强的新材料、高功率密度的化学电源、更加精确的原子钟和可靠的生命维持系统,都需要化学元素的优化组合带来的新物质。

高性能MXenes纳米复合材料研究进展

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)以其优异的力学和电学性能,在多个领域展示出巨大的应用前景。近年来,高性能MXenes纳米复合材料(包括一维纤维、二维薄膜和三维块体)的研究取得了显著进展,但其力学性能仍远低于MXenes纳米材料的本征力学性能,这主要归因于MXenes纳米复合材料中存在的孔隙缺陷、MXenes纳米片取向度低以及界面相互作用弱等关键科学问题。针对上述问题,本文首先讨论了MXenes纳米材料的本征力学性能,总结讨论了不同类型高性能MXenes纳米复合材料的发展历程,并介绍了高性能MXenes纳米复合材料的最新研究进展,包括如何消除孔隙缺陷、提高MXenes纳米片的取向度以及增强界面相互作用。同时,介绍了高性能MXenes纳米复合材料在电热、热伪装、电磁屏蔽、传感以及储能等领域的应用。最后,梳理了高性能MXenes纳米复合材料存在的挑战,并展望了未来的发展方向。

蓝相液晶对聚集诱导发光分子荧光性能的影响

为了拓宽蓝相液晶的应用范围,构建多功能化蓝相体系平台,本文将具有聚集诱导发光(AIE)特性的液晶TPE-PPE引入蓝相液晶体系,围绕复合体系的荧光性能展开研究。一方面,系统研究并归纳了手性添加剂含量对蓝相液晶相转变行为和光子带隙位移情况的影响;另一方面,探究了蓝相液晶对AIE分子荧光性能的影响,提出了相关荧光增强效应的假说。实验结果表明,不同手性添加剂体系的蓝相Ⅱ的温域范围基本一致,且反射带隙随着温度的降低发生蓝移;而蓝相Ⅰ的温域与手性密切相关,体系中仅存在蓝相Ⅰ时,其反射带隙随温度的降低而红移。蓝相液晶体系对AIE分子有一定的荧光增强效应,并且在整个蓝相温域内,蓝相Ⅰ的反射带隙红移,体系的荧光强度明显增强。由此得出结论,TPE-PPE分子在一定程度上参与了蓝相液晶体系的自组装。由于TPE-PPE分子在双螺旋柱结构中的受限运动,导致其荧光强度增强。随着蓝相Ⅱ的消失和蓝相Ⅰ光子带隙的红移,更多TPE-PPE分子参与到双螺旋柱的自组装中,体系的荧光发射增强。

人造雪实验初探

本文分别考察了高分子吸水性树脂(SAP)/水的比例、混合方式、水的温度、pH值、酸性化合物种类、碱性化合物种类、溶剂种类、氯化钠和色素对人造雪实验现象的影响,实验结果表明,混合方式、水的温度、酸性化合物种类、碱性化合物种类和色素对SAP人造雪效果影响较小,而SAP/水的比例、pH值、溶剂种类和氯化钠对SAP人造雪效果影响较大,因此,通过调节实验条件,我们不仅能实现五颜六色的人造雪效果,而且可有效实现SAP由良好的人造雪效果逐渐转变成人造雪部分融化、人造雪冰水混合物和人造雪完全融化的效果。

载人航天器下行细菌对LY12铝合金腐蚀行为的影响

针对载人航天器舱中材料的微生物腐蚀问题,采用腐蚀失重法、溶解性元素浓度分析、形貌观察和电化学测试等,评估了载人航天器神舟九号和神舟十号舱内的三株下行细菌对LY12铝合金腐蚀行为的影响。与无菌对照比,LY12铝合金在接种菌H1、H3和菌S10-1体系中的腐蚀速率分别增加了9.09%、2.26%和22.71%,溶解性铝浓度分别增加了44.74%、31.58%和30.53%。扫描电镜显示LY12铝合金表面形成了一层生物膜和腐蚀产物,清洗后表面腐蚀程度更加明显。电化学分析表明:细菌能改变铝合金表面的电化学性质进而加速腐蚀过程。

气凝胶材料的研究进展及其在航空航天领域的应用

气凝胶材料是由聚合物分子链或纳米粒子组成的一种三维纳米骨架结构的多孔材料,它具有低密度、高孔体积、高孔隙率和大比表面积等结构特点,表现出优异的光、热、声、电和力学等特性。气凝胶这种轻质材料能够很好地代替金属材料,在隔热保温、电磁屏蔽、能量储存和基体骨架等航空航天领域具有广泛的应用前景。本文介绍了气凝胶最新研究进展及其在航空航天领域应用,并且展望了气凝胶在该领域的潜在应用和未来发展方向。

无机元素化学课程思政知识链构筑与教学实践

无机元素化学是面向理工科化学、材料类专业的必修课程。本文从化学元素周期表发展史、化学元素发现史、中国古代科学史、中国化学家榜样、化学元素“两面性”、拓展课程思政育人时空等方面,构筑无机元素化学课程思政知识链条,促进知识传授和学生的能力培养和价值塑造。

工科物理化学课程思政建设的思考与实践

针对工科物理化学课程的特点,深入挖掘专业课程知识中的思想政治元素,分别从传统文化的有机融入、严谨的科学精神和"工匠精神"、辩证唯物主义世界观、可持续发展理念等方面介绍工科物理化学课程思政建设的实践与思考。将思想政治教育有机地渗入教学内容中,提高学生学习的积极性,潜移默化地影响学生的思想信念,将教书和育人真正结合起来,全面落实立德树人的根本任务。

科研式物理化学实验教学探索

为了充分体现空天特色和优势专业基础前沿研究成果,发挥物理化学实验教学在学生创新能力培养中的作用,结合北京航空航天大学航空航天特色及特殊界面材料等优势学科科研成果,进行了优化经典实验、经典与设计相结合、增强设计性实验、设立综合性实验及参与科研实践等层层递进阶梯式上升的物理化学实验内容设计和专业特色课程建设;同时,采用科学研究型实验教学,特别是论文式实验报告撰写等方面。通过积极改革与实践探索,在调动学生学习热情及提高学生创新创业能力培养方面取得了良好的效果。

美国大学实验室安全管理对我国建设安全“双一流”实验室的启示——以密西根大学安娜堡分校为例

安全"双一流"高校实验室是中国一流大学和一流学科建设的重要内容。该文以美国密西根大学安娜堡分校实验室安全建设为例,从实验室管理的标准、层级管理制度,以及危险品管理等分析出发,同时结合我国高校实验室管理的现状,为建设安全"双一流"高校实验室提供借鉴。