“新工科”背景下地方高校专业改革思考——以湖北工业大学材料科学与工程专业为例

文章探讨了在“新工科”背景下,材料科学与工程专业如何发展的问题,并以湖北工业大学材料科学与工程专业为例,探索地方高校材料科学与工程发展改革的新思路。提出以产业需求为导向更新培养理念,介绍了专业“721”人才培养模式改革的方法,以及课程体系设置构建、教学方法改革思路,为开展教学改革提供有效参考。

高性能层状NH_(4)V_(4)O_(10)材料在电化学储能中的研究进展

层状钒氧化物电极材料具有容量高、高温性能好、成本低、安全性好等一系列优点,是下一代高性能二次离子电池的备选电极材料之一。虽然目前层状钒氧化物电极材料的电化学性能在不断提升,但层状钒氧化物在循环过程中结构稳定性差的问题始终没有得到解决。层状NH_(4)V_(4)O_(10)材料由于其特殊的结构稳定性,得到了广泛的关注和应用。本文系统地总结和讨论了层状NH_(4)V_(4)O_(10)材料在不同种类离子电池中的电化学性能、储能机制,并将NH_(4)V_(4)O_(10)材料的优化策略进行了分类和阐述。最后对层状NH_(4)V_(4)O_(10)材料的发展前景进行了展望,为进一步提升其电化学性能提供了新的见解。

《工程材料》课程教学方法的改革及应用

为了培养应用型高级工程技术人才,作者在《工程材料》课程中开展了利用理论指导实践的教学研究,本研究以项目为导向,利用多元化教学资源进行翻转课堂教学,培养全面应用型人才。本文结合《工程材料》课程特点和学生实际情况,提出了一些具体的、行之有效的教学方法和手段,将典型零件材料选用的课堂讨论和材料采购的课外活动相结合,拓展了学生的知识领域,激发了学生的学习兴趣,提高了本课程的教学效果和趣味性。

翻转课堂在《无机材料物理与化学》教学中的实施策略

在无机材料类的专业基础课《无机材料物理与化学》的讲授中,采用翻转课堂教学法,课前强调和细化预习任务,课堂上有效地组织学生思考、发言、讨论,以及老师答疑解惑,不仅可以在很大程度上避免传统课堂存在的诸多问题,还能够培养学生自主学习的能力,同时激发学生的创造性,提高课堂教学效果和质量。

材料成型及控制工程专业分散式毕业实习的过程控制和成绩评定

本文结合材料成型及控制工程专业本科生应用型人才培养的需求,分析了传统毕业实习模式存在的问题,介绍了近年来湖北工业大学材料成型及控制工程专业基于校企协同的分散式毕业实习的改革思路和实施方式,并重点对分散实习的过程管理和监控措施及分散实习的成绩等方面进行了分析和论述。

新工科背景下材料成型及控制工程专业工程实践能力培养探索与实践

新工科背景下,传统专业亟需根据新经济、新技术发展的新要求进行改造升级,在人才培养中要贯穿工程理念,切实提升学生工程实践能力。该文分析材料成型及控制工程专业应用型人才工程实践能力培养中存在的教学问题,具体阐述新工科人才培养方案重构、多层次实践体系构建与工程实践能力梯次培养、学生创新能力培养和实践平台与师资队伍保障等方面的改革与实践探索,并介绍改革成效,可为传统工科专业的升级改造提供参考和借鉴。

课程思政背景下材料成型及控制工程专业课程的教学改革

高等教育工作的根本任务在于立德树人,融入思政教育功能的课程教学可以有效促进学生的专业认可。该文针对材料成型及控制工程专业课程的课程特点,探讨了专业课程内容及教学实施的各个环节的课程思政内容融入,围绕专业课程思政的目标和整体思路,通过打造专业课程团队、设计课程内容、教学方法改革和考核评估改革等措施,形成闭环系统,完善课程思政建设。通过在课程教学过程中融入思政教育,使专业课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,达到了预期教学目标。

离子交联型石蜡基导热增强定型相变材料的制备及其性能

对石蜡(PA)进行接枝改性、自乳化得到PA乳液。在乳液颗粒形态下将接枝产物分散在乳化层,常温条件下通过乳液颗粒间的空间分布及离子交联,对导热材料形成内锁、铆结,并加Cu粉增强导热制备了PA基导热增强定型相变材料(记作PA@Cu),与定量PA于80℃浸渍吸附20 min,得到吸附PA的PA@Cu(记作PA@Cu-PA),并研究了其元素结构、表观形貌、相变焓、导热性能、热稳定性。结果表明:当Cu粉用量为16 g时,PA@Cu-PA导热系数0.468 W/(m·K),结晶焓-133.27 J/g,在85℃时无明显泄漏,热分解温度384.5℃,储能性能与热稳定性能良好。

Ni-Co基纳米针簇无酶葡萄糖电化学传感器性能研究

对Ni-Co基前驱体材料分别进行氧化和硫化处理,制备了尖晶石结构的NiCo_(2)O_(4)和NiCo_(2)S_(4)纳米针簇,并将合成材料作为电催化剂修饰于氧化铟锡(ITO)导电玻璃表面以构建无酶葡萄糖电化学传感电极。通过电化学表征技术,研究Ni-Co基双金属化合物的阴离子种类对其电催化氧化葡萄糖的性能影响。结果表明,基于NiCo_(2)S_(4)的传感电极具有更高的电催化活性,更快的电子转移速率。NiCo_(2)O_(4)/ITO电极在0.1~0.7 mmol/L的线性范围内灵敏度为81.8μA/(mmol/L)·cm^(2),而NiCo2S4/ITO电极的线性范围为0.1~2.0 mmol/L,且灵敏度提升至166.8μA/(mmol/L)·cm^(2)。NiCo_(2)S_(4)/ITO电极选择性、稳定性和重现性良好,在血糖检测中具有较好的应用前景。

制浆造纸工程专业研究生分类培养模式下课程考核方式的改革与实践

为适应社会对于印刷、包装及数字媒体人才的能力要求,深入推进研究生分类培养势在必行,而课程考核方式改革是落脚点和出发点之一。OBE理念重视对人才创新和应用能力的培养,然而在研究生课程中的应用较少。鉴于此,本文围绕学术型专业——制浆造纸工程研究生培养,将OBE理念引入“制浆造纸专业英语”课程考核中,将过程性评价和终结性考核有机结合,基于定性评价与定量评价对课程目标达成度进行分析。研究表明,OBE模式赋予了学生更大的自主性,增进学生对课程的认同感,同时激发其主观能动性,培养其创造力和协作能力,提升考试成绩和考核效果。本文为研究生分类培养模式下课程考核方式的改革提供一条可供借鉴的路径,有助于推动印刷、包装及数字媒体相关专业研究生分类培养模式的建设。

燃料电池/超级电容器复合化学电源研究进展

燃料电池是一种能量密度高而功率密度低的化学电源,超级电容器是一种能量密度低而功率密度高的新型电化学储能装置,它的特性与燃料电池相反。基于它们的互补性特征,提出了一种将燃料电池和超级电容器复合构成高能量密度和高功率密度复合化学电源的策略。此类复合化学电源能满足持续性高能量输出和脉冲性高功率输出。对基于酶生物燃料电池、直接甲醇燃料电池和氢燃料电池的复合化学电源相关报道进行阐述,并概述了不同复合化学电源的构筑方法和研究策略。

PET/iPBS复合材料的非等温结晶动力学

采用差示扫描量热法研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其复合材料的非等温结晶动力学。采用Jeziorny、Mo模型对其进行了描述。结果表明,Jeziorny法能较好地描述复合材料的非等温结晶过程,Mo法能得到最佳的线性关系。Mo法中的α值大致相同,这表明,在不同相对结晶度下形成的结晶结构相似。同时,Mo法的另一个参数F(T)随着相对结晶度的增大而增大,这表明,相对结晶度越大,复合材料结晶越困难。利用Friedman方程计算了所有复合材料非等温结晶过程的有效活化能,Dobreva和Gutzow方法计算了成核活性,结果表明,复合材料的活化能和成核活性均小于纯PET,进一步证明了上述结果。

聚氨酯导电复合材料研究进展

介绍了聚氨酯材料的导电机理以及金属材料､碳系材料､导电聚合物等导电材料对聚氨酯的改性研究现状;对所制备聚氨酯导电复合材料的导电性能进行了概述;并对聚氨酯导电复合材料的在3D打印､生物医药､传感器等领域的应用进行了综述和展望。

纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用研究进展

聚氨酯具有优异的性能,是一种应用广泛的材料;纤维素是一种可再生和可生物降解的天然聚合物。通过纳米纤维素与聚氨酯材料所制备的复合材料具有良好的力学性能和生物相容性,可应用在传感器、3D打印、自修复材料、阻燃材料等诸多方面。分别介绍了不同纳米纤维素以及纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用领域,并对纳米纤维素聚氨酯复合材料的未来发展进行了展望。

创新创业教育融入高分子材料与工程专业教育的途径探索

近年来我国在推行创新创业教育的过程中,高分子材料与工程专业教育中也开始重视和创新创业教育之间的融合,合理进行二者之间的融合不仅能够促使学生双创能力的发展,还能满足国家人才培养方面的基本性需求,有着一定的重要意义。因此,在高分子材料与工程专业的教育工作领域中应该重视有关创新创业教育的融入,积极引进短学期实践教育措施、综合性的实践教育措施,更好的培养学生双创能力和技能,为国家培育具有创新思维、创业能力的综合性人才,为学生后续的素质发展夯实基础。

基于专业认证的材料类工程伦理教育实践研究

工程教育专业认证作为国内高校工科专业办学水平的重要指标,要求毕业生具备一定的工程伦理素质。但目前本科工程伦理教育存在缺乏专业特色、完整体系及专门师资力量等问题,教学效果不佳。本文通过高分子材料与工程专业多门专业理论课和实验课的教学改革实践,说明通过教学内容和教学方法改革,基于工程教育专业认证的“以学生为中心”“持续改进”等教学理念,可以建立与专业课融合的工程伦理教育体系。从而为其他院校材料类专业进行工程教育专业认证提供参考,有利于提升我国材料类专业工程伦理教育的整体水平。

多样化生源和一流专业建设背景下基础化学实验教学改革与实践

两种高考模式并行和众多科目自由选择导致了生源的多样性,同时一流专业建设对人才培养提出更高的要求,这两者之间的矛盾使得基础化学理论和实验教学改革势在必行。基础化学课程组提出并试行了“1234”路线,即坚持“一主两翼”的理念,构建三层次教学体系,融入“三育”元素,采用四步教学法,培养“四有”人才。教学改革取得了较好的效果。

球磨法制备硅基负极材料及其增强的储锂性能研究

以微米硅为原料,采用高能球磨法制备碳纳米管/还原氧化石墨烯/硅负极材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射、傅里叶红外光谱和电化学测试技术对材料的晶型结构、形貌及电化学性能等进行研究。结果表明,球磨在保持硅的晶体结构不发生变化的前提下,既可降低硅颗粒的尺寸,又能促进氧化石墨的部分还原和剥离,使其转为石墨烯。当碳纳米管添加量为1%、氧化石墨添加量为5%时,所制备的负极材料具有较好的电化学性能,在0.4 A/g的电流密度下循环200次,放电比容量为1779.7 mAh/g。这主要是因为碳纳米管和还原的氧化石墨烯能够在硅负极建立高效的导电网络,增加电子的传递速率,同时降低硅负极脱嵌锂过程时锂离子的电荷转移电阻和提高锂离子扩散速率。

锂离子电池硅/石墨烯负极材料制备技术研究进展

阐述了硅负极在充放电过程中的失效机制,以及硅负极失效对电极整体的影响。石墨烯的加入能有效提升硅的循环稳定性和倍率性能,综述了各种硅/石墨烯复合材料制备方法的原理及取得的研究进展,主要包括高能球磨法、热还原法、化学气相沉积法、静电自组装法、喷雾干燥法和水热法。针对硅/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料在规模化应用中存在的不足进行了展望。

Mg3Sb2金属间化合物的机械化学合成工艺

采用机械合金化方法制备Mg_3Sb_2金属间化合物,研究了摩尔比为3:2的Mg、Sb混合粉末的机械合金化过程,通过改变球磨转速和球料比找到制备Mg_3Sb_2的最佳工艺参数,对球磨后的粉末进行了X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)测试分析。结果表明,机械合金化方法可制备出细小的Mg_3Sb_2粉末,最佳球磨工艺参数是500 r/min的球磨转速、15:1的球料比。由热力学计算可知,Mg-Sb二元合成反应的绝热温度Tad=2149.5 K。DSC分析知,随球磨时间的延长,燃烧反应的临界温度会下降。经Kissinger公式计算原始混合粉末的激活能为94.45 k J/mol,球磨2 h之后的激活能为82.23 k J/mol,说明球磨使粉末内部产生大量晶体缺陷和位错等,体系能量增加,反应激活能降低,从而促进合金化的进程。