【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502056
在新一轮科技革命和产业变革的浪潮下,人工智能正在显著影响高等教育的生态环境。在这种新形势下,化学专业人才培养需要变更思路,培育兼具基础学科知识、科技创新实践和产业转化思维的高素质创新人才,构建“科教融创”新范式。本文系统分析了化学专业人才培养新需求,提出了“科教融合,创新引领,智能赋能,产教融通”的“科教融创”培育模式。从课程教学改革,科创实践平台构建,人工智能工具应用和产教融合机制四个维度,探索了该培养模式的实施路径。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505082
大型仪器实验课程是化学类本科教育中实现理论学习与实践技能有效衔接的关键环节,但受限于仪器结构复杂性与跨学科知识的综合要求,传统教学模式难以有效激发学生的学习兴趣与参与积极性。本文以“融仪于境,创学于行”为理念,提出了一种以学生为中心的虚实融合教学模式。通过沉浸式虚拟现实(VR)技术与报废仪器配件相结合,直观展示仪器结构与原理;以科学家视角的角色扮演,引导学生探索仪器发明与应用的历史情境;结合实际科研课题实施项目化教学,使学生在解决真实问题的过程中培养科研思维与综合实践能力。教学实践表明,该模式显著提升了学生的学习兴趣与主动参与度,为培养具备跨学科视野和实践能力的复合型化学人才提供了有效途径。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503049
以“稀溶液的凝固点降低”这一知识点为例,探索并实践“理论-实验-思政-专创”多维联动教学模式。通过线上线下结合,以及问题式/案例式、翻转课堂、分组任务等多措并举,完成知识的理论讲授、实验强化、思政浸润和第二课堂拓展环节,充分调动了学生学习的主动性,激发学生创新意识,在学会、学懂知识的同时,获得探索并解决实际问题的能力,达到树人育人效果。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202509083
导电水凝胶传感器因其高灵敏度和柔性特点,在智能交互领域展现出巨大的应用潜力。本实验以甲基丙烯酸为单体、MXene为导电填料,通过自由基聚合制备复合水凝胶,构建机器学习辅助的书写识别系统。实验将科研前沿与教学融合,结合跨学科设计,提升学生创新能力,同时使其深刻体会到数字化设计与智能化技术对社会发展的重要意义。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202403009
过氧化氢不仅是一种常见的工业化学品,还是潜在的能源载体。在纯水环境中人工光合成过氧化氢(H2O2)是一种具有成本效益且环保的方法。然而,传统的单一人工光合成H2O2催化剂存在光吸收有限、团聚严重、难以重复使用等问题,这严重阻碍了其应用。在本研究中,我们采用了简单的静电纺丝辅助超声组装策略,在有机石墨相氮化碳(CN) 纳米片表面上成功复合了无机钛酸铋纳米纤维(BTO),并形成了具有紧密接触界面的无机/有机BTOCN S型异质结光催化剂。经过光照,BTOCN复合材料的产H2O2速率达到1650 μmol∙g−1∙h−1,并且在纯水无牺牲剂条件下可以持续产生H2O2。这种增强的光催化活性归因于增强的光吸收、S型异质结的高电子-空穴分离效率和强氧化还原活性。原位辐照X射线光电子能谱测试和电子顺磁共振实验结果表明BTOCN异质结光催化剂中的电子迁移遵循梯型电荷转移路径。综上所述,本研究提供了一种简单的无机/有机S型异质结光催化剂的制备方法,该方法可以优化能带结构以促进光生载流子的分离,从而实现高效的人工光合成过氧化氢效率。
