【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202509131
金属有机化学知识体系庞大,在拔尖计划有机化学教学的有限课时中面临如何取舍、避免信息过载的难题。本文建议本着“少即是多”的理念,以“基础性、衔接性和代表性”为原则进行科学取舍,主要讲授配合物结构特征、基元反应以及5个经典过渡金属催化的反应,以期帮助学生建立基本认知并掌握举一反三的能力,为后续进一步学习和科研训练奠定基础。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202308024
由于电催化剂中的非晶区和结晶区具有不同的物理化学性质,因此非晶化/结晶化工程成为提高电解水催化动力学的重要策略。然而,在微观环境中有效地调控催化剂的结晶度仍然是一个严峻的挑战。本文介绍了一种可调节结晶度的新型CrS/CoS2异质结构,该异质结对氢气析出反应(HER)和氧气析出反应(OER)都具有高效的催化活性。Cr―S―Co键的重新分配引起的d带中心移动有助于调节中间体H*和OOH*在催化剂表面的吸附能力,从而优化HER和OER的决速步骤。在最佳条件下,非晶态CrS和高度结晶的CoS2异质结(A-CrS/HC-CoS2)在HER和OER均表现出优异的催化活性,分别为90.6 mV (10 mA∙cm−2,HER)和370.5 mV (50 mA∙cm−2,OER)。非晶/高晶结构有利于A-CrS/HC-CoS2在水电解过程中的结构和成分演变,因此具有出色的稳定性。作为甲醇辅助节能制氢装置中的双功能催化剂,A-CrS/HC-CoS2仅需1.51 Ⅴ的低槽电压即可达到10 mA∙cm−2的电流密度,证明其是理想的金属基催化剂的候选材料。本研究为双功能过渡金属化合物电催化剂在非晶态/晶态异质结构中通过结晶度调控来提高催化活性和稳定性提供了重要启示。
【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。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401072
全面推进高校课程思政建设要求将思想政治教育贯穿到人才培养的全过程。本文围绕立德树人根本任务,从纳米孔道单分子分析技术发展历史中选取素材构建教学案例,凝练出脚踏实地、勇于探索、自主创新等思政元素,将纳米孔道电化学知识传授与思政育人有机融合,通过情景式教学培养学生的思辨精神、科学素养和责任意识,使专业教育与思政教育协同培养德才兼备高水平人才的目标落到实处。
