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
秦川丽, 范乃英, 王岩, 王彬, 张国, 郑冰, 屈宜春, 孙治尧, 安光辉
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308008
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。
关键词: 化学实验安全, 课程思政, 教学设计
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
范乃英, 秦川丽, 张国, 王彬, 王岩, 郑冰, 屈宜春, 孙治尧, 安光辉
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309061
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。
关键词: 化学实验安全, 课程思政, 案例设计
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
王彬, 秦川丽, 范乃英, 李志斌, 朱志彪, 刘健聪, 孙少平
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405116
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。
关键词: 实验教学示范中心, 实验教学, 数字化, 信息化
构筑Bi纳米粒子负载BiOCl纳米片欧姆结用于光催化CO2还原
刘高鹏, 李利娜, 王彬, 单宁杰, 董金涛, 季梦夏, 朱文帅, 朱剑豪, 夏杰祥, 李华明
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202306041
煤炭、石油和天然气等能源的不断增长消耗,不仅导致不可再生能源逐渐枯竭,还使大气中的CO2浓度显著上升,引发严重的能源危机和气候问题。因此,我们必须开发清洁、可持续的能源转换技术,以应对不断增长的能源需求和日益严重的环境危机。受到自然界光合作用的启发,光催化CO2转化利用太阳能驱动,可以将CO2和水转化为高附加值的化学品。经过多年的发展,人工光合作用已被认为是一种绿色、经济、可持续的方法,有望助力实现国家的碳中和发展目标。然而,现有的光催化剂存在着载流子分离效率低和活性位点不足的问题,从而导致CO2光还原效率较低。为了应对这些科学问题,研究人员发现将金属纳米粒子负载到半导体材料上形成欧姆结,可以产生内建电场,有助于光生电子和空穴的分离。因此,本研究通过溶剂热法在BiOCl纳米片表面负载Bi纳米粒子,构建了Bi/BiOCl欧姆结光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)分析了光催化剂的成分和微观结构。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了催化剂的光吸收性能。通过瞬态光电流响应测试、电化学阻抗谱(EIS)和电子自旋共振谱(ESR)研究了光生电子和空穴的分离能力。由于Bi纳米粒子与BiOCl的功函数不同,二者形成的欧姆结具有优异的电荷转移特性,可以显著提高光生载流子的利用效率。此外,Bi纳米粒子还可以作为助催化剂,促进惰性CO2分子的活化。光催化测试结果显示,经过300 W氙灯照射4 h后,具有最佳活性的复合材料(Bi/BiOCl-2)将CO2还原为CO (34.31 µmol·g-1)和CH4 (1.57 µmol·g-1)的速率分别是BiOCl纳米片的2.55倍和4.76倍。同位素示踪实验证实,产物是CO2和水分子经过光催化反应得到的。此外,根据原位傅里叶变换红外光谱(in situ FTIR)结果,发现在CO2还原过程中形成了*CHO、*CH3O、b-CO32-、m-CO32-、HCO3-、HCOOH、*COOH和HCOO-等中间体,并进一步提出了可能的光催化CO2还原机制。经过25 h的CO2光还原反应后,CO和CH4产量持续增加,同时结合XRD、XPS和TEM结果表明,制备的Bi/BiOCl-2材料具有良好的结构稳定性。这项研究为高效CO2光还原催化剂的构建提供了有益的参考。
关键词: BiOCl纳米片, Bi纳米粒子, CO2光还原, 欧姆结, 电子传输

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