Ru-doped Co3O4/reduced graphene oxide: Preparation and electrocatalytic oxygen evolution property
Tian TIAN, Meng ZHOU, Jiale WEI, Yize LIU, Yifan MO, Yuhan YE, Wenzhi JIA, Bin HE
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240298
Binary composites (ZIF-67/rGO) were synthesized by one-step precipitation method using cobalt nitrate hexahydrate as metal source, 2-methylimidazole as organic ligand, and reduced graphene oxide (rGO) as carbon carrier. Then Ru3+ was introduced for ion exchange, and the porous Ru-doped Co3O4/rGO (Ru-Co3O4/rGO) composite electrocatalyst was prepared by annealing. The phase structure, morphology, and valence state of the catalyst were analyzed by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In 1 mol·L-1 KOH, the oxygen evolution reaction (OER) performance of the catalyst was measured by linear sweep voltammetry, cyclic voltammetry, and chronoamperometry. The results show that the combination of Ru doping and rGO provides a fast channel for collaborative electron transfer. At the same time, rGO as a carbon carrier can improve the electrical conductivity of Ru-Co3O4 particles, and the uniformly dispersed nanoparticles enable the reactants to diffuse freely on the catalyst. The results showed that the electrochemical performance of Ru-Co3O4/rGO was much better than that of Co3O4/rGO, and the overpotential of Ru-Co3O4/rGO was 363.5 mV at the current density of 50 mA·cm-2.
关键词: metal-organic framework, graphene, electrocatalyst, oxygen evolution reaction
AI赋能的化学史教学改革初探
李玲
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411058
针对信息技术迅猛发展的背景下化学史教学中存在的问题,基于线上的课程资源建设知识图谱,开设AI助教,初步探索了AI赋能的化学史教学方式。将知识图谱与AI助教应用于教学中,助力个性化的学习与学情诊断,通过教学实践初步证实了AI赋能的化学史教学改革解决了目前教学中存在的问题,提升了学生的学习兴趣与数字素养。教师借助知识图谱和AI助教的数据有助于全面诊断学情,为课堂教学的优化提供依据。
关键词: 知识图谱, AI助教, 化学史, 智慧课程
生成式AI在分析化学教学中的应用探索
龙双双, 刘婧靖, 王晓娟
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408096
生成式AI凭其卓越的自然语言处理与知识生成力,深刻影响着教育变革。本文探讨了生成式AI在分析化学教学中的应用,剖析了其在教学过程中的多重角色,并对智能备课、学生个性化学习路径的设计、考试结果分析的实施过程进行了详细探索,提升了学生和教师的学习体验与教学效率,为教学模式现代化提供新视角。同时,本文客观分析了AI在教学中的挑战,并提出应对策略,为生成式AI在分析化学及更广泛教育领域的深入应用提供参考。
关键词: 生成式AI, 分析化学, 智能备课, 个性化学习路径设计, 考试结果分析
AI赋能研究生安全教育的实践与探索
姚文瑞, 孙策, 陈百灵, 苗媛媛, 梁大鑫, 谭海彦, 郑丁源, 张彦华
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412151
实验室安全教育是研究生培养的重要环节,对高校教学与科研环境的安全至关重要。论文基于东北林业大学材料学院林业工程专业研究生课程,探讨了AI赋能的实验室安全教育体系。针对传统模式理论与实践脱节、教学方式单一等问题,构建了理论学习、虚拟仿真与实践演练三大模块。AI技术不仅提供沉浸式安全培训,还通过智能考核和个性化反馈优化学习效果。实践演练强化应急处理能力,提高实验安全素养。该体系显著提升学生安全意识,降低事故风险,为高校实验室安全教育的优化和推广提供了重要参考。
关键词: AI赋能, 虚拟仿真, 课程改革, 安全工程
AI模型框架下数据驱动到符号建立的化学衔接教育探索
蒋子璇, 闻逸涵, 柴科杰, 徐伟明
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502004
从数据驱动到化学符号的建立,是化学学科学习发展的核心过程。通过逻辑思维和模型建立相结合的方式是理解抽象化学符号的重要途径,也是衔接式化学教育的重要基石。本文以Transformer模型来模拟和演算阿伏伽德罗常数,以Scikit-learn内置模型来推导最概然分布,运用三重表征教学策略,探讨AI模型在化学衔接教育中的应用,特别是在理解阿伏伽德罗常数本质上是一个比例常数的基础上,将这一探索过程进一步延伸至玻尔兹曼常数、玻尔兹曼公式(熵的含义),以及温度的定义及公式推演,帮助学生掌握并理解化学符号,深刻理会化学是一门研究聚集体的学科。
关键词: AI模型, 化学衔接教育, 阿伏伽德罗常数, 玻尔兹曼公式, 最概然分布
超星AI助教在医用有机化学课程中的应用探索
林琦, 刘坚华, 姚莉韵, 杨秀岩, 何伟娜, 杨若林
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502035
随着生成式人工智能(GAI)的迅速发展,其在教育领域的应用也受到广泛关注,多所高校陆续开展了AI+课程的探索。本课程基于超星平台,利用教材、课程视频、课程相关资料训练AI助教,使其能完成“医用有机化学”课程中一般性问题的解答,满足了部分学生全时段答疑的需求,并在实践中积累了改进AI助教功能的经验。
关键词: 生成式人工智能, AI助教, 在线答疑, 有机化学
AI赋能材料化学专业“学-知-用”培养模式改革与实践
梁大鑫, 李煜东, 杨海月, 陈百灵, 刘志明, 王成毓
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503020
在形成和发展新质生产力的背景下,人工智能(AI)已成为化学研究及教育教学领域的强大工具。本研究基于东北林业大学材料化学专业在产教融合背景下的“学-知-用”培养模式改革,结合AI技术,通过构建智能虚拟仿真实验平台和产教协同智能评估系统,有效解决了传统教育模式中理论实践脱节(学用转化率不足42%)、知识体系碎片化(跨课程知识关联度仅31.7%)、创新成果转化迟滞(平均转化周期超18个月)等突出问题。项目实施三年来取得显著成效:学生创新成果转化周期缩短至5.8个月,较传统模式提升67.8%;在中国国际大学生创新大赛等国家级竞赛中获奖数量增长147.8%。本研究验证了AI技术在破解产教融合深层矛盾中的独特价值,构建的“技术赋能-实践强化-产业反哺”教育生态体系,为新工科背景下材料化学专业人才培养提供了可复制范式。
关键词: AI赋能, 材料化学, “学-知-用”模式, 智能评估
AI赋能生物化学教学研究——基因突变的功能效应预测
张颖, 葛芳, 罗志敏
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412104
秉持“科教融汇、协同育人”理念,融合人工智能(AI)与生物化学教学研究。本文探讨了AI技术在生物化学教学改革中的应用,构建了与生物医学工程专业教学案例——AI预测基因突变的功能效应,从案例实施背景、教学内容设计、组织实施及效果评价等方面,阐述了该AI赋能教学的典型案例设计与实施,培养学生的多学科交叉融合的学习思维。
关键词: 生物化学, 案例教学, 基因突变, 功能效应, 人工智能
AI辅助开启化学的新篇章——人工智能在化学领域的应用与发展综述
刘怡帆, 彭浩南
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405182
本文探讨了人工智能(AI)在化学领域的应用及其带来的革命性变化。AI通过其强大的数据分析和模式识别能力,正在改进化学研究方法,从分子合成到药物发现等多个领域实现了突破。具体案例包括利用AI加速新材料发现、实现自主化学实验室操作、推动个性化化学教育等。此外,AI在环境化学和绿色化学领域的应用也展现了其在污染物行为分析和新能源技术开发方面的潜力。本文强调了跨学科合作、数据共享、AI课程引入等措施的重要性,以充分发挥AI在化学领域的潜力,推动科学研究的进一步发展。
关键词: 人工智能, 化学, 教育, 合成化学, 绿色化学
AI赋能雨课堂在物理化学混合式教学中的实践探索
成媛媛, 赵娣, 张志成
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503029
本文阐述了物理化学课程的特点及传统教学存在的问题,分析了AI与雨课堂结合的优势,介绍了利用AI赋能雨课堂开展物理化学混合式教学的具体实施过程,包括课前、课中、课后的教学环节设计。通过教学实践和学生反馈,探讨了混合式教学模式对学生学习效果、学习兴趣、自主学习能力和创新实践能力的影响,结果表明学生成绩提升明显且未有不及格学生,学习兴趣大幅提升且参与度提高约3倍,学习能力和实践能力也有所提升。本文旨在为物理化学教学改革提供新的思路和方法,推动教育技术与学科教学的深度融合。
关键词: AI赋能, 雨课堂, 物理化学, 混合式教学

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