“双碳”目标下“膜科学与技术”教学改革

在“双碳”目标下,国家对高性能分离膜和膜过程提出了更高要求,迫切需要培养符合“新工科建设”的多元化和创新型人才。针对国家对膜技术领域创新型和实践型复合人才培养的需求,笔者对本科生“膜科学与技术”课程进行教学改革探索,形成“教、学、研”一体的教学模式和“精讲启发、探索新知、线上线下相结合”的教学方法。教学内容紧跟膜技术的科技前沿,并展望未来的发展趋势和应用需求。此次教学改革以期能够锻炼学生的自主学习能力与创新能力,并让学生形成积极关注和主动思考科技前沿的思维习惯。     

“双碳”理念下《功能高分子材料》的实验教学初探——以“双重温度响应水凝胶的制备及智能窗光热调控应用”为例

加强“双碳”高等教育,助力实现碳达峰碳中和,对新时代人才培养提出了挑战。本文分析了《功能高分子材料》的课程现状,积极思考“双碳”背景下课程内容和教学模式的改革举措,将温敏水凝胶材料的设计合成与智能窗光热调控应用科研成果纳入到教学体系中,在实验原理、实验目的、应用研究中贯彻“双碳”理念,把学科前沿研究转化为本科教学的实验改革,全面提升学生的科学素养、团队合作能力以及创新实践能力,为实现“双碳”目标提供可持续的人才保障和支撑。     

绿色碳科学：双碳目标下的科学基础——第292期“双清论坛”学术综述

基于第292期“双清论坛”,本文阐述了“绿色碳科学”理念的科学内涵,综述了当前我国能源与材料科技领域低碳化科学技术的研究进展、相关挑战与未来机遇,凝练了双碳目标的实现路径、关键科学问题、未来研究方向,为自然科学基金委下一步制订碳中和基础研究行动计划与资助方案提供参考。     

“碳中和”时代愿景下的课题式教学实践——二氧化碳

深入贯彻落实“碳中和”目标是改善环境和气候问题的重要之路。因此,在“碳中和”时代愿景下,利用课题式教学方法,以“珊瑚白化”问题为探究载体,借助数据可视化的数字化实验,在初中教学中开展一节以二氧化碳为中心的课题教学是必要的。不仅可以培养学生的社会责任感,还可以提高学生科学探究的能力和化学素养。     

生物质“热溶富碳”及其产物利用

生物质“热溶富碳”(Thermal Dissolution based Carbon Enrichment, TDCE)是利用非/弱极性有机溶剂在温和条件(350℃、氮气氛围)下对木质纤维素类生物质废弃物进行热萃取,经过一系列脱氧和芳构化反应,获得的目标固体产物Soluble和Deposit具有无水、无灰、高热值等优点,同时该技术还具有溶剂不参与化学反应,可回收循环利用的优势。因此,热溶富碳是实现生物质能源转化的有效途径之一。本综述首先介绍了目前生物质利用的各类方式;然后重点综述了生物质热溶富碳影响因素、反应机理以及产物利用途径。在“碳中和”的国家战略背景下,生物质热溶富碳技术具有较明显的经济价值和社会意义。     

《高分子结构与性能的现代测试技术》教材的建设

为了提升化学学科本硕贯通高层次人才的培养质量,我们编写了实验课程“现代化学实验与技术”教材——《高分子结构与性能的现代测试技术》。本教材构建了本硕贯通实验课程教学的新模式,体现出夯实专业基础知识、面向高分子学科前沿性科学研究、注重“个性化”培养学生科研实践能力以及通识性和实用性的特色。     

甘肃省"专升本"学员化学教育类课程需求调查与分析

甘肃省“专升本”传统教育的核心是提高学员学科专业理论水平,但其前提往往是弱化教育理论的学习和教学技能的培养。为了适应基础教育课程改革的需要,化学“专升本”教育的课程结构和培养模式均需进行调整和改革。通过在化学“专升本”学员中进行对化学新课程的宏观认识、内容了解、理论需求及技能了解和需求等几方面的调查和分析表明,新时期甘肃省化学“专升本”教育中加强并开设化学新课程理论和技能类课程是必要的,而且是紧迫的。学员的具体需求主要表现在化学新课程基本理念等10个方面。     

新时代高分子材料与工程专业高素质应用型创新人才培养研究

培养高素质应用型创新人才既是与国际接轨的工程教育认证的要求,也是社会发展的需求。常州大学高分子材料与工程专业坚持以工程教育认证理念为指引,科学优化课程体系,加强师资队伍建设,提升教学平台和课程平台,推进创新创业教育,全面增强了学生的实践应用能力和创新能力培养,成效显著。实践证明,这些改革对培养高素质应用型创新人才具有显著作用。     

海洋化学国家理科基地特色课程体系建设

海洋化学国家理科基地面向新世纪科学研究和社会发展需求,更新人才培养理念,明确人才培养宗旨,改革和优化课程结构,建立了“四层面一三领域-二类别”海洋化学特色课程体系和实践教学体系,并以师资队伍建设、精品课程建设、教材建设、教学手段更新和人才培养管理体制完善为保障措施,培养在海洋科学和化学两个学科及其交叉或邻近学科从事基础研究和实践应用的复合型人才。     

CeO2基材料用于汽油车碳烟燃烧：反应机理与催化剂设计

发展CeO₂基材料用于汽油车碳烟燃烧脱除可满足中国最新尾气排放法规的需要,也是实现中国轻稀土资源均衡利用的有效途径。结合该领域内他人研究成果和本团队进展,将吸附态富电子氧物种(O_x~-)明确为汽油车颗粒物过滤器(GPF)气氛下CeO₂催化碳烟燃烧的主活性相。以此为基础建立的O_x~-“生成→溢流→湮灭/捕获→失活”模型可有效解释元素掺杂改性反而削弱CeO₂碳烟氧化能力这一“反常”现象。从该机理模型出发,归纳出“构建多级氧传递通道实现活性氧充分利用”和“设计催化剂(超)大孔结构匹配碳烟形貌”两种提高CeO₂基催化剂氧化碳烟能力的技术策略。依循这两种策略,充分优化CeO₂基催化剂的成分、结构与形貌,可实现模拟GPF工况下低温碳烟燃烧脱除,满足GPF被动再生的实用需求。     

大概念统领的项目式学习——基于碳中和理念设计低碳行动方案

《国家十四五规划纲要》提出要在2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。因此,设计并实施了“碳中和”大概念统领的6课时的项目式学习活动。学生在“碳中和”思路的指导及制定低碳行动方案任务的驱动下,经历了探究二氧化碳的来源及去路、寻找降低二氧化碳排放量及增加二氧化碳吸收量的方案、分析方案的可行性等一系列项目活动,不断迭代改进项目作品“低碳行动方案”。项目实施后取得了显著效果,学生的学科观念、对学科价值的理解、态度责任、解决实际问题的能力等均有明显发展。根据教学实践,提炼了设计和实施项目活动的策略。     

基于STEAM理念的项目式教学——制备生物柴油

以“有机化学基础”中的酯交换反应为知识基础，选取“生物柴油”作为教学主题，基于STEAM教育理念设计并实施了2课时的项目教学活动。以“碳达峰、碳中和”社会背景创设情境，学生自主设计实验方案开展探究活动，利用超声波清洗机完成生物柴油的制备及检验。“制备生物柴油”探索了STEAM教育与项目式教学的结合，在发展学生科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养的同时，促进了高中化学课堂的跨学科整合。     

甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃研究进展(Ⅱ)

在"碳达峰、碳中和"的背景下,甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃具有零二氧化碳排放、100％碳原子利用和富产氢等优势,是碳一化学和催化领域中一个热点研究课题.本综述基于作者在甲烷无氧直接制备烯烃/芳烃反应的研究工作,结合2018?2021年的相关文献,对目前甲烷无氧芳构化反应和甲烷无氧直接制备烯烃、芳烃和氢气反应的世界各国研究...     

“OBE理念+课程思政”背景下的有机化学课程教学模式探索

当前，社会对高校应用型人才培养提出了更高的要求，OBE (成果导向教育)则是为适应此需求而产生的一种国际先进教育理念。有机化学是药学相关专业的核心基础课程，由于其自身内容繁多、理论分散，加之传统课堂教学的局限,导致培养的大部分毕业生并不能很好地满足社会的用人需求。因此，在“立德树人”背景下，将OBE的成果导向、学生为中心及持续改进三大教育理念引入到本课程教学中，从明确课程目标、优化授课内容等方面对本课程进行改革和探索。旨在全面提高有机化学教学质量，为社会输送复合型、创新型药学优秀人才打下坚实基础。     

新能源科学与工程特色班人才培养探索与实践*

大力发展新能源、实现能源清洁利用将成为解决能源问题、兑现“碳中和”承诺的根本出路。当前,真正毕业进入新能源产业工作的专业人才普遍匮乏,总量不足,人才培养规模尚不能支撑“中国制造、中国创造”的需求。南开大学主动布局国家战略需求,启动新能源科学与工程“新工科”特色班,通过整合化学和电光两大学科师资力量、优化专业课程设置、完善实践实训体系,推动应用理科向工科延伸,实化南开新工科体系建设。特色班实行导师制、小班化、个性化、国际化培养模式,培养面向国家急需的新能源产业方向,在清洁能源领域科学研究、技术开发、工程应用等方面具有扎实的理论基础和较强实践与创新能力的专门人才。     

面向电化学储能与转化的表界面工程

<正>随着不可再生化石燃料的枯竭和人类能源需求的快速增长,能源利用正从传统化石能源主体逐渐转向低碳可再生能源。2020年9月,习近平总书记在第75届联合国大会上提出：“中国将在未来几十年里,采取一系列方法、政策和措施,CO₂排放力争于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和。”当前,“碳达峰、碳中和”显然已成为社会各界热议的焦点,高效的能源转换和储存已被视为最重要的全球挑战之一。     

“以学生为中心”的高分子化学实验教学改革与探索

高分子化学实验是高分子材料与工程专业本科生的专业必修课程,是培养学生实践能力和创新能力的关键环节。针对高分子化学实验教学过程中存在的问题,从“以学生为中心”的教学理念出发,围绕优化实验教学内容、革新实验教学方法、健全实验评价制度等进行改革,从而锻炼和培养学生的创新能力和解决复杂工程问题的实践能力,全面提升学生的综合素质,满足社会对高素质综合型人才的需求。     

“双一流”建设背景下高分子材料与工程专业“六全”人才培养模式的探索与实践

面对新的科技革命和产业变革,急需培养具有创新创业能力、全球胜任力和解决复杂工程问题能力的高级工程技术人才。为建设一流的高分子材料与工程专业、培养一流的本科人才,四川大学高分子科学与工程学院坚持世界一流、中国特色、川大风格的专业建设方针,以“立德树人”为根本,以“课程思政”建设为抓手,以优化课程体系、完善教学体系为支撑,以教研相长、产教融合、国际合作等方式为手段,初步构建了全要素、全课程、全师资、全过程、全方位、全方式的“六全”人才培养模式。本研究对于高校一流人才的培养具有一定的借鉴意义和推广价值。     

《氢能源与燃料电池》专辑序言——氢能助力的双碳目标实现

<正>氢能是一种自然界丰富、应用多样性的二次绿色能源，也是实现能源与环境重要议题框架下“碳达峰”和“碳中和”目标的重要载体。当今世界正面临着百年未有之变革，技术革命和产业升级同清洁低碳的绿色能源形成历史性交汇。各国家正全力布局绿色氢能产业，加快以能源结构升级，培育经济新增长点。我国也适时提出氢能产业发展的中长期规划，水分解制氢和燃料电池为基础的氢能应用多重技术的突破，为我国零排放的能源利用实现弯道超车，牢牢把握全球能源与环境发展的大势和机遇。     

夯实化学基础，打造创新人才——“无机和分析化学实验”课程的建设与探索

“无机和分析化学实验”是面向“强基计划”和“拔尖人才计划”的化学专业一年级本科生开设的专业课程。秉承“提高学术志趣,激发探索欲望”的教学理念,率先进行摸底考试,构建三基强化训练、综合性实验、探究性实验分阶段递进式教学内容框架,将高层次人才纳入教学团队,倡导启发式探究性教学方法,实现“拔尖人才”培养“拔尖创新人才”的目标。通过“学在浙大”教学平台实现全过程管理。创建全方位、立体化、科教融合式的化学实验课程。