新工科”背景下科教融合实验教学——以MnO2催化氧化VOCs实验为例

doi:10.3866/PKU.DXHX202205070

大学化学 >> 2023, Vol. 38 >> Issue (3): 146-154.doi: 10.3866/PKU.DXHX202205070

所属专题：化学“四新建设”专刊

新工科”背景下科教融合实验教学——以MnO₂催化氧化VOCs实验为例

宋忠贤¹, 毛艳丽¹, 朱新锋¹^,*(), 张金辉¹, 赵焕新², 刘彪¹, 谷得明¹, 康海彦¹, 张岩¹, 李洁冰¹, 张学军²^,*()

¹ 河南城建学院市政与环境工程学院, 河南平顶山 467036
² 沈阳化工大学环境与安全工程学院, 沈阳 110142

收稿日期:2022-05-20 录用日期:2022-06-27 发布日期:2022-07-18
通讯作者: 朱新锋,张学军 E-mail:30020706@hncj.edu.cn;xjzhang_syict@163.com
基金资助:
河南省高等教育教学改革研究与实践项目(2021SJGLX528);河南省高等教育教学改革研究与实践项目(2021SJGLX526);辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(辽教办〔2021〕254号);河南城建学院高等教育教学改革研究与实践项目(2021JG136);河南城建学院高等教育教学改革研究与实践项目(2021JG021);河南城建学院高等教育教学改革研究与实践项目(2021JG023)

Laboratory Teaching Exploration of Science and Education Integration under the Background of "Emerging Engineering Education": Taking MnO₂ Catalytic Oxidation of VOCs as an Example

Zhongxian Song¹, Yanli Mao¹, Xinfeng Zhu¹^,*(), Jinhui Zhang¹, Huanxin Zhao², Biao Liu¹, Deming Gu¹, Haiyan Kang¹, Yan Zhang¹, Jiebing Li¹, Xuejun Zhang²^,*()

¹ Faculty of Environmental and Municipal Engineering, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467036, Henan Province, China
² College of Environmental and Safety Engineering, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China

Received:2022-05-20 Accepted:2022-06-27 Published:2022-07-18
Contact: Xinfeng Zhu, Xuejun Zhang E-mail:30020706@hncj.edu.cn;xjzhang_syict@163.com

摘要/Abstract

摘要：

科教融合教学模式是“新工科”建设条件下高校教师将科研项目与教学紧密结合的必然选择。将“采用多种方法制备MnO₂催化剂并用于催化氧化VOCs的研究”引入到本科教学实验中。该实验设置了“文献调研→分组讨论→催化剂制备→活性评价及材料表征→实验数据分析与讨论→科研报告展现”等实验步骤，不仅加强了学生对理论知识的掌握，还培养了学生的动手实践能力和创新能力。通过科教融合的教学理念，力图达到培养具有良好团队合作精神和创新意识的高级应用技术型人才的目标。

关键词: 科教融合, 新工科, 催化氧化, 创新能力, 应用技术型人才

Abstract:

The teaching mode of science and education integration is the inevitable choice for college teachers to combine scientific research projects with teaching under the condition of "emerging engineering education". Three-dimensional (3D) hierarchical MnO₂ catalysts are prepared by hydrothermal method and used to the catalytic oxidation of VOCs, and the whole experiment is introduced into undergraduate teaching. Furthermore, the experiment includes "literature research → group discussion → catalyst preparation → activity evaluation and material characterization → experimental data analysis and discussion → scientific research report presentation", etc., which strengthens the grasp of theoretical knowledge, cultivates the practical ability and improves the innovation capacity for students. Besides, we try to achieve the goal of cultivating advanced applied technology talents with excellent teamwork spirit and innovative awareness via the teaching concept of science and education integration.

Key words: Integration of science and education, Emerging engineering education, Catalytic oxidation, Innovation ability, Applied technical talents

宋忠贤, 毛艳丽, 朱新锋, 张金辉, 赵焕新, 刘彪, 谷得明, 康海彦, 张岩, 李洁冰, 张学军. 新工科”背景下科教融合实验教学——以MnO₂催化氧化VOCs实验为例[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 146-154.

Zhongxian Song, Yanli Mao, Xinfeng Zhu, Jinhui Zhang, Huanxin Zhao, Biao Liu, Deming Gu, Haiyan Kang, Yan Zhang, Jiebing Li, Xuejun Zhang. Laboratory Teaching Exploration of Science and Education Integration under the Background of "Emerging Engineering Education": Taking MnO₂ Catalytic Oxidation of VOCs as an Example[J]. University Chemistry, 2023, 38(3): 146-154.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202205070

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I3/146

图/表 10

图1

图2

图3

表1

图4

图5

图6

表2

图7

图8

开展模式及学时	课内实验(2学时)					课外实验(5–5.5学时)			课内实验(2学时)
实验内容	课堂讲解	原料配比、溶解	调pH	水热处理	降温及过滤	烘干	焙烧	降温及催化剂压片	活性测试(含CO₂测试)
时间分配/min	10	15	5	30	30	30	150	60	90 (180)

开展模式及学时	课内实验(2学时)				课外实验(5–5.5学时)			课内实验(2学时)
实验内容	课堂讲解	原料添加及pH调变	80 ℃水热老化	降温及过滤	烘干	焙烧	降温及压片	活性测试(含CO₂测试)
时间分配/min	10	15	30	30	30	150	60	90 (180)

1	杨淑静; 杨超; 李培耀; 于冰; 丛海林. 化学教育(中英文), 2019, (14), 84.
2	王雪红; 支东彦; 杨晓玲; 陈健壮; 滕鑫. 大学教育, 2019, (10), 51.
3	张树永; 朱亚先; 张剑荣. 大学化学, 2018, 33 (10), 3.
4	屈学俭; 董伟; 童程霞; 王书刚; 郭玉鹏. 化学教育(中英文), 2019, (14), 46.
5	李颖; 鲍浩波. 化学教育(中英文), 2019, (16), 10.
6	薛东; 高玲香; 胡满成; 翟全国; 张伟强; 刘志宏; 高胜. 大学化学, 2022, 37 (11), 2111044.
7	马凤英; 魏同发. 教育教学论坛, 2019, 396 (2), 12.
8	黄贺; 林旭; 田亚光; 国辉; 郑鹏. 教育现代化, 2019, 6 (28), 41.

[1]	郝庆兰, 苏俊超, 贾原媛, 刘亚, 滕波涛. 基于小组合作学习的“线上预习–翻转课堂–课后探究”教学模式在化工原理教学中的应用[J]. 大学化学, 2023, 38(9): 32 -38 .
[2]	王新平, 吕洋, 贾颖萍, 尹婷婷. 物理化学课程关于“液-气相变”知识点的教学设计[J]. 大学化学, 2023, 38(9): 301 -307 .
[3]	许伟, 胡宇芳, 朱倩倩, 干宁, 谢洪珍. “新工科”视域下化学通识类新形态教材建设的探索和实践——以《化学与人类社会》为例[J]. 大学化学, 2023, 38(6): 62 -68 .
[4]	温鸣, 吴彤, 石硕, 郭新华, 陈云, 吴庆生. 新工科背景下的“普通化学”教材建设[J]. 大学化学, 2023, 38(6): 57 -61 .
[5]	李宣东, 张红霞, 李欣, 张潇, 周丽, 王进福. 仪器分析实验助力拔尖人才培养的教学实践[J]. 大学化学, 2023, 38(5): 82 -91 .
[6]	吕华星, 顾若冰, 倪骥腾, 韩春苗, 许辉. 1,2-二咔唑基-4-溴苯的合成及长余辉性质表征[J]. 大学化学, 2023, 38(4): 319 -330 .
[7]	廖虹伊, 梁振羽, 黄铭骏, 朱自强, 叶嘉文, 陈玲. 从柔到刚——配位聚合物“夜明珠”[J]. 大学化学, 2023, 38(4): 35 -43 .
[8]	陈立妙, 李亚娟, 周发, 厉江华, 李嘉伟, 刘又年, 黄健涵. 新工科背景下应用化学综合实验课程的改革与实践[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 119 -124 .
[9]	柴成文, 樊红霞, 王琛, 袁文霞. “新工科”背景下物理化学实验课程建设实践[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 64 -69 .
[10]	王兆伦, 王舜, 陈锡安, 周敬业, 杨植, 金辉乐, 毕佳捷. 新工科视域下地方特色轻工行业人才培养路径的探索——以温州大学制笔行业人才培养为例[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 22 -26 .
[11]	马莹, 刘刚, 张恒, 王芬, 贾春江, 苑世领. 新文科背景下理论与实践相结合的考古化学教学模式探索[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 204 -210 .
[12]	孙长艳, 范慧俐, 弓爱君, 王明文. 本科生创新实践能力的全过程培养探索——以北京科技大学化学与化学工程系为例[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 53 -58 .
[13]	陈沛, 杨祖培, 陈新兵, 刘彬. 对标新工科无机材料合成方法课程改革实践[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 98 -104 .
[14]	周立亚, 张树永, 杨屹, 王尧宇, 刘春明, 王玉枝, 万坚, 惠新平, 韩喜江, 何熙璞, 鄢红, 朱亚先. 国内化学类专业“新工科”建设进展调研与改进建议[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 9 -21 .
[15]	黄岚, 胡文云, 梅运军. 新工科背景下环境化学实验教学的改革与实践[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 70 -74 .

新工科”背景下科教融合实验教学——以MnO₂催化氧化VOCs实验为例

Laboratory Teaching Exploration of Science and Education Integration under the Background of "Emerging Engineering Education": Taking MnO₂ Catalytic Oxidation of VOCs as an Example

RichHTML

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 10

参考文献 8

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0