近日，鄭州大學(xué)化學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方面再次取得積極進(jìn)展。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究針對(duì)傳統(tǒng)的“沉淀法制備二氧化硅”實(shí)驗(yàn)中pH控制困難等問(wèn)題，創(chuàng)新性引入了機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)。系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別指示劑顏色變化，驅(qū)動(dòng)自動(dòng)加料程序，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值，實(shí)現(xiàn)了沉淀過(guò)程的智能控制，從而有效提升了產(chǎn)物質(zhì)量。該實(shí)驗(yàn)不僅加深了學(xué)生對(duì)沉淀反應(yīng)機(jī)制的理解，也強(qiáng)化了其對(duì)人工智能應(yīng)用的認(rèn)知，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc跨學(xué)科素質(zhì)的協(xié)同提升。

該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目曾獲“第五屆全國(guó)大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽——數(shù)字化賽道”全國(guó)總決賽一等獎(jiǎng)，并計(jì)劃于2025年秋季學(xué)期以“計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)輔助沉淀法制備二氧化硅”為題，在化學(xué)拔尖班本科生《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)II》課程中進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)。該項(xiàng)目后續(xù)也將納入《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)II》課程體系，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容與教學(xué)方法的持續(xù)優(yōu)化。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果以“Integrating Computer Vision into the SiO2 Precipitation Synthesis Experiment: Digital Innovation Enhancing Chemistry Education”為題，發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下的國(guó)際頂級(jí)化學(xué)教育期刊《Journal of Chemical Education》上，并被選為當(dāng)期封面文章。該論文由化學(xué)學(xué)院拔尖班本科生團(tuán)隊(duì)完成，第一作者為2022級(jí)拔尖班本科生高逸飛，另有8名2022級(jí)和2023級(jí)拔尖班本科生參與工作，指導(dǎo)教師為臧雙全教授、李?lèi)鸾淌凇堊谂嗾呒?jí)實(shí)驗(yàn)師和李艷陽(yáng)博士。這是鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院繼2023年首次在該期刊發(fā)表教學(xué)成果“Visualizing Chemical Kinetics Process by Portable Flow Reactor”后，再度登上期刊封面，充分彰顯了鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育領(lǐng)域的持續(xù)探索與創(chuàng)新能力。

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https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jchemed.4c01418

鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方面取得積極進(jìn)展