近日，鄭州大學化學國家級實驗教學示范中心在實驗教學創(chuàng)新方面再次取得積極進展。該實驗教學研究針對傳統(tǒng)的“沉淀法制備二氧化硅”實驗中pH控制困難等問題，創(chuàng)新性引入了機器學習和計算機視覺技術(shù)。系統(tǒng)通過識別指示劑顏色變化，驅(qū)動自動加料程序，實時調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值，實現(xiàn)了沉淀過程的智能控制，從而有效提升了產(chǎn)物質(zhì)量。該實驗不僅加深了學生對沉淀反應(yīng)機制的理解，也強化了其對人工智能應(yīng)用的認知，促進了實驗能力與跨學科素質(zhì)的協(xié)同提升。

該實驗項目曾獲“第五屆全國大學生化學實驗創(chuàng)新設(shè)計大賽——數(shù)字化賽道”全國總決賽一等獎，并計劃于2025年秋季學期以“計算機視覺技術(shù)輔助沉淀法制備二氧化硅”為題，在化學拔尖班本科生《無機化學實驗II》課程中進行試點教學。該項目后續(xù)也將納入《無機化學實驗II》課程體系，推動實驗課程內(nèi)容與教學方法的持續(xù)優(yōu)化。

實驗教學成果以“Integrating Computer Vision into the SiO2 Precipitation Synthesis Experiment: Digital Innovation Enhancing Chemistry Education”為題，發(fā)表在美國化學會旗下的國際頂級化學教育期刊《Journal of Chemical Education》上，并被選為當期封面文章。該論文由化學學院拔尖班本科生團隊完成，第一作者為2022級拔尖班本科生高逸飛，另有8名2022級和2023級拔尖班本科生參與工作，指導教師為臧雙全教授、李愷教授、張宗培正高級實驗師和李艷陽博士。這是鄭州大學化學學院繼2023年首次在該期刊發(fā)表教學成果“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化學學院在化學實驗教育領(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

鄭州大學化學學院在實驗教學創(chuàng)新方面取得積極進展