美国化学会化学教育类国际顶级期刊报道南京理工大学安蓉、兰司团队最新教改成果

美国化学会化学教育类国际顶级期刊报道南京理工大学安蓉、兰司团队最新教改成果

日前，化学教育类国际顶级期刊《Journal of Chemical Education》报道了南京理工大学材料科学与工程学院/格莱特研究院安蓉副教授、兰司教授团队培养纳米材料与技术专业国际实验班的最新教学改革成果。该论文被评选为封面论文，2021级国际实验班本科生曾瑞哲为论文共同第一作者。

表面润湿在许多化学、生物和物理过程中起着关键而普遍的作用，其应用领域包括纳米流体装置、传热、润滑、涂层、油漆、印刷和油水分离。值得注意的是，纳米尺度上的表面润湿与宏观液滴的润湿本质上是不同的。兰司教授、安蓉副教授在《纳米科学化学》课程知识点“表面润湿性”内容讲解时，采用知识点理论推演—数字化实验探索—课后实验室验证的三维知识构建方式剖析“表面润湿性”的本质规律。通过：

1. 给学生布置作业，推导描述表面润湿性的三大经典方程；
2. 教师赴超算中心学习编程，制作网页app，为学生线上通过改变不同材料表面纳米结构，调控表面润湿性提供数字化实验平台，探索表面润湿性与纳米结构的变化规律；
3. 学生课后进实验室测试不同纳米结构表面的润湿角验证数字化实验；同时引入纳米润湿参数，构建分子间相互作用与宏观润湿性质之间的关系，帮助学生从纳米尺度理解表面润湿性概念。

这种以相关科研成果转化为教学内容的方式，提高教学内容的创新性、前沿性及科学性，取得了良好的教学效果。该教学改革举措帮助学生巩固和掌握了表面润湿的理论知识，获得了分析数据和构建简单图表的经验，在本科教学和前沿科学研究之间架起了连接的桥梁。

图1. (a)纳米润湿参数和(b)液滴与固体表面在宏观尺度上的接触角示意图，从超亲水到超疏水的情况。

图2. (a)学生使用在线应用程序计算水在具有圆柱纳米结构的SiO2表面接触角的例子。输入：θY, w, h, d；输出：θW,θCB和θC。(b)示例展示在w和h分别设置为5和50 nm的情况下，水在SiO2上的θCB随d的变化关系。

据了解，该课程改革项目获得了江苏省高等教育教改重点立项研究课题，江苏省高校“青蓝工程”优秀教学团队经费资助。