教学动态
从大学物理课堂走向科研实践 ——基础教育学院教师指导学生以第一作者在SCI期刊《Ionics》发表论文
2026年11月4日，我校在固态电池关键材料计算研究领域取得新进展。工业机器人2531班张馨媛同学在基础教育学院陈宇阳老师指导下，以第一作者身份在《Ionics》发表题为“First-principles investigation of Sn–I local arrangement and lithium mobility in Li2ZrCl6”（Li2ZrCl6中Sn–I局域排布与锂离子迁移的第一性原理研究）的论文。我校为论文唯一完成单位，陈宇阳老师为唯一通讯作者。该研究依托新材料研究所储能实验室开展，得到学校重点科研课题（BGY2025KY-21Z）的支持。
《Ionics》是国际知名学术出版集团Springer Nature旗下、在离子传导与电化学材料领域具有国际影响力的专业学术期刊，获SCI、EI双收录，位列JCR Q2区。
图1 论文题名与作者信息
这项成果连接着大学物理课堂、学科竞赛与科研探索。陈宇阳老师在课程教学中与张馨媛同学结识，并指导她参加北京市大学生物理实验竞赛。张馨媛同学获得三等奖，并获推荐参加全国大学生物理实验竞赛，与本科院校学生同台竞技。围绕参赛题目涉及的相关问题，师生进一步开展储能材料计算研究，将竞赛中的探索延伸为持续的科研工作。
从参与竞赛到完成论文，张馨媛同学在老师指导下承担了模型构建、数据可视化与部分计算分析工作，将大学物理知识运用于材料结构与离子迁移问题的研究。作为工业机器人专业学生，她在具体任务中锻炼了计算分析能力，拓展了专业视野，也展现了高职学生参与前沿科研的学习能力与创新潜力。
图2 陈宇阳老师与张馨媛同学合影
研究聚焦卤化物固态电解质Li2ZrCl6，采用第一性原理计算与机器学习势相结合的方法，系统比较不同Sn–I局域排布构型的稳定性，并分析其与锂离子迁移行为之间的关联。计算结果表明，在所比较的构型中，Sn–I近邻共取代构型在能量上更为稳定。相关研究从原子尺度加深了对局域结构与离子迁移关系的认识，为理解和调控卤化物固态电解质的离子输运性能提供了理论参考。
图3 Li2ZrCl6基体与Sn–I共取代体系的局域结构对比（原论文图2）
图4 机器学习势的力预测精度与训练过程（原论文图3）
（a）微调前后模型在留出测试集上的力分量预测与第一性原理计算结果对比；（b）训练集与验证集的力分量平均绝对误差随训练轮次的变化。
此次论文发表，展现了基础教育学院以基础课程服务专业人才培养的育人成效。大学物理教学为学生理解专业知识、分析工程问题奠定科学基础，竞赛与科研任务为知识的综合运用提供实践载体。依托实验室的科研积累，学院教师把课堂教学与持续的研究指导相衔接，进一步发挥基础课程在培养学生科学思维、定量分析能力和创新意识方面的作用。这一成果体现了学校“产教融合、科教融汇”的育人理念和导师制培养的实践成效，为高职学生提升综合素养与创新实践能力提供了有益探索。