以人为本理念下基础化学实验室安全建设模式探究——以分析化学实验室为例
陈佳琪, 陈树伟, 任所财, 孙玥, 栾春晖, 吴旭
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311009
实验室安全建设是实验室高效有序运行的保障。大学生作为基础教学实验室运行的主力,他们的安全素养直接影响着实验室的安全状况。在实验教学过程中构建注重安全素养培养的“实验室管理人员、教师、学生——全员、全时三位一体实验教学模式”,并在分析化学实验教学中进行了具体实践。新的实验教学模式加强了实验室管理员、教师与学生之间的沟通,通过COOP与7S实验教学方案,使学生在学习的同时沉浸式参与实验环境维护及建设、根植安全理念。利用Partial Eta Squared (η2)检验和多元Logistic回归模型分析发现,实验过程操作规范性和操作区有序度对学生安全素养影响明显。实践证明,该模式有助于培养学生良好的实验习惯和安全素养,增加学生在实验室中的责任感和获得感,实现管教增质、教学相长、安全铸魂的教学目标,使实验室人员可以把安全时刻掌握在自己手中,实验室安全运行水平有效提升。
关键词: 实验室安全, 以人为本, 安全素养, 分析化学实验
天下冷暖,知于化学——化学能与热能的转化
陈佳琪, 栾春晖, 孙玥, 马琦芸, 郝王菲, 王宴佳, 吴旭
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202312020
冷热现象是人类最早观察和认识的自然现象之一。在自然界的能量转化现象中,化学能与热能的转化是常见形式之一。现代社会中,有很多相关应用给大众生活带来了极大的便利。本科普实验秉承着“应用化学,安全至上,造福社会”的理念,旨在通过简单的实验,激发普通大众对化学的兴趣,帮助他们正确认识化学,了解化学反应可能存在的安全风险,并培养其正确的安全意识。实验围绕化学反应中两个特征鲜明的反应:吸热反应(氯化铵与氢氧化钡反应)和放热反应(发热包与水反应),针对不同知识背景的受众,设计了不同的呈现形式(如趣味实验——气球捏捏冰、情景剧——碘-淀抱抱乐),在幼儿园、中学和社区开展了多场主题科普教育活动。实验通过这些活动向大众展示了化学能与热能之间相互转化的奇妙现象,普及了相关安全常识,使不同的受众真切地感受到了化学的无穷魅力,同时也提高了他们的安全意识。
关键词: 化学能, 热能, 安全意识, 吸热反应, 放热反应
CuBi@Cu-MOF复合材料电催化CO2还原至HCOOH的性能
王芳芳, 陈佳琪, 孙为银
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240350
通过直接搅拌法制备了2种CuBi双钙钛矿材料修饰的Cu金属有机骨架(CuBi@Cu-MOF),并系统评估了2种材料作为电催化剂在碱性体系中对CO2还原反应产物的选择性和法拉第效率(FE)。结果表明,表面改性后的CuBi@Cu-MOF催化剂表现出明显提升的HCOOH选择性,其对应的最高FE可达56%,优于Cu-MOF催化剂本身的FE (15%)。研究结果显示,表面改性降低了电荷转移阻力,增加了活性位点数量,从而提高了电催化活性。
关键词: Cu金属有机骨架, CuBi双钙钛矿, 电催化, CO2还原
“数助固本,智慧滴定”——以自热包成分测定为例的配位滴定实验数字化设计
陈佳琪, 陈良, 魏晓翠, 王延凯, 常雅惠, 姬兴昊, 杨皓宇, 孙玥, 王雅文, 史秀锋, 吴旭
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506008
配位滴定是分析化学实验重要的教学单元,广泛应用于金属离子的定量分析中。其中,EDTA作为最常用的滴定剂,pKa分布特性使其能够通过pH调控实现选择性滴定,这一特性在经典教学实验中得到充分体现。市售食品自热包的主要活性组分(CaO与金属Al)构成钙-铝双元体系,通过设计分步滴定方案,可在同一实验中实现两种特征pH条件下(碱性/酸性介质)的配位滴定技术训练,具有较强的实验教学代表性,且有一定的趣味性。本项目以自热包成分测定为例,针对传统实验教学中遇到的问题,设计数字化实验学习系统。该系统在“以学生为中心”的教学理念指导下,将数字化技术与传统滴定实验全过程融合,实现方案设计可行性的实时反馈、滴定过程操作与监测的自动化控制、滴定数据的实时采集与智能分析,以及学生实验全过程的实时考评。此举有效夯实了学生的实验技能,强化了逻辑思维能力、分析判断与解决问题的能力,显著提升了实验教学的实效性。
关键词: 数字化实验学习系统, 机器视觉, 机器学习, 配位滴定, 自热包成分

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