【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503096
数字化实验因数据采集方便、可视化及智能化等优点适用于化学实验教学。间接碘量法测铜含量需准确判别滴定至浅黄色加淀粉指示剂、滴定至浅蓝色加KSCN和滴定终点米白色这三处关键颜色。通过大量实验建立数据库,明确关键颜色HSV (色调-饱和度-明度)阈值,开发辅助滴定App。数字化设计后相对平均偏差为0.11%,较人眼观察提高了实验精密度,激发学生多学科交叉兴趣。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408089
“碘量法测定铜合金中铜含量”是大学分析化学实验中重要的实验内容之一,某学生在进行该实验时,错将20% KSCN溶液当作HAc-NaAc缓冲溶液进行实验。尽管其最终沉淀仍为CuSCN,但滴定结果存在显著差异。针对这一异常现象,笔者通过文献调研,提出了几点可能的解释,并设计相应实验进行探究和验证。通过对实验中间产物的系统分析,证实了相关的反应过程和机制,阐明了异常现象产生的原因。这不仅培养了学生分析和解决问题的能力,也训练了学生逻辑思维和科学实验思维。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505045
量热实验是物理化学实验课程中验证能量守恒定律和测定焓变的经典热力学实验。然而,传统手动操作存在数据采集效率低、处理繁琐等问题。为此,基于Python自主开发了具有图形界面的量热实验软件。集成数据采集、智能处理与可视化功能,实现了溶解热与燃烧热实验的数字化改造。软件通过串口通信模块实时获取温差数据,利用科学计算库自动完成雷诺校正与热力学计算,并结合交互式界面直观呈现实验数据。实践表明,该软件可缩短实验操作时长约30%,释放的课时资源为实验教学创造了更多探究空间。其教学应用有效推动了实验教学从操作训练向热力学原理深度理解的转型,并构建了“基础-进阶-创新”三级培养体系,为高校实验教学数字化转型提供了可复制的技术路径。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405018
本文介绍了一个面向高年级本科生和研究生开设的探究性计算化学实验。本实验使用常见的量子化学软件Gaussian和GaussView,利用密度泛函和含时密度泛函理论,对具备圆偏振发光(CPL)的分子(联萘)进行结构优化和性质分析,计算得到发光不对称因子(glum)。本实验可以帮助学生熟悉CPL和glum的概念和应用,学会激发态的计算方式,并应用于科研工作当中。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506050
氯消毒凭借其杀菌能力强、成本低廉等优势,被广泛应用于自来水处理、环境消毒、果蔬保鲜等多个领域。日常消杀过程中存在余氯残留现象,残留在饮食中的余氯进入人体会对健康产生多方面影响,但公众对余氯危害缺乏认知。本实验以碘量法测定生活饮食中余氯含量的颜色变化现象为切入点,制作原创便携科普装置,通过科普宣传手册、宣传栏、连环画和现场活动讲解PPT、多用途余氯检测试剂盒等,进行实验演示、知识讲解、操作互动等科普活动,自主设计了一套多层次、多场景的创新科普实验方案。为不同知识背景的中小学生、高中生、社会大众等人群进行余氯知识科普。实验原理便于阐述、用品易于携带、现象明显、主题贴近生活且与人体健康密切相关,在科普过程中可以提高公众对日常用水与饮食中余氯安全的关注,形成“实验现象-化学原理-生活实际”的完整认知链,收获良好的科普效果。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405170
“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”是“高分子物理实验”、“物理化学实验”课程的经典实验项目。本项目在教学内容建设中,深挖课程思政元素,有机融入课程教学。如引入诺贝尔奖得主H. Staudinger对高分子概念的定义、助力学生从高分子学科的发展认识测定高分子分子量的意义;基于哲学思考加深对高分子分子量多分散性和高聚物溶解特点的认识、强化科学思维的训练与运用等。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308095
基于向大一学生开设的“电解-量气法测定阿伏加德罗常数”实验,设计了Cu2O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验,该实验巧妙地融合了元素化学实验中有关Cu2O的制备及性质实验内容。一次电解完成两个实验,节约电能,节省时间。Cu2O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验可作为一个微实验灵活穿插于大学基础化学实验教学中,对于培养大一学生的全方位思考的意识和多角度分析问题的能力以及经济、环保的理念有重要意义。
