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大学化学
University Chemistry
主管 : 教育部
刊期 : 月刊主编 : 王颖霞
语种 : 中文主办 : 北京大学、中国化学会
ISSN : 1000-8438 CN : 11-1815/O6展开 >《大学化学》是教育部主管、北京大学和中国化学会共同主办的教育研究性学术刊物,本刊以深化大学化学教育改革为宗旨,为促进教师知识更新、扩大学生知识面、提高化学教学水平服务。读者对象为高等学校化学教师、研究生、本科生、中学化学教师和对化学有浓厚兴趣的中学生,以及化学教育领域的各级管理人员和其他岗位上的化学工作者。现已被中国期刊网全文数据库、万方数据库、台湾华艺数据库、中文科技期刊数据库(全文版)、美国化学文摘等多家数据库收录。
主要栏目内容和要求包括:
(1)今日化学――介绍化学各学科前沿领域及与化学相关交叉学科的发展动向、前景;在国民经济中的应用和展望。要求文章内容新颖,有学术见解,文字表述深入浅出,有启发性。
(2)教学研究与改革――研究高校化学教育改革中的重大问题,对化学教学中具有普遍性的问题发表创见;交流化学教学改革的经验,讨论教学中的难点和重点;介绍新的教学内容和方法等。要求观点有新意,经验有实践基础,避免空泛议论和设想;文字精练,图表清晰准确。
(3)知识介绍――介绍化学学科领域在理论、实践、应用方面的新知识与新发展。要求概念准确,避免重复书刊的内容;文字简练,内容具有启发性。
(4)计算机与化学――介绍计算机化学的最新进展;开展计算机化学应用软件和辅助化学教学软件的交流。
(5)化学实验――实验教学的目标研究;新实验的设计和现有实验的改进;现代化仪器设备在实验中的应用;实验室管理的新经验等。要求内容翔实,数据可靠,方法具有推广使用价值。
(6)师生笔谈--交流学习心得;探讨能启发创造性思维的问题;介绍具有启发性的解题方法等。要求文章内容生动,主题突出。
(7)自学之友――刊登疑难解释,专题辅导,点滴经验,一事一议。要求文章观点明确,短小精悍。
本刊还设有化学史、国外化学教育、书刊评介、科技书讯、动态与信息等栏目。
欢迎高校师生及其他部门的化学教学、科研人员为本刊撰写稿件。
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论述了建设体系化化学实验教学要求和操作规范在强化国家标准和教指委建议落实中的重要作用。总结了化学类专业化学实验教学要求和操作规范的建设进展,对建设思路、建设体系和建设目标进行了系统说明。展示了相关建设在推进化学实验标准化、规范化和特色化建设方面取得的成效。阐明了构建体系化专业类建设标准对中国标准的国际化和教育强国建设的意义。讨论了未来强化标准落实、推进数智化建设和推动化学“101计划”纵深发展的等重点工作。
为了推进化学类专业本科教学质量国家标准和教育部化学类专业教学指导委员会相关要求的全面落实,推进有机化学实验的教学改革与建设,落实“学生中心、产出导向”理念,提升有机化学实验教学的高阶性、创新性和挑战度,本建议明确了化学类专业有机化学实验的教学目标和相关教学要求,通过示例,明确了有机化学实验相关教学内容所应达到的知识、能力与素质目标。对有机化学实验改革与建设具有指导意义。
为全面落实化学类专业本科教学质量国家标准和教育部化学类专业教学指导委员会的相关要求与建议,深化分析化学(含仪器分析)实验教学改革,推动实验教学的规范化建设与高阶化发展,本文提出高等学校化学类专业分析化学相关实验教学内容与教学要求建议。该建议明确了化学类专业分析化学实验的教学目标、教学内容和教学要求,以典型实验项目为例,提出了学生应达成的知识、能力与素质三维目标,可为全国高校分析化学实验教学改革、课程建设与质量提升提供指导与参考。
为推进化学类专业本科教学质量国家标准和教育部化学类专业教学指导委员会相关要求的全面落实,推动化工原理实验的教学改革与建设,落实学生中心、产出导向理念,提升化工原理实验教学的创新性、高阶性和挑战度,本建议明确了化学类专业化工原理实验的教学目标和相关教学要求,通过示例,明确了化工原理实验相关教学内容所应达到的知识、能力与素质目标;对化工原理实验改革与建设具有指导意义。
从学理上明确了基础化学实验的教学目标,明确了基础化学实验应以事实性、概念性、技能性和方法性知识教学为主,强化实验基本概念、基本原理和基本技能的学习和训练,应通过强化方法性知识,提升学生实验操作综合能力,并将培养规范严谨的实验习惯、实事求是的科学态度、坚韧不拔的意志品质作为课程思政教育的最主要内容。在此基础上,明确了基础化学实验开展课程思政建设的思路、方法及效果考核建议,可为强化基础化学实验教学、提升教学水平和人才培养能力提供借鉴。
实习类课程是化学专业实践教学的重要组成部分。由于其直面真实生产场景,不仅是培养学生理论实践贯通与工程素养的重要课程,更是开展家国情怀、使命担当、工匠精神、职业理想和职业道德等思政教育的天然载体。本文以生产实习为例,明确了生产实习课程的思政目标与要求,对思政教学内容设计、实施和考核给出了相关建议,对推进化学类专业生产实习课程思政教学改革具有一定参考价值。
立足新时代教育数智化战略发展要求,结合化学学科实践育人核心功能,针对当前高校化学实验室建设中存在的数智资源分散、虚实融合不足、管理效率偏低、安全管控薄弱等问题,明确化学实验室数智化建设的核心目标与定位,从数智教学资源建设、智能装置设备升级、AI赋能安全与教学管理、建设实施路径及成效考核等方面,提出系统的建设建议与实施方案。构建了“资源共谋共建、成果开放共享、线上线下融合、虚实结合、数智赋能、双创实践育人”的化学实验室数智化建设体系,为全国高校化学实验室数智化转型升级、提升实验教学质量与人才培养能力提供理论参考与实操指导。
化学试剂在化学实验中不可或缺。学习、了解化学试剂的性质、规格及其存放管理基本常识,熟练掌握其规范的取用操作方法,对实验人员正确、科学选择化学试剂,安全、高效完成实验以及保证实验结果的科学性、准确性和实验数据的可靠性具有重要意义。本文在介绍化学试剂的规格及一般化学试剂存放管理要求的基础上,立足教学实践,重点介绍一般/常用化学试剂的具体取用操作方法和注意事项,以期能为同行和有关学生开展实验教学和科研实践提供参考。
实验用水的正确选择与使用是化学实验的基础。针对不同实验的具体目标需求,科学选用合适规格的实验用水,对保证实验数据的准确性和结果的可靠性至关重要。然而,目前实验用水的名目繁多,除自来水外,还有蒸馏水、去离子水、纯水、超纯水等,给使用者带来一定的困扰。为此,本文系统介绍了化学实验用水的常见种类、纯化方法、分级标准,以及水的纯度检测和电导率仪的规范使用。同时结合实际应用,对实验用水的贮存和使用提出了指导建议,旨在为高校化学实验教学和科研实践提供参考,帮助实验人员科学选择并规范使用实验用水,确保实验的顺利进行。
化学实验离不开实验器皿。实验器皿的合理选择及其洁净度和干燥度对保障实验安全、提高实验效率、确保实验数据重复性和实验结果准确性等具有重要意义。根据具体的实验条件和实验要求,能够正确选择实验器皿及其洗涤与干燥方法是化学类专业学生的最基本素养。本文主要介绍了常用实验器皿的分类、洗涤和干燥等内容,对具体操作提出了规范建议,并强调了相关的注意事项。
气体制备与应用是基础化学实验的重要组成内容,其包含化学原理认知、装置搭建、条件优化、气密性检验、除杂、干燥、废气处置、安全风险评估等化学实验基础知识、基本操作技能及科学思维与素养。本文聚焦实验室气体的制备与纯化,并针对制备各环节提出规范操作建议,以期为中学和大学的基础化学实验教学和实践提供参考。
干燥是化学实验中使用频率很高的基本操作。理解化学物质干燥的原理,根据物质的特点和干燥需求选择合适的干燥方法,并正确规范地进行干燥操作,是化学及相关专业本科生必须掌握的基础知识和基本实验技能。本文介绍了实验室常用干燥剂的类型、性能与适用范围,并阐述了针对不同物态化学物质常用的干燥方法及其原理。同时,介绍了玻璃干燥器、鼓风干燥箱、真空干燥箱以及冷冻干燥机等设备的使用方法及注意事项,并给出了相应的操作规范建议,希望能为国内同行开展实验教学和科研实践提供参考。
固液分离是化学合成与分离、纯化等实验中的基本操作之一。常用的固液分离方法有倾析法、离心分离法和过滤法,一般需根据固体颗粒的大小、固体量的多少以及液体的黏稠度等选择适宜的固液分离方法。本文主要介绍基于沉降分离的倾析法和离心分离法的工作原理和适用对象、分离操作的基本要点和注意事项,并提出了倾析法和离心分离法的操作规范建议,希望能为同行开展实验教学提供参考。
固液分离是化学合成与分离、纯化等实验中的基本操作之一。常用的固液分离方法有倾析法、离心分离法和过滤法,一般需根据固体颗粒的大小、固体量的多少以及液体的黏稠度等选择适宜的固液分离方法。本文主要介绍基于过滤分离的常压过滤和减压过滤的原理和适用对象、分离操作的基本要点和注意事项,并提出了常压过滤和减压过滤的基本操作规范建议,希望能为同行开展实验教学提供参考。
加热是化学实验最基本的操作之一,熟练掌握各种加热工具及加热仪器的使用以及加热体系温度的控制是高校化学类专业学生必须掌握的基本实验技能。酒精灯与酒精喷灯是实验室中常用的经典加热工具,其规范操作直接影响实验安全与实验成败。本文基于教学实践,系统阐述了酒精灯与酒精喷灯的构造及工作原理、操作步骤、安全风险与应急处理方案,重点介绍点火准备、火焰调节、加热和熄火等关键环节的具体操作及其注意事项,旨在为实验室安全使用酒精灯与酒精喷灯提供专业指导和技术参考。
加热是化学实验中最常见、最基本的操作之一,不仅可用于溶解、蒸发、干燥、杀菌、灭菌等基础操作,还可加快反应速率,促进化学平衡移动、物质相态转变(如升华),同时用于调控反应条件(如温度依赖性合成)或实现分离纯化(如蒸馏)等。加热方式多样(主要包括直接加热和间接加热)、加热仪器种类繁多。能根据具体实验条件和加热对象、目的、场景和要求,科学选用不同的加热方法和加热仪器并能进行规范操作是有关实验人员的基本素养,对安全、高效完成实验以及得到科学的实验结果和可靠的实验数据具有重要意义。本文主要介绍直接加热及实验室常用于直接加热的电炉、电热板、电陶炉、电磁加热搅拌器和电热套的正确使用及其注意事项,以期为从事化学实验学习、教学和研究的学生、教师及其他相关人员提供参考。
在化学实验中,加热是调控反应速率、实现物质转化及分离提纯的核心手段,广泛应用于化学合成、试样处理、材料加工等环节。间接加热作为加热的一种重要方式,需要根据实验需求与安全性合理选择并规范操作。本文主要介绍间接加热及实验室中常用热浴(水浴、油浴、金属浴、砂浴)的正确使用方法及注意事项,以期为从事化学实验学习、教学和研究的学生、教师及其他相关人员提供参考。
加热是化学实验中最常见、最基本的操作之一。本文主要介绍用于微波加热的微波炉、微波反应器和微波消解仪的正确使用及其注意事项,以期为从事化学实验学习、教学和研究的学生、教师及其他相关人员提供参考。
高温固相合成是制备无机材料的一种重要方法,其中用于加热的高温炉(如马弗炉和管式炉)的规范操作直接影响实验安全、实验效率与实验结果的可靠性。本文主要介绍高温固相合成的基本特点,并对马弗炉与管式炉的使用操作规范提出建议,旨在为相关教学科研工作提供参考,帮助实验人员安全、高效地开展高温加热实验,提高实验过程可控性、数据准确性及设备使用寿命。
溶解、结晶和晶体培养是配制溶液、化学合成、混合物分离与纯化等实验过程中必不可少的操作,是高校化学类专业学生必须掌握的实验技能。本文主要介绍了溶解、结晶和晶体培养的方法,提出了相关的操作规范建议,并结合实验案例强调了注意事项。
分光光度法是基于物质对紫外、可见等光谱区辐射的选择性吸收特性进行定性与定量分析的光谱分析法,具有操作简便、灵敏度高、测定快速及应用广泛等特点。分光光度计是实现该方法的仪器,其规范操作是化学类等专业学生必备的实验技能。本文主要介绍紫外-可见分光光度法(简称分光光度法)的基本原理及分光光度计的使用方法,并提出相应的操作规范建议。
水热、溶剂热合成是无机合成中的一类重要方法,特别在晶体合成、纳米材料制备中具有特殊地位。规范地进行水热、溶剂热合成有利于提高化学合成的成功率、减少试剂浪费、延长仪器使用寿命及降低事故风险。本文简要介绍260 °C以下水热反应的原理和适用对象,重点说明实验室最常用于水热合成的外加热型高压反应釜的使用流程、操作要点及其注意事项,提出水热合成的基本操作规范建议,为国内同行和相关学生开展水热合成实验教学和科研实践提供参考。
为解决当前分析化学实验教学中常出现的“重结果达标、轻过程规范”问题,本教学团队开展了将标准化理念融入分析化学实验课程的教学实践。在内容层面,教学团队制定了统一教案,明确了教学重难点、讲解逻辑及操作规范;在实践层面,推行“虚拟仿真预习+学生自查”相结合的沉浸式教学模式,助力学生从“机械模仿”转变为“主动规范”。同时依托预实验以规避潜在教学风险,配套提供评分标准;在考核层面,以过程性评价为核心,细化了操作与数据结果的评分标准,引导学生重视实验全流程的标准化。教学实践表明,该方法不仅提升了学生实验操作的规范程度与数据质量,还改善了分析化学实验教学的整体质量,为实验课程教学改革提供了有益思路。
现代仪器分析实验是化学及相关学科研究生构建科学思维、掌握高阶实验技能的核心课程,其教学质量直接影响学生科研数据可靠性与职业素养养成。针对当前教学中规范意识薄弱、数据溯源缺失、标准化实践不足等问题,本文以南开大学中心实验室资质认定实践为依托,提出将资质认定理念全面融入教学的改革路径。通过编写引入资质认定理念的实验教材,将资质认定中“人、机、料、法、环、测”六大要素贯穿教学全流程,构建“实验前-实验中-实验后”全流程数据溯源机制,搭建“三级溯源”数据体系及推行“规范意识-实操技能-数据质量”三维评价体系等具体举措,系统强化学生实验标准意识与合规素养,为化学实验教学标准与规范建设提供可复制的实践方案。
在基础分析化学教学中,假设检验是培养学生数据处理能力与统计思维的核心内容。然而,当前教材普遍侧重独立样本t检验,忽视配对样本t检验的系统介绍,导致学生在面对成组数据比较时易误用检验方法,影响了对分析结果可靠性的判断。本文以“湖水表层与底层氯离子含量比较”这一环境分析典型案例为切入点,系统对比独立t检验与配对t检验的原理、适用条件及计算过程,阐明其统计本质差异与选择依据。旨在弥补现有教材在t检验方法选择上的教学空白,帮助学生准确理解并区分应用场景,强化科学决策意识。本案例可作为教学资源融入课堂教学、课外补充或实验预习环节,为后续专业学习与科研训练提供支持。
化学反应工程课程内容具有逻辑性强、专业化程度高、理论知识抽象等特点,与涉及哲学、政治、社会、伦理等多层次思政元素的融合具有一定的挑战。课程教学团队基于学习产出的教育模式(OBE)和工程教育理念及一流本科课程建设要求,在知识传授过程中深入挖掘课程中蕴含的思政元素,将伟大科学家艰苦奋斗、科技自立自强的事迹融入教育教学全过程,辅以工程案例分析和真实产品生产一线体验,结合前沿科技文献学习分享,探索形成课程思政融入课程教学的“学思践悟”新路径,在潜移默化中达成课程思政的育人目标,不断提升课程育人成效。实践结果表明,课程思政育人目标的达成度逐年增加,课程思政的教学改革激发了学生的专业学习兴趣和投身湾区化学化工行业的使命担当。
面向“双碳”目标下能源开发与碳减排的协同需求,针对物理化学课程传统相图知识教学“重理论、轻应用”的问题,本文基于“可燃冰开采与CO2封存”这一国家重大战略课题,构建“理论知识-技术应用-课程思政”三位一体教学框架:通过解析CO2和CH4水合物相平衡曲线与CO2气液相平衡曲线,阐明CO2置换法开采可燃冰及CO2封存技术的热力学、动力学机制,横向对比可燃冰开采与应用技术现状,紧跟科学研究发展前沿,引导学生挖掘“碳封存技术的地缘政治意义”等思政议题。通过对接相图理论与国家战略需求,探索物理化学理论教学与课程思政深度融合的教学实践创新,强化学生对多相平衡原理的工程应用认知,培养学生在能源绿色转型中的创新思维与责任担当,为“新工科”背景下化工专业课程改革提供参考路径。
物理化学作为化学学科的核心基础课程,其理论与方法在“双碳”目标的实现中具有重要的支撑作用。本文提出将“双碳”理念深度融入物理化学教学的改革措施,通过挖掘思政元素、细化“双碳”教学内容及引入科研实例等方式,引导学生从物理化学角度分析和解决“双碳”领域的关键科学问题,培养学生的科研思维和创新能力。
无机化学作为高校化学专业学生的必修课,对于培养学生的思想道德品行和正确的价值观念具有重要意义,将思政元素融入无机化学专业课程是教学改革的重要方向。但传统的无机化学课程思政在实施过程中仍存在一定缺陷,无法满足学生个性化发展的需求。随着教育技术的不断进步,人工智能正逐步渗透到高等教育的各个领域,为传统教学模式带来革新。人工智能通过提供个性化学习途径、动态学生表现,并且给予针对性的反馈和指导等方式弥补了上述问题。本文通过分析人工智能技术在无机化学课程思政中的具体应用,提出了基于人工智能背景下无机化学课程思政建设的实践策略,推动无机化学课程思政建设的时代化、智能化发展。
分析化学实验课程思政,致力于将思政教育巧妙嵌入分析化学实验教学的各个环节,全方位培育学生的综合素质。本文阐述了分析实验课中引入思政元素的重要意义,剖析了新疆大学分析化学实验课程思政的现状,以及该课程与思政元素的有机融合。通过多维度提炼与融合思政元素,发挥分析实验课教学的育人功能,以增强学生的爱国情怀、创新精神、环保意识和民族共同体思想,引导学生树立正确的社会主义核心价值观,具有极为重要的作用。
在全球气候变化的严峻挑战下,中国提出的“双碳”目标已成为推动国家可持续发展的关键战略。为积极响应这一战略需求,教育领域特别是科学技术相关课程的改革显得尤为迫切。本文聚焦于探讨如何将金属-CO2电池这一前沿技术有效融入双语物理化学课程之中,旨在通过这一创新实践,不仅使学生深入掌握先进的能源存储知识,而且同步提升他们的双语交流与跨学科思维能力。通过对教学内容的深度挖掘、教学方法的创新设计、评估策略的细致规划以及实践应用的全面探索,力图构建一个既紧密贴合“双碳”目标要求,又能有效促进学生综合素质与实际操作能力提升的课程体系框架。
以学生为主体的实践教学是新时代背景下深入贯彻落实“立德树人”根本任务的重要举措,并逐渐成为课堂教学改革的关键着力点。针对仪器分析课程知识点细碎、多学科交叉性强、技术迭代迅速等特征,以及传统教学中存在的课堂与实验室割裂、教学与产业脱节、理论与应用分离等现实困境,本教学团队创新提出“课堂设进企业,产业融入教学”的教学理念,通过在企业实况下设立教学现场,重构知识图谱,让企业的研发实验室成为新的理论知识实践载体。这种贯通“教-研-产”的创新教学模式将有机融合“人才链-教育链-产业链-创新链”,为培育具有产业视野和报国情怀的新时代仪器人才提供系统性支撑。
基于作者近年来的教学实践,探讨了化学专业英语课程教学多元化改革的必要性、目标和实施路径。改革的核心目标是通过多维度优化和创新,提升教学质量和学生能力,培养适应国际化需求的高素质人才。具体实施路径包括:构建多元化的授课教师团队、丰富教学内容体系、提供多样化的学习资源、运用多元化的教学方法,以及实施多元化的考核评价体系。实践表明,这些改革举措已初见成效,学生的学习积极性和专业英语应用能力显著提高。
以“化学与社会”课程为例,探讨了如何建设面向“新文科”的基础化学课程。阐述了新文科背景下基础化学课程改革的必要性,从课程目标、教学内容、教学方法与评价体系等方面详细介绍了改革举措。通过融入思政元素、结合社会热点、采用多元化教学方法等,提升了学生的学习兴趣和综合素养,为新文科背景下基础化学课程的发展提供了有益参考。
固相微萃取(SPME)是一种集萃取、浓缩、解吸和进样于一体的样品前处理技术,具有操作简单、成本低廉、效率高和溶剂消耗少等显著优点。自20世纪90年代加拿大滑铁卢大学的Belardi和Pawliszyn首次提出以来,SPME技术已成为环境分析领域的重要工具。SPME技术与质谱(MS)技术的联用,能够有效检测和定量分析环境污染物,为环境污染物的分析提供了强有力的工具。本文综述了SPME-MS联用技术(SPME-GC-MS、SPME-LC/HPLC-MS、SPME-AMS)在环境分析中的应用进展,阐述了SPME技术的基本原理,介绍了萃取方式和涂层材料,并说明了这三种联用方式及其在环境方面的应用实例,最后,对该技术的未来发展方向进行了展望。
从夜空星光到城市灯光,发光现象在生活中俯拾皆是,在各种发光现象背后,蕴藏着丰富的化学反应原理。化学发光作为一种特殊发光形式,与传统的热发光有别,它是化学反应过程中产生的能量以光的形式释放出来的现象。鲁米诺因结构简、合成易、水溶性优且发光量子效率高,常被用于液相化学发光试剂。双草酸酯具有化学稳定性强、发光性能优、安全性高、环保性好的特点,是一种优良的发光材料。本文以科学普及为鹄的,设计开展了一系列生动的化学实验,展现鲁米诺和双草酸酯的化学发光特性,探讨其在不同环境下的应用潜力,并借助简单的实验现象向大众呈现化学发光之趣。实验包括蓝绿光交汇的发光喷泉、模拟犯罪现场血迹的检验、光影流转的充气葫芦、墨韵生辉的发光毛笔以及黑暗中的蓝色玫瑰。通过这些趣美的科普实验,直观地展示了化学发光现象,进一步探讨了其在实际应用中的可行性,彰显化学之精妙。
菠萝作为重要热带经济作物,其果实富含碳水化合物、维生素及膳食纤维等,而叶、皮、冠等副产物中亦含有纤维素、多酚类物质及菠萝蛋白酶等高附加值生物活性成分。近年来,随着菠萝在我国的广泛种植,菠萝废弃物已经成为主要的农业废弃物之一。通过生物炼制方法实现对菠萝基废弃物的回收利用,可生产生物氢、生物乙醇、生物柴油等多种生物燃料。菠萝基生物质资源转换利用的多元模式,既可以最大限度地提高生物质的资源利用率,增加经济效益,同时可以减少环境污染,促进资源的绿色可持续发展,助力“双碳”目标的实现。本文聚焦于菠萝废弃物中富含的主要成分及其相关利用,采用拟人化叙事手法,生动展现菠萝废弃物通过生物炼制技术实现能源领域的“逆袭之旅”。
随着科技飞速发展,电池作为我们生活中不可或缺的“能量源泉”,为各种设备提供动力支持。然而,看似普通的电池,它们在工作过程中会逐渐“衰老”,最终影响到设备的正常使用。那么,电池为何会“衰老”?我们又该如何让它们“延年益寿”呢?本文以一种独特的拟人视角,深入探究了电池的“内心世界”。本文首先揭开电池工作原理的神秘面纱,了解它们是如何将化学能转化为电能。在这个过程中,电阻、电导率、离子迁移率等关键因素如同“幕后推手”,影响着电池的性能表现。为了帮助电池“延缓衰老”,文中探讨了一些实用的延长寿命的方法,让电池保持“青春活力”,发挥出更好的性能。最后,介绍全固态电池、锂空气电池等新型高能量密度电池的未来发展趋势。这些新兴技术不仅有望解决传统电池的“衰老”问题,还将为环保事业贡献力量。
透明质酸,又称玻尿酸,是一种重要的生物大分子,最早由眼科教授Meyer及其团队从牛眼玻璃体中分离得到。作为一种非硫酸化糖胺聚糖,透明质酸凭借其独特的生物学功能和卓越的多领域应用,被誉为“最佳多面手”。从医药领域到化妆品,再到食品健康,它的贡献无处不在。在医学上,它广泛应用于关节保健、眼科手术和皮肤填充等方面;在化妆品行业,凭借出色的保湿功效,它被视为护肤界的“天后”;在食品领域,因其对健康和美丽的双重促进作用,它备受人们青睐。本文以一场“最佳多面手”颁奖典礼为线索,拟人化地展现透明质酸在多个领域的独特魅力与卓越贡献,并揭示其背后的化学奥秘,带领读者一同感受这一多功能生物大分子在现代生活中的精彩表现。
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。
锝作为第一个人造元素,在化学史上有着特殊的地位。本文用拟人的手法讲述了锝元素的发现过程,以及锝元素在生产生活,尤其是在医学中的应用,让读者以生动的方式了解这个特殊的元素。
油泼辣子,这道源自关中平原的传统调味珍品,它不仅仅是一味调料,更是一段流淌在岁月里的农耕记忆,承载着关中人民的智慧与情感。本文以陕西农家世代相传的传统美食为背景,深入剖析油泼辣子中辣椒红素及辣椒素等关键成分的化学奥秘,从色、香、味三个角度,探寻其在热油瞬间激发下所呈现出的绚丽色泽、馥郁香气与独特风味的科学根源。通过有机化学原理,揭示火候把控与辅料搭配对风味塑造的深远影响。并且结合现代科学视角,进一步解析辣椒素的健康功效。同时,本文将挖掘油泼辣子背后所蕴含的农耕文明记忆与饮食哲学,将传统美食、有机化学与人文情怀巧妙融合,让古老技艺在化学视角下焕发出新的光彩。
在本科实验教学中引入仪器搭建的教学内容,是对仪器分析实验课程教学改革的新挑战。实验中,学生自主设计并亲手搭建拉曼光谱仪,通过更换不同规格的光学元件和实验参数,系统探究影响仪器检测技术指标的各种因素。使用自主搭建的拉曼光谱仪进行氨基酸的检测鉴别,掌握拉曼光谱用于分子结构分析的方法。本实验对标化学“101计划”课程设计要求,强调过程参与的实践教学模式,在激发学生学习兴趣的同时,注重培养学生的科学探究精神,强化理论和实践的联系。
电导率滴定法是利用滴定终点前后电导率的突变来确定终点的滴定分析方法,运用电导率滴定法可以更加简便、精密地获取物质含量,此法已经在水质分析、科学研究中得到广泛应用。本实验项目将电导率滴定法引入无机化学实验教学中,以一个经典无机化学实验项目——碳酸钠的含量测定为例,基于电导率滴定法进行含量分析,熟悉电导率滴定的相关操作,定量分析碳酸钠中的物质组成,并与双指示剂法进行对比分析,了解不同滴定方法的原理和误差。
光催化技术利用丰富的太阳能将CO2转化为可供人们使用的碳氢化合物燃料,是近几年热门的研究领域。为培养创新人才和缓解环境问题,设计了CoAl-LDH/CdS材料的合成及用于光催化CO2还原实验,提高本科生的创新思维和学以致用能力,将实验教学与国家发展紧紧融合在一起。本文采用水热法合成了CoAl-LDH/CdS复合材料,作为高效、环保的光催化剂,在可见光照射下,CoAl-LDH/CdS复合材料的光催化CO2还原性能显著提高,CO产量最高达到39.02 μmol·g-1,以期获得可在本科实验教学中推广应用的教学实验。1) 根据本科实验教学耗时短、操作相对简单等特点,通过CoAl-LDH/CdS材料性能检测结果选择最佳反应物配比,保证在课堂有限的学时内,合成性能优异的目标产物,培养学生制备复合纳米材料和现代分析设备表征分析能力。2) 针对CoAl-LDH/CdS材料增强光吸收能力和提供丰富的活性位点,实现大大降低光生电子-空穴对的复合,提高了CO2光还原性能,充分体现化学在新能源与环境中的应用,同时加强学生通过光催化技术解决能源与环境问题的能力。3) 根据本科实验学生受益面广、人数多等特点,在保障实验效果的基础上,降低原料成本,减少源头及过程污染,实现绿色化学的宗旨。
在不断深化的教育改革背景下,教育科研能力在教师的专业发展和自我提升中显得愈发重要。师范生作为教师队伍建设的重要部分,提升其教育科研能力对促进基础教育的发展十分关键。本文以陕西师范大学2021级一位化学专业师范生参与科研训练和教育实习的经历为主线,通过对其“大学生创新创业训练计划项目”过程在教学实习实践中的影响进行思考,探讨了科研训练对师范生教育科研能力发展的关键作用,旨在探索发展未来教师教育科研能力的有益途径,为师范生群体培养和个体发展提供真实案例和有益参考。
分析了中学和大学化学教学标准的建设思路和主要内容。通过对比,发现中学和大学化学教学目标和教学要求出现“倒挂”现象,分析了产生这种现象的原因。基于知识教学的分类和层次,初步明确了中学、大学和研究生阶段的教学内容和教学要求。在此基础上,提出重新定位高中化学的课程教学目标和核心素养的建议。针对当前中学和大学化学教学中存在的问题,提出了解决问题的思路以及构建衔接中学和大学化学教育的建议。对构建大中衔接、一体化设计的化学人才培养通道,促进化学教育强国建设具有一定的参考价值。
在全球气候变化和能源转型的大背景下,减少温室气体排放,特别是二氧化碳(CO2)的排放,已成为国际社会共同面临的重大挑战。传统的化石能源使用模式不仅加剧了温室效应,还导致了能源资源的枯竭。因此,探索和开发能够将CO2转化为高附加值化学品和燃料的绿色技术,对于实现碳循环经济和可持续发展具有重要意义。电催化CO2转化技术,作为一种创新且环境友好的方法,正逐渐受到学术界和工业界的广泛关注。该技术通过电化学手段,在特定的催化剂作用下,将大气中的CO2转化为一系列有用的化学品,如烃类、醇类、酸类等,这些产物在能源、材料、化工等领域具有广泛的应用前景。本文旨在介绍电催化CO2转化的最新研究进展,探讨其关键科学问题和技术难点,展望未来的发展趋势,以期为推动该技术的实用化和产业化提供理论支撑和实践指导。
化学是改造自然的强大力量,为了让学生们正确地了解化学,本教学团队以全校通识类课程为立足点,选取学生们熟知的动漫情节为切入点,凝练动漫中蕴含的丰富化学问题,开展课堂教学。围绕化学元素与动漫角色、化学反应与动漫情节构建等,设计了教学内容,由浅入深,从日常生活到生产实践,运用化学解决实际问题,提高学生的思维能力和创新能力。
发展新质生产力背景下,社会发展和产业变革对化工类专业人才的培养提出了新要求,也对高校开展化工原理课程教学提出了更高要求。教学团队基于3D打印的化工单元操作设备模型,提出以化工单元操作设备为主线的教学改革方法。该方法利用3D打印技术的创造性和数字化特征,将3D打印技术、化工单元操作设备教学与化工原理理论教学相结合,可有效提高学生的综合能力,培育学生的思政素养。根据问卷调查,学生认为该方法的实施在以下几个方面对他们的学习有帮助,包括学习兴趣(18%)、空间想象力(18%)、直观理解抽象概念(16%)、实践操作能力(15%)等。
无机化学实验注重培养学生化学基本实验技能,独立思考、分析问题和解决问题的科学思维和良好的科学态度。本文以大学生化学实验技能竞赛中反映出的问题与不足,介绍我校无机化学实验基于全过程问题驱动混合式教学改革,从教学资源,教学方法,混合式教学实施、课程成绩评定等方面开展教学实践,并取得了教学成效。
在有效教学理念的引领下,针对高职无机化学课程的教学困境,从优化与整合课程教学内容、构建与完善课程在线平台、改革与创新课程教学模式、丰富与健全课程评价体系等四个维度,设计了混合式教学改革的方案。实践表明,该教学模式能够拓宽学习渠道,提升学习效率,培养学习习惯,取得了良好的教学成效。
以汞元素及其化合物教学为例,深入挖掘元素化学中蕴含的思政元素,通过讨论汞元素的利与弊,提升正确的元素观。将民族文化自信与社会责任、环保意识及生态文明等有机融入课堂教学环节中,培养学生的创新意识、科学精神、爱国情怀、环保意识等。专业教学与思政育人、显性教育与隐性教育有机融合,形成协同效应,以期同步实现“知识传授”与“价值引领”统一。
本文以北京航空航天大学“仿生超疏水界面探究与设计”虚拟仿真实验为案例,深入探讨虚拟实验在培养拔尖创新人才中的关键作用。研究表明,通过精心设计的虚拟实验课程,学生的创新能力和实践技能得到了显著提升。本文详细分析了虚拟实验在课程中的应用,重点讨论了其在培养学生科研创新思维、团队协作精神和实践能力方面的积极影响。研究结果表明,虚拟实验不仅能够有效弥补传统实验教学的不足,还能通过跨学科融合和真实情境模拟,激发学生的创新潜能,帮助其成长为具有国际竞争力的拔尖创新人才。
针对仪器分析课程思政育人过程中存在思政育人主线不清晰,课程内容思政元素挖掘缺乏全局性设计,育人成效入心入行难等问题,构建了三步进阶式课程思政育人模式,结合课程特色凝炼形成了求真、求实、求新的课程思政育人主线,通过显性知识和隐性价值观两个维度布局和挖掘课程思政融入点;最后通过知识众筹、小组讨论、项目式任务等方式有效推进课程思政入脑入心入行,最终形成了可复制易推广的三步进阶式课程思政育人模式,目前已成功推广辐射到了省内外20余所高校及甘肃省多所中小学。
为探索仪器分析项目式学习在化学拔尖人才培养中的运用,提出将理论课的项目活动延伸至实践的项目式教学新思路。教师设计真实情景、贴近热点、学科交叉、具有育人功能的项目并进行导学、督学、助学。学生在项目驱动下学习思考、交互合作、整合凝练、深化创新。实践表明,该教学模式有助于培养拔尖学生的自主学习能力和创新思维。
针对地方高校无机化学实验教学中存在与前序高中化学基础连贯性欠佳、与后续综合实验课程衔接乏力的双重断层问题,本文以元素性质实验为例,构建了“问题引导预习-异常驱动探究”协同教学模式。通过开发问题引导的预习资源(操作视频+预习报告),辅助学生规范基础操作、梳理实验原理,弥合中学-大学知识技能的衔接断层;通过“异常现象-探究任务”的课堂转化,构筑了“认知冲突→变量分析→方案设计→理论溯源”的科学思维连贯性培养路径,解决由基础实验向高阶实验过渡的“能力断崖”的难题。研究表明:新型模式促进了师生角色转变(学生从“机械操作者”进阶为“主动探究者”,教师从“知识讲授者”转型为“思维引导者”)和学生综合能力的提升(实践考核的优秀率从2.6%提升至9.8%),为地方院校实验教学提供了可复制的改革范式。
化学学科通过分子设计与过程调控,持续突破碳减排与资源化技术边界。将“双碳”前沿融入本科教学已成为化学教改的挑战。本研究构建“知识体系重构-智能平台提升-自主探究升华”三维递进架构,突破传统课堂时空限制,形成全过程浸润式培养模式,实现学生从知识内化到思维创新的能力跃升,显著提升其创新素养与学科使命感。
无机化学因其内容的广泛性和规律的隐蔽性,给学生的学习和教师的教学均带来显著挑战。构建简洁的知识逻辑体系是应对这一挑战的重要举措。本文以碱金属教学为例,构建无机化学中元素化学的知识框架模板、提炼碱金属章节知识要点、梳理知识点间的本质逻辑关系。明确提出“活泼金属与氧气反应时首先形成超氧化物”的学术见解,进而提出反应在微观上分三步进行的反应机理,依此从本质特征上构建碱金属与氧气反应的全新知识逻辑,显著提升教学效果。结果表明,一个清晰连贯的知识逻辑体系的搭建,在促进教学效果提升的同时能在启迪思维的过程中孕育学术新发现,为无机化学的研究与教学提供新的思路与方向。
本文介绍了中国科学技术大学化学实验教学中心开设的研究生综合仪器分析实验的建设经验。课程组针对研究生选课需求旺盛而仪器等教学资源配备不足的矛盾,以及研究生未来研究方向不同,需要学习的仪器也不同的特点,进行精准化教学改革,很好地解决了教学过程中出现的问题,在提升学生科研创新能力方面起到了促进作用。本文详细介绍了教学模块划分及各教学环节设计,以及在课程考核、课程思政等方面的一些尝试和思考。
在新工科建设背景下,无机及分析化学作为一门面向工科专业的理科课程,具有基础性、理论性、跨学科性和衔接性,是学生进入大学后修读的第一门专业基础必修课。然而,该课程存在工程教育元素薄弱,其注重理论体系构建的传统教学模式,难以有效支撑“运用科学原理解决复杂工程问题”的卓越工程师培养目标。本研究基于OBE教育理念,通过“三教一评”,即教学观念转变、教学内容重构、教学方法改革、及多维评价体系的建立,在课程中融入工程思维、工程概念,将问题的定义与分解、系统化设计、迭代优化、工程伦理融入教学过程中。通过构建理论教学与工程实践的认知桥梁,实现课程目标从科学素养培育向工程能力培养的升级转型,为面向新工科培养未来工程人才打下良好基础。
本文是在较少学时背景下,针对大学化学中“杂化轨道理论”教学过程中存在的问题,提出以“五问”模式引导学生深入思考和理解该理论。通过对杂化轨道的理论依据、杂化条件、原因、原则及杂化类型的分析,阐述了如何运用该模式激发学生主动思考,提升教学的直观性与便捷性,培养学生解决问题的能力和科学思维。
大学化学是高等院校的一门基础理论课,是培养综合性人才的重要途径。本文从学生和教师两方面深入分析了大学化学课程中分析化学部分教学实践中存在的问题。以“教学内容、教学方法、教学环境、评价体系”四个维度为核心,提出系统化改进与创新的教学模式。将科学前沿成果与产业发展引入教学环节,运用人工智能技术建立知识图谱。着力解决师生面临的问题,提升教师的跨学科教学能力,培养学生的化学思维,鼓励学生运用化学知识解决本专业实际问题的综合能力。着力帮助学生以及教师了解和认同本地区的历史、文化和价值观,增强文化自信。
有机化学作为动物医学专业学生大一阶段的必修专业基础课程,巧妙地融合了基础化学与医学的精髓,对于构建学生扎实的化学知识体系、培养其分析能力、实验技能及创新能力具有至关重要的作用。然而,面对近四分之一学生高中化学基础相对薄弱的现状,教学团队秉持“以学生为中心,教师为引导”的原则,构建了一个融合深浅知识点、采用翻转课堂与小组讨论形式的线上线下混合式教学模式。该模式旨在通过精准教学,帮助学生克服学习障碍,推动其学业持续发展。此模式不仅实现了知识的高效传授,还着重于能力的全面提升与价值观念的塑造。本文以“芳香烃及其在医学上的应用”为例,展示了该策略的设计思路与实施方法,取得了良好成效。
围绕“新医科”建设的要求,利用南开大学多学科综合发展的优势,我们对化学生物学课程进行了教学内容的优化与修订,重构了以学生为中心的混合式教学模式,完善了多元化的考核评价体系,深化了化学生物学在“新医科”建设中的基础作用。该教学改革将有利于培育复合、拔尖、创新型“新医科”人才。
作者针对物理化学课程特点及存在的问题,将新课导入、总结及习题环节从传统课堂教学中分离,融入与食品科学与工程专业相关的学科交叉案例,设计制作成模块式的新形态课程资源,并通过混合教学模式进行实践,减轻了课堂负担,提升了学生的积极性和解决实际问题的能力。这一教学创新获得了食品科学与工程专业师生的认可与支持。
本文针对重庆大学化学化工学院高分子课程教学困境,通过跨学院组建涵盖多领域的教学团队,构建包含前序课、核心课与拓展课的课程体系,并整合教学内容,创新教学方法,强化实践教学,设立项目制课程促进理论实践融合。改革成效显著,专业学生绩点大幅提升,教师队伍得到发展,专业在2023年重庆市普通高校本科专业监测获评A+。
在新一轮科技革命和产业变革的浪潮下,人工智能正在显著影响高等教育的生态环境。在这种新形势下,化学专业人才培养需要变更思路,培育兼具基础学科知识、科技创新实践和产业转化思维的高素质创新人才,构建“科教融创”新范式。本文系统分析了化学专业人才培养新需求,提出了“科教融合,创新引领,智能赋能,产教融通”的“科教融创”培育模式。从课程教学改革,科创实践平台构建,人工智能工具应用和产教融合机制四个维度,探索了该培养模式的实施路径。
立足天津大学双一流建设学科,面向化学拔尖创新人才培养目标,针对当前应用化学专业人才培养面临的诸多问题,提出多维协同的教育教学改革策略。旨在通过系统性改革,构建开放、灵活、高效的化学拔尖人才培养体系,以培育兼具国际视野、创新思维和实践能力的卓越人才,服务国家科技发展需求。实践表明,该模式有效推动一流学科发展,切实提升学生科研素养与综合竞争力,其经验可为兄弟院校提供参考。
二氧化碳(CO2)的大量排放引发了一系列环境问题,但同时CO2也是一种重要的碳资源。因此,捕获CO2并将其转化为高附加值化学品,已成为科学与工业领域的热点课题。从化学角度而言,CO2被视作一种稳定、安全且储量丰富的C1资源。将CO2转化为高值化学品,不仅能有效解决CO2排放问题,同时实现了CO2的资源化利用。把CO2催化环化加成到环氧化物中,制备高附加值的环状碳酸酯,是一种反应过程简单且前景可观的CO2利用策略,该反应无副产物产生,原子经济性100%,反应条件温和。本文综述了CO2化学利用途径,着重介绍了CO2环加成反应高效催化剂,并对不同类型催化剂的性能进行了比较,最后对CO2环加成反应研究进展进行了总结与展望。
“温室效应”的日益加剧,使得二氧化碳(CO2)的资源化利用迫在眉睫。相较于其他方法,使用可再生电能驱动二氧化碳还原为高附加值碳基燃料,具有条件温和、绿色高效等优势。本文聚焦于二氧化碳还原产物中市场规模最大的乙烯产物,简要介绍了电驱动二氧化碳转化制乙烯的反应机制、催化剂设计策略与四种典型的反应器件;概况了现阶段发展现状及其存在的科学与技术问题,并对其工业化应用前景进行了展望。
“温室效应”已经成为人类面临的重要挑战之一。在许多造成“温室效应”的气体中,CO2占总效应的60%–70%,因其热力学性质稳定且化学惰性强而难以转化,会长期影响气候环境。CH4占温室气体总效应的20%。尽管CH4浓度低,但单个CH4分子对“温室效应”的贡献值是CO2的25倍左右。人们一直在寻找降低大气中CO2和CH4浓度的方法,其中CO2-CH4重整反应不仅能够实现该目标,应对气候问题,同时还获得高附加值产品,因而具有重要的理论意义和实用价值。
教学内容中融入科学前沿成果,以国家科技发展和环境保护的迫切需求、社会责任感等内容为主线贯穿全课程,不仅丰富了学生专业知识储备,拓宽了学生的学术视野,而且可以锻炼学生的科学思维,培养学生的创新能力及知识应用能力,极大地激发学生对科研的好奇心和探索热情。配合物作为本科教学中无机化学的重要组成部分,因其丰富的种类、广泛的性质与应用,一直被认为是无机化学学习中的重点和难点。近年来,配合物因其独特的结构特征,在CO2的捕获与绿色催化转化方面表现出潜在的应用优势,成为了国内外研究热点。本文结合前沿科研成果,选取本科生易于理解的反应实例介绍了多孔配位聚合物——金属有机框架材料高效催化CO2转化形成高附加值精细化学品的最新进展。
碱金属的应用日益广泛,其制备和纯化手段是无机合成的应用范例。随着新能源技术的发展,碱金属制备知识的系统介绍显得愈发重要。基于教学中“学以致用”的理念,本文拟在文献查阅和分析的基础上,较系统地介绍碱金属的制备和纯化知识,重点关联技术中的化学原理,着重介绍中国学者针对盐湖提锂的杰出工作,为化学专业学生和相关行业从业者提供参考。
冠醚作为一类结构特殊的醚类化合物,已逐渐为人们所认识。近年来,冠醚在构建人工跨膜离子转运体系方面不断推陈出新,引起科学家们的普遍关注。利用不同的冠醚结构和组装基元在构筑跨膜人工离子通道、海水处理、盐湖提锂及电池领域等方面的探索,极大地扩展了冠醚类化合物的研究范畴;结合超分子化学和生物学的原理,以及不同学科的交叉融合,这些新颖结构和独特功能的新型仿生人工离子转运体将在医药和化学化工产业中发挥重要的作用。
二氧化碳作为“温室气体”的主要组成之一,但随着科技的进步,科学家可对其进行各种转化。本文通过二氧化碳自述的方式,借用拟人化的手法,介绍了二氧化碳通过催化转化制备各类化合物以及其他类物质、作为超临界流体使用、作为充电宝使用,让读者以生动活泼的方式了解二氧化碳的大有可为,也为在小朋友心中埋下一颗勇于探索的种子,激发他们实现各种变废为宝的勇气。
本文全面阐述了CO2的历史、现状及其多方面的影响,深入探讨了CO2的物理和化学利用方式,重点梳理了CO2化学的发展历程,包括关键的CO2化学反应机理。同时,从不同视角详细描述了人类为推进“双碳”目标所付出的努力,旨在为读者呈现CO2在地球演变、科学研究以及社会发展中的重要角色,以及人类应对气候变化的行动与探索。
新修订出台的《科学技术普及法》为高校深入推进科学普及工作构筑起全新的法律根基。本文立足高校独有的丰富科普资源储备,综合考量科普融入教学、科研等多样化的教育教学手段,开展了面向青少年的科技创新引领、面向师生和社会的前沿传递、面向少儿的趣味化学启蒙等系列特色科普活动,彰显了高校在化学科普中的潜力与引领作用。
茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,是形成茶叶色香味及构筑茶叶保健功能的主要成分。本实验以生活中常见的茶品为引,依据茶多酚的抗氧化性及金属离子络合作用,创新设计出基于茶多酚变色反应的“茶颜悦色”与“诗情‘化’意”系列实验。其中“茶颜悦色”实验主要面向小学生,通过颜色变化展示茶多酚的抗氧化性,互动讲解中国茶的品类和相关茶文化;“诗情‘化’意”实验主要面向有一定化学基础的中学生和大学生,展示茶多酚与金属离子反应的现象,互动讲解茶多酚的提取方法和工业应用,鼓励青少年积极参与科技创新。本设计实验过程简易,可实现居家操作,实验趣味性强、安全性高;同时将传统文化融于科普实验,有助于提升广大青少年的科学素养与文化修养。
淀粉是厨房中非常常见的一种原料,可以通过进行不同的反应来制作不同种类的食品。本文从东北特色菜——锅包肉中淀粉的作用出发,对淀粉的主要化学反应如糊化作用、美拉德反应、老化作用等进行由浅入深的分析,以激发读者对于有机化学在食品烹饪中应用的好奇心。
自修复材料是一种受损后能够进行自我修复的新型材料,具有十分广阔的应用前景。本文通过大华和小雪两位大学生的对话,从自修复机制的角度出发,介绍了本征型与外援型两种方法背后的化学原理,包括可逆反应、动态共价键、超分子相互作用等,并且展望了自修复材料未来的发展潜力。
沙利度胺曾因其致畸性而“臭名昭著”,但如今已被广泛用于炎症、恶性肿瘤及自身免疫病等多种疾病的治疗。传统的化学教材通常侧重于介绍沙利度胺的结构及致畸性,这导致学生对沙利度胺后期的发展了解不足,且不利于激发他们深入学习与该药物相关的化学知识的兴趣。本文借鉴中国传统故事“周处除三害”,通过第一人称视角,全面介绍沙利度胺的历史、作用机制、合成方法及其在现代医学中的应用,以激发读者的探索兴趣,促进他们对这一药物的深入了解。
采用科普小说的叙述手法,以第一人称的视角,通过一个葡萄糖分子的自述,生动地描绘了在真核生物细胞内,呼吸作用过程中各个化合物之间的转化过程、能量的流动路径,以及所涉及的化学反应。整体勾勒出呼吸作用的过程。
美食,远不止是味蕾的一场狂欢,它更是物理化学领域的奇妙舞台。当我们沉醉于美食的色、香、味时,其实正经历着一场复杂而又精妙的化学演变。为了深入探究舌尖上的物理化学奥秘,本文从多个关键维度展开研究,味觉感受如何在神经与分子的交互中诞生,食品在储存时发生的微妙变化,烹饪过程中食材的奇妙转变等。通过这些分析,揭示出食品加工和贮藏中各种物理变化的本质规律,旨在帮助读者提升综合分析、预测和模拟复杂食品工程问题的能力。
牙菌斑是多种口腔致病菌通过胞外聚合物黏附形成的复合体,具有不易察觉、不易根除、危害性大等特点,是引发牙周疾病的关键因素。本文通过叙述手法,展示了牙菌斑的检测、治疗和预防策略,旨在向大众普及口腔卫生知识、纠正牙齿保健的错误认知。希望通过本文的介绍,能引导大众正确认识以牙菌斑为代表的细菌生物被膜,了解其在生产生活中的积极作用,感受科技“化腐朽为神奇”的魅力。
油纸伞是中国具有千年历史的传统手工艺品,也是中国传统文化的重要象征。本文以一位老工匠为即将出嫁的女儿制作油纸伞作为嫁妆的故事为背景,深入探讨油纸伞制作过程中蕴含的化学原理,包括碱法制浆、柿漆粘结、朱砂附着和桐油防水等关键工艺。同时,本文挖掘其背后的思政元素,将文化、化学与思政教育有机结合,实现知识传授与价值引领的统一。
在“碳中和、碳达峰”的背景下,如何减少化石能源的应用,开发新能源,提高能源利用率成为世界共同关注的问题,相变材料在未来拥有广泛的应用前景。本文从掰掰乐暖手袋的加热原理出发,介绍了热冰实验,即醋酸钠过饱和溶液结晶,释放相变潜热的实验现象。本实验不仅具有化学之美,在实际生活中也具有重要意义。本实验启发读者从电池对于电能的储存与使用出发,思索利用相变潜热对热能进行储存和利用的可行性,并介绍了几个相关领域的应用案例。
一碗乳白香浓的羊汤是否需要依赖科技与“狠活”?2024年底全网热议的“白汤事件”背后,蕴含着有趣的食品科学奥秘。本文旨在通过家庭小实验揭示“白汤”背后的科学奥秘。结果表明:碱性水、胶原蛋白都有助于实现油和水的“水乳交融”;豆浆机则能化身“物理魔法师”,将油脂粉碎成纳米级小颗粒,快速达到“水乳交融”的至臻境界。羊汤的传统工艺无需工业添加剂,仅通过“天然魔法”(磷脂和胶原蛋白)和“物理魔法”(沸腾),在“时间魔法”的加持下,即可实现稳定乳白汤体和独特“香味密码”,但对高脂肪摄入的现代人来说,白汤虽美,切勿贪嘴哟。
锆是一种在原子时代有着广泛应用的元素,具有耐高温、热中子吸收截面小等优点。本文虚构了一个锆元素王国,通过讲述锆元素王国成员共同化解小行星坠落危机的保卫战来介绍锆的发现过程及其在不同领域的应用,希望能够增进读者对锆元素的了解。
从化学的视角,以最近热门的电影《哪吒之魔童闹海》中太乙真人的炼丹炉为线索,通过解析炼丹炉中汞硫化物分解、黑火药反应等化学过程,阐释炼丹炉里所蕴含的各种化学知识,剖析了古代炼丹术与现代化学之间的深刻关联,揭示了古代炼丹术对现代科学的启蒙意义。文章论证了人类探索物质本质的连续性,从巫术到科学的文明跃迁,并指出科学精神的本质在于不断追问与创新。文末以“科学修仙”为隐喻,呼吁传承跨时代的探索热情,将传统智慧融入未来科技发展。
中国科学技术大学化学实验教学中心是安徽省科普教育基地,有着多年科普工作经验。本文介绍了中心在科普资源创作、线上线下科普活动开展、科普志愿服务等方面的一些工作经验。笔者认为,各高校应当充分发挥本校学科优势,打造精品科普资源,利用信息化工具拓展科普工作覆盖面,同时把科普与育人结合起来,让科普工作更好地服务于创新建设与新质生产力的发展。
通过小华梦境中的仪器博物馆之旅,讲述了原子吸收光谱的发展历程。从原子吸收光谱现象的发现,到原子吸收光谱仪的商品化历程,同时强调了原子吸收光谱法在多个领域的重要应用,并以小华从梦中醒来、决心深入学习相关知识作为结尾,激励读者继续探索。
镜像蛋白质由D-氨基酸及甘氨酸构成,表现出与天然蛋白质截然不同的结构与功能,近年来引起了广泛关注。本文从生命同手性起源假说切入,介绍了镜像氨基酸及蛋白质的合成技术与应用场景,旨在让读者看到镜像分子对于社会发展的积极作用的同时,也能警惕镜像生命带来的潜在风险,做到理性看待镜像分子技术的发展。
为探索将先进仪器分析技术与实践应用相结合的有效教学方法,本论文探讨了在大学仪器分析实验课程中,以“衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)区分环保塑料袋”为主题的教学实践。通过精心设计实验教学案例、教学内容和教学方案,引导学生深入理解并掌握ATR-FTIR技术的原理、特点、操作方法和应用范围,着力培养学生的学习能力、实践动手能力和应用创新能力。并结合环保塑料袋区分的教学主题,融入环保相关思政教育元素,助力学生在掌握前沿仪器分析技术的同时,亦能切实提升环保意识和社会责任感。该实验教学为培养兼具学习能力、实践能力与担当精神的高素质人才提供了有益的探索与实践经验。
随着中国饮茶群体的不断扩大以及人们生活质量的提高,名优茶叶越来越受到人们的青睐,人们对名优茶叶的需求量也迅速增加。利用不同等级的茶叶中茶多酚和氨基酸含量的不同,本创新实验基于指示剂置换原理开发了一种简单、廉价的比色传感器阵列,用于快速鉴别两个等级的武夷山岩茶(牛栏坑肉桂和普通肉桂)。通过智能手机拍照成像,MATLAB软件提取图片RGB值,再结合偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)对RGB数据进行解析。结果表明,该方法能快速准确的分辨不同等级的茶叶,分类准确度达到100%。本创新实验从解决实际问题出发,与科研前沿相接轨,能有效提升学生的综合实验能力;引入化学计量学前沿知识和手机成像技术,不仅能提高学生对其他学科如图像处理、数据分析的兴趣和认知,还能提高学生对科学实验的参与度和思维深度;此外,基于实验具有仪器设备廉价、视觉效果好等特点,在应用于高校综合性实验开展方面,能解决部分高校大型精密仪器短缺和实验枯燥乏味等问题。
本实验制备了不同浓度的Sb3+掺杂有机-无机卤化物(TMA)2ZrCl6(TMA = C4H12N)杂化微晶,其具有有趣的激发波长依赖性发光。(TMA)2ZrCl6:Sb3+中的多激子发射模式通过控制激发波长实现了动态颜色变化。该杂化微晶材料的可调谐发射、高效发光(光致发光量子产率高达94.31%)和出色的环境稳定性在防伪和固态照明方面具有独特的应用。本实验操作简单、制备容易、实验时间短,并且在不同波长下的颜色变化丰富多彩,有利于吸引观众注意并认识到不同发光的原理。
从茶叶中提取咖啡因实验涉及了很多化学实验基本操作以及天然产物的分离提纯的理论知识,是大学化学经典实验,也是中学教学和考试重点。本文采用化工行业常用的柔性硅橡胶加热板制作了一套新型加热装置,代替了传统实验的加热装置,大大提高了实验的安全性。并利用网上可以买到的材料,制作了一套实验成功率高、成本低廉,并且具有可视化、趣味化的咖啡因升华实验装置,可以满足教育资源不足的地区进行教学展示或教学实验的需要。以趣味化实验设计为核心的实验方案有助于帮助学生了解化学的基本原理、实验技术和加深化学在现代社会生活的重要性的认识,提升学生对于化学学科的兴趣。
本文聚焦3D打印技术在“高分子物理实验”课程中的教学实践,深入探索课程思政元素的挖掘与融合路径。本项目采用“讲授式+自主设计”结合的教学方法,在教学内容设计中深挖课程思政内涵——既从物质加工技术演进的纵向视角追溯历史脉络,也从3D打印多领域应用的横向视角拓展现实视野,以此提炼思政元素。课程融入哲学思考,培养学生问题导向的工程思维、敢于争先的创新意识和分工协作的团队精神,最终实现技术教学与思政育人的深度融合,为培养具备扎实专业知识、良好科学素养和高尚道德品质的新工科人才奠定基础。
人名反应是大学有机化学学习的重要内容,良好的学习和掌握可以促进化学类本科生对于重要有机反应类型机制的理解。但由于人名反应在课本中呈散落分布,若在教学过程中缺乏集中梳理会导致学生学习时产生混淆,并出现逃避的畏难心态。为帮助学生学习人名反应时走出种种困境,本文整理了常见的有机化学人名反应,依据碳原子数增减、官能团转化以及相同反应中间体等原则对它们进行了清晰的归纳整理。教学实践表明学生对于这种归纳整理是很欢迎和接受的。
2017年全国高考出现了一道以我国学者报道的五唑阴离子(cyclo-N5-)盐为情境的试题。此后,以这类全氮化合物为情境的模拟试题逐渐增多。通过梳理全氮化合物的研究发展史,检视以其为素材命制的试题,发现部分试题存在着科学性错误。为此,提出基于学术探索情境命题时需要注意真实、适切和反拨等要点的建议。
从1774年发现氯气到1810年氯被确认为一种新的元素,化学家们受到当时流行的化学学说的影响,呈现出对氯的不同认识。通过梳理相关文献,回顾了从氯气的发现到氯元素概念形成的早期历史,讨论了不同历史时期盛行的化学学说对氯元素概念形成的影响。
美国麻省理工学院(MIT)的“厨房化学”课程非常独特和有趣,学生通过烹饪制作出各种可食用的风味食品。在这门课程中,厨艺被视为最古老且广泛传播的化学应用技术,而食谱则被用作学生的实验讲义。学生在进行实验时,并不涉及刻意安排的化学教育元素;当学生通过烹饪获得愉悦感和满足感后,再通过阅读研究文献和查询网络资源获得与厨艺相关的化学知识。因此,这门课的实验部分对学生始终充满吸引力,而学生也不要具备很多化学专业的操作技能。在国内高校中,化学实验通识课程往往会变成“低阶版”的化学实验课程,最终导致学生兴趣缺失,麻省理工大学的“厨房化学”课程设计中将烹饪文化贯彻始终,形成鲜明的主题,值得我们借鉴。
第38届化学奥林匹克(初赛)第6题考查醋酸亚铬的制备、结构和性质,醋酸亚铬是含有金属-金属四重键的代表性物质,本文详细解析考题中的金属-金属多重键,挖掘其在竞赛学习中的价值。
