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2018, 33(5): 0-0
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摘要:
教育专题
化学学科的新视角及其在化学教育中的反映
房喻
2018, 33(5): 1-4  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712038
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摘要:
传统化学以研究变化,关注变化前后的结果而著称。化学与其他学科,特别是生命科学的相互渗透使得化学的动态特征更加突出,化学学科格局也因之发生了变化。因此,化学需要新认识。
教学研究与改革
无机化学微信平台的构建与实践研究
李玲, 段淑雅
2018, 33(5): 5-9  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801025
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摘要:
针对无机化学传统教学模式的不足,构建了无机化学微信平台。介绍了构建平台必需的微信公众号和微信群的建立过程和方法。分析了无机化学微信平台在教学中的实践效果,弥补了传统教学中的不足。讨论了无机化学微信平台的积极作用,提高了教师教学水平和学生的学习能力,达到了师生双赢的目的。
通过物理化学研讨课培养学生的研究能力——以两个连通气泡的变化为例
原弘, 王瑞芳, 李蕾, 童佳文, 杨健, 史俊杨, 李港, 李武客, 黄进
2018, 33(5): 10-17  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712035
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摘要:
在物理化学的“界面与胶体化学”部分,表面张力、表面自由能和拉普拉斯公式是非常基础的内容,如何让学生深刻理解、灵活掌握至为重要,也是该章后续学习的关键。本文以分析两个连通气泡的变化为例,结合演示实验,实施研讨式教学,通过多角度(力学、能量等)、多层次(变化的方向、变化的限度)分析,巩固学生对表面张力、表面自由能及拉普拉斯公式的理解,进而与两个连通气球的变化进行类比,分析两个体系的异同点。通过启发引导,培养学生运用知识、分析问题的能力,提高学生综合素质。在物理化学课堂中,以学生为中心实施基于问题的研讨式教学,为相关课程的教学提供了参考。
面向卓越教师培养的“本硕一体化”化学教育课程群构建
亓英丽, 毕华林, 姜言霞
2018, 33(5): 18-23  doi: 10.3866/PKU.DXHX201711034
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摘要:
课程建设是人才培养的基础和抓手,本课程建设以培养卓越中学化学教师为目标,整体构建了“本硕一体化”化学教育类课程群,以期为国内高师化学教育课程改革提供借鉴。课程建设思路为:明晰卓越化学教师教学能力构成,科学确定课程群建设目标;合理组织课程群结构,构建“一体化、两层次、三维度”课程体系;采取多样化的措施与策略,有效促进课程群的建设。
基于成果导向理念,构建“化学专业建设质量保障、反馈及持续改进机制”
李永军, 王玉枝, 蒋健晖, 蔡炽, 陈淑云, 陈义红, 赵万祥
2018, 33(5): 24-28  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712036
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摘要:
基于成果导向教育理念,构建了“化学专业建设质量保障、反馈和持续改进机制”。从化学专业及其课程质量标准保障和持续改进、教学质量保障和持续改进、教学质量提升三个方面对“化学专业建设的质量保障、反馈和持续改进机制”进行了阐述。该机制从国家发展对化学人才需求的战略上保障了专业建设和教学质量的持续改进。
大学无机化学实验教学中“问题导学”教学法的探索
马占营, 高丰琴, 张萍, 范广
2018, 33(5): 29-32  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801001
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摘要:
介绍了“问题导学”教学法在大学无机化学实验教学中的实施要点,并结合硫酸亚铁铵制备实验教学案例,详细探讨了这一教学法在大学无机化学实验课堂教学中的具体实施策略。
化学实验
物理化学实验室真空与气路系统的改进
吴平平, 徐晓明, 夏文生
2018, 33(5): 33-37  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712044
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摘要:
物理化学实验中,不少实验需要通气体,因此,物理化学实验室气路系统的设计安装具有极其重要的意义。本文针对物理化学实验中所出现的几种气路进行了说明并改进,提高了实验气路系统的可操作性,降低了气体泄漏的可能性,保障了实验室的安全。
科研成果转化为化学反应工程实验项目的应用研究
李学慧, 田江, 陈梁, 易春雄, 伍强贤, 吴正舜
2018, 33(5): 38-43  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712041
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摘要:
用生活废油催化裂解与变换重整制氢来替代现有的化学反应工程中一氧化碳变换重整制氢实验,替换后的整个实验从原料到产品都是学生一手完成。该实验绿色环保,且实验过程的完成可让学生了解从原料到产品的整个连续的化工生产过程,激发了学生的学习兴趣,在提高学生的动手能力以及从事科学研究的能力的同时,降低了实验耗费成本,提高了实验的安全性。
师生笔谈
浅议基于《有机化合物命名原则2017》的复杂有机化合物
刘强, 史玲, 刘志刚, 蔡双莲
2018, 33(5): 44-50  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801013
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摘要:
为了促进有机化合物命名教学的与时俱进,总结了《有机化合物命名原则2017》在教学方面所做的重要修订之处。并对如何利用《有机化合物命名原则2017》新规命名复杂有机化合物提出了具体教学建议。
分析化学中“检出限”的物理意义及测定方法探究
杨淳, 郑姗, 刘洋, 施娅颖, 黄朝表
2018, 33(5): 51-55  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801012
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摘要:
阐述了分析化学中各类分析方法的检出限的物理意义、测定方法及可能存在的问题,并论述了经典的检出限定义的局限性。在利用凝血酶适配体与凝血酶的特异性结合抑制Pt纳米颗粒对量子点荧光猝灭检测凝血酶和基于CuGeO3纳米线和葡萄糖氧化酶(GOx)修饰的玻碳电极(GCE)生物传感器测定葡萄糖的分析方法中,由于测定信号与被检测物质浓度或浓度的对数成负相关关系,导致分析方法的检出限与经典的检出限测定产生一定的冲突,出现了测定精密度越高,检出限越差的异常情况。
明确概念的思维方法及其应用示例
黄华奇, 黄荣彬
2018, 33(5): 56-60  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801006
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摘要:
简要介绍了概念的有关知识和方法,包括概念的内涵与外延,概念的限制、划分、分解以及定义等,指出一些化学教科书中存在的划分不恰当、定义不准确等问题,并给出合乎思维规则的划分和定义。
从拉乌尔定律和亨利定律看恒沸溶液
尹学博
2018, 33(5): 61-65  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801010
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摘要:
气液平衡是理论教学和实际生产中的重要内容。本文从微观本质讨论理论教学中的拉乌尔定律和亨利定律以及实际生产中的恒沸溶液之间的关系和区别。溶剂-溶剂、溶剂-溶质和溶质-溶质之间相互作用的不同导致两个定律仅适用于稀溶液。这些相互作用通过物质的量分数调节溶剂和溶质的表观蒸气压,当二者的表观蒸气压相等时,则产生了恒沸溶液。
自学之友
Schrödinger药物虚拟筛选流程模块在大学生物和化学信息学教学中的应用
白启峰, 张洋, 靳玲玲, 姚小军
2018, 33(5): 66-71  doi: 10.3866/PKU.DXHX201801023
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摘要:
介绍了Schrödinger药物虚拟筛选的基本原理和流程,结合大学生物和化学信息学课程的相关教学内容,分别描述了蛋白受体的预处理、类药性五原则、毒药物动力学(ADME)、泛筛选干扰化合物(PAINS)、高通量虚拟筛选、标准精度筛选、高精度筛选和MM/GBSA的打分排序原理和使用方法。该软件可以在大学生物和化学信息学的教学中演示,有助于提高学生对蛋白结构、分子构象、药物虚拟筛选和计算机辅助分子设计的理解,该软件有很好的图形界面,可以给学生直观的体验,大大丰富了大学课堂的教学内容。此外,该软件在药物设计领域里面也有很好的应用价值,大大节约了药物筛选的成本,提高了药物发现的效率。
未来化学家
石墨烯在无机材料中的闪光
郑哲雄, 朱一帆, 康炜瑄, 戴麟懿, 刘洪志, 马子凡
2018, 33(5): 72-82  doi: 10.3866/PKU.DXHX201710013
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摘要:
石墨烯作为一种新晋的无机材料,受到了科学界和工业界的广泛关注。本文就石墨烯出现的历程、结构特点、物理性质和载体作用展开简明的介绍,结合石墨烯在化学、生物等领域应用的实例,详细阐述石墨烯在科研与生活中的应用。最后,总结了石墨烯应用面临的挑战。
竞赛园地
第31届中国化学奥林匹克(决赛)试题解析(二)
常泰维, 戴昱民, 方润亭, 李宇轩, 马亦然, 孙泽昊, 王泽淳, 曾承禹, 张宇婷
2018, 33(5): 83-92  doi: 10.3866/PKU.DXHX2018020102
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摘要:
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2018, 33(4): 0-0
[摘要]  (49) [HTML全文] (49) [PDF 270KB] (49)
摘要:
教学研究与改革
U-G-S模式在化学实验教育协同创新中的应用
李丽萍, 唐俊颖, 赵亮, 马松新, 陈颖, 王颖, 杨雨鹤, 左霞
2018, 33(4): 1-6  doi: 10.3866/PKU.DXHX201709025
[摘要]  (52) [HTML全文] (52) [PDF 5751KB] (52)
摘要:
重视实验教育是培养化学创新人才的必由之路。在分析当今化学实验教育诸多瓶颈问题的基础上,本文提出引入U-G-S模式集合高等师范院校、中学和政府力量共同促进化学实验教育的协同创新,并通过分享代表案例总结了U-G-S模式下化学实验教育创新与化学实验教育人才培养的经验,为科学实验教育在更大范围内的协同创新提供了有价值的参考。
浅谈少学时普通化学的教学方法
闫红亮, 王明文, 李新学, 车平, 臧丽坤
2018, 33(4): 7-10  doi: 10.3866/PKU.DXHX201711019
[摘要]  (39) [HTML全文] (39) [PDF 325KB] (39)
摘要:
对于少学时普通化学课程,为保证教学质量,必须采用有针对性的教学措施。本文结合课题组教师多年的教学经验,介绍了几种行之有效的教学方法。
构建“葡萄糖”立体化教学案例启迪科研创新思维
宦双燕, 王玉枝
2018, 33(4): 11-16  doi: 10.3866/PKU.DXHX201710003
[摘要]  (41) [HTML全文] (41) [PDF 6734KB] (41)
摘要:
构建了“葡萄糖”立体化教学案例,将葡萄糖在生命体系中的代谢平衡、消化吸收、分子转运、糖尿病成因、血糖检测、无创诊断技术、分子诊疗等领域的研究串联起来,从微观与宏观、疾病与健康、生活应用与科研前沿的不同角度来展示相关内容。将该案例用于化学与生命相关知识的教学,探索其在本科生科研创新思维训练中的应用。
增强无机化学教学的趣味性策略的案例研究
李玲, 段淑雅
2018, 33(4): 17-20  doi: 10.3866/PKU.DXHX201711027
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摘要:
针对无机化学的理论知识学习的“枯燥”,提出无机化学教学趣味性的三大增强策略,一是设定情境,让“枯燥”的知识生动起来;二是善用比喻,让“困难”的知识有趣起来;三是自创“小诗”,让“复杂”的知识幽默起来。通过实践,三大增强策略的效果很好,值得广泛推广。
以葡萄糖结构教学为例,培养本科生科学思维能力
王朝霞, 伍新燕, 窦清玉, 罗千福
2018, 33(4): 21-26  doi: 10.3866/PKU.DXHX201711003
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摘要:
葡萄糖的结构中含有羟基和醛基,两者的连接次序、位置、方式和空间关系等对其结构、物理与化学性质都产生重要的影响。本文以此教学单元为例,在回顾醛、醇知识的基础上,引导学生深入分析葡萄糖结构中这些官能团间的相互作用与影响。在帮助他们实现知识融会贯通的同时,逐步培养本科生的科学思维能力。
大学有机化学选论课程的教学改革探索
辛爽, 潘玲, 刘群
2018, 33(4): 27-30  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712004
[摘要]  (37) [HTML全文] (37) [PDF 291KB] (37)
摘要:
有机化学选论课程是有机化学专业必修课的深入与延伸,既要满足学生对日新月异的现代有机化学知识的需求,又要兼顾知识的系统性,需要在教学实践中不断探索。本文以创新教学素材、使教学与现代科研以及社会工艺相结合为出发点,探讨如何以学生为主体,培养学生的科学素养,提高学生自主学习能力的教学改革探索。
仿生材料化学教学改革与探索
衡利苹, 王璇, 王祖彬
2018, 33(4): 31-35  doi: 10.3866/PKU.DXHX201707022
[摘要]  (40) [HTML全文] (40) [PDF 11575KB] (40)
摘要:
仿生材料化学是一门以仿生学为基础,系统阐述通过模仿生物特性来制备材料的课程,对培养学生学习自然以解决工程实践问题的能力具有重要意义。根据培养复合型创新型人才的要求,结合教学实践,我们对教学内容进行了优化调整,引入启发式教学手段,打造多元教学方式,采用更加灵活有效的考核方式,取得了良好的教学效果。
强化归属感引导学生回归课堂效果研究
刘金库, 薛亚楠, 张敏, 卢怡, 张文清
2018, 33(4): 36-40  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712032
[摘要]  (33) [HTML全文] (33) [PDF 300KB] (33)
摘要:
当代大学生背离课堂原因复杂多样,如何改变现状引导学生回归课堂,是国内外大学共同面对的难题。本文从教育心理学角度出发,结合多年的工作实践,提出了强化个体归属感,引导学生回归课堂的应对策略;系统探讨了强化学生归属感的多种途径,并通过实际案例对如何强化归属感以及取得的有益效果进行了详细说明。该文提出的教学理论对一线授课教师和教育工作管理者具有参考、借鉴意义。
化学实验
高等院校化学实验室废弃物问题的思考
徐烜峰, 李维红, 边磊, 关玲, 李恩敬, 张奇涵
2018, 33(4): 41-45  doi: 10.3866/PKU.DXHX201710001
[摘要]  (41) [HTML全文] (41) [PDF 1335KB] (41)
摘要:
介绍了国内化学废弃物处置方面的相关法规和管理办法,并以美国休斯顿大学为例,介绍了美国高校实验室废弃物处置机制,包括法规、机构、管理办法、责任等。以2010至2011年间美国化学会Journal of Chemical Education期刊中涉及废弃物处置的四个教学实验,阐述了“3R”(循环、减量、再利用)绿色化学原则。最后以北京大学为例,介绍我国高校化学实验室对废弃物处理的做法。
高校公共仪器平台信息化综合管理系统的开发与实现
陈明星, 谢景林, 周江
2018, 33(4): 46-50  doi: 10.3866/PKU.DXHX201710008
[摘要]  (37) [HTML全文] (37) [PDF 5123KB] (37)
摘要:
北京大学分析测试中心信息化综合管理系统(网址:http://aic.pku.edu.cn/)是一个用于仪器预约与管理的系统,系统集网站管理、送样预约、上机预约、培训管理、财务管理、耗材领取、统计等子系统于一体,系统功能全面强大,运行稳定,操作便捷,界面友好。大大改善了分析测试中心的信息化建设,并极大提高了工作效率和管理水平。
纳米Fe2O3和Fe3O4的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究——一个仪器分析综合实验
王晓玲, 龚楚清, 钟亚兰, 黄驰
2018, 33(4): 51-56  doi: 10.3866/PKU.DXHX201711002
[摘要]  (37) [HTML全文] (37) [PDF 387KB] (37)
摘要:
介绍一个仪器分析综合实验——纳米Fe2O3和Fe3O4的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究。采用水热法合成纳米Fe3O4,进而煅烧得到纳米Fe2O3。使用X射线粉末衍射(XRD)对制得的样品结构进行表征,通过透射电镜(TEM)可以发现其为球形颗粒,粒径在10-20 nm范围内。将制得的纳米Fe2O3和纳米Fe3O4按不同比例加入高氯酸铵(AP)中,通过对混合物进行热分析(TG-DSC),发现纳米Fe2O3和纳米Fe3O4可以明显促进AP的分解,且Fe2O3的催化效果优于Fe3O4的催化效果,并对催化机理进行了简单讨论。通过该实验,可以让学生学习水热反应的方法,掌握利用XRD、热分析等多种手段对化合物结构及性能进行表征的技能。
师生笔谈
质子酸的酸性强弱比较
刘绍乾, 王稼国, 钟世安
2018, 33(4): 57-65  doi: 10.3866/PKU.DXHX201709043
[摘要]  (54) [HTML全文] (54) [PDF 8154KB] (54)
摘要:
酸碱质子理论是大学无机化学教学中最重要的概念之一,溶液中的酸碱强弱的比较虽然可以通过查找酸碱解离常数来得到,但在数据缺失情况下的定性比较酸碱强弱在教学中也很重要,而且这种比较可以帮助学生理解物质结构与性质之间的相关性。本文根据质子酸碱的化学组成和分子结构分析它们的酸碱性,并主要根据分子结构信息,包括键的极性、键的强度、键的离域、氢键、分子中键的环境等,推导、比较它们酸碱性的相对强弱。
一种通过剪断最短桥确定复杂桥环化合物主环的方法介绍
吴宏宇, 王智谦
2018, 33(4): 66-68  doi: 10.3866/PKU.DXHX201711037
[摘要]  (33) [HTML全文] (33) [PDF 262KB] (33)
摘要:
确定主环是命名复杂桥环化合物的难点所在。我们介绍一种“剪断最短桥,显露最大环”的方法,可以帮助学生快速准确地确定最大环的位置,从而对复杂桥环化合物命名。
“配位聚合”教学内容的整合
郭丽华, 孔文瑜, 彭宏伟
2018, 33(4): 69-73  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712025
[摘要]  (42) [HTML全文] (42) [PDF 2161KB] (42)
摘要:
配位聚合是高分子化学课程中的经典内容。本文基于配位聚合领域的科学研究方法和过程,从聚合机理、引发剂性能指标和聚合物结构指标三方面对其教学内容进行了整合,并在教学实践中取得了较好的效果。
热力学在无机化学“四大平衡”教学中的应用
黄荣彬, 匡勤, 黄华奇
2018, 33(4): 74-78  doi: 10.3866/PKU.DXHX201712019
[摘要]  (42) [HTML全文] (42) [PDF 39597KB] (42)
摘要:
利用化学反应吉布斯自由能变化△rGm来计算无机化学“四大平衡”的平衡常数,解释诸如沉淀-溶解平衡教学中为什么要求微溶强电解质等问题,并从化学反应等温式类推了电极反应的等温式,推导了复杂电极的标准电极电势与其简单电极的标准电极电势之间的关系,拓展了热力学在现行基础化学教学上的应用范围。
竞赛园地
第31届中国化学奥林匹克(决赛)试题解析(一)
常泰维, 戴昱民, 方润亭, 李宇轩, 马亦然, 孙泽昊, 王泽淳, 曾承禹, 张宇婷
2018, 33(4): 79-90  doi: 10.3866/PKU.DXHX2018020101
[摘要]  (137) [HTML全文] (137) [PDF 468KB] (137)
摘要:
详细分析并解答了第31届中国化学奥林匹克(决赛)试题。对于每一道题目,我们都给出了详尽的讨论,引导读者综合运用所学的化学知识,通过推理、演算、论证等方法顺利解题。对于特定的题目,我们还给出了相关的科学背景介绍与知识拓展,鼓励读者了解题目背后的科学思想,感受化学学习与科研的乐趣。