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2022, 37(6): 0-0
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摘要:
专题
高等学校化学类专业物理化学实验教学内容与教学要求建议
张树永, 范楼珍, 淳远, 刘永梅, 田福平, 白云山, 宋淑娥
2022, 37(6): 2108061-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108061
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摘要:
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,推进物理化学实验的改革与建设,本建议明确了化学类专业物理化学实验的教学目标和相关教学要求,通过示例明确了物理化学参数或者性质的测量原理和仪器设备,明确相关教学实验所应达到的知识、能力与素质目标。对物理化学实验改革与建设具有指导意义。
教学研究与改革
基于工程认证标准构建无机化学实验课程标准化教学大纲——以湖北大学化工与制药类专业为例
李玲, 王凯, 王娟, 王峥, 张驰, 朱文华, 田丽红, 王应席
2022, 37(6): 2107024-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107024
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摘要:
新工科背景下,基于工程教育专业认证标准的要求,针对我校化工与制药类专业的无机化学实验信息化教学改革现状,构建了标准化无机化学实验教学大纲。细化了课程目标,关联了毕业要求与具体指标点,增加了课程目标达成度评价,实现课程评价的量化。标准教学大纲的构建有助于教师减少实验教学中的差异性,并形成“目标导向”的教学理念,提高课程建设的质量。构建我校化工与制药类专业第一门实践课程的标准化大纲,为化工与制药类专业实践课程的标准化提供了参考。
以催化应用为纽带链接基础化学2课程与多学科的交叉融合
张东凤, 鹿现永, 刘大鹏, 朱禹洁
2022, 37(6): 2107033-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107033
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摘要:
“基础化学2”是面向“基础学科拔尖学生培养计划”大一本科生开设的一门理科专业基础课。针对学生因专业选择余地大容易觉得课程与专业联系不够紧密而学习积极性不高的问题,提出以元素及其化合物的催化应用为纽带,寻找合适的切入点,将化学基础知识与各相关学科研究前沿及工业应用相联系,建设具有学科交叉特色的基础化学教学体系的建议,突出培养学生的学科创新思维能力,体现理论与实践相结合的教学特色。
夯实化学基础,打造创新人才——“无机和分析化学实验”课程的建设与探索
袁艺, 李宁, 委育秀, 陈晨, 黄建国, 林旭锋, 李啸风, 王从敏, 王勇, 王鹏
2022, 37(6): 2108019-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108019
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摘要:
“无机和分析化学实验”是面向“强基计划”和“拔尖人才计划”的化学专业一年级本科生开设的专业课程。秉承“提高学术志趣,激发探索欲望”的教学理念,率先进行摸底考试,构建三基强化训练、综合性实验、探究性实验分阶段递进式教学内容框架,将高层次人才纳入教学团队,倡导启发式探究性教学方法,实现“拔尖人才”培养“拔尖创新人才”的目标。通过“学在浙大”教学平台实现全过程管理。创建全方位、立体化、科教融合式的化学实验课程。
单分子反应理论的启发式教学实践
周佳, 魏梦娇
2022, 37(6): 2201048-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202201048
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摘要:
将启发式教学理念应用到单分子反应理论的教学中。本文针对单分子反应RRKM理论的教学难点,通过在课堂上引入科研实例,再设计问题,一点点启发学生思考,激发课堂讨论,让学生更加容易地理解知识难点,同时提高学生分析问题和解决问题的能力。
知识介绍
独立存在的π单键
刘丹, 岳立, 张利, 李忠曙
2022, 37(6): 2108071-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108071
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摘要:
化学中的共价键分为两类,σ键和π键。σ键可以独立存在,也可以和π键同时存在于多重键中,而对于π键而言,目前教科书中介绍的都是与σ键共存的情况。但是π单键是否可以独立存在呢?虽然可供参考的文献很少,但近期的科研成果表明π单键是可以独立存在的。本文围绕近年来可独立存在π单键的研究进展和特点进行简要综述。
氮杂环卡宾催化的Michael加成反应
赵明, 许玉荣, 林静, 陈虎
2022, 37(6): 2108056-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108056
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摘要:
Michael加成反应是有机化学中的重要反应,作为有机催化剂的氮杂环卡宾也能够催化Michael加成反应。本文主要对氮杂环卡宾催化的Michael加成反应进行了详细介绍,氮杂环卡宾可以和醛进行结合,形成具有亲核性的Breslow中间体,醛的反应极性由亲电性转变为亲核性,极性反转的醛与αβ-不饱和酮、酯等Michael受体发生加成反应,即Stetter反应;氮杂环卡宾也可以作为Brønsted碱,活化醇等发生Michael加成反应。对于氮杂环卡宾催化的Michael加成反应的介绍,能够丰富和拓展基础教学中Michael加成反应知识点的内容,有利于学生了解学科的前沿发展,激发学生的学习兴趣。
基础有机化学中几类经典有机反应的改进创新
黄鹏, 葛春华, 冯大明, 林觅
2022, 37(6): 2108091-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108091
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摘要:
介绍了几类经典有机反应的改进创新,包括Brønsted酸催化的炔烃水合反应、无氨Birch还原反应、碘仿反应合成酰胺、基于自活化循环的Beckmann重排反应、芳基重氮盐的双分子脱氮偶联反应等。这些反应与基础有机化学密切相关,并且主要是国内科研团队取得的创新成果,体现了我国学者在学科发展中所做出的重要贡献。希望对这些反应的总结能够对丰富和拓展基础有机化学的教学内容有所帮助,同时也为有机化学课程思政教育尤其是爱国主义教育提供新的素材。
化学实验
荧光铜纳米簇的制备及荧光分析法检测过氧化氢——推荐一个分析化学综合实验
董江雪, 范亚杰, 刘晓彤, 李慧
2022, 37(6): 2107031-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107031
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摘要:
推荐了一个大学分析化学综合实验,实验内容包括铜纳米簇的制备条件优化、荧光光谱表征及荧光分析法检测过氧化氢(H2O2)等内容。该实验不仅可以让学生了解荧光金属纳米簇和荧光分析法检测H2O2等前沿知识,还可以使学生学习微量制备、磁力搅拌、暗箱式紫外分析仪、漩涡混匀器和荧光分光光度计的操作方法和基本原理。此外,该实验还将使学生建立优化实验条件和综合分析问题的学术思想,培养学生的综合创新能力。
“两性一度”教学要求下的物理化学综合实验教学探索——以无表面活性剂微乳的构筑及应用为例
张永民, 樊晔, 刘雪锋, 胡学一, 方云
2022, 37(6): 2107111-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107111
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摘要:
围绕“两性一度”的教学要求,结合胶体和纳米科学的发展前沿设计了一个物理化学综合实验。该实验内容丰富、易实施,立足基础,落实高阶,重视创新和挑战,是对理论课程的有力支撑。项目的实施可激发学生对物理化学的学习兴趣,夯实基础,提高对知识的理解和综合运用能力,开阔科学视野,培养创新能力、探索精神和环保意识。
邻二氮菲测铁的实验教学改进与实践
张悦, 王晓艳, 高素华
2022, 37(6): 2107124-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107124
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摘要:
根据近年来学生在教学过程中出现的问题及反馈,将邻二氮菲测铁实验进行教学改进与实践。在原有标准曲线法测定总铁的基础上,增加了Fe2+-邻二氮菲配合物摩尔吸光系数的计算以及未知水样中Fe2+、Fe3+浓度的测定及计算。实验内容的改进,不仅解答了学生的疑问,提高了学生的学习兴趣,而且引导学生主动思考,培养学生解决实际问题的能力。
微流量调节阀在液体饱和蒸气压测定实验中的应用
张帅, 张健, 边绍伟, 赵亚萍, 沈丽, 咸春颖
2022, 37(6): 2107062-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107062
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摘要:
在液体饱和蒸气压测定实验装置中,引入微流量调节阀对缓冲储气罐进行改造,使导入系统的空气流量精确可控,解决了调压时需反复调节、操控难、空气倒灌等问题,缩短了实验时间。使用该装置以静态法测定了乙醇的饱和蒸气压,在实验教学中获得了良好的效果。
脂肽复配型弱碱三元复合驱界面流变性质研究在实验教学中的设计与探索
鲁聪颖, 刘杰文, 沈威, 任世越, 唐龙, 高清河
2022, 37(6): 2107106-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107106
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摘要:
采用悬滴法通过对界面面积变化及动态界面张力变化的测试,研究脂肽复配型弱碱三元复合驱界面张力以及扩张模量随时间、浓度的变化,并采用SPSS软件对实验数据进行非线性拟合,得到三因素的扩张模量预测模型,分析界面流变性质。该实验操作简单,实验体系设计灵活,同时与油田现场科研项目联系紧密,不仅丰富了物理化学实验有关界面化学实验课程设计,还可以引导学生关注实际生产,激发学生学习兴趣,训练学生软件应用能力及数据分析能力,符合应用型本科培养要求。通过科教融合的培养模式,提升学生处理实际问题的综合能力。
磁性纳米Fe3O4制备及在酵母RNA提取分析中的应用
王萍萍, 李浩辰, 彭玉, 罗小梦, 朱丽华, 王宏, 陈芳, 王楠
2022, 37(6): 2108058-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108058
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摘要:
磁珠法提取核酸是新冠病毒核酸检测的关键一环。基于此,以安全无毒的酵母RNA为对象,开发了一个涉及多学科化学知识交叉的综合实验,包括Fe3O4纳米磁珠制备与表征、RNA提取方法建立与机制探究、实际样品应用等。本实验既能锻炼学生综合运用化学知识和实验手段解决实际问题的能力,又能引导学生关注公共事件,培养其社会责任感。
分析化学实验的绿色化及废液处理
邓文芳, 方正法, 陈超, 谭亮
2022, 37(6): 2107065-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107065
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摘要:
分析化学实验过程中使用的试剂用量大,产生的废液较多,会对环境造成较大污染,影响教师和学生的身体健康。因此,分析化学实验的绿色化及废液的绿色化处理具有重要意义。以湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心分析化学基础实验为例,采取微型化等方式对分析实验项目进行了绿色化改革,并以资源再利用等方式对分析实验废液进行处理。
国家级一流本科专业建设背景下“科”与“教”协同作用培育高水平创新人才——以BiOI光催化降解甲基橙的实验为例
李晓微, 秦来, 邢其鑫, 刘青, 张雷
2022, 37(6): 2107016-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107016
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摘要:
科教的深度融合与协同作用对一流本科专业的建设具有重要的推动作用。我校依托国家级一流专业化学工程与工艺和应用化学的优势,大力推进科研课题融入本科教学的举措。本文将BiOI的制备及光催化降解甲基橙的研究引入本科实验教学中,通过文献调研、实验设计和数据的分析与处理,加深学生对化学知识的理解和创新能力的提高。
基于聚酰亚胺薄膜的综合实验项目设计
郑凤, 王晓岗
2022, 37(6): 2108037-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108037
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摘要:
以高性能聚合物材料聚酰亚胺(Polyimide,PI)为例,将目前新材料行业亟待解决的“卡脖子”问题引入本科教学中,设计了一个高分子化学综合性实验项目——聚酰亚胺薄膜制备及性能测试。项目包括高分子材料的设计、化合物合成、薄膜加工、薄膜性能表征等实验内容,涵盖分子模拟计算、图谱分析、聚合物结构与性能关系等诸多知识点。通过实验教学,让学生了解我国新材料领域的发展动态,训练其对化学及材料学科知识的综合运用能力,培养科研素养、创新意识及使命担当精神。
高效离子液体催化剂合成及其在多组分串联反应中的应用
李若璞, 徐一泽, 王政林, 徐大振
2022, 37(6): 2108011-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108011
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摘要:
为了适应新时代实验教学的发展要求,本实验将“离子液体”和“多组分反应”两个概念引入到本科实验教学中,通过离子液体催化的两个多组分串联反应合成两类重要的4H-吡喃类化合物。该实验反应条件温和、现象明显,稳定性和重现性好,催化体系廉价、循环套用5次催化活性没有明显的降低,有助于帮助学生树立绿色化学理念。另外,该实验可根据实验教学要求拆分成多个实验,很适合作为新的课题引入到大学本科实验教学中。
Beckmann重排合成N-(2-萘基)乙酰胺的综合实验设计
孙娜娜, 邓力克, 孙悦, 顾玮瑾, 王炳祥, 谢兰贵
2022, 37(6): 2108077-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108077
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摘要:
贝克曼重排反应实验是大学有机化学基础实验教学中的重要内容之一。目前实验教学中主要采用的方案是在浓硫酸或多聚磷酸的条件下回流反应。本实验通过三苯基膦和四氯化碳原位形成Appel盐引发反应,使贝克曼重排反应能够在中性、常温条件下进行。该实验方案避免了强腐蚀性酸和高温回流条件的使用,不仅具有操作简单、产物收率高、重复性好的特点,同时在实验安全方面表现出明显的优势。
无限稀释氯化氢水溶液中离子迁移数的测定
许新华, 吴梅芬, 王晓岗
2022, 37(6): 2108083-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108083
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摘要:
基于Debye-Hückel-Onsager理论讨论了离子迁移数与电解质溶液浓度的关系,并介绍了测定无限稀释条件下离子极限迁移数的实验方法。实验证明,测得的迁移数与溶液浓度关系可以计算为一个线性拟合函数,并外推至零浓度,从而得到极限迁移数。因此,这个传统教学实验可以做出改进,以增进学生对电解质理论的理解。
6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸甲酯的制备——介绍一个大学药物化学综合实验
郭举, 高艺, 胡诗敏, 樊可, 龙思会
2022, 37(6): 2201038-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202201038
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摘要:
介绍了我校制药工程专业和药物制剂专业开展的一个综合药物化学实验,该实验以合成PARP1抑制剂的关键中间体6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸甲酯为目标分子,该化合物是作者课题组目前正在研究的PARP1抑制剂的关键中间体,其合成方法是以L-3,4-二甲氧基苯丙氨酸为原料,甲醇为溶剂,二氯亚砜为脱水剂,室温条件下合成L-3,4-二甲氧基苯丙氨酸甲酯,再以多聚甲醛为原料,二氯甲烷为溶剂,三氟乙酸为催化剂,经Pictet-Spengler反应合成6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸甲酯,目标化合物的结构使用1H NMR、MS等分析方法进行表征。本实验有益于激发学生独立思考能力和研究意识,训练学生的综合实验操作技能和有机化合物的结构鉴定能力,培养学生掌握药物合成科学研究的基本思路和基本方法。
师生笔谈
模拟计算纳入现代分析技术课程的初探
温大尉
2022, 37(6): 2107104-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107104
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摘要:
现代分析技术是一门讲授材料分析理论和仪器的课程。材料分析的基础理论涉及微观尺度和复杂的数理表达,对学生而言是难点。针对这个问题,结合了两个教学实例,采用理论模拟和密度泛函理论进行X射线衍射谱和拉曼光谱的分析,利用计算机仿真模拟技术进行教学研究。结果表明,计算机的模拟能够简单、直观和可视化地解释仪器与材料的相互作用并分析所得数据,为学生以后在工程或科研方面的工作夯实基础。
差分电荷密度在电子结构分析中的教学实践
章佳菲, 白鸽, 徐余幸, 吴文清, 刘亚, 滕波涛
2022, 37(6): 2107125-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107125
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摘要:
差分电荷密度可以研究分子、团簇、固体材料以及分子与固体材料间相互作用导致的电荷重新分布,广泛应用于电子结构分析。作者在长期的理论研究与“密度泛函理论在化学中的应用”课程教学过程中发现,差分电荷密度计算根据研究对象和研究目标的不同,计算方法与结果也大不相同。根据研究的目标,差分电荷密度可以分为原子基、碎片基、特定对象的差分电荷密度及自旋电荷密度。如果不能正确理解其概念,选择合适的计算方法,则无法获取正确的电子结构信息。本文系统整理了常见与特殊差分电荷密度计算的类型、计算方法与适用研究体系,通过课堂教师讲解与演示、学生练习,结合探究性课后作业,使学生深入理解、掌握这一重要电子分析方法,为教学与科研提供重要支持。
关于卤素课堂教学的几点体会
朱国贤, 潘荣楷
2022, 37(6): 2107126-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107126
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摘要:
根据卤素的知识特点,从讲述卤素发现史润物无声地开展思政教育,运用化学基础理论渗透元素化学教学过程,应用网络资源构建“线上+线下”混合模式教学,结合实际应用巧讲卤素及其化合物,指导学生学会归纳总结等方面进行课堂教学,能有效地激励学生学习科学家崇高的科学品质,激发学生学习积极性,提高课堂教学质量并提升学生的自主学习能力。
关于对消法测定电池电动势实验中标准电池的讨论
郭慧林, 许文华
2022, 37(6): 2108030-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108030
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摘要:
韦斯顿标准电池,作为很长时间里的国际电压标准,为电化学的发展做出了很大贡献。大学物理化学的常见实验“对消法测定电池电动势”即采用了标准电池。然而目前物理化学教材中关于标准电池的内容较为简单,且学生容易将汞齐电极与一般金属电极混淆。本文从标准电池的表达式、电极反应与电池反应出发,利用能斯特方程分析了影响电池电动势的主要因素,讨论了电解质不饱和与饱和时电动势的可逆性、负极标准电极电势的内涵,并结合电池温度系数讨论了电池电动势的稳定性,探讨了对消法实验中标准电池的选择对测量结果的影响。讨论结果弥补了教材和教学中存在的不足,可为同行教学与学生学习提供一定参考。
自学之友
电极极化现象的应用
邓玲娟
2022, 37(6): 2107049-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107049
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摘要:
电极极化是一个非常重要的电化学现象,但是传统物理化学教材中该部分内容的编排容易让学生对电极极化现象形成偏见,认为应当尽量减小或者消除极化现象。本文重点介绍了人们对于电极极化现象的合理应用,说明极化现象的存在有利有弊,合理利用极化现象,会为我们的生产和生活带来巨大的收益。
单环共轭多烯的结构与芳香性研究
侯秀芳, 任雨欣, 董文卓
2022, 37(6): 2108007-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108007
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摘要:
基于先进的量化计算软件Gaussian和波函数分析软件Multiwfn,研究结构化学课程中七种单环共轭多烯和环碳18的结构,形成“有图有真相”的立体直观的分子空间结构,形象化展示了各个分子的几何结构、分子尺寸、静电势、芳香性等。将课本知识与先进的量化软件结合起来,在量子化学层次上拓展有关芳香性的认识,引导学生加深对课本知识的理解,同时开拓学生的视野和知识层次。
探讨价层电子对互斥理论的电子对数计算简易方法与应用
张卫, 马荔, 谢少艾, 汪羽翎, 陈虹锦
2022, 37(6): 2107112-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107112
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摘要:
针对价层电子对互斥理论中关于卤素、氧族等p区非金属元素作为配位原子提供电子数为1、0等未做明确说明的问题,通过数学公式推导解释了数字背后的意义,完善了将中心原子和配位原子按不同计算规则、更简便地计算价层电子对数的方法。应用推导出的简便价层电子对计算规则探讨了一种判断链状结构有机小分子的杂化类型的新方法,并讨论了长周期p区非金属元素的最外层s电子的钻穿作用对价层电子总数的影响以及利用电负性差异比较共价型分子键角大小时需要考虑多重键的影响等,对VSEPR法的应用做了有益补充。
数轴在电化学教学中的妙用
蓝尤钊, 王月娟
2022, 37(6): 2108060-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108060
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摘要:
电池符号、电极电势和电极极化是物理化学电化学教学中三个非常重要的知识点。本文以极易记忆的“数轴”为模型,阐述了数轴在这三个方面教学中的妙用。基于实例详细说明了如何以数轴模型理解记忆电池符号的规定、电极电势的大小及应用和电极极化的概念及应用。
Mathematica在化学群论教学中的应用
周佳, 魏梦娇
2022, 37(6): 2201033-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202201033
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摘要:
介绍了数学软件Mathematica在高等院校化学课程中群论部分教学的应用。借助Mathematica强大的数学计算和可视化功能,降低了群论理论教学难度,使群论教学内容更加生动。通过形象地展示分子的对称元素以及对称操作,帮助学生更好地理解与掌握分子的对称性以及对称操作,提升学生对群论课程的学习兴趣,进而提升教学质量。
化学史
走近中国化学的先驱者
邢肖肖, 邱丽娟, 高洪苓, 全迎萍
2022, 37(6): 2107123-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107123
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摘要:
中国化学发展的历史非常悠久,中国化学家的贡献为中国化学学科乃至世界化学研究的发展都起到了巨大的推动作用。本文以两位大学生的交流以及穿越旅程为主线,讲述了中国近代和古代的几位杰出化学家的主要成就及创新精神。旨在激发青少年的民族自豪感和自信心,培养其正确的责任感及爱国情怀。

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2022, 37(2): 0-0
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摘要:
专题
基于创新能力培养的化学专业本科实验教学新体系的构建与实践
章文伟, 芦昌盛, 淳远, 俞寿云, 朱成建
2022, 37(2): 2108092-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108092
[摘要]  (251) [HTML全文] (251) [PDF 933KB] (251)
摘要:
课程体系是人才培养的载体。为了更好地培养拔尖创新人才,南京大学化学国家级实验教学示范中心依据化学学科的特点和发展趋势,以科学内容的内在联系和研究规律为主线构建了“化学实验基础→化学合成与表征+化学原理与测量→化学功能分子实验+化学生物学综合实验+基于项目的研究实验”实验课程新体系,按照一流课程建设要求(高阶性、创新性和挑战度)对实验教学内容进行了优化,并建立起与之相适应的实验教学平台。新课程体系综合考虑了化学一级学科的整体性和关联学科的交叉性,在南京大学化学化工学院“拔尖计划”和“强基计划”学生中实施,教学效果显著。
化学新创实验的现状与发展对策
李厚金, 陈六平, 张树永
2022, 37(2): 2108010-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108010
[摘要]  (235) [HTML全文] (235) [PDF 354KB] (235)
摘要:
近年来,化学实验教学改革取得很大成就。本文对当前国内高校的化学新创实验设计的现状进行了分析,探讨了未来新创实验的选题方向、创制途径、教学实施和评价方法,希望对同行有参考价值。
线上线下混合式实验教学模式的改革与探索
章建东, 吴莹, 严吉林, 姚英明, 赵蓓, 姚建林
2022, 37(2): 2107050-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107050
[摘要]  (226) [HTML全文] (226) [PDF 1948KB] (226)
摘要:
大学化学实验课程是培养材料、化学、化工等专业人才应用基本操作和理论解决实际问题的综合性实践训练环节。文章探讨了当前大学化学实验发展由于受到仪器设备大型化、专业化、成本大、更新快等因素限制出现瓶颈,设计了线上线下混合实验教学模式,进行相应的软硬件建设,并开展线上线下混合式实验教学模式的改革与探索。该教学模式具有良好的教学效果,并且可复制可推广,为创新人才的培养和实验教学的创新提供了有益的借鉴。
“鸡尾酒”实验——无机元素化学实验中美育迁移作用的探索
王薇, 周宝晗, 孙丹, 任家强
2022, 37(2): 2106009-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202106009
[摘要]  (246) [HTML全文] (246) [PDF 1263KB] (246)
摘要:
以“美育”内涵中“培养发现美的能力”为契合点,借助大一新生在无机元素化学实验中发现美时获取的成就感,引导学生在追求“美丽”实验结果的过程中,自发地对基本操作进行训练和提高,由此发挥美育在无机化学实验教学过程中的迁移作用。以钴离子形成多色配合物为“点”,带动学生持续发现实验中更多的“美”,逐步培养细心、耐心和恒心的素养。同时,在新高考、新生源背景下,注重大一新生化学学习兴趣的提高,将直接影响到其对专业的认知及职业的认同,因而其积极作用是不容忽视且意义深远的。
综合性化学实验的线上线下混合式教学——以水泥分析为例
曾秀琼, 徐孝菲, 委育秀, 蔡吉清
2022, 37(2): 2109067-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109067
[摘要]  (233) [HTML全文] (233) [PDF 932KB] (233)
摘要:
水泥熟料分析是一个经典的综合性实验,涉及重量分析和配位滴定分析的很多原理及操作。为了有效开展实验教学、缩短课堂讲解时间、客观评价学生实验数据及结果,我们开展了线上线下混合式教学,引导学生课前自主学习,训练学生综合和创新实验技能。这一改革提高了实验教学质量,取得了较好的教学效果。
仪器分析实验课程研究生助教管理的“道”与“术”
孔璇凤, 奚忠华, 马海凤, 张晖, 余晓冬
2022, 37(2): 2109077-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109077
[摘要]  (217) [HTML全文] (217) [PDF 349KB] (217)
摘要:
研究生助教培养是高校化学本科生实验教学的重要组成部分,对提高实验课程的教学水平具有重要的推动作用。为解决助教培训时间仓促、定位不清、内容不连续、工具性倾向明显,以及在助教聘用、考核、激励、教学质量评估等方面规范性和系统性不足等问题,仪器分析实验室以《GB/T 19028–2018质量管理人员参与和能力指南》为理论依据,探索提高研究生助教深度参与实验教学的方法。连续三年追踪助教培养改进效果反馈数据表明,实验室采取的一系列改进措施有效提升了研究生助教的教学能力,促进了教学质量的提高,实现助教管理的改革创新与“过程增值”。
针对理论-实验教学相融合的微助教辅助实验教学实践——以滴定分析实验教学为例
贾钦相, 李银环, 张志成
2022, 37(2): 2107043-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107043
[摘要]  (229) [HTML全文] (229) [PDF 1213KB] (229)
摘要:
为了促进滴定分析理论-实验教学的融合,在借鉴疫情期间线上教学模式经验的基础上,我们在滴定分析内容教学中实践了微助教辅助的实验课堂教学模式。该教学模式灵活机动,不受行政班级划分与理论实验教学先后顺序的制约,能够有效地提高实验课教学效果,促进理论-实验教学相互融合,提升教学质量。
融入统筹理念的分析化学实验教学
姚奇志, 金谷, 李玲玲, 李娇, 刘红瑜
2022, 37(2): 2107001-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107001
[摘要]  (231) [HTML全文] (231) [PDF 580KB] (231)
摘要:
基于一流创新人才培养的要求和分析化学实验课程的特点,介绍了如何在分析化学实验教学中融入统筹学理念,旨在培养学生的统筹能力,拓展化学实验课程的育人功能,实现知识技能传授和综合能力培养并重的教学目的,将创新人才培养的教学理念落到实处。
线上线下混合式物理化学实验研究型教学改革
田东亮
2022, 37(2): 2105031-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105031
[摘要]  (217) [HTML全文] (217) [PDF 2219KB] (217)
摘要:
针对目前实验教学在创新型人才培养中存在的问题,介绍了北京航空航天大学化学学院物理化学实验教学的改革与实践情况。结合线上教学灵活、不受时空限制,以及线下教学培养学生动手操作能力和严谨求实的科学素养的特点,从递进式教学内容设计、个性化实验操作指导和训练、科研式论文报告总结、针对性展示和专题分析等方面进行了线上线下混合式研究型教学改革。将理论方法、虚拟操作、实际训练和总结提升等相结合,充分发挥教师指导和学生主体的优势,多维度培养和提升学生的科学素养、创新思维和综合创新能力,为提升实验教学质量和促进创新型人才培养提供了有益的借鉴。
有机化学实验教学内容改革笔谈
强根荣, 王海滨
2022, 37(2): 2109074-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109074
[摘要]  (227) [HTML全文] (227) [PDF 323KB] (227)
摘要:
有机化学实验是化学、化工、制药及其他近化学类专业学生必修的一门基础实验课程,对增强学生动手能力、培育创新思维有不可替代的作用。本文以八个具体的实验为实例,介绍了随着时代变迁和人才培养规格的变化,有机化学实验课程建设、教学内容改革的情况,从早期简单的过程模仿、性质鉴定、基本操作实验,发展为现有的“基础规范性实验–综合设计性实验–研究探索性实验”三层次实验,并经实践检验行之有效,使实验教学形式更丰富、内容更充实、手段更新颖,更加有利于学生的多样化成才,教学质量和教师的教研水平得到极大提高。
研究性与系统性相结合的有机合成实验教学实践
刘占祥, 毛侦军, 邵东贝, 秦敏锐, 蓝国纯, 蔡黄菊, 赵华绒
2022, 37(2): 2109076-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109076
[摘要]  (245) [HTML全文] (245) [PDF 308KB] (245)
摘要:
为了培养学生的创新能力和实践能力,使学生较全面地掌握有机合成实验理论知识和实验技能,开展了有机合成实验研究性和系统性结合的教学探索和实践。在课程建设和教学过程中,贯彻以学生为主体的教学改革思路与方法。从教学内容和模式、授课方式、考核方式等多个教学环节进行探索研究,科教融合,结合实际课堂教学,倡导启发式教学方法。研究型教学模式的实施有效地调动了学生自主研究性学习的积极性,有利于提高学生的综合实践能力,促进实验教学与科学研究的衔接。
从纸上到躬行:基于有机化学理论和文献的实验设计及优化之低年级本科教学初探
李玲玲, 兰泉, 郑媛, 蒋俊, 查正根
2022, 37(2): 2109014-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109014
[摘要]  (219) [HTML全文] (219) [PDF 1611KB] (219)
摘要:
国际公认化学类本科生的培养目标是能够胜任化学专业技术职务,或具备相关的科研能力,而核心考核因素之一被认为是能否以纸上所学理论和文献助力实验方案的设计,并躬行实现。我们在有机化学基础实验教学中融合以上理念,初步探索出适合低年级本科生的以理论知识和文献指导实验设计和优化的教学策略。以乙酰二茂铁的合成为例,以问题-讨论为主线,引导学生从文献、底物的电子结构、傅-克酰基化反应机理和重要的物理化学性质等进行综合分析,设计乙酰二茂铁的合成路线,鼓励学生对教材提出质疑并自主设计和开展验证实验,对教材中的经典方法持续优化。学生深度参与实验路线设计和关键参数设置,沉浸学术研究氛围,敢于质疑并验证,提升了将已学理论转化为解决实际问题的能力,一定程度上有利于其科学思维和科研执行力的培养,提高其从事化学专业技术职务或相关科研工作的核心竞争力。
本科实验课程中的主观能动性激励方法
王奇峰, 项金宝
2022, 37(2): 2106042-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202106042
[摘要]  (242) [HTML全文] (242) [PDF 354KB] (242)
摘要:
本科生实验课程是对理论知识进行实践的重要环节。为提高本科生在实验过程中对实验理论和技能的理性认识,增强自主学习的意识和兴趣,提出了“理论质疑”和“步骤调整”的方法,以激励学生在实验过程中能更好地发挥创造性思维,提升实验操作能力。该方法经过作者在指导本科生基础有机化学实验的过程中证明,学生在实验过程中的积极性得到明显提升,增强了对所学理论知识的认识和理解,更善于提出新的科学问题,能对实验方法的合理性和继续改进提出新的见解,理解了“尽信书不如无书”的道理。
线上线下混合式-六环节实验教学实践与探索——以化学生物学实验“基于生物正交反应的蛋白质标记”为例
朱婷玉, 张晖, 章文伟, 叶德举, 李金波, 谢然
2022, 37(2): 2109028-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109028
[摘要]  (204) [HTML全文] (204) [PDF 477KB] (204)
摘要:
化学生物学综合实验是针对化学生物学专业高年级本科生开设的一门衔接本科-硕士教学的综合性实验课程。本文以“基于生物正交反应的蛋白质标记”科研融合型实验为例,结合化学生物学学科特点,将实验教学内容模块化,探索设计线上线下混合式-六环节教学方式,应用于本科生综合实验教学。经实践取得良好的教学效果,为综合型实验课程教学提供了参考与借鉴。
“大组讨论、小组实验”化工专业实验的新思路——以甲醇制汽油实验为例
郭跃萍, 常彦龙, 冯庆华, 徐向阳
2022, 37(2): 2105053-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105053
[摘要]  (221) [HTML全文] (221) [PDF 3002KB] (221)
摘要:
甲醇制汽油工艺参数比较多、实验时固定床反应器中催化剂的装载和反应后的冷却过程时间比较长,在化工综合实验有限的学时内,一组学生不可能将所有的实验参数摸索清楚。针对这种情况,设计了学生“大组集体讨论+小组实验+结果汇总”的实验模式。在保证学生掌握实验基本操作的基础上,得到整个工艺的完整数据,通过对数据的处理和分析,得到一个综合性较强的实验报告。通过实践,该实验模式激发了学生的实验兴趣,提升了实验效率,取得了良好的教学效果。
新媒体时代下化学实验教学与实验室管理探索
闫晓义, 马强, 谷月, 魏士刚, 张志权, 郭玉鹏
2022, 37(2): 2105037-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105037
[摘要]  (209) [HTML全文] (209) [PDF 1342KB] (209)
摘要:
当今新媒体时代下,二维码和公众号技术虽然已经普遍成熟,但是其在化学实验教学和实验室管理方面的深层次应用尚处于探索阶段。本文结合目前高校实验教学特点,分析探索了二维码和公众号技术在化学实验教学和管理中的应用以及存在的问题。从学生和教师两方面出发,在同为辅助工具的基础上两者联用不仅促进了实验教学平台整体的运行效率和管理水平,而且在充分发挥教师主导作用的同时调动了学生的主观能动性,学习效果及实际教学效果亦日渐显著,为国内化学实验教学改革提供了帮助。
高等学校实验技术队伍职业化路径研究
王志武, 马国杰, 侯建华, 刘学军
2022, 37(2): 2109068-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109068
[摘要]  (212) [HTML全文] (212) [PDF 318KB] (212)
摘要:
高校实验室是“立德树人”的重要阵地,实验技术队伍是实现“三全育人”的重要保障。高校快速发展过程中,对实验技术队伍赋予了建设和管理的多重任务,而自身缺乏明确的发展方向和目标,实验技术队伍职业化研究成为高校发展的现实需求。构建适应高等学校发展的实验技术队伍专业化管理体系,明确实验队伍职业化发展路径选择的具体措施,促进实验技术队伍稳定性,强化实验技术队伍在高等学校治理结构和提升内涵建设的有效作用,为提升高校实验室育人功能奠定基础,为高等学校快速发展提供有力支撑。
高校无机化学实验室资源合理配置的探索与实践
邱丽娟, 邢肖肖
2022, 37(2): 2109102-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109102
[摘要]  (217) [HTML全文] (217) [PDF 589KB] (217)
摘要:
实验教学是高校人才培养、科学研究和学科建设的重要环节,实验室作为实验教学的场所,资源优化配置至关重要。本文分析了天津大学无机化学实验室在资源配置上存在的问题和相关的解决措施,如开设化学类通识实验课程,使授课学生不局限于化学类;使用研究生助教和学生志愿者,减轻实验员工作量;开放实验室设备资源;举办化学化工技能大赛等。以期为其他高校实验室的资源合理配置提供借鉴和参考。
“五位一体安全防范”机制在本科化学实验教学中的探索
徐庆红, 陈咏梅, 张丽丹, 靳兰, 崔猛, 曹鼎, 李刚, 李春闯, 张春婷
2022, 37(2): 2109004-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109004
[摘要]  (212) [HTML全文] (212) [PDF 650KB] (212)
摘要:
实验安全是化学实验教学过程中的重要组成部分,也是每一个设置化学实验课程的各层次学校重点工作之一。北京化工大学化学实验教学中心经过多年教学探索,逐渐形成了“实验技术讲座”“实验安全与环保大课堂”“实验项目实施过程中的安全讲解及演示”“实验室突发事故紧急疏散演练”“实验室消防演练”五位一体的化学实验安全防范教学机制,极大地提升了学生实验过程中的安全防范意识,确保了实验安全平稳进行,有效地保证了良好的校园教学秩序。本论文将对上述“五位一体”化学实验安全教育教学模式进行剖析,希望与同行共同探究如何保证化学实验课程教学的安全开展。
高校实验室危险化学品采购管理体系的建设与实践
马国杰, 郭依舒, 李仕玉, 乔德旗, 王志武
2022, 37(2): 2109075-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109075
[摘要]  (233) [HTML全文] (233) [PDF 547KB] (233)
摘要:
由于高校实验室危险化学品重大事故时有发生,对危险化学品的管理已成为高校实验室安全管理的重要问题。本文以郑州大学为例,从危险化学品的采购、存储、配送、使用、危废收集全过程,梳理和分析实验室危险化学品管理存在的问题,针对危险化学品的安全管理体系建设进行了探索,介绍了危险化学品采购管理一体化平台的建设思路和具体措施,有效实现了危险化学品全生命周期管理,保障学校教学科研安全运行。
基于绿色化学的有机化学实验室废弃物的原点处理
李培峰, 高先池, 刘春颖
2022, 37(2): 2109026-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109026
[摘要]  (218) [HTML全文] (218) [PDF 273KB] (218)
摘要:
有机化学实验是培养学生掌握实验基本技能和技术、提高动手能力的必修课。有机化学实验产生的废液成分复杂,尽管目前广大师生的环保意识比较强,实验室废液能够做到分类收集并交由有资质的公司进行处理,但是完全依赖环保公司的处理成本比较高。因此我们尝试对有机化学实验室产生的废液进行实验室原点处理,真正做到谁污染、谁治理,有效降低废液的处理成本,并实现有机试剂的循环使用。
高校化学教学实验室小型试剂库改造
李娇, 冯红艳, 金谷, 朱平平
2022, 37(2): 2109029-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109029
[摘要]  (242) [HTML全文] (242) [PDF 1165KB] (242)
摘要:
目前高校化学教学实验室小型试剂库(暂存库)存在较多安全隐患,但一般体量较小,容易被相关管理者忽视,可能会造成实验室安全事故的发生。本文结合国家级实验教学示范中心(中国科学技术大学)化学实验教学实验室的实际情况,阐述了化学教学实验室小型试剂库改造的实践经验,为其他高校实验室试剂库的改造提供符合法律法规和国家标准要求的、适应面广、操作性强的可借鉴经验。
化学化工虚拟仿真实验教学中心建设与实践
王彬, 秦川丽, 刘一夫, 孙少平
2022, 37(2): 2109086-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109086
[摘要]  (201) [HTML全文] (201) [PDF 1738KB] (201)
摘要:
为了有效解决化学化工类实验教学无法或者难以实现的教学过程问题,组建了黑龙江大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,搭建了辅助虚拟实验教学和管理于一体的开放共享的虚拟仿真信息化网络平台,设计开发了系列化工、制药、仪器类虚拟仿真实验教学项目,开展理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维课程体系建设,期望提升本科一流专业和拔尖人才试验班建设以及本科人才培养,为提高学校本科教学质量提供有力的保障。
原位变温X射线衍射虚拟仿真实验建设与实践
张万群, 朱平平, 邵伟, 胡万群
2022, 37(2): 2109094-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109094
[摘要]  (221) [HTML全文] (221) [PDF 4374KB] (221)
摘要:
原位变温X射线衍射实验是物理、化学等相关专业综合和创新性实验项目,基于“以虚代实,虚实结合”的思想开发原位变温X射线衍射虚拟仿真实验系统非常必要。本系统完整地模拟了仪器认知、样品测试、数据计算及应用等实验实景,教学中采用线上线下虚实结合的教学方法,培养学生利用大型仪器解决复杂问题的综合能力和高级思维。
化学实验
一个普通化学实验:简易光伏电池的制作
马艳子, 马锴果, 贾莉, 王海荭, 李维红
2022, 37(2): 2109109-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109109
[摘要]  (215) [HTML全文] (215) [PDF 1191KB] (215)
摘要:
本文介绍了一个简易光伏电池制作的教学实验。该实验包括两种光伏电池的制作,硫化铜/硅光伏电池和N719染料敏化的敏化光伏电池,适用于在大学一年级的普通化学实验课程中开设。文章对实验所包含的一系列基本化学原理进行了讨论,以方便该实验的进一步拓展,用于高年级的实验课程。
“元素化学实验”中的“异常”现象(一)——Mn元素化学实验中的“异常”现象及其探析
阮婵姿, 董志强, 张春艳, 吕银云, 翁玉华, 潘蕊, 许振玲, 任艳平
2022, 37(2): 2110029-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202110029
[摘要]  (341) [HTML全文] (341) [PDF 1197KB] (341)
摘要:
大一学生在“元素化学实验”教学过程中,对反应条件如温度、催化剂、酸度、浓度或试剂用量等因素的影响考虑不周,可能出现某些实验现象和预想的或理论分析的结果不一致的“异常”现象。本文就学生在Mn元素化学实验过程中遇到的一些“异常”现象进行分析和总结,借助生动直观的演示实验,引导学生探究“异常”现象产生的可能原因和直观认识反应条件对反应结果的影响,培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理和解决实际问题的能力。
“元素化学实验”中的热致变色现象(二)——部分Cr(III)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨
阮婵姿, 许振玲, 潘蕊, 张春艳, 吕银云, 翁玉华, 董志强, 任艳平
2022, 37(2): 2106011-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202106011
[摘要]  (228) [HTML全文] (228) [PDF 1399KB] (228)
摘要:
在认识部分Co(II)化合物的热致变色现象及变色机理的基础上,因势利导,创设问题“情境”,即再通过生动直观的演示实验,引导学生进一步认识一些Cr(III)化合物的热致变色现象及其影响因素,引导和启发学生探讨和解释其热致变色的机理。进一步培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理、总结和探索规律的能力以及“批判性”思维能力。
无机与有机混合物的含量分析——以探究鼻可乐成分为例
王雨欣, 丁淑媛, 张守林, 徐林, 唐亚文
2022, 37(2): 2105058-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105058
[摘要]  (230) [HTML全文] (230) [PDF 362KB] (230)
摘要:
在化学实验课堂上,以生活中常见药品作为实验对象更能激发起学生对化学学习的兴趣。鼻可乐是一种常见的市售洗鼻剂,主要成分为氯化钠、柠檬酸与柠檬酸钠,是一种典型的无机物与有机物的混合体系。本文设计了对鼻可乐的组成进行定量分析的方法,并且通过实验验证其合理性,以期为鼻可乐成分分析实验进入高校分析化学实验课堂提供指导方法。学生通过该实验不仅能掌握恒重坩埚、沉淀滴定等实验基本操作方法,而且能更好地理解定量分析数据的方法。
核磁共振技术测定联萘酚的对映体纯度
奚忠华, 陆大东, 戴洁, 叶涛, 章文伟
2022, 37(2): 2109027-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109027
[摘要]  (203) [HTML全文] (203) [PDF 510KB] (203)
摘要:
手性联萘酚((±)-BINOL)制备是国内高校常开设的一个实验,其产品的对映体纯度测试是实验的重要一环。以2-甲酰基苯硼酸和(S)-(-)-1-苯乙胺的混合物作为手性试剂与联萘酚发生Bull-James Assembly反应,以此设计了核磁共振氢谱(1H NMR)测定联萘酚对映体纯度的实验。实验结果表明,通过反应生成的对映体混合物的核磁信号,能准确地计算出(±)-BINOL的对映体纯度。以选定的苯环氢核信号计算出的(R)-BINOL含量与理论ee值有着良好的线性关系(R2=0.9999)。此实验方法能够快速完成大量学生样品的测量,同时大大减少实验废液的产生量。学生通过此实验可对核磁共振技术有更进一步的了解。
激光显微拉曼光谱仪在本科实验教学中的应用
刘春梅, 朱艳艳, 张斌
2022, 37(2): 2109103-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109103
[摘要]  (211) [HTML全文] (211) [PDF 1924KB] (211)
摘要:
拉曼光谱作为一种无损检测的指纹光谱是科研中的主要表征手段。激光显微拉曼光谱实验教学通过测试科研中的样品让学生了解拉曼测试的重要性以及科研的分析方法,构建科学研究和实验教学的桥梁。本实验课程同时安排创新探索实验,培养学生的自主学习兴趣和科研创新能力。通过本实验的学习,让学生们了解目前先进的分析手段和先进的大型仪器,有利于学生综合实验素质及科研能力的培养,为以后从事科学研究及相关工作所需综合能力的培养打下坚实的基础。
基于经典实验的教学改革模式探讨——以二元液系气液平衡相图实验的改进为例
熊辉, 吴映辉, 吴贝娜, 梅付名, 龚跃法
2022, 37(2): 2110017-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202110017
[摘要]  (224) [HTML全文] (224) [PDF 841KB] (224)
摘要:
从实验装置、实验体系、溶液配制、数据测量等方面针对经典的物理化学实验(二元液系气液平衡相图)进行了综合性探索。减少了实验试剂消耗,缩短了实验时间,改善了实验的操作性和重现性,同时消除了实验过程中的安全隐患。经过多年工科专业学生实验教学实践表明,这些改进措施提升了学生的低碳环保理念,改善了实验的过程体验,强化了经典实验的创新效果。在引导学生深刻理解气液相平衡基础理论的同时培养了学生的应用创新思维,获得了良好的实验教学效果。
碳布负载氢氧化镍电极材料的合成及其电容性能分析——推荐一个综合化学实验
张琳, 要红昌, 李朝辉, 李中军
2022, 37(2): 2108063-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108063
[摘要]  (212) [HTML全文] (212) [PDF 1143KB] (212)
摘要:
作为超级电容器的电极材料,Ni(OH)2具有理论比电容高、来源丰富、环境友好等优点,但较低的电导率影响了其实际性能。解决该问题的一种有效方法是在碳布导电基底上原位生长Ni(OH)2薄膜。以此为基础设计综合化学实验,通过Ni(OH)2/碳布薄膜电极的制备、表征及电化学性能测试,使学生进一步理解化学平衡原理在材料合成中的应用,了解材料的基本表征方法,掌握循环伏安法、恒流充放电法等电化学分析方法在实际测试中的运用与解析,从而达到巩固电化学理论知识、培养学生的实验技能、提高学生综合实验能力的目的。本实验的开展还可以帮助学生了解储能领域的科技前沿,激发学生的科研兴趣,培养学生的科研创新意识,适合在大学化学实验中推广应用。
纳米银、金溶胶的电化学合成及其基本胶体性质——物理化学综合实验设计
马继臻, 丁思雨, 田亚冬, 马厚义, 张进涛
2022, 37(2): 2105062-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105062
[摘要]  (217) [HTML全文] (217) [PDF 1386KB] (217)
摘要:
电化学和胶体体系基础理论是大学本科物理化学学习的重要内容。通过综合化学实验设计,以直接电化学还原方法制备纳米银、金溶胶,利用紫外-可见光谱分析溶胶粒子的特征吸收光谱,并运用循环伏安法探讨表面活性剂的稳定作用和纳米金属溶胶的形成机理,从而提高学生的基础知识综合运用能力与综合实验技能,适合在大学化学及其相关专业的综合化学实验中推广。
三芳胺-吡嗪类供体-受体型聚集诱导发光分子的合成及性能表征综合创新实验
王直, 申起飞, 周愉, 赵博, 奚朵, 党东锋
2022, 37(2): 2110016-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202110016
[摘要]  (222) [HTML全文] (222) [PDF 1137KB] (222)
摘要:
为了提升学生的基础有机合成技能及综合实验创新能力,介绍了一类含三芳胺及吡嗪单元的供体-受体型聚集诱导发光分子的合成、性能表征及分析。通过本综合创新实验的学习,学生将进一步了解有机荧光材料,尤其是聚集诱导发光材料的发光机理及潜在应用。本实验不仅有利于提升学生在减压蒸馏、萃取、干燥和柱层析分离等操作方面的实验技能,也将进一步促进其对核磁共振仪、高分辨质谱仪、紫外-可见吸收光谱仪及稳态-瞬态荧光光谱仪等仪器的熟悉和掌握。最终,通过课堂理论及综合实验学习的相互结合,进一步拓展学生视野并锻炼学生综合创新实验能力,为培养其良好的科学研究素养奠定基础。
过渡金属催化的6-苯基-5,6-二氢-2H-吡喃-2-酮的合成——推荐一个大学有机化学综合实验
刘治彤, 赵子逸, 彭渤, 曲玥名, 田松麟, 俞寿云
2022, 37(2): 2105004-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105004
[摘要]  (214) [HTML全文] (214) [PDF 463KB] (214)
摘要:
有机合成中,碳-碳键的形成和断裂是一个永恒的热门话题,科学家为此发展了很多形成碳-碳键的方法。在这一领域,诞生了不少诺贝尔化学奖的成果,格氏反应和烯烃复分解反应就是其中的经典案例。烯烃复分解反应提供了一种连接sp2-碳和sp2-碳的全新思路,发展出了一些活性分子全合成的高效路径。因而,2005年的诺贝尔化学奖授予了对烯烃复分解反应有杰出贡献的三位科学家。本有机化学综合实验由三个反应构成,包括改进的格氏反应、DMAP催化的酯化反应和关环烯烃复分解反应。每一个反应都可独立成为一个基础有机化学实验,三步的连续反应可以作为一个综合多步合成实验。本实验有助于理解有机合成的过程和机理,体验有机合成的魅力。
以应用为导向的“材料制备与吸附性能”创新综合实验设计
彭传云, 张少文, 尹国杰, 吴春来, 冯勇, 屈凌波
2022, 37(2): 2107025-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202107025
[摘要]  (235) [HTML全文] (235) [PDF 1019KB] (235)
摘要:
基于应用型人才培养目标,通过创新实验教学内容和方法,将科研成果引入到实验教学内容中,设计出以实际应用为导向的磁性材料制备及吸附性能研究综合实验。该实验教学对材料的结构表征和性能测试进行补充和拓展,并融合较为前沿的科学问题,采用半开放式教学手段,鼓励学生自主设计、独立分析,构建科研反哺教学的协同机制。通过实践表明,该实验具备综合性特征,内容涵盖了材料化学、仪器分析、物理化学相关理论;经过系统训练,提升学生的专业操作技能,巩固理论知识,强化实践应用,有利于培养学生分析解决实际问题的能力和专业创新能力。
e-ATRP水相制备温度响应高分子微凝胶——有关高分子微凝胶的新实验设计与实践
张来英, 康玮, 徐浩金, 赵浩博, 王蔷薇, 吴伟泰
2022, 37(2): 2105025-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202105025
[摘要]  (211) [HTML全文] (211) [PDF 1214KB] (211)
摘要:
介绍一个涵盖高分子化学、电合成与仪器分析等领域的基础实验。本实验基于e-ATRP原理,采用简便易得的电化学反应装置,在水溶液中微量合成温度响应高分子微凝胶,并使用紫外-可见分光光度计和动态光散射仪探究微凝胶的温度响应特性。本实验取材于广受关注且已有较多验证的研究前沿成果,允许拓展合成其他高分子,也可进一步尝试各种电化学技术,简便易行、绿色环保,有助于培养学生的学科交叉融合思维和环保意识,锻炼创新实践能力。
淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成及应用——推荐一个高分子化学综合实验
赵光辉, 彭晓璊, 惠新平
2022, 37(2): 2109020-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109020
[摘要]  (241) [HTML全文] (241) [PDF 1540KB] (241)
摘要:
介绍一个综合化学实验。实验通过淀粉与丙烯酰胺的接枝聚合反应和阳离子化改性,合成了一种新型淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂,进行了结构表征,以人工模拟染料废水和重金属离子废水为实验对象,探究了合成的聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酰胺和淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂在废水净化中的应用。本实验理论与实践相结合,有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的学科交叉融合思维和分析解决问题的能力。
主族元素AB4型含氧酸根的成键分析——推荐一个研究型计算化学实验
许文华, 李安阳, 岳可芬
2022, 37(2): 2108101-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202108101
[摘要]  (224) [HTML全文] (224) [PDF 839KB] (224)
摘要:
介绍了一个面向高年级本科生的研究型计算化学实验。主族元素AB4型含氧酸根是无机和结构化学理论课程中讨论化学键类型的例子,然而其结果却存在争议。本实验利用常用量子化学软件,通过计算化学方法分析化学成键,验证猜测,并得出结论。旨在通过本实验,锻炼学生对量子化学计算方法的运用,进而加深对化学基础知识的理解。
竞赛园地
第12届全国大学生化学实验邀请赛情况和实验笔试题解析
李恺, 韩润平, 王瑞勇, 武杰, 余旻, 周立鹏, 关新新, 赵旭波, 闫学斌, 郝新奇, 宋传君, 张宗培, 何占航
2022, 37(2): 2109116-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109116
[摘要]  (219) [HTML全文] (219) [PDF 595KB] (219)
摘要:
介绍了第12届全国大学生化学实验邀请赛实验笔试题的命题思路,对参赛选手的答题情况和反映出的问题进行了总结分析。
第12届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验试题解析
黄利华, 李恺, 余旻, 卢有彩, 武杰, 何占航
2022, 37(2): 2109117-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109117
[摘要]  (224) [HTML全文] (224) [PDF 305KB] (224)
摘要:
介绍了第12届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验操作试题的命题思路,总结实验成绩,分析实验操作考试中存在的主要问题。
第12届全国大学生化学实验邀请赛物理化学实验试题解析
周利鹏, 赵旭波, 宋金帅, 刘蒲, 杨晓梅, 关新新
2022, 37(2): 2109118-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109118
[摘要]  (233) [HTML全文] (233) [PDF 496KB] (233)
摘要:
对第12届全国大学生化学实验邀请赛物理化学实验操作考试试题命题、考试情况进行了总结,并对实验竞赛过程中反映出的当前实验教学所存在的问题进行了分析。
第12届全国大学生化学实验邀请赛有机化学实验试题解析
闫学斌, 宋传君, 郝新奇, 华远照
2022, 37(2): 2109119-0  doi: 10.3866/PKU.DXHX202109119
[摘要]  (219) [HTML全文] (219) [PDF 406KB] (219)
摘要:
介绍了第12届全国大学生化学实验邀请赛有机化学实验操作试题的命题思路,并对实验中存在的问题及成绩进行了分析。