第41卷第4期中英文目次

馒头是人们喜爱的面食,做出美味馒头的关键是生成气泡、固住气泡。分析了和面过程中面筋指数随巯基和二硫键的变化,阐释了和面时间与馒头韧性的关系;分析了发酵阶段温度对馒头蓬松程度的影响和不同发酵剂对发酵效果的影响;通过分析蒸制过程中pH与还原糖含量随时间的变化,探讨了蒸制时间对馒头甜度的影响。生活中处处蕴含着化学原理,借此文使读者了解蒸馒头的化学原理,并激发学生对化学的兴趣。

选取第五周期元素碘,结合多学科的研究方法论对含碘氨基酸类激素在生物体内的合成和分解代谢进行系统性分析。通过解析碘元素本身性质及其各个氧化态之间的转化,探讨碘元素在生物体内的作用机制,揭示自然界对物质代谢的精细调控。这一教学模式探索性地融入无机化学、元素有机化学、分子生物学、生物化学、生物物理学、化学生物学等一系列学科内容,旨在让学生在领悟生命科学内在规律,从而激发其科研及学习热情,并训练学生的类比思维和思辨能力。期对培养21世纪跨学科综合型人才的培养有所助益。

随着人们消费观念的升级,食品包装材料备受关注。从化学元素的视角介绍了新型食品外包装材料和食品表面可食性涂膜包装材料的组成、特点及发展趋势。食品外包装制品材料中的纳米材料和生物基材料因机械性能好、绿色环保等特点,深受消费者欢迎。而食品表面可食性涂膜材料,在“即时消费”兴起的今天,也因操作简便、投资低、安全性高等特点赢得了大众的喜爱。从新型食品包装材料的研制开发过程来看,其创新发展与化学元素的性质密切相关,未来食品包装材料性能的提升也必须依靠特征性化学元素的组合与利用。

为推导出忽略二元弱酸$H_{2}A$第二级离解的判据,设计了虚拟酸A和虚拟酸B并计算了酒石酸、虚拟酸A和虚拟酸B的准确氢离子浓度$[H^{+}]_{T}$和近似氢离子浓度$[H^{+}]_{AV}$。计算结果表明:忽略$H_{2}A$第二级离解的判据与$\frac{K_{a1}}{K_{a2}}$比值相关。从极端二元酸($K_{a1}=K_{a2}$)得到的判据为$\frac{2K_{a2}}{[H^{+}]_{AV}}$≤0.11,其中$[H^{+}]_{AV}=\frac{1}{2}(-K_{a1}+\sqrt{K^{2}_{a1}+4cK_{a1}})$。$\frac{2K_{a2}}{[H^{+}]_{AV}}$≤0.11判据具有广泛的普适性,可以用于所有二元弱酸溶液。新判据除了保证溶液氢离子浓度近似值$[H^{+}]_{AV}$的准确度外(误差±5%以内),同时还具有覆盖浓度区间宽的显著优点。

在“蒸气压下降”的教学中以建构主义理论为指导,采用先具象后抽象的知识呈现方式、结合现实情境扩大知识的应用、纵向联系新旧知识的教学设计,巩固了学科知识,激发了学习兴趣,培养了学生分析问题和灵活运用理论知识解决实际问题的能力。

利用丙酮和草酸二乙酯为原料,通过Claisen酯缩合、肟化环合与氨水氨解,合成磺胺甲基异噁唑的关键中间体——5-甲基-3-异噁唑甲酰胺。通过红外光谱、核磁共振、熔点测定等方法验证其结构。本实验综合运用有机合成、产物分离和结构鉴定中的多种操作单元,并训练红外光谱、核磁共振等常用仪器分析技术,适合学生进行综合有机化学实验。

结合科研课题及实验教学经验,设计了题为“分子络合-分散液相微萃取/高效液相色谱法测定环境水中萘酚”的综合化学实验教学项目。该实验从复杂样品的前处理技术出发,建立分子络合-分散液相微萃取技术并用于水中萘酚的分析,实验优化了影响萃取效果的因素,确定了合适的萃取装置、操作模式及HPLC分析条件等内容。本实验设计结合了新颖的科研内容,能引起学生主动参与实验设计并自主探索未知的兴趣,有利于提高学生的创新能力和综合素养。

氨基酸催化的不对称Aldol反应是不对称催化领域的一个研究热点,将其转化为设计性创新实验并面向化学院三年级学生开设。通过对反应底物、催化剂、溶剂等不同反应条件的探索,加深学生对手性、烯胺催化等概念、机理的理解,培养学生的科研能力及创新能力。

化学教师化学建模能力水平的高低直接影响着所培养学生建模能力的强弱。基于Rasch模型从模型表征能力、模型建构能力、模型应用能力3个维度开发四水平测查的《职前化学教师化学建模能力问卷调查》,对83名职前化学教师的化学建模能力进行测评,研究发现:被调查的职前化学教师化学建模能力总体较差,参照《普通高中化学课程标准(2017年版)》对化学建模能力的具体要求,分别仅有88%、42%、54%的职前化学教师的模型表征能力、模型建构能力、模型应用能力达标。因此,建议高等师范院校加强对职前化学教师化学建模能力的培养。

采用美国诺尔曼·莱德曼(Norman G. Lederman)和朱迪斯·莱德曼(Judith S. Lederman)编制的科学探究观(View About Scientific Inquiry, VASI)调查问卷,对38位职前化学教师的科学探究观进行了调查。结果发现,职前化学教师对科学探究的理解水平参差不齐,理解水平最好的是维度三(D3),74%的职前化学教师对该维度持“通晓的(Informed)”观点;理解水平中等的是维度二(D2),66%的职前化学教师对该维度持“混合的(Mixed)”观点;理解水平最差的是维度七(D7),61%的职前化学教师对该维度持“朴素的(Naive)”观点,并且没有人对该维度持“通晓的”观点,针对这种情况,提出3条改进策略:一是“显性化”,在课程标准和教科书中以“显性”的方式呈现有关科学探究理解的内容;二是“活动化”,教师在教学中设计并实施基于理解探究的各种实践活动;三是“反思性”,引导学生积极主动地反思科学探究活动,获取对科学探究的深入理解。

结合本校化学教学论实验的教学现状,融合云教学及翻转课堂理念对教学进行重构,设计并实施以“蓝墨云班课”云平台为师生互动桥梁的翻转课堂云教学。以中学化学数字化实验教学为例,让化学师范生以“学习者”和“未来教师”的双重角色体验翻转课堂云教学的学习过程,并利用SERVQUAL模型评价法对云教学进行数据分析、反馈完善。通过进一步问卷分析,了解到学生不仅熟练地掌握了所学知识内容,而且对翻转课堂模式与实施细节有了更为深刻的理解,最后对翻转课堂云教学及师范生教学提出了几点建议。

为了探索新型的“材料化学实验”课堂教学案例,对铜基多孔金属-有机框架材料(Cu-MOF)的制备条件进行精心优化和设计,使其满足实验课堂教学的要求。以5-氨基间苯二甲酸(AIPA)为配体分别和不同阴离子铜盐(如硝酸铜、三氟甲磺酸铜、氯化铜、硫酸铜)配位。为了降低实验成本、能耗和提高反应产率,通过优化实验条件,探究适合材料化学实验教学的最佳物料配比、反应温度和反应时间等条件,并对所得产物进行粉末X射线衍射(PXRD)测试,表征材料的相纯度。课堂实践表明,学生对晶态材料的实验方法和表征手段表现出浓厚的学习兴趣。

以多层圆筒壁热传导知识点为例,探索了以 “学”为中心教学模式的具体应用,结合智慧教学工具及手段,采用BOPPPS结构模式对教学重难点部分进行设计。实践结果表明,这种教学模式有利于激发学生的学习兴趣,提升学生的学习效果。

为提高学生探索精神,锻炼学生科学创新思维,培养出更符合社会需要的药学专业型人才,将综合设计性实验的内容引入药物分析实验课程中。以高效液相色谱法测定乌蔹莓中槲皮素、木犀草素的含量,并进行方法学考察为设计任务,通过指导学生查阅资料、设计实验方案、实施实验方案、分析讨论结果,加深学生对基础理论知识的理解;提高学生查阅文献能力、知识扩展能力、自学能力、创新能力等,为就业及深造奠定基础。

“本博学位论文连做”培养模式是学士论文阶段在夯实理论基础的同时,改变本科阶段以学习课程为主的思维模式为以创新研究为主的思维模式;短暂的硕士阶段在理论知识进一步升华的基础上掌握本学科的研究现状和发展方向,提升发现问题、分析问题和解决问题的能力;博士阶段瞄准学科前沿,启发其发掘“新方法”和“新思路”,有效地实现学士学位论文和博士学位论文连做。

以6-甲氧基-7-羟基香豆素的核磁共振氢谱为例,介绍了MestReNova软件在有机化合物波谱解析教学中的具体应用。通过学生对该核磁软件的熟悉和应用,更深理解核磁光谱中所涉及的参数,如化学位移、偶合常数的由来、积分比例与质子数目的关系等,进而提高学生的学习兴趣和学习积极性,在独立处理图谱基础上解析图谱,更好地将理论知识应用到解析实例中,理论知识和实际应用有机融合,有利于培养学生探索能力、解决实际问题的能力,为将来进入科研领域培养思维能力和独立思考能力。

将计算模拟软件Materials Studio与有机化学教学有机结合,首先教师传授模拟软件知识、使用原理及使用此软件解决实际科学问题的案例;然后学生熟悉软件,自行发现有机化学课程中的重难点及困惑;最后在教师的帮助及团队的协助下使用此软件解决科学问题。此种教学方法不仅增强了课堂教学的生动性,丰富了课堂教学内容,还提高了学生对立体结构的认知能力,加深了学生对反应机理的理解,更重要的是,学生的探索性思维能力也得到了很好地培养。

物理化学中涉及的公式多达数百,学生记忆时存在很大困难。为解决这一问题,介绍了几种不同的公式理解和记忆方法,包括演绎推导法、对比记忆法、量纲验证法、理解纠错法、交互验证法,并结合实例,对这几种方法应用做了较为详细的说明。

对完全不互溶双液系的饱和蒸气压进行了实验研究与理论讨论,认为完全不互溶双液系的平衡蒸气压随两组分相互溶解度减小而趋于但总是小于两纯组分的饱和蒸气压之和;当完全不互溶两液相一起静置时,上层液体能有效但不能完全阻止下层液体的挥发,这种阻止作用源于缓慢溶解、扩散和挥发这些动力学过程;提出了阻止下层液体挥发的方法,即用与之完全不互溶且密度小的液体来覆盖,并且2种液体充满容器,阴凉处密闭静置保存。

从古代思辨的原子论到近代科学的原子-分子论,原子量的测定是其从定性到定量发展的关键。原子量为化学家们研究物质提供了新的思路。原子量内涵的相对性,决定了原子量基准的重要性。原子量最终取代了测定与传播都早于它的当量,并走向了国际化,这个过程不仅可让我们认识到科学发展的曲折艰辛,也让人们理解了科学交流的重要性。

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