碳元素历史悠久,与现代人类社会联系紧密,对人类未来意义重大,多次斩获诺贝尔奖。在揭开碳元素的发现史之后,介绍了活性炭、碳纤维、玻璃碳等无定形碳以及热解炭等过渡碳的重要作用。此外,晶形碳的经典同素异形体——C₆₀富勒烯、碳纳米管、石墨烯的独特结构造就了其在纳米材料领域的非凡用途;新型同素异形体的合成、发现与应用更是碳元素研究领域的热点。

在工程教育认证大背景下,地方高校必须立足自身实际进行教学改革提升教育质量。根据维果茨基的“最近发展区”理论,参考学情分析结果,基于学生现有基础,从教学精度、教学准度和教学广度3个层面完成了一整套有机化学教学流程改革。实践表明,本教学改革激发了学生学习兴趣、丰富了教学资源、提高了教学质量,课程达成度也得到了明显的提升。

目前国内化学基础课教材关于碰撞理论中活化能的定义存在严重分歧,简单总结了目前中文教材中的3种定义。通过对碰撞理论形成过程中部分历史背景的梳理,总结出碰撞理论所具备的2个基本要素即气体分子运动论的应用以及碰撞活化假设,然后溯源3种不同定义来源的历史文献,从2个基本要素的角度分析3种定义。研究发现中文教材广泛采用的Lewis活化能解说不承认碰撞活化假设,采用了辐射活化假说,同时表述笼统不严谨,Tolman活化能解说是单纯的统计力学处理,没有应用气体分子运动论,不属于碰撞理论范畴。而简单碰撞理论提出的有效碰撞的最低能量作为活化能的定义更能承载碰撞理论的基本要素。

物理化学是一门逻辑性强、公式繁多的化学基础理论课。结合列举实例,总结了联想记忆法、类比记忆法、化繁为简记忆法、归类记忆法和逻辑关联记忆法等多种方法在物理化学重要公式记忆中的应用,使学生通过应用这些方法提高记忆物理化学公式的效率。

为深入贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神,以材料科学与工程专业“高分子分离膜材料”示范课为例,从5个方面进行课程思政案例设计,包括案例主题、教学目标、案例意义、教学过程以及教学效果调查与分析。这一示范课充分挖掘了专业课程中的德育元素,有效地激发了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。

以提高学生的工程应用能力为目标,跨学科创新性地将软件工程里 “敏捷开发”方法中的Scrum模式引入化工原理双语教学中,提出了将Scrum模式嵌入双语教学的改革思路。在此基础上,初步形成了以工程项目为中心、以学生为主体的敏捷双语教学模式,并以实例探讨了此新型教学方法的开展与实施。本文就化工原理双语课程的教学理念、教学方法和考核手段进行了一系列相关的改革和创新,此方法可作为传统教学方式的一种有效补充。本研究为“新工科”背景下化工原理双语课程的教学改革提供了一种全新的思路和理念。

设计了一个综合实验,将“聚集诱导发光(AIE)”“分子机器”等科学前沿问题引入实验教学。该实验将化合物合成、荧光性能表征和化学动力学测试相结合,集有机化学、分析化学和物理化学相关内容于一体。通过课堂讲解和拓展阅读,使学生了解“分子机器”的基本概念,熟悉AIE现象产生的机理,提升学生利用理论知识解决实际问题的能力。本实验项目所需仪器简单、原料廉价、安全性高,适合于不同层次院校的本科实验教学。本实验项目基本学时为4学时,具有良好的可拓展性,建议在第五学期开设。更重要的是,本实验项目将课程思政与实验教学相结合,通过对AIE这一由中国人原创的科学理论的学习,增强学生的民族自豪感和自信心,激发学习热情。

阐述了新时期高校实验队伍工作的主要内容,剖析了当前高校实验队伍建设中普遍存在的问题,通过创新用人机制、完善激励机制、制定科学合理的考评机制、优化管理体制和政策的创新等策略与措施实施实验队伍建设改革。实践表明,通过改革优化了实验队伍的结构,规范了管理、评价、用人机制,激发了教师工作的积极性、主动性和创造性。

回顾了国内最大气泡压力法测定溶液表面张力等温线教学实验历年的设计与改进。比较了乙酸、丙酸、正丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、正戊酸、正己酸、甲醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、1, 2-丙二醇、吐温20、吐温80、十二烷基硫酸钠等17种常用试剂在25 ℃下的表面张力等温线,及部分试剂在15,20,25,35 ℃下的表面张力等温线,指出正丁醇、异丙醇、丙醇是较为理想的教学实验备选试剂。

基于实践教学经验,从引导预习、优化课堂组织形式、撰写实验报告、改进考核方式等环节入手,开展了创新有机化学实验双语教学模式的探索与实践。创新教学模式可以充分调动学生学习的主动性和积极性,充分发挥任课教师的主导作用,培养了学生扎实的实验技能,提高了学生专业英语水平,增强了学生的创新意识和创新能力,有效地提升了有机化学实验课程的教学质量。

针对于光化学基本理论的实验教学对于应用化学专业的学生培养具有重要意义,将蒽与碘鎓盐的光电子转移可行性判断,以及蒽/碘鎓盐引发丙烯酸酯单体的聚合实验设计为应用化学专业的综合实验,以培养学生对光化学基本理论的理解。学生通过紫外-可见吸收光谱、荧光激发光谱和循环伏安实验获得实验数据,依据Rehm-Weller方程计算获得蒽与碘鎓盐之间光电子转移的自由能变,并通过光聚合实验学习光电子转移增感引发体系的应用。

在大学有机化学的经典实验“从茶叶中提取咖啡因”的基础上,设计了以氰乙酸与二甲基脲为原料的“咖啡因的化学合成与表征”综合性实验。该实验操作过程易于控制,重复性较好,通过熔点、紫外、红外、核磁共振、质谱等手段对产物进行了结构表征。通过该实验,学生不仅可以巩固蒸馏、过滤及重结晶等基本实验操作,而且有助于提高对有机化合物合成研究过程的认识,有利于学生综合实验能力的培养。

肟化反应和贝克曼重排反应是高校化学专业重要的基础有机实验,现行的实验教材常采用由环己酮制备己内酰胺,该实验存在反应过程难监测,反应后处理损失大,收率低,实验效果不理想等问题。以二苯甲酮为原料,经肟化、贝克曼重排合成苯甲酰苯胺,产物经¹H NMR、¹³C NMR、IR等确证分子结构。研究结果表明:苯甲酰苯胺合成反应平稳,实验现象明显,后处理简便,收率较高。通过TLC监测反应进程,能使学生对反应过程有清楚的认知和掌控。实验内容和时间适合大学实验要求,实验综合性强,拓展空间大,能够有效训练学生的创新思维和科研意识,提高学生的实验技能。

提高师范生的教学设计能力是师范生培养的重要内容。选取了1所省属师范院校的卓越教师计划师范生为研究对象,从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学过程、板书设计等6个维度对师范生化学教学设计的现状进行调查,发现经过化学教学设计课程的学习,师范生在“学情分析”和“板书设计”2个维度上的整体水平较其他维度仍然很低。针对存在的问题探讨了提升师范生培养质量的对策,为推动师范生培养质量的持续改进提供参考。

以大学化学与农林优势学科交叉融合为教学改革任务,构建“基础+模块”的大学化学实验创新教学体系,分别开展“项目式”教学、“科教融合”教学、“产学研”教学、“混合式”教学、“虚实结合”教学等五位一体的实验教学实践,并建立化学创新实验课程评价新体系。本化学创新实验教学体系改革明显提高了学生的实践动手能力与综合素质,为深入开展化学基础学科与农林优势学科交叉融合教学奠定一定基础。

基于应用化学专业教师的科研方向与学校的矿业能源办学特色,设计综合性的“粉煤灰合成有序介孔硅及其应用”应用化学专业实验,包括粉煤灰的预处理、有序介孔硅的合成、样品的表征分析及应用探索。通过该特色鲜明的专业实验的开设,不但可以加强学生对学校特色和专业方向的认知,而且能够提高学生的动手操作和创新实践能力,为学生后续开展科学研究奠定坚实的基础。

针对热分析实验教学,设计和开发了热分析仪虚拟仿真实训系统,提出了一种新的基于虚拟仿真技术的仪器分析测试类实验课教学模式,并将其应用于实际的实验教学中。对随堂实验教学质量进行了调查,结果表明此种实验教学模式很大程度上提升了学生自主学习的兴趣,提高了学生的综合实践能力。

吸附是重要的表面物理化学现象,其在工业实践及生活中有较多的应用。随着量子化学理论的发展及计算机技术的不断突破,采用计算化学的方法研究物质结构及化学反应已经变为现实,本文着重讲述如何采用计算化学方法研究吸附现象,在分子原子层次对吸附现象的本质进行模拟研究。

从滴定曲线图入手,分析了以酸碱指示剂确定终点时,强-弱混酸体系(HCl-HA)的滴定情况。结果表明,在E_r=±0.1%,且2种一元酸的初始浓度均为 0.10 mol·L^-1的条件下,是不可能将2者分别准确滴定的。但若E_r=±0.5%,弱酸HA则可以与HCl分开并各自准确滴定,其需要满足的条件为:10^-7.57≤K_a,HA≤10^-6.50。方法简单实用,应用于教学效果良好。

从基础的元素化学和化学结构理论入手,系统性地举例辨析形式电荷的若干相关问题,讨论其与真实电荷、化合价、氧化态和电子对之别,并举例在前沿金属配合物等领域的应用。以期对化学基础教学与推广有助。

四川大学高分子科学与工程学院以“一流”学科建设为背景,积极探索了以师资队伍为保障、课程体系为基础、实验教学和高水平实习基地为支撑、人才培养质量为目标的高分子创新创业人才培养模式,具有广泛的示范性和推广性。

通过对钾元素概念的发展史考证分析可知,钾是电化学兴起后最先发现的活泼金属。19世纪初,随着科学思想和实验条件的发展,通过电解法首次制取到钾的单质,但并未确定为元素。19世纪中期,对钾元素性质的实验验证和原子论的发展,使得钾元素的概念被确认。20世纪20年代,钾元素同位素的发现,形成了现代的钾元素概念。钾元素概念的发展史不仅是元素概念的发展史,也是科学方法的发展史与科学思想的演变史。