新冠肺炎疫情爆发以来,临床上通过老药新用的策略发展小分子药物,以用于治疗新冠肺炎。在短时间内迅速从抗病毒、抗炎药物中发现能够用于新冠治疗的药物,如洛匹那韦/利托那韦、磷酸氯喹等。结合几款典型的药物,浅析它们在抗击新冠肺炎中的应用。

本着培养涂料行业精英人才的宗旨,针对涂料行业对人才需求的特点,结合多年教学经验,从教材的选择、教学内容设置、教学方法改进以及考核方法改革等4个方面探索了“功能涂料”课程的教学方法改革与课程实践。通过自编教材,精心设置授课内容,将科研成果、前沿知识、生活场景、新闻事件与书本知识相结合,提高课堂的趣味性;通过讨论法和交换式互动上课来加强课堂的互动性;通过过程性评价提高课程的学业挑战度。通过教学改革,本课程的选课率和出勤率得到了大幅提高,学生对涂料的兴趣明显增加,毕业后选择进入涂料领域工作的学生也越来越多。

以“单组分系统相变热力学”为例介绍了物理化学混合式教学设计与教学实践。围绕课程教学目标,在课前、课中、课后的每一个教学环节中践行课程教学理念,通过“问题+案例”方式突出物理化学基本方法的应用性、普适性与前沿性,让学生在教学过程中获取原理、体验探究、发展思维、生成智慧。教学评价结果显示,绝大部分学生对混合式教学模式给予了积极的评价。

提出在线课程应立足于对线下课堂教学内容的疏导、梳理、凝练和升华,并以“热力学第二定律与卡诺热机”在线课程为例进行介绍。采用问题链形式引导学生从卡诺热机推导热力学第二定律数学表达式,阐明了卡诺热机在热力学第二定律形成过程中的重要作用和地位,强调了卡诺对于热力学的重要贡献,培养了学生探究精神和学科素养。为在线课程提供了教学案例和设计思路。

以化学制药专科专业化工原理课程为例,阐述问题导向式线上教学的课程设计思路及框架,探索由被动教到主动学的线上教学途径。通过对“流体流动与输送单元”的教学设计,从课前、课中和课后论述了以“问题”为中心的线上教学过程和实施情况,并说明了线上授课的教学效果。

介绍了响应面分析法及其适用性,应用该分析方法以谷物中不饱和脂肪酸的提取率为响应值,设计了一个四因素五水平实验,探究微波萃取反应条件中萃取温度、萃取时间、料液比和丙酮占比各因素对提取率的影响,并将得到的最优化实验条件应用于本科生实验课程教学。响应面分析法引入到大学化学实验中,能够有效地优化既有实验的反应条件,降低实验成本;也有利于学生了解实验设计的概念,形成科学的实验设计思维。

设计了Dawson型杂多酸的制备实验,同时结合最新科研成果,引入配体和过渡金属离子与Dawson型杂多酸水热合成多酸配位聚合物,并通过X射线粉末衍射表征、红外和热重对多酸配位聚合物进行结构表征。通过该实验,不仅让学生了解多酸配位聚合物这一无机合成化学前沿领域,还可以锻炼学生的科研思维,在培养化学研究兴趣的同时提升创新思维和知识融会贯通的能力。

采用硫酸钾-硫酸水溶液为电解液制备了过二硫酸钾。以硫酸钾和浓硫酸反应原理和硫酸氢钾溶解度为基础对电解液的配制方法进行了改进。改进后耗时少,操作简便。采用微型实验和单因素实验探讨了硫酸钾与硫酸配比、时间、电流密度、温度对过二硫酸钾制备的影响。结果表明,微型实验药品用量至少减为原来的五分之一,仪器小型化易得,节能环保,实验效果良好;制备过二硫酸钾的较适宜条件为:硫酸钾与硫酸配比50%、电解时间1.0 h、电流密度1.0 A/cm²和电解液温度-4 ℃;产率20.7%,纯度92.4%。教学改革后学生实验兴趣和主动性大增,绿色化学理念加深,设计实验和探究能力及团队意识增强。

通过分析实验室仪器设备开放共享管理现状,阐述了当前存在的主要问题,进而提出了“动静结合”“虚实结合”的开放共享新模式,并提出了完善管理制度、合理优化资源、加强实验人才队伍建设以及运用数字化平台等一系列管理对策。

设计了一个包含贝壳净水剂的制备、平衡吸附量的计算和不同贝壳净水效果评价的物理化学综合实验。通过开展本实验,学生不仅可以了解重金属污染问题,更可以掌握净水剂的一般制备方法以及通过吸附实验对材料净水效果进行评价的基本手段。本实验可以将课堂学习的理论知识与生活中问题相结合,利用所学的知识解决实际问题,并培养严谨的科学思维和对物理化学学习的兴趣。

以较前沿的科研成果为基础设计了一个针对应用化学专业本科生的综合创新性实验——铜纳米粒子制备及催化硝基化合物还原反应的性能测试。实验内容包括一定粒径大小的铜纳米粒子的制备及表征,铜纳米粒子催化硝基芳烃还原的研究及催化剂的循环使用次数的考察等。本实验不仅可以锻炼学生的基本实验操作技能,同时训练学生对涉及到的仪器测试及结果进行合理分析,有助于提高学生的实验兴趣及动手能力,对培养学生的创新意识和团队协作精神也大有裨益。

北京师范大学化学学院对化学专业公费师范生的培养目标是面向全国各级各类中学培养卓越化学教师。但目前公费师范生培养存在低年级公费师范生主动摄取教师教育知识的意愿不强,高年级公费师范生无法快速适应自身从学生向职前教师的角色转变等问题。通过将北京师范大学化学学院卓越化学教师社团纳入公费师范生第二课堂,针对不同年级的学生开展分类别的、有针对性的教师教育活动,以实现“一、二课堂”互通共融,协同育人。2018至2019学年期间卓越化学教师社团活动的开展情况及有关成效,证明这种形式符合北京师范大学化学学院对公费师范生的培养要求,有助于在第一课堂学习的基础上提升公费师范生的各项能力。这种把社团作为第二课堂培养公费师范生的形式,对培养各专业公费师范生均具有一定的参考价值。

对公费师范生的中级无机化学课程教学内容进行了改进探索。教学实践表明,学生的学习兴趣得到了提高,同时他们的师范能力也得到一定程度的提升。

从磷酸烯醇式丙酮酸和4-磷酸赤藓糖为始探讨了3种芳香族氨基酸合成代谢共享的分支酸合成途径, 并以苯丙氨酸为例从多学科角度讨论分析其合成代谢的独特性。通过多学科角度展示了生物体内不同代谢路径之间的关联及相似性, 旨在展示一种教学新模式,帮助学生建立起跨学科内容的学习及归纳方法。

从化学和数学的角度指出乙烷的重叠式构象是过渡态而不是稳定构象,剖析分子旋转异构过程中的构象变化过渡态的本质。同时,采用Python语言编程实现了过渡态搜索算法并开展了乙烷旋转构象变化过渡态的自动搜索,成功得到旋转过渡态-重叠式乙烷结构,加深了对重叠式乙烷构象是乙烷旋转构象变化过程过渡态的理解和认识。

采用问卷调查法与高阶验证性因子分析来测查410名在职与职前化学教师的学科基本观念的结构与水平,测查结果表明:(1)化学教师的学科基本观念可分为知识类(元素观、微粒观、变化观)、方法类(分类观、实验观)与价值类(绿色观与社会观)基本观念;(2)在职与职前化学教师的化学基本观念均处于较高水平,其中前者水平相对较高。同时,对中学化学教师培养及其研究提出相关建议。

在大学本科一二年级的物理化学教学中,化学动力学章节的学习涉及到对不同时间尺度的认识。本文利用过渡态理论得到的速率常数表达公式,以乙烷分子碳/碳单键旋转和水分子氢键交换的动力学过程为例,对这2个应用实例的动力学过程所发生的时间尺度做出估算。这些时间尺度的估算对于学生理解不同动力学过程的物理图像至关重要,同时也有助于加强学生对重要公式的理解并能够将这些公式在化学体系中灵活运用。

从热力学的角度讨论毛细上升平衡高度以及毛细上升现象中的能量转换与守恒。在毛细上升的始终态之间设计了可逆途径,计算了可逆毛细上升过程中系统的赫姆霍兹自由能减少值,系统克服重力以及外压做功的值,并根据能量守恒定律推导出了毛细上升平衡高度和球形曲面的拉普拉斯方程。该方法拓展了热力学在表面现象中的应用,并有利于学生理解毛细上升现象的能量来源。

对有机化学学习中“烃类不完全燃烧产生黑烟”的谜团进行解释,阐述了黑烟是一种由挥发性燃料在火焰中团聚产生的黑炭颗粒——烟炱,分析了烟炱以多环芳烃为母核的分子结构,讨论了共振稳定自由基的链式反应并团聚形成烟炱的机理。黑炭在环境科学、能源化学、有机化学等领域有重要的影响意义。因此,期望本文能为现有的有机化学教材作拓展补充,为相关教学工作提供借鉴意义。

蒸馏技术是人类科学技术史上的重要发明之一,在古代,蒸馏技术就已成为人类社会生产生活的重要组成部分,其发展历程分为起源期、传播融合期和飞跃期3个阶段,从蒸馏器的装置构造及蒸馏工艺等角度归纳综述,其中涵盖了政治、经济、文化、地理、战争瘟疫、宗教神学以及民族交流等诸多方面的内容,以期在信息技术与教学深度融合的背景下为化学师生提供直接简明的阅读史料。

教育对人的影响是深远的,自本科开始的高等教育更是如此。伟大的建筑可能经历百年沧桑仍然历久弥新,其原因在于结构,即所谓的“四梁八柱”。什么是本科教育中的“四梁八柱”,什么样的“四梁八柱”可以历久弥新,是我们当下需要认真思考和回答的问题。以“高分子材料与工程”专业为例,结合浙江大学和复旦大学的本科教学改革,阐述了对本科专业培养中的若干关键问题的看法。