钙是一种与人联系极为密切的碱土金属元素,钙化学性质活泼,化合物众多,是一种在生活、科技各个方面都有应用的元素。介绍了钙单质的发现、制备和物化性质,重点围绕钙及其化合物在建筑和人体生命健康领域的应用和重要性展开。

依据砷化学的快速发展,分别对砷元素3种典型单质(灰砷、黑砷、黄砷)以及多种新型结构的砷同素异形体的制备、结构、化学特性及应用等方面进行综合介绍,为砷元素的教学及科研提供全新且丰富的素材。

在“双一流”建设背景下,如何通过课程实施来培养具有跨学科素养的复合型人才已成为一流本科专业人才培养的目标问题。以“化学与文物考古”课程为例,归纳出了基于学科交叉融合的通识选修课程建设的基本做法和实践经验,特别是此课程使不同专业的学生接触到了跨学科素养形成所依赖的跨学科内容,从而为高校培养具备综合创新能力的跨学科人才提供重要抓手。因此,本课程的实践探索可为高校交叉学科融合的通识选修课程的建设提供经验启示。

河西学院“工程化学”教师组建设了面向河西学院土木工程专业,1.5学分的“工程化学”SPOC(小规模限制性在线课程),录制了44个视频知识点,讲解了物质的化学组成与聚集状态、化学反应与能源、水溶液中的化学、非化工类生产中的化学知识,设置了11次作业强化学生学习效果。该课程通过超星学习通平台上线并完成了教学任务。通过3个专业班级的教学实践,发现线上视频学习、课后作业、线上教师答疑相结合的教学模式,不仅发挥了学生为主体的学习作用,还实现了良好的教学效果。

结合慕课平台、微信公众号和超星学习通,构建基于进阶式分组任务的混合式教学模式。基于各种信息技术,分别在不同的教学环节中,布置由易到难、由简单到复杂的进阶式分组任务,进行有效的混合式教学。教师通过多元反馈不断优化教学设计,通过师生互动促进有意义的教与学;学生在分组任务中通过不断探究与合作,提升学习能力。不同教学模式的教学效果的对比表明基于进阶式分组任务的混合式教学能提高学生的学习意愿,提升教学质量。

“传递现象”是国内外化学化工专业本科和研究生最重要的学位课程之一,其“三传”理论在教学与工程领域应用广泛。Navier-Stokes方程组是“三传”理论的基础。综合运用动量守恒定律、角动量守恒定律、力的合成与分解、应力与形变的几何关系、压力起源等对其进行推导证明,并在推导过程中明晰其理论意义,完善化工“传递现象”课程的理论教学,提升了学生工程研究兴趣。

希托夫法计算离子迁移数是大学物理化学教学中的重点和难点知识,也是实际教学过程中学生提问较多的内容之一。一些经典物理化学教材中只给出一两个相关例题,却并未介绍希托夫法计算离子迁移数的步骤和思路,导致学生难以深刻理解和掌握希托夫法计算离子迁移数的教学内容。提出采用希托夫法计算离子迁移数的新策略,并用实例进行详细阐述。通过提出的新策略,用希托夫法计算离子迁移数将更加方便、快捷且不易出错,有利于学生对离子迁移数知识的掌握及增加学习物理化学知识的兴趣。

阐述了演示实验在物理化学课堂教学中应用实例,对如何充分发挥演示实验在物理化学课堂教学中的作用提出了建议。利用演示实验辅助物理化学课堂教学,能够活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣。

以苯甲醛和丙二腈为起始原料,经Knoevnagel缩合、环氧化、环氧化合物开环等3步反应,合成N-苄氧基-2-氯-2-苯乙酰胺,并对产物进行红外和核磁表征。实验内容与基础有机化学理论知识高度契合。结合产物分子结构的波谱分析,对于培养学生有机化合物多步合成能力和波谱解析能力,具有很好的教学效果。

将学科热点之一催化不对称合成策略引入实验教学中,通过CBS还原制备手性醇。实验以苯乙酮为原料,还原得到粗产物手性1-苯乙醇,经制备色谱仪分离提纯,气相色谱和自动旋光仪表征产物的光学性质。实验为综合型有机化学实验,通过此实验,学生在掌握手性醇合成原理与方法的同时,进一步学习手套箱、气相色谱、制备色谱仪、自动旋光仪等新技术,以提升学生综合科研素质。

为了拓展能源化工和材料专业高年级本科生的知识领域,设计了综合性实验——生物质废弃物碳作为锂离子电池负极材料研究。实验内容包括生物质废弃物碳的制备、结构表征、电极的制备、模拟电池组装及电化学性能测试等。通过实验操作、电化学工作站和充放电测试仪的使用及数据处理等环节,不仅可以巩固学生所学知识,还能培养他们的创新思维能力和团队意识,进一步提高综合素养水平。

以乙酰乙酸乙酯和5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸甲酯为原料,经过系列官能团转化和环合,制备出带有多种衍生化基团(如酰肼)的生物碱essramycin 类似物。实验涉及加热回流、真空脱溶、抽滤和TLC检测等基础操作,可以锻炼学生在有机化合物合成、纯化及结构鉴定等方面的操作技能。实验要求学生独立查阅文献,熟练掌握ChemDraw和MestReC等软件的使用,可以提升学生分析问题并解决问题的能力。实验以提高本科生综合素质为宗旨,适用于学生综合有机化学实验。

针对高职产教融合存在的问题,构建了“三三结合式”人才培养模式,即通过“企业指导、行业引导、学校督导”三结合,改革人才培养模式;通过“核心课程、核心问题、核心能力”三结合,深化“教师、教材、教法、教学评价”四教改革;通过“基础实验、专业实验,实习实训”三结合,优化实践教学体系。该模式的构建与实施能提升学生的职业素养,提高毕业生的就业质量,打造出优秀的双师型教师团队。

利用硅藻土对荧光染料的吸附作用,制备多种荧光染料-硅藻土复合物。利用荧光分光光度计分析复合物的荧光性质,根据不同复合物的荧光特性,选用相应的激发光源和滤光片,显现不同客体表面的潜在手印。通过将法庭科学前沿融入化学实验教学,使学生充分认识荧光现象在手印显现中的作用原理,能够使学生拓展科学思维,锻炼实验技能,提升创新意识。

基于产品工程理念,本着以结构-性能关系为核心,将实验教学与产品工程理念相结合的原则,对聚乙二醇类物质(PEGs)脱硫脱氮实验教学进行了设计。通过实验操作和上机数据处理等方式,逐步引导学生对PEGs的结构及其萃取性能进行量化描述,建立结构-性能之间的数学关系,并对结构进行优化设计,有利于学生正确理解“结构预测性能”和“性能优化结构”等问题,既拓展了教学内容,又使学生掌握到更多的知识和技能,符合专业的发展方向,进而达到了促进教学的目的。

针对研究生物理化学教学中较抽象的过渡态理论知识点,探讨前沿科研成果对经典过渡态理论的发展,培养学生的创新兴趣、多元化思维及科研素质。通过实例教学,使知识点内容具体化,全面提高学生的综合能力和独立思考能力。

为改变传统的学生被动学习方式,有效提升学生学习有机化学的积极性、学习效率,介绍一种基于Chirality-2软件平台,适用于大学有机化学课程的游戏化教学模式,通过游戏化比拼及学生自主学习,进行知识点的学习,强化基础概念,最终提升学生的学习效率与效果。

从学生视角简要介绍了钉钉、腾讯会议、腾讯课堂、中国大学MOOC、QQ群等多个在线学习平台的特点和使用方法。基于2020年第一学期高校开展线上教学的实践,通过对化学及相关专业本科生进行问卷调查,发现由于缺少纸质教材、师生互动不便、网络平稳性差、学生听课时自控力不好等原因,学生对居家线上课堂听讲情况、学习态度等的自我满意程度较在校学习时差,一定程度上影响了学生线上专业学习的效果。基于调查结果,从专业教师和学生2个方面就提升线上教学效果提出了建议。

“活化分子”作为国内化学教育领域广为人知的科学概念,在各类相关化学教材中都有介绍。然而在国外多种经典化学教材中却完全没有“活化分子”的概念,反映出国内外化学教育领域对化学反应速率理论相关知识点的处理上存在明显的差异与分歧。通过溯源关键历史文献,回顾了“活化分子”概念的形成及其在化学反应速率理论发展过程中的角色演变,指出“活化分子”概念已经退出反应速率理论的舞台,在教材中应更多地呈现其在科学史方面的价值,而不是科学价值。

许多国内外高校的本科教学缺乏对米氏方程的深入推衍,这对学生了解酶促反应的动态过程及在实际科研工作中的应用是极为不利的。从酶促反应方程出发对米氏方程进行推导,继之采用双倒数法、单倒数法、直接隐函数法、间接隐函数法以及积分法对米氏方程进行线性化,得到适用于不同情况的衍生方程。从数学和酶学角度出发指出了不同方程的优势和缺点,并针对其缺陷提出了若干解决方案以及在实际应用过程中的注意事项。希对高校中有志于科研事业的相关专业的教师学生有所助益。

关实之是我国著名无机化学家和化学教育家,他一生从事高等教育工作,是大同大学化工系的创建者,吉林大学化学学院奠基人之一,并一手创建了无机化学学科。介绍了关实之的生平简历及其为中国化学和化工教育事业做出的突出贡献。