结合最新研究进展,归纳总结了金属锑的同素异形体,包括块体锑(灰锑、爆炸性锑、黑锑、黄锑)和纳米锑(锑烯、锑纳米管)。介绍了锑的各种同素异形体的组成、结构、性质、制备和应用等,为丰富金属元素的教学和扩展研究提供重要素材。

为了公平和客观地评价无机及分析化学类实验成绩,依托“浙大化学实验教学中心”微信公众号,建设了“实验数据提交及评分”系统,实现了对标准溶液标定、产品测定、分光光度法测定以及活化能测定等20多个实验项目的数据提交、处理和评分。本系统受益面极广,方便了学生及时提交数据,提高了教师评判实验成绩的效率,取得了很好的应用效果。

为了服务国家重大战略需求,加强基础学科拔尖创新人才选拔培养,我校于2020年开展基础学科招生改革试点工作,即“强基计划”。“强基计划”中对化学专业采取的培养新举措,旨在培养具有扎实基础化学知识、熟练化学技能和胸怀空天报国理想的化学和应用化学专业本科生。这也将为我校航空航天特色高分子材料和技术的发展起到强有力的支撑和保障作用。针对“强基计划”背景下高分子化学课程的改革进行了探讨,采用以培养能力为主线、以启发式和拓展式教育为主的教学方法,将课堂教学、实验教学与课程设计相结合,有力地促进了教学质量的提高。

如何强化安全工程教育是化学化工类专业高等教育的一个重要课题。通过对蒸汽锅炉爆炸、火灾爆燃事故以及锈蚀危害等3个实例的详细讲述,指出在物理化学的教学中,若适时融入相关的安全工程教育,可以使学生深刻理解安全事故发生及防范所依赖的物理化学原理,从而起到安全意识的内化作用。教学中现代教育技术的引入可以增强这一效果。

以“金属材料”中的“常见金属材料”为例,从教学内容和教学评价2个方面探讨了材料化学课程的思政教学。从铝合金、铜合金、钢铁等几种常见金属材料的生产、应用等方面将教学内容与思政元素有机融合,在教学评价中融入思政教育,增强学生的创新创业意识、环境保护意识、资源保护意识、民族自豪感和社会责任感,践行“立德树人”的教育理念。

现代分析测试技术是工程类相关专业硕士研究生的必选课程,该课程传统的教学模式往往以教师讲授为主,学生实际操作的机会少,造成了学生学习积极性不高。和传统的教学模式相比,雨课堂增加了教师和学生间的沟通互动和课堂趣味性,有利于提高学生的课堂积极性。基于雨课堂,将教师的科研作为案例融入课堂教学,同时采用“打卡通关”式的案例教学模式,通过案例模拟实际测试,提供真实情境教学,激发学生学习兴趣,提高学生的课堂参与度,明显提高了该课程的学习效果。

目前“互联网+”与传统教育的深度融合,给传统教育带来很大影响。针对仪器分析课程传统教学模式存在的不足,并结合学校建设“双一流”学科的计划,基于MOOC(massive open online course)和雨课堂,探索了仪器分析课程的翻转课堂混合式教学模式。首先分析目前仪器分析教学存在的问题,然后介绍如何建立仪器分析的MOOC,如何通过翻转课堂把MOOC和面授教学相结合,实现以学生学习为主体,提高学习成效,把学生培养成应用型和创新型人才。

介绍了一个自主设计实验“测定磁介质铁路客票铁的含量”,该实验设计选取生活中熟悉又“陌生”的铁路客票为研究对象,以经典验证型实验“无汞盐法测全铁”为理论和实验基础,学生自行查阅文献、设计实验方案、分析讨论方案,再进行具体实验探究,分析实验结果,并撰写小论文。该教学实验项目的实施能有效促进理论知识体系和实验操作技能的深度融合,提高学生的创新能力和综合素质。

介绍一个面向高年级本科生的计算化学实验。通过量子化学计算与统计热力学方法相结合,预测了298 K时过氧化氢的二面角,并与实验值进行比较。通过这一应用实例,使学生能够深入理解结构化学和物理化学的相关理论知识,尤其是对统计热力学的本质有一个直观认识,提升学生利用统计热力学处理科学问题的能力。

设计了一个综合性仪器分析实验:固相微萃取纤维的制备及应用。实验内容包括微孔有机聚合物固相微萃取纤维的制备、红外光谱表征、固相微萃取实验条件优化和气相色谱测定有机氯农药含量等4个部分。通过综合运用多种仪器分析实验手段,加深了学生对分离富集技术的了解,巩固了学生对仪器分析课程中的气相色谱法、红外光谱法相关内容的掌握,培养学生构建一个完整、科学的仪器分析操作流程,形成综合性思维能力。

为了让三组分体系相图的教学紧跟学科发展前沿,设计了一个研究型综合性实验——微乳的制备。实验以油酸乙酯为油相、吐温-80和乙醇质量比为3∶1的混合体系为乳化剂相,蒸馏水为水相,采用水滴定和油滴定结合的方法绘制了拟三元相图。通过电导率法对微乳3种类型的转变点进行了初判,按照电导率实验结果制备了3种不同类型的微乳样品,并利用染色法、黏度法和光散射法对微乳的物理化学性状进行了表征。通过实验,可以使学生获得分散体系的前沿知识,有利于创新人才的培养。

为将交叉偶联反应引入本科化学实验教学中,设计了创新综合化学实验——Kumada偶联反应。该实验选取氯化亚铜作催化剂,常温下即可反应,溶剂低毒,反应时间短,产率高,符合“绿色化学”理念。该实验在无水无氧条件下进行偶联反应,再通过萃取、分液、柱层析对产物进行分离,并引入气相色谱对产物进行定性和半定量分析。通过该实验项目的学习,学生可以掌握典型的有机化合物合成、分离手段并熟悉大型仪器设备的分析技术。

基于师范类专业认证理念与毕业要求的教学前端分析,建构“学教评产”混合式教学模式,通过整合教学内容、重构教学安排与优化教学评价,对“化学游戏教学”课程进行创新性改革,并从学生学习成果、教学目标达成与学生满意度等3个方面评价教学成效。结果表明:该教学模式有助于学生学习成果质量的提升,能够有效促进教学目标的达成,并取得较高的学生满意度。

为了贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》,教育部颁布的《中等职业学校公共基础课程方案》进一步确立了中等职业学校化学基础课的地位和作用。系统研究了新时代中等职业教育面临的形势与任务、化学基础课改革历程以及化学课程标准凸显出的中职化学课程改革的新理念,并分析了新课标对中职化学教师的新要求。

由于基础化学知识强、医学知识弱,药学专业的学生在学习药理学知识时更易出现难记忆、难理解、难应用的问题。为此,教学团队基于药学专业学生的知识背景,从基础化学知识切入展开药理学教学,着重从药理学知识掌握和应用、分析解决问题的能力以及课程思政等方面进行课程改革,并从课堂趣味性、学生参与度、能力培养、辩证思维和知识水平测试初步评价课改效果。结果显示,基于基础化学知识切入的药理学授课能够有效提升药理学教学效果和质量。

介绍了正溴丁烷合成虚拟仿真系统的设计与功能,并结合具体的教学实践和研究结果的对比分析,提出了虚实结合的混合式教学模式,这种教学模式能有效解决传统实验教学过程中实验预习效果差、过程性评价难的教学痛点。

以中药防治新冠病毒肺炎(COVID-19)为例,在天然产物化学课程教学中借助LeDock软件进行天然产物小分子与受体蛋白分子之间的半柔性对接,用PyMOL软件分析天然产物小分子与受体蛋白分子之间的相互作用,全方位充分展示天然产物分子结构和功能之间的关系。教学围绕我国当前形势展开,让学生在了解事实的同时激发其学习热情,培养学生的逻辑思维能力和动手能力,以此来提高教学质量。

化学实验课对培养和提升大学生的科研素养和综合能力至关重要。以美国佛罗里达国际大学的酸碱滴定实验为例,探讨美国化学实验课程设计理念和教学模式等方面的特点。同时针对我国高校化学实验教学现状,批判性地借鉴美国化学实验课的经验,在学术规范、实验设计、教学模式、评价机制等方面提出了改革建议。

针对伏打电堆中产生的电是源于2种不同金属的相互接触还是源于化学反应这一问题,科学家们分别提出了“接触说”和“化学说”2种理论,2种理论经过近半个世纪的争论至融合。通过对这段化学史的回顾,结合现代理论,有利于深入理解电化学主题及其相关核心概念。