由于广泛存在,氢键在化学领域备受重视。“锂键”具有类似于氢键的一些性质,但锂的金属性和相对较大的原子半径,又使得“锂键”具有自己独特的一些特征。在氢键的基础上,介绍了“锂键”的概念、结构特点及其在锂电池中的应用,有助于人们深刻理解和应用“锂键”。考虑到“锂键”的新概念目前在化学教学中还较少涉及,期望今后可以适当增加“锂键”化学的相关知识,紧跟科技发展的潮流,进一步培养学生的科研创新意识。

在厘清和比较21世纪以来有机合成领域的诺贝尔化学奖的获得情况的基础上,陈述我国有机合成研究现状,为我国未来有机合成研究的方向提出一定的建议。

为适应大类招生人才培养模式改革需求,提出将最能体现专业内在魅力的高年级化学专业课程向低年级通识教育转变的课内和课外培养方案改革建议,构建 “一个结合、两大贯通、三项改革”的通识化实践教学体系,进一步完善大类教育培养方案,使学生在专业分流之时能够全面了解并理性选择专业,合理规划未来职业。

针对当前普通高校化学课程学习的现状,从课程难度、学生基础、学习目的等方面进行原因分析,提出教学改革的必要性。“以学生为中心”进行教学方法、教学手段、教学思想的改革研究与实践,改变单一教学方法,采用“分层次”教学与辅导,缩小学生基础差距,降低学习难度;采用多种教学手段,利用慕课等平台进行线上线下混合式教学,线上详细讲解、反复熟练,线下夯实基础,强调重点,通过后台数据、线上测验监督和管理学生的线上学习情况,并结合线下作业、考试,做到线上、线下实质等效;在教学思想上进行改革,举例分析如何将思政元素引入到化学课程中,这样能激发学生的学习热情,帮助他们树立良好的人生观、世界观,使教师真正做到“既教书,又育人”。

基于新工科理念,针对传统分离工程课程存在的“师资队伍综合素质与能力未高度契合新工科建设要求”“教学模式重知识、轻学生能力培养与价值塑造”“课程整体设计与新经济、新产业、新技术结合不紧密”等痛点问题,结合新工科建设的内涵,通过建设高水平师资队伍、深化课程思政、编写国际认证教材、夯实科教融合、创新教学方法、拓展全英语教学、完善多元化评价体系和“多回路”持续改进机制等措施进行了课程改革与实践。拓宽了学生国际视野,强化了其高阶思维、多元综合的工程能力和工程素养的培养。

教学团队立足元素化学课程特点,设计、建设了“科学”“人文”“思政”三融合的元素化学课程思政案例库,并将之融入线上线下混合递进式教学的各个阶段和环节,以同步实现知识传授、能力培养、价值塑造三位一体的教学目标。同时,建立课程思政的集体教研制度,确保课程思政的整体性和持续性。

以物理化学课程中的“表面张力”一节教学为例,依据教学目标、学生中心和产出导向等3方面,精心设计教学内容和教学方法,充分挖掘各个教学环节的思政元素,力求将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体。综合性作业和问卷调查结果表明,多元化教学模式可较好地将教学内容与思政元素有机融合,实现知行合一,有利于学生综合素质的培养。

针对结构化学和计算化学的课程特点和学生学习两门课时的学情分析,提出了结构化学和计算化学在授课过程中有机结合、相互渗透,实现“1+1>2”的教学效果和追求理解的学习,为学生理解结构化学的抽象概念和理论以及理解计算化学的基础知识提供一种很好的学习方法,也为教师提供一种很好的教学策略。

通过对酯化反应、酯交换反应和聚集诱导发光概念的深入介绍以及不同合成超支化聚碳酸酯方法的比较分析,引导学生理解“传统孕育创新”的文化思想。以碳酸二乙酯和丙三醇为原料,通过简单的酯交换缩聚反应设计并合成具有聚集诱导发光效应的超支化聚碳酸酯,利用紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计分别研究超支化聚碳酸酯的紫外吸收性能和荧光性能;通过透射电镜和激光粒度仪研究超支化聚碳酸酯的聚集形貌和大小以探索发光机理。整个实验教学从科学角度出发,从合成原理和发光机理的教学理论中让学生理解“传统孕育创新”的文化内涵,不仅可以培养学生对科研的热情和兴趣,还可以让学生掌握先进仪器的操作技能,培养学生综合实验能力和人文素养。

将新型荧光探针用于铜离子分析的科研成果转化为本科分析化学拓展实验教学,涵盖了结构分析、定性分析、定量分析等教学内容。通过荧光的“开-关-开”实验让学生直观地理解荧光探针与铜离子之间的配位反应,提升学生的研究兴趣;引导学生以研究者的角色设计和执行新的分析方法的建立程序并将建立的方法应用于实际样品分析中;探究荧光探针与铜离子的络合比;最后将荧光探针技术应用到快速分析领域中,鼓励学生活学活用。

将前沿成果引入到大学本科综合实验,设计了利用NBS-Py体系从电子废弃物中提取单质金的新创综合化学实验。以氧化还原和配位理论为指导,利用N-溴代琥珀酰亚胺-吡啶(NBS-Py)体系温和、低毒和高效的特点,从电子废弃物中绿色提取金单质。该研究实验包含丰富的知识原理、实验技能、表征技术且应用性强,故可有效地转化为综合教学实验。在浸出、提取、还原、煅烧以及结构表征等过程中,始终贯穿以问题为导向的探究式教学模式。本实验可在提高学生基本实验技能的同时,锻炼学生运用基础理论理解实验原理、设计实验方案、自主探究和协调合作的能力,并在实验实施过程中的每一环节都注重提高学生的科研素养和创新能力。

科学本质教学设计是科学本质教学实践的基础。本研究评估了35名职前科学教师的科学本质教学设计。数据源包括:科学本质教学设计、半结构化访谈、非正式访谈等多元数据。数据分析以“显性-反思性”教学为框架,分别从科学本质教学设计的目标设定、内容融合、情境创设、问题、讨论、反思等6个方面对职前科学教师的科学本质教学设计进行等级编码。研究结果表明,职前科学教师能够将科学本质作为认知性目标,挖掘课程材料中的科学本质内容,较好地设置科学本质的教学情境,但在具体实施科学本质教学设计的问题、讨论、反思时表现欠佳。这表明职前科学教师在将“显性-反思性”教学转化为具体的、实操层面的教学设计时仍然存在困难。

在问题导向下组织架构羧酸知识模块,设计出羧酸的“六步式”教学模式,即“导、习、析、思、探、拓”。以思维提示、问题导向、讨论互动为教学活动的主线,结合专业及生活教学情境的创设,由浅入深地探索问题、解决问题,达成学科知识的内化和发展化学学科核心素养的目标。

为进一步改善教学效果、提高教学质量,通过问卷调查的方式,分析材料类专业选修课现存问题及原因,并提出教学改革方向,包括明晰学生的选课目的、动态调整教学内容、多重教学模式提高师生互动和多角度考核方式等提高学生能力素质达成情况。本文以柔性材料与器件课程为例,有针对性地提出了教学内容、教学形式、考核方式等3个方面的具体改进建议和措施,在此基础上总结和完善了面向材料类专业选修课的可行有效对策。

介绍了医药类院校物理化学实验“D-101大孔树脂对根皮苷的吸附动力学”。从该实验的背景、意义与目的、原理、操作、数据处理、讨论与教学建议等方面进行了详细介绍。在操作部分附上了各步原始操作记录的样例,在数据处理部分附上了处理数据与绘图拟合的样例,并附上了已录制的实验教学及数据处理指导视频网址。所设计的实验兼具了鲜明的物理化学特征与制药行业特点,在实现了基础化学实验操作教学目的的同时,也起到了与医药领域各专业实验教学紧密支撑的衔接作用。

以L-酪氨酸为案例,结合计算化学手段,设计了采集紫外可见吸收光谱的教学方案,并探讨了计算化学在紫外可见吸收光谱教学中的具体应用。通过对该分子紫外可见光谱的模拟与指认,以及利用多种方法对其不同电子激发过程开展分析,不仅可以有效解释实验光谱吸收峰的来源,还能获取一系列具有教学意义的等值面图形与数据,来帮助学生加强对轨道跃迁类型、电子转移与空穴-电子分布等电子激发特性方面的感性认识,从而使得教学内容既有趣生动,又富有理论深度。

电化学热力学建立了可逆电池电动势与相应电池反应热力学函数间的关系。电化学氧化5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可以取代传统聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)路线制备生物衍生塑料,但是该反应的标准电动势和各分步反应的标准可逆电极电势尚无精确的实验数据可用。本文通过查阅文献中的热力学数据推算了该数据,确证了从热力学和动力学2个方面看HMF的电氧化反应比水的电氧化反应都优先,而且HMF的电化学氧化在强碱性溶液中更易进行。将本文内容作为综合习题引入电化学热力学教学,加深了学生对物理化学各部分之间关系的理解,提升了其综合应用物理化学知识解决实际问题的能力。

酮的多元卤代和α-卤代酮的Favorskii重排都是醛酮教学的重要内容,且都是在碱性条件下烯醇化后发生的。但是,前者是在含有卤素一侧烯醇化,而后者却是在不含卤素一侧烯醇化。这种烯醇化的“随意性”常引起学生困惑,甚至认为此2处的烯醇化是“矛盾”的。通过分析卤代酮烯醇化的可逆性和Favorskii重排的不可逆性合理地解释了Favorskii重排中烯醇化的合理性,化解了教学中的这一“矛盾”。

选取Journal of Chemical Education近十年来有关“配位化学”主题教学的载文,从文献栏目分布、关键词分析、教学案例类型的不同视角分析该主题的发文情况,并基于趣味活动、生产生活、模型教学、信息技术等4个维度介绍了具有代表性的教学案例。最后提出促进“配位化学”主题有效教学的研究建议,为我国“配位化学”主题教学研究及教师教学实践提供借鉴和参考。

档案信息化管理对于保障产科教融合协同育人实训平台动态复杂体系的正常运行和实训教学的有效实施具有重要意义。以青岛大学材料学科实训平台为例研究了实训平台动态运行复杂体系档案信息化管理存在的问题与对策。结果显示:实训平台动态复杂体系实现档案信息化管理存在档案信息组成元素的复杂性、档案信息收集与整理的多样性和时效性、对档案信息管理机制的强依赖性等问题;实现实训平台动态复杂体系档案信息化管理的对策有:准确梳理复杂体系各档案元素之间的关系、设计合理的档案信息管理系统、科学构建服务于实训教学的档案管理机制。

作为北大理科社团的早期探索,北大化学门率先于1917年建立了“理科化学讲演会”,其后又发起了“真社”,虽然开展了一些课外活动,但规模较小、存续时间较短。1922年,组织更为规范的北大化学会成立,成为汇聚学生开展课外学习的重要平台,为课堂教育提供了有力辅助。北大化学系学生社团的发展和演变折射出此时期学生自治、集体研究意愿的高涨,社团参与及活动开展均对学生成长良有裨益。但由于此时科学文化不彰,又受到社会环境、政治局势的重重制约,科学社团在发展过程中仍然面临诸多障碍。