随着我国城市化进程加快和工业化程度加大,水环境保护问题愈发突出。水质的实时监测是水质治理的重要前提之一。从水质实时监测发展历程中的各项技术谈起,介绍和比较多种光学传感法,并着重聚焦于新兴的量子点微型光谱传感技术。量子点光谱仪是基于胶体量子点材料的重建式微型光谱仪,具有成本较低、性能优良、发展潜力大等诸多优势,目前已实际应用到水环境实时监测中。最后总结并展望了水质实时监测技术未来的发展方向。

阐述了北京化工大学化学工程学院整合校内教师及短期外籍专家师资力量,面向化学工程领域本科生开展全英文通识课程“过程强化”建设的经验。针对高校通识教育普遍存在课程覆盖面窄、学生积极性低、师资力量薄弱、授课形式单一等问题,从课程内容设计、教学模式创新、专业思政融合等3个方面,总结了课程教学改革方面的特色实践。在全英文的教学环境下,通过简单的语言将化工过程强化的概念原理与日常生活紧密联系,生动展示化工学科实用性强和适用面广的特点,既能够增强学生对专业学习的热情,又促进了学生对专业英语感悟能力、口语表达和沟通能力的提升,为化工类通识教育课程建设和高素质复合型人才培养提供了借鉴与参考。

在“双碳”目标下,国家对高性能分离膜和膜过程提出了更高要求,迫切需要培养符合“新工科建设”的多元化和创新型人才。针对国家对膜技术领域创新型和实践型复合人才培养的需求,笔者对本科生“膜科学与技术”课程进行教学改革探索,形成“教、学、研”一体的教学模式和“精讲启发、探索新知、线上线下相结合”的教学方法。教学内容紧跟膜技术的科技前沿,并展望未来的发展趋势和应用需求。此次教学改革以期能够锻炼学生的自主学习能力与创新能力,并让学生形成积极关注和主动思考科技前沿的思维习惯。

简要介绍了基于OBE理论构建无机化学课程思政教学体系的思路、实施方案和课程目标,重点展示了传统文化和爱国主义、科学精神和科学方法、马克思主义哲学原理、可持续发展理念和实践等4方面的课程思政素材在课程导入和参与式学习中与专业知识有机融合的教学案例。多年的实践表明,在教学中将知识传授、能力提升和价值引领凝聚为统一发展的整体,促使学生讨论、反思和体验,推动学生理解认同课程的价值目标并内化为自己的价值自觉和实践行动,达成最大学习成果,很好地实现了课程思政目标。

结合大学化学的教学现状,针对学生的需求,深入思考在教学过程中设置习题课的重要性和相关问题。从教师素质、班级规模、教学方法、习题构建与讲解以及考试等不同角度提出有效提高习题课效率的策略。进一步探讨线上线下混合式习题课教学模式的可行性,并提供可参考的教学案例,以期促进大学化学专业课程的教与学。

基于对“抓课程质量是人才培养核心要素”观点的理解,笔者认为“ds区元素”的教学如果能够达到知识、能力、素质的有机融合就可体现“高阶性、创新性和挑战度”。针对以往教学设计往往带有普遍性的条块僵硬、内容陈旧、不能反映相应的研究进展等短板,以实施知识、能力、素质的有机融合为目标,以利于促进学生科学素养的发展为出发点,在注重基本面知识的厚实性、内容模块的完整性、发展学科融合的先进性等方面进行了尝试,以期充分发挥课堂教学的功能。

面向国家航天探月重大需求,将科研项目“仿生荷叶超疏水微纳结构防月尘性能研究”转化为本科生实验,主要内容为利用原子层沉积技术制备铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜,结合水热法制备具有二级微纳结构的AZO涂层材料。该实验航天背景特色强,涉及化学、材料、航天等多学科交叉融合。学生从薄膜制备、表征技术、探讨除尘以及晶体生长机理等4个方面接受基本科研训练,与探月工程同频共振,有利于增强学生实践能力,使学生潜移默化感知社会脉搏,引导学生从事航天事业。

以高效、合理利用信息化教学资源为基础,重新构建了无机化学元素性质实验教学模式。介绍了构建教学模式中微视频的使用方法,基本实验和自主实验相组合的教学内容,以及多途径考核评价的方法。探讨了元素性质实验教学模式重构后的实践效果,改善了教学现状,有助于提升教学效果。

提出高校化学化工类实验实训室安全管理可以借鉴生产经营单位实施双重预防机制成熟经验,将实验实训室隐患排查和事故后处置传统经验式安全管理方法提升到基于风险管控的过程安全管理模式,实现安全管理关口前移和事故纵深防御,基于理论指导构建了面向高校的双重预防机制实施路径图和具体操作,并结合工作经验提出指导建议。

结合计算化学方法,介绍了一个面向高年级本科生的物理化学实验。本实验运用Materials Studio软件,通过量子化学方法研究H₂在Ni表面的物理和化学吸附现象,以及覆盖度和催化剂对于H₂解离的影响。通过本实验,可以使学生初步掌握借助计算化学手段获得反应活化能、搜索过渡态的思路和方法,有助于学生从原子层面上理解气体在固体表面的吸附现象。

跨学科思维是个体在解决复杂问题时,基于学科知识间的内在联系寻找问题解决方案的思维方式。基于SOLO分类理论和STEM教育的“融合斜面”构建跨学科思维评价框架,采用NVivo12分析软件依据“STEAM金字塔结构框架”对93位化学师范生的STEAM项目的任务分解资料进行编码和统计,分析化学师范生跨学科思维发展水平。以期为进一步寻求化学师范生跨学科思维高水平发展的策略提供参考。

对高职院校药物分析课程进行了课程思政的教学探索与实践。首先基于重构后项目和任务式的课程教学内容,确定课程思政总目标和思政教学主线。然后梳理思政元素,建立课程思政资源库,创新思政教学方式方法,把课程思政教学与知识技能教学相统一,形式多样,生动有趣。最后通过构建思政素养考核机制,使课程思政育人效果可评可测。通过以上探索与实践,有效发挥了专业课程育人的功能,达到良好的教学效果。

有氧和无氧分解是生物体代谢有机物的2种途径,前者一直是生物化学课程中物质代谢的教学核心和重点。厌氧消化是有机物经无氧分解生成甲烷和二氧化碳的途径,相比于有氧分解,其具有化学反应众多、中间产物多、途径复杂等特点,同时对维护自然生态平衡、物质循环和人类社会的绿色健康发展等具有重要作用。如此重要的途径长期以来一直没有在生物化学教材与教学内容中体现,亟需进行教学改革。利用布鲁姆教学目标分类理论将厌氧消化过程中的主要反应、氧化还原过程及电子传递、热力学变化及串联反应等知识进行系统介绍,对物质代谢的另一条无氧路径进行补充,丰富了学生代谢网络的知识框架,完善了生物化学教学体系,相关教学内容和经验可供同行参考借鉴,对相关课程教学改革具有重要价值。

“制药过程安全与环保”为制药工程专业本科生必修核心课程,但其课程体系不完善,基于OBE和EHS理念,从课程目标、课程内容、课程思政、教材、教学方法、课程考核与评价方法等方面对该课程进行了建设和完善,取得了一些创新性成果与经验,制定了教学目标,创新性地设置了课程内容,开展了课程思政,主编了教材,提出了适宜的教学方法,建立了课程考核与评价方法,可以为全国其他高等院校类似课程的教学与建设提供有益的借鉴。

介绍了中药制药化学课堂中“缔合态”部分的实验教学实践。面向中药制药一流专业人才培养要求,以甘草酸的缔合态为实验主题,通过探究式实验教学模式,即问题发现、启发引导、方案设计、探索实践和效果反馈,实现了缔合态概念、物化性质和发生机制的教学目的。教师通过对问题层层递进的教学方式,启发学生感悟专业知识的力量和科学本质,培养学生的科学思维和科研精神,增强学生创新能力,提升实验教学质量。

为解决化学教育硕士教育实习评价存在的问题,基于OBE(成果导向)理念,聚焦化学教育硕士毕业时“学到了什么”“能做什么”以及毕业后5年应具备的职业能力,从“实习表现、教学工作、班主任工作、教学研究工作”等4个维度出发,开发出包含14个二级指标、65个三级指标的实习评价量表,并建立起与“实习准备阶段、实习实施阶段、实习总结阶段”相对应的“监控—调节—改进”环节以保障实习质量,最终形成了“四维三阶”的闭环式教育实习评价体系,规范了化学教育硕士教育实习评价方式,提高了教育实习质量。

基于卤代烷亲核取代(S_N2,本文记作S_N2C)反应,介绍关于卤代烷亲卤取代反应(S_N2X)的理论基础、影响因素;还介绍了几类常见亲核试剂参与的S_N2X反应以及关于不对称催化S_N2X反应的最新研究进展。本文内容是对现行教科书相关内容的深度延伸和补充。

基于玻尔兹曼统计法,简要总结独立粒子的非定位系统的统计热力学基础,并应用一些实例来分析统计热力学和热力学方法之间的区别和联系,帮助学生从统计热力学角度加深对一些重要的热力学概念(如热容、吉布斯自由能、焓和化学势)的理解,建立微观物理图像,以更好地学习两部分热力学知识,并能够灵活运用于化学问题的求解中。

基于化学史上著名化学家为课程思政育人元素的教学设计,是化学教学过程中重要和必不可少的环节。但由于中外人名翻译及引用中的差异,时常出现人名简称相同的特殊情况,容易造成混淆,影响此类教学元素的准确应用。以译名简称相同的“费歇尔”为例,总结、梳理了化学史上9位对化学发展做出重要贡献的化学家。通过对他们生平、学术成就和贡献的探究与梳理,明晰不同人物的特点,进而为准确应用化学人物于课程育人提供有益的史料资源。