以我国卫生健康委员会和美国国立卫生研究院发布的新冠肺炎诊疗方案为主要参考依据,从目前全球范围内推荐用来治疗新冠肺炎的小分子抗病毒药物中选取了10种“明星”药物作为代表,对其化学合成路线进行了介绍与分析。这些合成路线广泛涉及到了基础有机化学的各类重要反应,如自由基取代、亲电加成、亲电取代、亲核加成、亲核取代、重氮化反应等,为有机化学教学提供了丰富的应用案例,同时也有助于培养学生的社会责任感。

由于尺寸效应,纳米催化剂具有高的催化活性。然而,在制备过程和反应过程等高温条件下,纳米催化剂的活性组分易烧结,造成催化稳定性逐渐下降等一系列问题。核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂是提高纳米催化剂抗烧结性能最有效的措施之一。首先介绍纳米催化剂的烧结机理,然后讨论核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂的设计策略,最后概括了核壳/蛋黄蛋壳结构催化剂的制备方法,为他们在高温反应中的应用提供参考。

磷作为一切生物体的必需元素,参与了包括生命体能量代谢、结构调控、遗传信息传递等在内的必要过程,其重要性不言而喻。然而,在国内基础学科教学过程中,基于酶促反应的调控机制和反应机理被拆分到众多生化专业相关的课程中,并未能得到系统性的剖析与讲解。本文从基础磷酸酯和磷酸酐的化学结构及反应特性入手,分别讨论了生物体中磷酸酯相关的调控酶类,并对最重要的一类磷酸酐——三磷酸腺苷在生物体内的转化关系做了系统性的讲解及分析。作为对磷元素相关的生命化学过程的梳理归纳,希望对化学及生命科学的教学与科研实验设计有所助益。

通过对综合性大学公共选修课“微量元素与人体健康”几个典型教学实例的介绍,展现了将化学、医药卫生、人文历史等3类知识体系有机融合和课程思政性、科普性、趣味性的协调统一。这种“三知三性”的教学理念为化学与健康类公选课的教学改革与课程建设提供新方法与新思路。

探讨了化学类专业课程思政要素、教学方法和途径,提出了“六维度、四构建”思政教学策略。从化学中的哲学思想、化学的价值观、化学科学精神、化学思维方法、化学伦理、化学文化“六维度”确定化学类专业课程思政要素;以教学目标创建为基础、教学内容和教学资源重构为重点、教学方法构建为关键、成绩评定体系建立为保障的“四构建”系统设计课程思政的教学方法和途径。基于“六维度、四构建”课程思政策略,对无机及分析化学课程进行了教学实践。实施结果表明,这些策略能有效提高课程育人的针对性和有效性,为高校同类课程思政建设提供一个可借鉴的思路和模式。

在师范认证背景下,针对现阶段师范院校化学专业英语教学的特点和存在的问题,笔者贯彻“产出导向”理念,通过增设课前展示、使用思维导图、创新课程思政等方法进行教学探索。实践证明,上述做法能够提高教学质量,提升学生的教学能力、学习能力和育人能力,达到化学专业师范生毕业要求。

随着信息技术在教育领域的全面运用,秉持教育育人的宗旨,为了充分发挥“线上+线下”融合式教学优势,构建了基于SME(strategy-method-evaluation)的双向课堂教学模式,包括根据培养目标和课程定位灵活制定教学策略,兼顾教师和学生两个角色的教学方法的多元化运用,以及围绕学生和教师的共同发展而进行的动态性课堂效果评价。在现代教育技术手段的助力下,对以物理化学课程为例的教学研究与实践表明,基于SME的双向课堂教学模式对于提升教师课堂教学水平和培养具有批判性和创新性思维的多样化人才起到了积极性推动作用。

基于“以学生为中心”的教育理念,针对基于问题式学习(PBL)的有机化学教学中存在的问题,进行了基于PBL的数据驱动混合式教学改革,并以有机化学课程为例进行了实证研究。线下教学内容注重根据学生线上自主学习的时长和测验统计等学习数据找到学生最近发展区,弹性决策课堂教学内容和活动,重点解决线上学习中的难点问题,并聚焦学生课堂的深度学习与个性化教学,实现了线上和线下学习活动的有机融合。问卷调查和学习行为分析结果表明,基于PBL的数据驱动混合式教学做到以学生为中心,个性化教学,持续改进教学效果,是提升学生学习质量的一种有效的教学模式。

通过挖掘课程蕴含的思想政治教育元素,提出了高分子化学专业实施“课程思政”教学改革的具体路径和方法。充分发挥课程的育人功能,实现全程育人、全方位育人和全员育人的大思政教育格局。以高分子化学专业“微塑料与海洋环境”示范课为例,进行课程思政教学设计,包括案例主题、教学目标、教学方法、教学过程以及教学效果调查与分析。效果分析表明在传授专业知识的同时这一示范课充分挖掘了专业课程中的德育元素,增强学生思想政治素质,有效地激发了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。

以胶体化学实验为例,从经典实验课程内容出发,介绍了以问题驱动为导向的探究式教学法在物理化学实验课程中的应用,不断引导学生主动参与到实验方案的设计和实验结果的分析中,为推动人才培养模式创新提供参考。

12-钨硅酸制备是大学教材《无机化学实验》中的常规实验。该实验为验证型实验,探究性和综合性不足,实验药品用量大,安全性低。从《化学类专业本科教学质量国家标准》出发,考虑实验设计性、综合性和安全性,对该实验进行了改进,包括无机物的制备、结构表征和性能测定。微型实验和单因素实验探讨Si∶W₁₂配比、温度和时间等对乙醚萃取法制备12-钨硅酸的影响;用紫外和红外光谱表征产品结构;用电化学工作站测定产品的电化学性质。通过实验,引导学生掌握科学系统的研究方法,加深绿色化学理念,进一步理解结构-性能的密切关系,了解杂多酸在科研领域中的应用,培养学生的综合实验能力和创新能力,为后续进行毕业论文和从事科研工作打下基础。

通过引入柠檬酸丁酯酯化精馏实验,将高分子材料制备、催化剂制备、材料表征与正交实验引入到课堂。通过本实验可以:(1)熟悉和了解高分子聚合实验,拓宽知识面,将地方产业特色融入到课堂中;(2)了解催化剂的制备方法,同时对高分子材料和催化剂进行表征,掌握仪器分析在催化剂制备中的应用,增强综合实验能力;(3)利用正交实验探索酯化精馏实验最佳的实验条件;(4)以柠檬酸丁酯酯化反应替代乙酸乙酯酯化反应,实现实验内容的更新。本实验将化学工程实验与地方产业需求和研究生阶段的科研能力培养进行有效衔接。通过本实验学生可以将书本知识应用到实际中,增加获得感,提高创新能力与综合素质。

Suzuki-Miyaura偶联反应作为构建碳碳键的最有效的手段之一,在制药、催化、先进材料制备等领域有着广泛的应用。介绍了一个有机化学综合创新实验——以Suzuki-Miyaura偶联反应中涉及的有机化学反应动力学为研究背景,探索了该反应体系中各物质浓度对反应速率的影响,解释了该反应的可能机理。通过该综合实验项目,有助于加深学生对Suzuki-Miyaura偶联反应机理的理解,激发学生对化学动力学的科研兴趣,同时提高学生在无水无氧操作和仪器分析的实践水平,培养学生的创新精神。

师范类专业认证是全面保障和提高师范类专业人才培养质量的重要举措,师范类专业认证的实施会促进教师教育课程的建设与改革。对照师范类专业认证的要求,对教师教育课程进行评估对推进教师教育课程建设和改革具有十分重要的意义。以“中学化学教学设计与教学能力实训”课程为例,对其课程目标、内容、实施模式、评价方式等多方面进行评估,并依据结果发现其尚不完善之处,如师范生学习效率有待提高,探查师范生进阶的变化存在困难等。基于认证标准提出了相应的改进措施,如在课程中增加师范生汇报教学反思的流程,将师范生的自我反思内容外显等。

为适应我国高等职业教育的发展形势,提高学生职业能力以及职业素质,借鉴CDIO工程教育理念,构建了化妆品技术专业创新实践教学平台。平台重新梳理了化妆品技术专业实践教学的课程体系与化妆品的构思研发、工艺设计和优化、检测与评价以及产品实现等的整个生命周期所涉及到课程之间的相互关联。将这些与化妆品的具体生命历程的相关课程分别赋予到工程教育理念的构思(C)、设计(D)、实施(I)、运行(O)等4个方面,从而实现对化妆品技术专业实践教学平台的创新建设。创新实践教学平台的建设加深了学生对专业知识的理解和应用,提高了学生的实践能力、工程能力和创新创业能力,更好地实现了化妆品技术专业培养人才目标。

在促进基础学科与应用学科交叉融合以加快“高等学校双一流”建设的时代背景下,以“神奇的甲基化效应”为例阐述医用化学与药物化学课程内容的融合,从化学结构的角度综合分析了甲基的引入对药物代谢动力学性质、分子构象或脂溶性的改变,从而减轻药物的毒性、增强药物活性、改善成药性等。将综合性、应用性强的药物化学与理论性强的医用化学进行融合,使学生既掌握化学的经典原理,又能从新药设计的实际情况出发,构建对学生职业成长有意义的知识体系,以期克服传统教学模式下理论知识与实际应用脱节的缺点,促进教学质量的提高。

针对研究生教学教材内容跟不上科研进展、教材内容被最新研究成果挑战等问题,详细介绍了讲座法和problem-based learning (PBL)法相结合在研究生课程“表面化学研究进展”中的教学实践和探索。通过讲授与PBL教学过程相结合,提出了导师队伍参与课堂活动、邀请专家讲座、充分利用网络资源、丰富考核评价机制和教学调研等措施,并重视学生课堂中及时提问和反馈,充分实践了以问题为导向、以学生为主体的教学模式,向学生示范了科学研究从发现问题、分析问题到解决问题的科研过程,以及独立思考和批判性思维的重要性。为培养了解科研前沿发展,又具有独立思考、批判性思维和自主创新能力的研究生这一育人目标做出了探索性的教学实践改革和创新。

主要依托物理化学中的热力学基本原理,浅议热力学方法、简介化工热力学方法和工程热力学方法及应用等。热力学方法主要有循环法、特性函数法、变量变换法、标准状态法、平衡法及极值法、微元法等,并归纳了各种方法的特点、作用及意义。对于学生学习物理化学中的热力学,具有一定的指导意义,拓展了热力学的基本知识。

通过对荧光发展历程上的几个典型史实的介绍,从不同侧面展示了化学史教育在大学教学中的价值。在讲授和传递知识的教学过程中有机地融入化学史,不仅具有提升学习兴趣、提高课堂效果、深化对知识点理解的作用,还具有帮助学生从发展历史中汲取科学营养和精神力量的作用,达到“明理、增信、崇德、力行”的终极教育目标。