由于化学危害因子种类繁多,且在食品的生产、加工、储藏、销售和运输等多个环节都可能造成食品的污染。非定向筛查是一种全分析技术,一次性地给出食品中的外源性物质的全方位信息。主要介绍了用于食品中的非定向筛查样品前处理方法及已报道的样品前处理材料,列表对比样品前处理方法和材料的优缺点,并展望发展趋势。

从水的过冷度和凝固点降低值2个角度对天然水、矿泉水与纯净水的凝固特性进行理论分析,并通过实验对分析结论进行了验证。阐明了稀溶液的依数性和离子水合作用(离子-偶极作用)对水分子之间氢键的破坏是饮用水凝固点和过冷度改变的主要原因。旨在为饮用水在低温下的选择和储存提供理论参考,并使人们从多角度正确理解水的凝固特性,促进科学认识。

将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体,是课程思政建设的根本任务,也是立德树人的必然要求。主要介绍如何在“目标-方法-评价”三维视角下,创新开展有机合成课程思政教学工作。首先从总体课程教学目标设计入手,构建有机合成知识点与思政映射点相对应的目标体系,同时采用讨论型、探究型、实践型教学方式,实现有机合成课程授课过程中价值引领、知识传授和能力培养有机统一,最终开展课程目标达成度分析,评价有机合成课程思政教学效果。

在中国,有机化合物的正确中文发音是有机化学教学、学术交流和发展的重要基础。而有机化合物名称中涉及到了很多形声字,某些字因与其声旁音调不同或读音不同,容易造成名称的误读。总结了常见有机化合物名称中涉及到的中文专业术语,并根据《新华字典》《辞海》等工具书对其逐一进行注音,可作为化学工作者和化学初学者的重要参考。

离子液体具有独特的理化性质,是极具潜力的新型电解质。如何提高学生对离子液体电解质的学习兴趣和效率,特别是抽象概念和知识的学习,是当前化学教育新课题。以胍类离子液体(胍盐)中胍阳离子及其前驱体——胍的分析为例,提出了一种基于对问题多角度分析并引导学生联想学习的教学方案,旨在实现离子液体教学方法的多样化,使教学内容简明扼要以激发学生学习的兴趣。

以“学生为中心,教师为主导;理论为基础,实践为主线;育人为目的,能力为目标”作为基本原则,建立一种适应当代新工科建设的“计算化学与应用”新教学模式。形成优化的课程教学体系和科学有效的考核评价方法。通过“理论与实践、基础与前沿、学习与研究”相融合的教学组织模式,全面提升学生的研究能力和创新能力。所设计的新教学模式将计算机、化学、工程等多学科进行交叉和融合,凸显新工科特色。建立了符合新工科建设需求的创新型高素质人才培养模式,课程改革和建设取得了显著成效。

在“碳中和”背景下,高等教育的教育理念和教学模式应围绕国家可持续发展战略对新型人才的需求而做出调整。结合本校高分子材料与工程专业的特点和发展方向,在强化基础理论和知识的基础上,将本专业课程在教学内容、教学方法和课程思政元素融入等方面进行了系列改革和探索,重点培养学生的“碳中和”理念、创新意识和实践能力,以便进一步提高本专业人才培养质量,满足“碳中和”目标下国家对相关人才的需求。

为将混合酯的缩合反应引入本科化学实验教学中,设计了综合化学实验——茚-1,3-二酮的制备实验。该实验以邻苯二甲酸二乙酯和乙酸乙酯为原料,乙醇钠为催化剂,经Claisen酯缩合反应、酸性条件下酯水解反应、热脱羧反应制备了茚-1,3-二酮。实验涉及回流、蒸馏、重结晶、减压过滤、恒温控制和恒压滴液等基本操作,并利用熔点测定、红外光谱及核磁共振氢谱、碳谱等对产品结构进行了表征。本实验综合运用了有机合成、产物分离和结构表征等技术手段,对于培养本科生的多步合成能力及波谱解析能力具有很好的教学效果。

高分子化学实验是高分子材料与工程专业本科生的专业必修课程,是培养学生实践能力和创新能力的关键环节。针对高分子化学实验教学过程中存在的问题,从“以学生为中心”的教学理念出发,围绕优化实验教学内容、革新实验教学方法、健全实验评价制度等进行改革,从而锻炼和培养学生的创新能力和解决复杂工程问题的实践能力,全面提升学生的综合素质,满足社会对高素质综合型人才的需求。

结合天然产物全合成的理论知识,设计了从简单易得的底物出发实现吴茱萸碱一锅法合成的综合化学实验。实验过程包括背景文献调研与分析总结、吴茱萸碱一锅法合成、化合物波谱性质表征以及反应机理研究。该综合实验不仅可以培养学生的文献检索、合成操作以及谱图分析等方面的综合能力,而且可以提高学生对有机合成方法学及反应机理研究的理解,提升学生对科学研究逻辑的认知,为将来从事相关科研或实践工作打下基础。

基于绿色化学理念,探索选用无毒、低熔点的“正十八醇-月桂酸”近室温有机共熔体系,通过测量步冷曲线,获取不同配比条件下体系的固液相变温度,从而绘制相图;再用差示扫描量热法对固液相变温度加以验证,显示2种方法测得的固液相变温度相互吻合,表明该二元共熔体系用于固液相图绘制实验的可行性。由于高级脂肪酸-脂肪醇体系固液相变的潜热较大,该类体系展现出有望作为潜热储能材料的应用前景。因此,该二元有机共熔体系相图测量实验,可在对实验体系进行绿色化探索的基础上,帮助学生认识相变材料和潜热储能技术。

介绍了化学教学论实验的重要性、教学现状以及自制微视频在教学中的优势和作用,基于学习金字塔理论和合作学习理论,阐述融合自制微视频进行化学教学论实验教学的过程,分析实际教学情况。聚焦探讨自制微视频的教学方式在高校化学教学论实验课程中的教学促进作用,通过训练学生自制微视频进行实验教学,将信息技术与实验教学整合起来,培养职前教师的实验技能、教学实践能力和信息技术应用能力。

分析“胶体”教学内容,根据知识特点和学生学情进行教学设计,以实验探究引领教学。重点培养学生宏微辨析和模型认知的能力,并通过建构的模型进行知识迁移,解释生活和药剂生产中的问题。

在法庭科学领域中爆炸案件现场火炸药残留物的可视化、快速、准确检验,可以为案件的侦查指明方向,对案件的性质做出快速判断。采用6种敏感单元构建化学传感阵列,利用数码相机对化学传感阵列进行拍照采集图像,使用Adobe Photoshop 2022对图像进行处理获取RGB数据,结合主成分分析(PCA)、聚类分析(HCA)和线性判别(LDA)对爆炸残留物种类进行判断,准确率达到100%。将有关的基于化学传感阵列可视化检验的理论与应用融入到法化学的实验教学中,能够拓展学生的科研视角,锻炼学生的实验操作能力。

为促进“研学结合”,增强学生实际操作能力,依托于化学实验平台设计了“矿物基环境修复材料制备及应用”的化学综合实验。实验内容包括改性沸石材料的制备、表征和应用探索。实验由教师科研成果转化而成,已在本校环境化学综合实验课中进行教学实践,该实验可以使学生掌握文献调研、材料制备与表征、性能分析、数据处理等重要技能,锻炼学生综合实验设计和思维创新的能力,激发了学生探索环境修复材料前沿知识的兴趣。

以耐药性金黄色葡萄球菌细丝温度敏感蛋白Z(FtsZ)抑制剂的虚拟筛选为例,在食品类专业综合实验课程教学中借助MOE软件,基于分子对接原理方法从花椒活性小分子库中筛选细菌FtsZ蛋白靶向抑制剂。通过配体小分子数据库的建立、受体蛋白质处理、对接参数设置、筛选结果评价和活性验证等内容,帮助学生系统掌握基于分子对接的活性分子虚拟初筛和活性验证工作流程,降低学生理解分子抑菌机制的难度,增强对跨学科交叉研究新手段的认识,拓展研究方法和创新能力。

针对“可再生能源与氢能技术”重点专项中储氢瓶技术指标展开工程分析,根据真实气体的工作状况,采用多种状态方程进行质量衡算,并对不同的计算方法、适用条件进行了具体分析,对衡算结果进行了汇总和比较,把学科前沿、产业技术最新发展成果融入教学设计,符合主题大概念统领的项目式学习要求,可以作为实际气体质量衡算课程设计的新素材。

从1828年到1931年,经过化学家的百年探索,现代钌元素的概念逐渐形成。主要分为3个阶段:从钌铂矿残渣分离出不纯的钌元素样品,钌单质的成功制备以及钌同位素的发现。在钌元素概念形成和发展的过程中,创造性的直觉思维发挥了重要作用,严谨求实的科学态度和批判质疑的科学精神也功不可没。