维生素,一个大家耳熟能详的名字,作为六大营养素之一与身体代谢息息相关。虽然人体每天仅仅需要摄入微量的维生素,但作为辅酶或辅基,它却参与人体众多的生理活动,如葡萄糖的代谢、脂肪酸的合成、遗传物质的构建等,对维持人体正常的生命功能至关重要。以维生素的分子结构和化学性质为基础,全面阐述人体所必需的维生素作用本质。

化工原理作为化工类专业的基础课程,对专业人才培养起着至关重要的作用。目前传统的课程教学越来越难以满足新时代背景下对创新型卓越工程人才的需求,难以发挥化工原理对学生工程思维与工程能力的奠基作用。本课程团队基于“知识、能力、价值塑造”三位一体的教学理念,以工程项目为主线,构建了“课前项目导入-课中项目实践-课后项目拓展”的混合式教学模式;通过重塑教学内容,重构教学环境,优化线上线下教学资源,建设新工科背景特色教材,完善多元化考核评价机制等方式,深化化工原理教学改革。据此,课程教学改革取得系列成效,提升了学生的知识获取能力、高阶思维、工程实践创新能力以及工程素养。可为同类专业课程教学改革提供借鉴与参考。

有机化合物的命名,尤其是一些复杂药物分子的化学名,常常需要标明额外氢与增加氢。《有机化合物命名原则2017》(简称CCS 2017)对2者的使用作出了规范,但缺乏具体使用规则,并且操作示例较少。基于CCS 2017命名原则,结合Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013(简称IUPAC 2013)和《中国药典2020》,详细阐释了额外氢和增加氢的含义,并通过示例化合物命名实操,讨论并总结了具体的使用规则和方法。同时,比较了这3大命名法中有关额外氢和增加氢的命名规则,辨析了它们的迥异之处,并对CCS 2017命名原则在药物中文化学名中的应用提出了建议。

结合基于OBE教育理念的化工专业英语教学实践,对课程的相关教学改革探索与措施进行了总结和分析。通过课程资源建设、课程教学组织、课程成绩评定方式等方面的改革举措,激发了学生学习兴趣,活跃了课堂氛围,培养了学生自主学习能力,做到了教育教学有机统一。相关举措具有通用性,可为相关高校化学化工类专业英语教学提供参考。

围绕“氮族元素”,探索以章节为单元的教学设计与实践案例:(1)重构教学内容,按照物质类别重组内容体系,重在分析同类物质中不同元素所呈现的递变性和规律性,同一元素不同物质之间的关联性,把最新研究成果和社会生产应用等引入教学,完善知识体系,加强课程内容系统化、前沿化和应用化。(2)融合课程思政,提出了本章课程内容与思政同向同行的实施措施和建议,期望学生通过本章学习后,在获得基础知识的同时,能在科学精神、科学视野、科学思维、应用意识和创新发展等方面都有所收获。(3)开展线上线下混合教学模式,采用PBL问题导向探究式教学方法,以提高学生的积极主动性和提升课程教学效果,从而有效实践“知识-能力-素质融合”的课程目标。

一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)(Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O)的制备及组成测定是一个重要的综合化学实验,但是对其水和氨分子热失重脱除历程的研究鲜见文献报道。由于NH₃和H₂O的摩尔质量接近,很难只凭借热重和差热曲线判断每个失重平台对应的反应,因此将热重-差热(TG-DTA)和热重-傅立叶红外光谱-质谱(TG-FTIR-MS)联用技术用于Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O的热分析研究。明确了Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O在升温过程中发生的化学变化,有助于提升学生对热分析曲线的分析能力,丰富了该实验项目的内容。同时通过对热分析曲线的解读,提出了一种可能存在但未见报道的新物质,为后续的进一步研究提供方向。

将基于可逆Diels-Alder键的自修复聚氨酯制备的科研成果应用到本科教学实验中,有利于学生了解本征型自修复聚合物研究的前沿进展,提高学生对高分子化学的兴趣与认知。该实验项目涵盖了缩聚反应、交联和聚合物的应力-应变行为等教学内容,通过本实验,不仅强化了学生的基础知识,还增强了学生文献调研、分析问题和解决问题的能力。

为了达成工程教育专业认证对学生实践能力的培养要求,在能源化工专业实验中设计了“NMV杂多酸的快速合成及其电化学性能”综合实验。实验内容包括NMV杂多酸的快速合成、结构表征及电化学性能测试等内容。要求学生通过文献查阅了解NMV的合成方法和条件,设计NMV的合成方案,掌握电子显微镜、扫描电镜、X射线衍射、单晶X射线衍射、X光电子能谱、热重等表征方法及NMV的电化学性能测试方法,分析总结实验数据。此外,建立了兼顾过程和结果的考核体系,通过实验方案设计、实验过程操作与实验报告撰写等环节全面考查学生的综合实践能力。该实验教学设计体现了学生的主体地位,提高了学生的动手能力、思考能力和实践能力,也培养了学生的创新思维。

RTOP是由美国亚利桑那教师协作体创建的课堂观察工具,用来对课堂上教师的教学效果进行观察评估。使用RTOP对某师范大学17位化学专业教育硕士以及3位获得国赛一等奖的化学专业教育硕士的共20节试讲课堂,在教学设计与实施、教学内容和课堂文化等3个维度展开课堂观察。结果发现RTOP工具对教育硕士的教学效果评价具有良好的区分度,可以直观地反映出不同水平教育硕士课堂表现的差异。研究发现:该校化学专业教育硕士在鼓励学生寻求解决问题的多种方式,引导学生做出预测、假设并设计检验方法,教师引导学生进行反思与评估等观察点的表现上仍需提升。

基于2001-2021年中国知网(CNKI)数据库,对职业教育领域中化学教育教学研究文献进行统计。通过关键词共现和时区分析,从整体把握该领域研究热点和趋势。结合研究内容分析,从专业建设与课程改革研究,教师、教材、教法改革研究,以及学生与核心素养研究等3个方面论述该领域研究进展,并提出一些启示。

马克思主义哲学是一套高级的科学思维体系,具有育人和促进教学的双重特质。将“透过现象看本质”“事物是普遍联系的”和“事物是不断发展的”等马克思主义哲学中最基本、带有普遍意义的观点、方法渗入医用基础化学课程教学,解决教学疑点、重点、痛点问题,培养学生探究本质的思维习惯、系统思维和科学的学习方法、质疑精神和创新意识,以提升学生的专业学习能力。教学反馈结果表明,渗入哲学思想有助于提升教学的质量,实现促教和育人的有效统一。

通过将Chem 3D与Discovery Studio专业软件融入药物化学课程的课上与课下,采用对比法,探究其辅助药物化学学习的效果。实践表明,在药物化学的课程中引入上述2种软件可提升学生的学习兴趣与学习成绩,为开发多元的教学手段提供了参考。

为解决工科大学生难以运用化学知识理解和解决工程实际问题的难题,以交通建造案例中“港珠澳大桥的腐蚀与防护”作为教学切入点,揭示超级工程中蕴含的化学原理和化学创新。探索将工程案例、课程思政、化学理论教学相融合的普通化学课程教学新模式。教学实践表明,新模式不但能有效提升学生学习化学的兴趣,而且有利于培养学生运用理论知识思考、分析和解决问题的能力,为新工科背景下培养能够适应甚至引领未来工程需求的人才奠定基础。

针对爆炸案件现场硝酸根离子快速、可视化检验而提出的关键问题,解决了《微量物证分析实验》中Griss试剂毒性大、响应速度慢以及现有仪器分析方法不便携带的问题。主要采用8-羟基喹啉替代具有致癌性的α-萘胺或盐酸萘乙二胺,4-氨基苯甲酸替代对氨基苯磺酸;硫酸锰作为催化剂,可与8-羟基喹啉形成配合物,提高偶氮反应的速度,利用明显的视觉颜色变化(无色到橙红色)可以实现对爆炸案件现场残留物中硝酸根离子进行定性与半定量分析。

以2-甲基-1,3-丁二烯和丙烯酸DA反应区域选择性机理为例,利用计算化学与分析手段,结合前线分子轨道与过渡态理论,设计了一套实践性教学方案。该方案通过设计一系列计算化学实验操作与分析,引导学生获取直观动态图像与定量数据,并以此为依据来对DA反应区域选择性机理以及动态结构变化过程进行解析,从而帮助学生加强对于相关理论知识的感性认识与理解,发展证据推理与模型认知的核心素养,以达到科研反哺教学的目的。

单重态氧气分子是一种十分重要的“活性氧”(ROS),在燃烧、医疗、生物、材料等诸多领域扮演着十分重要的角色。单重态氧气分子电子结构介绍是“光化学”及“量子化学”课程中的重要内容。借助群论、波函数分析及高精度量子化学计算方法对单重态氧气分子的电子结构进行研究,通过对单重态氧气分子的电子结构排布方式的解析,帮助学生认清氧气分子电子结构排布方式和波函数之间的关系。

σ迁移反应是本科化学类专业基础化学中的重要内容,其反应的区域选择性是教学的重点。以戊二烯衍生物为例,讨论其H[1,j]σ迁移反应及其区域选择性。应用休克尔分子轨道(HMO)理论,导出了最简单4n+1和4n-1型链状共轭体系(即n=1)的π分子轨道能级和波函数;用量子化学方法计算了戊二烯衍生物H[1,3]σ迁移和H[1,5]σ迁移的过渡态结构及其相对能量,验证了戊二烯衍生物在加热条件下将发生H[1,5]σ迁移而不是H[1,3]σ迁移。

18世纪末,伴随着分析化学的发展,科学家先后对新发现的矿物“叶长石”展开研究。19世纪初,瑞典化学家阿尔费德森发现该矿物中含有一种性质未知的固定组分,意识到一种新元素的存在并提出有关锂元素的猜想。1818年,英国化学家戴维通过电解法首次制得金属锂单质,锂元素的猜想得以证实。20世纪初,锂元素同位素的发现,使人们对于锂元素的内涵有了新的认识。总之,随着科学思想和科学方法的不断发展,锂元素概念的内涵也在不断发展变化。