根据国际癌症研究机构公布的致癌物清单,对Ⅰ类致癌物中常见的化学致癌物(包括有机致癌物及无机致癌物)从分子水平探讨其结构特征及在体内代谢致癌的分子机制,从而从本质上认识化学致癌因素,为科学预防癌症提供依据。

(+)-生物素又称维生素H,是动物体维持正常的生理机能所必需的维生素,它是合成维生素C的必要物质,因此研究(+)-生物素的关键中间体(3aS,6aR)-硫内酯的合成具有重要意义。(3aS,6aR)-硫内酯合成方法包括化学拆分法、对映选择性合成法以及手性源合成法。综述了合成(+)-生物素关键中间体(3aS,6aR)-硫内酯的合成研究进展,为进一步优化(3aS,6aR)-硫内酯的合成路线提供参考。

基于工程教育认证“学生中心、产出导向、持续改进”的理念,对精细合成单元反应课程进行教学改革与探索,以产出为导向进行课程目标的设计,围绕课程目标进行“三位一体”课程体系的构建,借助BOPPPS改进模型和CDIO工程教育模式,组织以学生为中心的教学活动,对学生学习成果进行有效评价,根据评价反馈展开教学活动的反思和持续改进,全面提升学生分析解决复杂工程问题的能力。

根据化工行业人才需求及有机化学课程能力目标,以“金课”为标准,采用“重引导、重练习、重应用、轻教导、轻灌输”的教学理念对本校化学工程与工艺专业的有机化学课程从教学目标、教学内容、教学策略和考核维度等4个方面进行改革和实践。旨在培养学生有机化学视角下的思维方法、合作精神、创新精神、自主学习及运用基础理论知识解决实际问题的能力,为化工行业输出符合需求的综合型人才。

在化学与材料等学科的本科教学中,学生们常常难以理解相关工程所涉及的一些大型工程设备、工艺过程与技术原理,从而严重影响课堂教学效果。提出大型工程实验微型化的教学思路,并以高分子材料与工程学科的重点核心课程“高分子材料成型加工基础”为例,重新设计课堂教学方式与内容,改进教学模式,从实际的工程原理和设备出发,利用生活中常见的高分子材料来设计实验和制作装置,让大型工程技术微型化、生活化与课堂化。实践表明,这种教学模式不仅可以强化学生对课堂内容的理解,还培养了学生的动手能力和工程思维,有助于激发他们的学习兴趣和探索欲望。

设计开发了一种基于翻转课堂的扑克牌游戏化教学模式。该游戏化教学提供了有趣且与传统教学模式不同的学习方法,通过愉快的学习方式帮助学生有效掌握了2017版有机化合物的中文命名。实证研究结果表明,基于翻转课堂的扑克牌游戏化教学模式显著改善了学生的学习成绩。

以培养创新精神为目标的有机化学实验翻转课堂的问题设计应以能够引发学生解决实际问题、探索未知事物的欲望和培养相应的能力为导向。通过启发性和诱导性问题的设计,以实例分析与讨论的方式,引导学生形成科学的逻辑思维方式,提高学生的观察能力,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和质疑精神。详细阐述了问题导向的有机实验翻转课堂教学模式的设计、教学的方式方法、问题的来源和问题的设计思路,并以环己烯的合成为例,介绍了翻转课堂的教学过程和教学效果。

针对高校注重“单元性”实验和多步骤“单向性”有机合成实验的问题,结合最新科技成果,改进教材中已有的酮—肟—酰胺的多步骤“单向性”合成实验为以水杨醛作起始物合成关键中间体水杨醛肟,再用关键中间体水杨醛肟分别合成水杨酰胺、水杨腈和苯并异噁唑的“多向性”有机合成实验。实验设计分为合成、分析、表征3个模块。通过实验探究优化反应条件,对合成产物进行了熔点和高效液相色谱检测分析,并经红外、核磁、液相质谱联用确证了分子结构。实验设计内容新、可操作、可评价,可推广,涵盖有机化学、分析化学二级学科,贴合现代化学学科发展。根据不同高校的实验平台实际条件,可灵活重组“多向性”有机合成实验的教学内容和模块。“多向性”有机合成实验的教学理念和模式能够有效训练学生的发散思维,增强大学生的创新能力。

为探寻高校化学师范专业课程与“课程思政”融合的实施路径,积极发挥本校“化学教学论”国家级精品课程、一流课程的思政示范引领作用,基于化学教学论课程思政研究现状,以“毕业要求-课程目标-单元目标”为三维导向,以“化学教师专业发展”单元为载体,深度融合课程思政理念,设计开发了“课前-课中-课后”的专业思政融合实践路径,并通过质性评教与量化问卷相结合的方式进行教学效果调查,结果表明取得良好的育人成效。期望本研究为化学师范专业课程与课程思政融合提供参考。

通过挖掘课程蕴含的思想政治教育元素,提出了有机分析课程思政教学改革的路径和方法。梳理研发分析岗位职业素养和课程项目思政要素,设计“知识和能力、过程和方法、情感与态度”的三维课程教学目标,建立思政培养和思政学习体验双线育人路径;引入情感式教学理念,建立学习体验分区表,创建以学生体验为主的“课前、课中、课后”学习感悟模式和学习评价体系,将学科育人、思政教育、情感化人有机融合起来,增强学生的思想政治素质,塑造学生从事研发分析工作的思维方法和价值观,取得了良好的教学效果。

在新工科和大健康的双重背景下,为满足企业和社会对应用型制药工程人才的需求,对生产实习类实践课程进行深化改革。通过虚拟仿真、认识实习、生产实习逐级递进的工程素养培养方案,以虚拟仿真实现理论知识体系与制药工艺流程的整合,以认识实习强化学生对常见生产设备、基本生产工艺、管路阀门排布的理解,最终以生产实习锻炼学生的综合工程素养、实际操作能力、创新思维方式。旨在实现工程能力培养与创新思维锻炼同频共振,在应用型制药工程专业学生培养过程中发挥生产实习等实践类课程的核心作用,为培养理论联合实际、工艺联合生产、创新联合创造的制药人才提供支持。

针对化学反应动力学概念抽象、原理难懂的问题,通过“化学反应速率常数与活化能的测定”实验,采用“理论精讲—问题导向—自主学习—实验验证—巩固掌握”这一闭环式实验教学模式对学生学习效果的提升和科学素养的培养进行了研究。通过问题导向来引导学生利用MOOC等线上学习资源自主学习,结合雨课堂等教学互动方式,对化学反应速率常数测量的实验方法进行探索性学习,实现学生对理论原理更好地理解和掌握。通过实验教学,发掘培养学生科学思维的教学方法。从实验内容、教学手段和评价体系等3方面进行了具体的探索,在实验教学过程中,观察到学生学习时更加积极,对化学反应动力学理论知识的掌握程度明显提高,证明了闭环式实验教学模式具有良好的教学效果。

将ACD软件应用于“含一个手性碳的化合物”教学中,布置预习自学任务后,通过编制的《“含一个手性碳的化合物”学习困难调查问卷》了解学生学习立体化学的困难点,再通过ACD软件与教学的融合,突破本章节的学习重难点。最后,结合前测问卷与实际教学自编了《ACD在“含一个手性碳的化合物”教学中的应用成效调查问卷》和《含一个手性碳的化合物》专题测试卷,研究结果表明ACD软件能够很好地适用于大学有机化学的教学,能有效促进学生突破学习重难点,激发学生的学习兴趣,是一种可行的教学方法。

研究生课堂教学仍大多遵循本科人才培养的教学方法,不利于激发学生的学习主动性,也不利于研究生科研思维、创新意识和创新能力培养。针对研究生课堂教学的不足,采取以前沿科研成果为主、结合专业基础知识讲解的研究生课堂教学模式,引导学生主动学习、关注研究前沿领域。通过综合运用多种教学方法和优化课程评价体系,使学生深入掌握功能高分子的专业知识,最终具备研究生应有的知识、能力和素质。

过渡态理论是速率理论的重要组成部分,熟练掌握此理论不仅是大学物理化学课程的基本要求,在将来科研工作中也具有重要意义。借助计算化学方法可以将过渡态理论中涉及的各种抽象概念以视频或图像的形式展示,有助于学生对过渡态理论的学习。以氢氰酸异构化反应为案例,结合计算化学方法给出了势能面、过渡态结构、振动模式、反应路径等的详细信息并将其制作成视频用于辅助教学。

为了统一四大滴定曲线的方程从而进一步整合滴定理论,按照滴定反应涉及化学平衡的数目,把滴定反应分成2类,以1∶1滴定体系为例,将滴定分析的监测标度统一为p值(即pH、pM、pR_e^-或pX),推导了相应的滴定曲线方程通式,并将通式应用于8个具体滴定分析体系,应用结果显示:通式既能较好体现原有理论的本质,又能方便地拓展至更多滴定体系,充分说明了该整合思路的合理性和科学性。

朗伯(Lambert)-比尔(Beer)定律是光吸收的基本定律,是以化学为支撑学科的本科生和研究生需要掌握的基本原理之一,是分光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。为了补充现有本科教材中相关内容的不足,从朗伯-比尔定律的发展简史开始,介绍了布格(Bouguer)、朗伯和比尔分别对光吸收定律的贡献,从数学角度说明朗伯定律和比尔定律是如何“联合”统一为朗伯-比尔定律的;在分别介绍了微积分方法和非微积分方法对吸收定律的推导之后,比较了各推导方法的优缺点,并讨论了目前关于该定律的教学中可能存在的一些问题。

立足于中国特色社会主义新时代,加强师德师风建设是高校落实立德树人根本任务、实现内涵式高质量发展的重要内容。以全国先进基层党组织南开大学化学学院党委为例,从师德师风建设内涵、意义、现状以及实践等4个方面进行了探索。