依据文献和最新研究进展,从锕系元素特殊电子结构出发,着重于从锕系理论、非正常氧化态、单质的特性、水溶液中的重要反应、元素分离和应用等方面论述了锕系元素与镧系元素的差异,认识锕系元素化学,并给出教学建议。

抗生素的出现改写了人类命运,但耐药菌的出现使得细菌感染治疗变得困难,甚至无药可用,开发新型抗感染策略势在必行。紫外线可以有效杀灭细菌,但高密度的紫外线易引发皮肤癌,使用场景有限。太阳能总光谱中可见光和近红外光的能量占比很大,但是直接照射却无法高效杀死细菌。光活性纳米材料的发展为开发可见光和红外光响应的新型抗菌剂和抗菌策略提供了新契机。依据光活性纳米材料的杀菌机制进行分类,总结了利用可见光和近红外光高效杀菌的几种常见杀菌技术,重点介绍了近5年光动力和光热杀菌及其相关技术的重要进展与应用,力求用通俗易懂的语言向大家传播光杀菌技术的原理、现状及未来发展前景,丰富生物工程相关专业的课堂教学内容,拓宽学生学术视野,提升专业素养。

化学反应工程是一门理论性和综合性较强的课程,其教学内容理论抽象,计算复杂繁琐,导致授课过程中学生存在学习积极性差、理论联系实际困难等问题。在新工科教育建设背景下,课程教学团队基于OBE教育理念,从社会需求和专业人才培养目标出发确立课程目标,创新设计“4+3”模块化课程体系,实施以学生为中心的线上线下混合式教学改革,打造多元主体评价体系,构建双循环持续改进机制,强化课程思政案例和工程实践案例在课程教学过程中的融入,全面提升课程教学质量。

以化工专业综合实践课程为例,阐述在“全人”教育理念下以学生为主体、基于毕业要求指标点反向设计达成目标,并将之分解为具体的知识、能力、素质、情感和环境等5个维度,然后围绕这5个目标维度从诊断性评价、输入性评价、过程性评价和结果性评价等4个阶段实践“四阶五维一体”学生学习质量评价体系的设计过程,并针对评价结果给出有效分析和建议,形成基于课程培养目标的持续改进机制。

无机化学课程是高校化学及其近源专业一门重要的专业核心课程,教学内容中元素及其化合物的性质及应用部分知识点分散、信息量大,学生难以将化学反应原理等与具体的化合物性质、递变规律相结合,易产生畏难情绪,课堂教学效率低。本研究聚焦元素化学课程内容与教学模式的重构,通过梳理教学内容和有效的教学设计,以点带面,高效组织课堂教学,打破传统课堂对于课时数的依赖,同时帮助学生构建系统、完整的元素化学知识体系;通过TBL教学法的引入,建立“以学为中心”的理念和思路,强化学生自主学习的能力和效率,增强学生对相关理论知识的分析、理解、运用等综合能力,推动学生的价值增值。

有机化学的基础理论是前沿进展的基石,而前沿研究成果是对基础理论的延伸和丰富,2者相辅相成。因此,在基础有机化学教学中选择性融入前沿科研进展,是夯实学生基础知识、提升科学研究兴趣的有效路径,对进一步培养具有原创思想的研究型人才具有重要的意义。本文旨在探讨如何将有机化学前沿进展融入课堂教学,以及如何对有机化学教学进行相应的课前、课上、课后教学设计和改革,以促进学生的基础学习效果并激发科学研究热情。

将柔性电极的制备以及电池组装引入本科教学实验,使学生体验电池组装及测试全过程。以电沉积制备柔性电极材料为正极,Zn箔为负极,完成全流程构筑柔性Zn-MnO₂电池器件。该实验安全性高,成本低,条件温和,常温常压下即可完成。通过充放电测试、循环伏安法测试等,计算所制备电极的质量能量密度。且电池在不同弯曲条件下,可以点亮LED灯泡。本实验内容丰富,有助于学生综合技能的提升和科学思维的培养,更加贴合现代化学学科发展,使学生更清晰地理解电化学储能相关概念,该实验可作为化学类、材料类本科生专业综合性实验开设。

采用“有机酸-有机碱”协同共催化合成策略,实现了在温和反应条件下催化内消旋环状酸酐的不对称醇解,并通过柱前衍生化高效液相色谱法对所得手性半酯产物的对映体过量百分数(ee值)进行了测定。在该实验中融合了绿色化学发展理念等思政元素、无水无氧操作技术、薄层色谱喷雾显色、柱前衍生化、手性HPLC等多种教学理念、现代实验技术和测试表征方法,将一个涉及光学活性物质合成与ee值检测的前沿科研实验开发成为了一个适合本科教学环境的微型有机合成综合实验,同时还可以进行模块化拆分教学,满足于不同内容和不同学时的实验教学要求。

设计了《化学职前教师手持技术TPACK量表式问卷》,对223名化学职前教师进行问卷调查,采取探索性因子分析与验证性因子分析检验问卷的信度、效度以及七因子模型的合理性,同时通过结构方程模型构建并讨论化学职前教师手持技术TPACK的发展路径。研究结果表明:(1)问卷具有良好的信效度;(2)TPACK七因子模型具有一定的合理性;(3)化学职前教师手持技术TPACK的发展路径中除CK对PCK无直接影响外,均支持TPACK的变革观点。文末据此对手持技术TPACK基础研究与化学教师发展两方面提出相应的建议。

针对本校仪器分析课程教学现有问题,应用反向课程矩阵设计法进行了仪器分析课程设计,从预期达到的具体目标出发反向设计教学评价方式、学生学法和教师教法,给出了完整的课程矩阵编制方法、流程及关键点,并提供了典型示例。编制的课程矩阵突出了以学生学习为中心和以学习效果为导向的设计思路,使学生学习方向明确,能根据课程矩阵在教师引导下主动学习。反向课程矩阵设计法在仪器分析课程中的应用有效提高了学生学习积极性及自主学习能力,促进了仪器分析课程教学目标的达成。

结合高职院校药学专业特点,借助有机化学线上课程平台,实现线上线下混合式教学,从而提高学生自主学习意识和归纳总结能力,为职业院校学生实现“终身学习”奠定基础。在线上学习的基础上,课上采用任务驱动的教学方法,使学生学会运用有机化学知识完成今后就业岗位中相关任务,在此过程中培养精益求精的工匠精神和爱岗敬业的劳动态度,进而建立“有效、有用、有趣”的课堂,最终提升学生的职业素养。

随着大规模在线开放课程的兴起,越来越多的高校参与到慕课(MOOC)建设中。目前已有的标准和措施大多是从课程建设者和管理者的角度提出,从学习者的角度保证MOOC课程质量的研究还不够系统和完善。以“中药化学实用技术”课程为例,尝试从学习者的视角出发,基于SDOD理念,构建了基于学习体验的含3个一级指标、11个二级指标和43个三级指标的慕课质量评价体系,通过2轮德尔菲法的修正,采用层次分析法和专家排序法计算指标权重,并结合模糊综合评价法对本课程慕课的质量做出评价,为提高本课程慕课质量、提升课程学习体验提供理论上和方法上的参考。

为解决化学教学与医学相脱节和医学生运用化学知识解释医学现象难的实际问题,以“缓冲溶液”为例,从酸碱体质切入,以血液为主线串联缓冲溶液相关知识点,将化学教学内容与医学实例相融合。在化学教学中穿插剖析医学问题,能够激发学生的学习兴趣,提升学生分析、解决问题的能力,促进学生化学知识的深度学习和理解。同时,在教学全过程中通过线上线下显隐结合地渗透思政教育,融知识传授、能力培养和价值塑造为一体,为培养高素质、复合型医学人才发挥了重要作用。

针对高等院校化学、药学相关专业研究生教学中二维核磁共振波谱(2D NMR)教学中存在的问题,基于构建主义理论设计教学活动。该课程设计创设了适合学生学习的情境,促进了学生协作和协商,帮助学生快速掌握2D NMR的使用,教学实践显示效果良好。

教育的全面数字化转型已成为我国教育发展的新赛道和突破口,规模化因材施教已成为数字时代教学新范式。知识图谱由于具有可视化知识关联、科学化教学决策和个性化自适应学习等教学优势,已成为教育数字化转型的重要抓手。基于超星泛雅平台知识图谱技术,提出以活动为导向的多模态知识图谱构建模型框架和知识图谱构建五原则,并通过“梳、导、联”三步构建了有机化学课程知识图谱。在此基础上,以“羟醛缩合和Claisen酯缩合反应”知识点教学为例,展示了知识图谱如何应用于有机化学混合式教学。本研究为化学教育领域基于知识图谱的教学改革提供了新的思路和实践参考。

醇中的羟基是很弱的离去基团,一般需要通过用质子酸质子化、与路易斯酸络合或者形成磺酸酯后才容易离去;β-位无吸电子取代基的醇,在碱性条件下难以直接离去。而Aldol反应的产物β-羟基醛酮,在碱性条件下就可以实现羟基的离去,脱水生成α, β-不饱和醛酮。这种醇脱水反应条件的不寻常会引起学生困惑。通过分析2类反应的机理和反应过程中立体电子效应的不同,合理地解释了这2类醇脱水反应的差别,加深了学生的理解。

针对化学化工类专业应用型人才培养普遍存在的“办学主体单一、产学研用分离、工程实践环节缺失”等主要问题,本校构建并实施了“产联研训赛”协同育人模式。具体措施包括:政校企三方聚力,共建现代产业学院,优势互补、资源共享;实施“订单班”培养,校企六协同,产学深度合作,校企双主体育人;实施本科生科研训练计划,推进科研资源向教学资源转化,实现科研三育人。虚实结合,构建校企多功能实习实训平台和校内四层次一体化实验教学体系,强化学生实践能力培养;竞赛引领,以赛促教、促学、促练、促创。