珍珠作为传统药材含有丰富的营养物质,其美白与抗衰老的功能为人们所熟知,但对于其中的化学反应机理却少有系统的披露。从化学的视角对珍珠美白与抗衰老机理进行了系统综述,分析并推测了这些功能背后的化学反应与作用机制,旨在揭示珍珠中被忽视的化学知识,加强化学与生活的联系,并为化学教学提供相关情境和资源。

辣椒、花椒和胡椒是日常生活中常用的香辛料,在化妆品领域有广泛的应用,其主要成分所具有的生物活性对于我们的身体健康具有重要的意义。概述了三椒的起源,介绍了三椒中引发麻辣的酰胺类化合物的结构及其与麻辣的关系、麻辣作用机制、生理功能及合成,期望人们能在享用美食的同时了解麻辣的成因及其对健康的影响。

以“病毒性呼吸道传染病的检测、预防及治疗”为主线,对物理化学课程胶体分散系统部分开展项目式教学改革。首先,以胶体金法病毒抗原检测试剂盒中的金溶胶、电泳检测技术、病毒空气传播与药物吸入疗法为单元主题,导引学生学习胶体分散系统的基本特性、结构和光学、电学与动力性质。其次,综合上述核心知识探究溶胶稳定性与聚沉机制。最后,实践制作简易胶体法检测试纸条并展示汇报。教学过程致力于引导学生自主建构知识体系,深入领悟科学研究过程和问题解决策略。

相平衡是物理化学课程的重要部分之一。总结了在相平衡章节教学中采用的一些方法:整合了系统的具有内在逻辑联系的教学内容,采用公式结合图像、理论联系实际的方法,将水的相图与克拉贝隆方程有机结合起来,用数形结合的数学思想分析解决化学的问题,以加深学生对于水的相图与克拉贝隆方程以及克拉贝隆-克劳修斯方程的理解与掌握。

法拉第定律是电化学理论的定量基础,也是大学生理解现代电化学理论的第一步。针对普通化学实验中法拉第定律相关实验进行了改进,充分考虑了高中与大学阶段化学知识体系的差异,从高中阶段所学的阿伏伽德罗常数的测定以及铁的元素化学出发,设计了阿伏伽德罗常数与电流效率的测定2个实验板块,通过铁的阳极氧化过程向学生介绍法拉第定律及其应用。通过丰富的实验现象,引导学生从高中化学知识顺利过渡到大学化学理论的学习,促进学生通过实验在已有知识基础上更进一步思考氧化还原与电化学之间的关联,深入理解法拉第定律与铁的氧化还原性质,完善自己的知识体系,提升对化学学习的兴趣。

基于新型环保固氮技术硝酸盐电化学还原合成氨催化剂的制备、表征和电化学性能测试,结合纳米材料制备方法、材料表征技术、大型仪器的操作技能和图谱分析等内容,设计成了该综合性化学实验。采用探究式教学方法,实现以学生为中心的螺旋式综合能力提升过程。通过结合基础化学知识与电催化转化研究热点,强化大学生的专业基础能力,启发学生的科研热情和兴趣,提高科研创新能力和综合实践能力,同时加强学生的可持续发展理念和绿色环保意识。通过自主设计实验方案、动手操作及数据处理等环节,增强学生的协作学习、沟通和团队合作技能。该实验安全性高,可操作性强,适用于基础实验教学。

针对当前物理化学实验教学实践中存在的内容陈旧、技术和测试手段单一以及教学目标与研究前沿热点脱节等缺陷,提出新的学科交叉性物理化学实验,以替换现行的技术单一的验证性实验。通过此实验的开设,培养学生综合运用光谱学和电化学技术评估酶分子与载体各基元间相互作用对固酶石墨烯复合物电子迁移以及电催化效能的影响,并掌握相关理论要点和数据处理方法。该实验与光电化学传感器研究前沿密切相关,实施难度较低且具有可操作性。该实验目的在于分析和评估固酶电极的直接电化学行为和电催化氧还原性能。

对“粗盐提纯”实验的产率计算的准确性进行探究,改进了产率计算方式,避免了传统算法中由于除杂试剂引入新的Na⁺和Cl^-所导致的产率偏高问题。在实验探究过程中强调定量计算的科学性,有助于培养学生的实验探究能力与科学意识。

以“橙精油的提取和测定”为项目主题,开展大学化学的综合实验教学。学生通过查阅资料选取适合的植物精油;应用HTML5技术实现提取工艺的筛选、单因素条件的考察和正交实验的优化;最终采用气相色谱测定在最优条件下提取的橙精油。该实验利用虚实结合的教学手段,将知识传授和能力培养有机地融合在一起。通过理论联系实际,锻炼学生解决真实情境问题的能力;在小组合作、组间讨论等环节,培养学生团队意识和严谨的科学态度。

设计了一个综合实验教学方案,利用制备的纳米花状Al-MOF材料实现痕量土霉素的快速、灵敏检测。实验过程包括纳米花状Al-MOF材料的制备和表征测试,土霉素溶液的配制,Al-MOF荧光检测土霉素的最佳实验条件的探索,以及利用荧光光谱仪进行荧光特性分析和浓度测定。考察了Al-MOF检测土霉素的灵敏度、专属性荧光识别能力,揭示和总结了检测过程中涉及的相关机理。本实验教学设计适用于高年级本科学生和低年级研究生,通过本实验设计,学生将能够了解和掌握纳米发光材料的制备技术、荧光技术在分析检测中的应用,以及实验室基本操作技巧和数据分析方法。本研究能有效提高学生归纳、总结、解决实际问题的综合专业素质,培养学生的科学素养和科学精神,促进学生更好地理解化学和材料前沿知识。

对照化学师范类专业认证标准,化学师范生教育实践课中普遍存在的共性问题主要有:课程体系设置不合理、课程教学方法单一、课程评价体系不健全等。以立德树人为根本任务,结合“学生中心、产出导向、持续改进”教学理念,通过优化以实践能力和创新能力为核心、建立健全贯穿培养全程的实践性课程教学体系,积极开展教育实践内容、教学方法、教学模式改革与创新,构建全方位、多元化的教育实践教学评价体系,提升化学师范生的教育教学能力和教师综合素养,为师范生毕业从事中学化学教学打下坚实的专业理论基础和创新教育实践能力。

结合药学专业特点,基于理论知识和实际应用相结合,将教师青蒿素快速测定方法的科研成果转化为本科学生分析化学实验课程的教学项目,提高学生对理论知识的理解,让学生真正懂得理论知识的实际应用。通过把青蒿药材中青蒿素的快速测定方法应用于对劣质药材的初步筛选,培养药学学生的专业素养和职业道德,并融入屠呦呦发现青蒿素的全过程进行课程思政教育,培养学生坚持不懈、刻苦钻研、报效祖国的科学精神和爱国情怀,全面提高学生的综合素质。该实验项目将教师的科研工作和本科生的实验教学工作有机地结合在一起,实现了科研向教学的渗透和转化,提高了教学质量和效果,实现了科教转化和融合。

化工热力学为实际工艺设计和操作提供了学科基础。然而,热力学的复杂性使得学生难以掌握。近年来,随着数值软件等大数据科学的飞速发展,多学科间的交叉互融为热力学教学改革提供了新的机遇。为应对传统教学中存在的抽象理论与实际应用脱节、教学模式缺乏互动等关键问题的挑战,创新开展多学科交融,首次针对热力学各模块发展多种数值软件辅助工具,简化热力学复杂概念。同时,引入实际工程案例,以提供直观的可视化效果。量化分析表明,该教学成效与软件使用率和知识点难易度呈现多参数定量关联模型,多种数值软件的应用使热力学四大模块的教学成效分别提高了84.8%、50.6%、96.9%和75.9%。所提策略与模型将推动化工热力学教学的创新和实践,提升学生学习体验和能力。

校企合作是深化“引企入教”改革的重要举措。作为行业特色型高校,华北电力大学在分析测试中心建设过程中与珀金埃尔默合作,提出校企共建委员会指导下的校企协同管理体系,包括科学完善的制度体系、对标企业的规范化管理和人才、技术双向流动。分析测试中心面向行业测试需求提供解决方案,助力关键领域取得突破进展,为实验教学和课程设计提供实践资源和为人才培养和求职就业赋能,积极服务学校能源电力学科建设,呈现创新人才培养的鲜明示范作用。

本教学案例结合XGBoost和LightGBM两种先进的机器学习算法,探索其在钙钛矿材料热稳定性和带隙高通量筛选中的应用,旨在将计算化学与数据科学的交叉融合引入化学教学中。通过实际案例分析,不仅加深了学生对计算化学基础理论的理解,也提升了他们运用机器学习技术解决化学问题的能力,促进了跨学科的思维和技能培养。此外,通过SHAP分析增强了模型预测的可解释性,为学生提供了理解和掌握前沿科技的宝贵机会,为其科研和职业发展打下坚实基础。

主要详细介绍了Autodock软件在分子对接教学中的使用流程,设计了槲皮素与诱导性一氧化氮合酶的分子对接实验,并对对接结果进行分析与研究。学生通过分子对接技术,能够从三维结构可视化掌握药物小分子与蛋白大分子作用的机理,为以后与药物设计相关的大学生创新项目提供理论基础。

以几种典型的反应为例,深入讨论了绝热定容反应器中发生燃烧反应焓变的正负情况。通过分类比较反应前后气体分子数变化、反应物配比、生成物聚集状态等因素对反应系统温度、压力变化的影响,最终给出此类反应焓变的最终结论。公式推导和计算结果表明,在绝热定容反应器中发生的燃烧反应,由于燃烧过程释放出的巨大热量全部被系统内物质吸收,导致系统温度上升、压力升高成为主导因素,最终的焓变都为正值。

选取Journal of Chemical Education近十年来关于台式核磁共振谱仪应用的论文,从学科范围、授课对象及教学方式等角度分析其发文特征,并介绍了具有代表性的教学案例,为我国核磁共振波谱相关内容教学的开展和实践提供借鉴和参考。

在元素发现史上,镨、钕2种元素的发现较为独特,是相伴而生的。1839年,瑞典科学家莫桑德尔在“铈土”(Cerium)中得到了锚土(didymium),提出了存在新元素的假说,但未分离出相应的单质。1882年,布劳纳利用分光镜检验出了分别属于镨和钕的吸收光带。1885年,奥地利化学家卡尔·奥尔斯·韦尔斯拔利用双硝酸盐与铵分馏结晶的方法,从“锚土”中分离出了镨和钕的单质,证实了存在新元素的假说,镨、钕元素的概念基本形成。1972—1976年间,我国化学家徐光宪提出逆流萃取理论,对分离后镨、钕单质纯度的提高做出了突出贡献。至20世纪,随着同位素化学的兴起,镨、钕元素的同位素相继被发现,形成了现代的镨、钕元素概念。总之,镨、钕的发现及其概念的发展是科学思想与科学技术融合发展的结晶。