2023年诺贝尔化学奖授予对量子点的发现和合成做出重要贡献的3位科学家。介绍了什么是量子点以及量子点在电视、太阳能电池、生物医学等方面的应用,并总结了量子点的科学研究历程和发展方向。

根据组成矾的阳离子种数与价态以及结晶水个数对矾进行了分类,结合典型示例,从配位单元构型、空间堆积结构、结晶水存在形式、氢键、类质同晶和同质多晶等视角,介绍了常见单阳离子矾和双阳离子矾的晶体结构,有利于丰富化学学习资源,普及矾类物质结构知识,使读者领略物质结构之美。

综合时代变迁、师范教育改革和化学教学论学科发展等多重因素,从中国近代学校化学教育开始以来,将化学教学论教材建设历程划分为萌芽、初建、转型和深化等4个时期。反思化学教学论教材中存在的问题,表明其仍然处于不太成熟的发展阶段。为促进化学教学论教材的进一步发展,需要彰显教材的学科特征性、提升教材的理论功能、凸显教材的体验式建构和促进同类教材群的协同发展。

从化学拔尖创新人才培养出发,基于建构主义认知发展教育理论,结合科学美感课程思政素质培养,以学生拔尖创新成才为中心,建立融入美感思政元素的基础课程评价体系。采用层次分析法计算各个指标的权重,得到层次权重量表。以“101 计划”高校化学拔尖创新人才班基础课程为例,建立课程评价指标细则,从信息化教学平台和专用管理系统获取数据,进行基础课程的定量评价。本研究为高校对拔尖创新人才培养方案的制定和课程思政教学设计提供有效的参考和借鉴。

在专业教育中推进课程思政建设,对于落实立德树人根本任务具有重要意义。高分子专业课程既具有庞大的学习群体,又蕴含了丰富的思政元素,不仅和学生构建高分子知识体系息息相关,也对于厚植高分子行业情怀至关重要。以剖析高分子专业开展课程思政的优势入手,结合专业特点阐述了提升教师意识和能力、挖掘元素和充实素材库、开展多元化教学模式等实施课程思政的一些具体措施与方法,在助力于学生掌握专业知识的同时,实现爱国情怀、勇担使命、工匠精神、绿色发展等价值引领目标,能为化学类课程开展课程思政提供思路。

以“甲醇燃料电池”为例介绍了基于雨课堂和BOPPPS混合教学模式的教学设计,通过问题、情境、启发以及线上线下结合的教学方式,强调以生为本、高效互动的教学过程,加强学生的绿色化学理念,提高化学电源教学中学生的学习参与度和培养学生的综合能力。结果表明学生的课堂表现突出,综合能力得以提升,为BOPPPS教学模式的有效利用提供了参考。

手性是自然界普遍存在的一种现象,也是有机化学教学中的重要组成部分。当前的本科教学阶段,关于不对称催化的知识侧重于手性的基本概念和判断方法,忽视了如何构建手性分子。本实验以可见光照射下α-羟基-β-酮酸酯的不对称合成为切入点,将有机光化学和不对称催化这2个学科前沿热点有效结合,拓展本科生实验教学范围。通过本实验,学生一方面可以了解前沿学科知识,提升有机化学的学习兴趣,另一方面学习薄层色谱分析法、柱层析法以及相关仪器的使用操作。此外,学生还能够将理论知识运用到实际的产物结构分析中,锻炼主观能动性、提高实践能力和增强环保意识。

非物质文化遗产研究的热度逐年上升,各种学说层出不穷,但对非遗文化中蕴含的科学原理进行深入探究和科学普及的工作却不多见。本实验秉持深耕非遗沃土,让传统文化焕发科技魅力的初心,致力于模拟复刻传统陶瓷施釉工艺,解读瓷器釉色千变万化的科学原理。从瓷釉彩料制备、釉面装饰工艺和釉质变色过程3方面入手,用常见生活用品代替专业材料,室温反应代替高温烧制,不仅实现了室温下釉层变色的展示效果,同时对釉上彩、釉下彩和斗彩3种传统瓷器釉面装饰工艺流程也进行了复刻。与此同时,团队自主开发虚拟仿真程序,线上线下联动,推进了陶瓷传统工艺相关的多维度梯度科普。

在STEAM理念下将中国传统工艺与化学融合,以古代传统面妆为主,设计实践项目。项目主要包括实践操作阶段和艺术融合阶段。在实践操作阶段,学生们合作生产了肥皂、口脂等产品;在艺术融合阶段聚焦中国传统文化中的古代美容文化,在古方的基础上进行优化改良,并推出博物馆联名产品。该项目旨在提高学生综合应用知识的高阶思维能力,可以让学生更好地了解中国人民从古至今的伟大智慧,从而激发学生的创造潜能,并为他们提供了发展艺术素养的机会,为科技创新未来奠定人才基石。

高分子水凝胶是一种以三维网状高分子为骨架、以水为介质的新型功能高分子软物质材料,研究者一直在寻求简单的溶胶-凝胶制备策略,以提高水凝胶的力学性能。设计开发了“以明胶水凝胶在FeCl₃和(NH₄)₂SO₄溶液中连续浸泡制备高力学强度明胶水凝胶及力学性能测试”的综合实验。该实验将高分子化学、高分子物理、材料力学课程中的基础理论知识、实验技能与材料学学科的学术研究相结合,综合高分子材料制备与高分子材料力学性能表征方法,有助于锻炼学生的科学性思维,提高学生分析与解决问题的能力。

践行基础教育的高质量和创新发展,离不开高质量的教师队伍。在国家宏观政策层面全面推进协同育人理念的基础上,基于“教学实践模式”围绕“学科特质化”构建化学教师专业素养要素模型,在微观实践层面探寻专业学习共同体(Professional Learning Communities,PLC)的理论构建与实践路径,切实推动多方深度合作,探寻化学教师专业素养的内涵表征和发展策略,为我国高层次职前化学教师协同培养和在职化学教师专业素养发展提供了理论思考和实践路径。

依据中国特色高水平高职学校和专业建设要求,基于三全育人教学理念,以“生命科学发展进程、科学家事迹、生态文明、疫情防控”为思政载体,应用案例教学、任务驱动教学、自助套餐教学、自由演讲等多形式融合教学模式,针对柳州职业技术学院环境类和食品类专业特点,对仪器分析课程精准教学进行了探究实践,侧重于学生科学素养、诚信意识、家国情怀和工匠精神的培养。

结合手持技术,设计了一项创新型化学综合实验:丹磺酰吗啉的制备及溶剂极性的测定。首先,对现有制备方法进行改进,设计了以丹酰氯和吗啉为原料,在无缚酸剂、无溶剂条件下,经磺酰化反应制备丹磺酰吗啉的实验。其次,利用丹磺酰吗啉的溶致变色性质,通过智能手机对其溶液拍照、荧光色彩识别及数字化,设计了溶剂极性测定实验。本实验综合了有机合成、溶致变色染料的分子设计、溶剂极性概念及其测定等相关理论知识和实验操作,有助于学生理解有机化合物的结构、功能及性质之间的逻辑关系,培养学生科学探究能力和创新精神,可为大学本科教师提供一个简单易行的化学综合实验教学案例。

在药物化学教学过程中,药物微观结构与宏观性质内在联系一直是药物“化学本质”学习的难点。介绍了在线成药性预测分析工具ADMETlab2.0在药物化学教学中的应用及具体实例。采用该方法可加深学生对药物结构特征与理化性质、药物代谢特点与毒性之间关系的理解,培养学生对新药研发成药性评价的思维和认识,激发学生批判性和探究式学习,既能促进学生专业知识建构,又能提升其数字化素养和能力,产生了良好的教学效果。

基于逆向思维,围绕材料复合原理课程教学实践,以企业集成产品开发视角,将“材料整体设计”复杂工程问题拆解为分层项目能力链并逆向匹配原理内容链,以课前案例预习及预习成绩等教学活动与教学评价形成与课程目标对应的9对“配对碱基”衔接双链,对应9个教学目标,实现“活动—评价—改进”良性递进演替,价值目标确保双链右旋的前进方向,实现解决复杂工程问题能力的持续提升。同时,本课程为其他工科理论课程提供了良好的参考。

随着知识经济时代的高速发展,研究生培养工作逐步进入内涵式发展阶段,国内高校逐渐将工作重点转移至研究生的高质量培养中。导师指导是研究生教育的关键环节,传统的单一导师制已无法满足当前研究生培养的要求。针对目前高校研究生培养的现状,探讨了导师团队联合指导模式建设的意义,并通过导师交流培训、构建合理的导师团队、建立完善的导师培养制度,促进研究生导师团队联合指导模式的构建,落实“导师个人+方向小组+课题组导师团队”多措并举人才培养模式。基于导师团队联合指导模式的顺利实施,长春理工大学化学学科导师个人指导水平得以提升,并大幅促进了研究生的培养质量。

手性和立体异构现象在化学领域扮演着重要角色。为了更好地理解和教授这些概念,利用量子化学计算方法和可视化软件,展示了手性分子的三维结构及其电子圆二色(ECD)谱。通过三维结构,学生们可以直观地观察、比较和判断不同立体异构体的构型。通过计算分子的激发态,模拟手性分子的电子圆二色(ECD)谱,能够帮助学生更深入地理解手性、立体异构现象等概念,以及对映体的性质。展现了计算化学的可视化教学在手性分子领域的应用潜力,这不仅有助于加强学生对立体化学知识的理解和掌握,还能够培养他们的创新思维,并激发他们对科学探索的兴趣。

鉴于化工安全设计在实践过程中偏重工程“设计”,弱化了“安全”评价部分,致使安全评价泛化、缺少实际性。引入了Aspen Plus和Aloha软件分别进行化工设计和安全评价,并结合CDIO模式实施教学过程。实践表明,这种新的教学手段和教学模式切实提升了学生对实际工程的安全评价能力,强化了学生的主体地位,提高了课程的教学效果。

链状和大环邻和偕二卤代烷在强碱存在下的消除,通常会生成炔烃,而不是丙二烯型产物,是制备炔烃的一种方法。从烃类化合物的酸性和C—X σ^*键与邻位C—H σ键超共轭作用的强弱及反应构象的稳定性出发,合理地解释了邻和偕二卤代烷在碱性条件下消除反应的选择性,链状和大环邻偕二卤代烷在强碱条件下消除有利于生成炔烃,不生成丙二烯型产物。

通过回顾闵恩泽的求学经历、石油化工催化事业上的光辉成就及精神传承,对闵恩泽所取得的功绩作了简要的评述。闵恩泽作为一名出色的科学家、战略家和教育家,其爱国、创新、求实、奉献、协同和育人的精神值得我们学习和传承。