聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)是一种特殊的光物理现象,指的是某些分子在低浓度状态下不发光或发光很弱,而当分子在聚集状态或固态下,发光显著增强的现象。这种现象自2001年被报道以来,引起了研究者们的广泛关注,因为它在生物成像、荧光传感、液晶显示和OLED照明等领域具有很好的应用价值。本文介绍了聚集诱导发光机理,解释了目前得到认同的分子内运动受限理论。对聚集诱导发光体系进行了阐述,介绍了它们在传感、生物成像与诊疗、光电器件方面的应用。总结展望了AIE体系的优势特点以及可能的应用,对AIE材料实用化方向进行了展望。

为解决大学物理化学课程中面临的诸多问题,基于学科课程特点及学生所需,设计并实施了思考-发现、讲授-讨论与测试-发展的3T3D教学模式,该教学模式将线上平台与线下课堂进行有机融合,针对提升学生学习主动性、思考问题灵活性和知识架构全面性进行了系统的探索。同时,提供了单组分系统的相平衡的教学设计,对教学模式的实施进行了有效解读。

金属有机框架材料(MOFs)以其独特的结构和物理化学性质,在气体存储、分离、催化等众多领域中展现出广泛的应用前景。沉淀法作为合成MOFs材料的一种重要方法,其基本原理为无机化学中的沉淀溶解平衡理论。以MOFs这一前沿材料为例,深入探讨特定沉淀条件下MOFs的生成过程,并着重分析利用沉淀溶解平衡知识如何实现MOFs材料的结构调控。旨在将前沿科学研究融入基础无机化学教学,探索科教融合的新路径,为提高我国化学教学质量以及培养具有创新能力的化学人才提供有益的借鉴与实践指导。

在“双碳”问题上升到国策的时代大背景下,构建人类命运共同体、打造可持续发展的生态环境已经成为时代的主流。基于无机化学课程中碳单质及其化合物在科研、实践及生活等方面的应用,采用问题、案例引领的教学方法,引导学生主动设计碳材料,培养学生形成“以碳治碳”的创新思维,锻炼大一学生的创新能力,树立科研自信。

苯甲醛的Cannizzaro反应实验是高等院校普遍开设的经典有机化学实验。本改进实验采用固相研磨法并将原料苯甲醛替换为4-甲基苯甲醛,不仅缩减了实验学时和试剂用量,而且激发了学生的学习兴趣;反应原料的改变有利于醇类产物产率的提高,而且副产物少,实验操作安全性高。本改进实验既保留了原有实验的综合性,又融入有机合成新方法,适合在全国高校推广应用。

连续流动化学具有绿色、安全性高以及成本和能耗低等优点,已经发展成为合成化学的一种颠覆性技术。设计以吡咯为原料,经连续流动Vilsmeier-Haack反应合成2-吡咯甲醛,不仅可以使学生学习连续流动化学的原理和练习流动化学教学平台的使用,而且还能学习利用Vilsmeier-Haack反应制备芳香醛的原理和方法。该实验可以培养学生树立绿色发展理念,适用于大学创新实验和研究生实验课程。

引导学生自制花青素提取液进行特征检测、含量计算,并使其与5种金属离子进行络合反应可行性测试,筛选出现象明显的络合反应进行分析比较。利用数码成像比色法分析溶液浓度与色度的关系,构建该络合物的外部校准曲线。该实验将定性观察与定量分析相结合,通过将络合反应可视化表述,进一步提高学生对化学实验的兴趣,实现学生高层次认知思维的进阶,更好地投身于科研创造之中。

新工科建设强调培养工程科技人才要注重综合性、实践性和创新性。同时,将绿色储能介电电容器视为实现清洁能源利用和促进绿色经济发展的重要手段。基于这一理念,以绿色无铅的(Bi,Na)TiO₃(BNT)介电陶瓷材料为核心,将介电电容器相关研究内容引入实验教学环节。实验教学内容包括学习介电电容器的工作原理和材料的组成设计、制备以及性能测试方法,同时分析微观结构和电滞回线,总结其对能量密度和能量存储效率的影响。通过实现介电材料基础与科学研究的有机连接,使学生对介电电容器的概念和原理有更深刻的理解,并获得关于清洁能源储存器件的实践经验,同时也有助于增强学生的绿色化学素养。

设计了一个综合性实验,将纳米酶纸芯片生化传感器的制造、现代分析测试技术和传感检测应用于材料科学与工程专业的教学实验中,以提高学生的综合实践能力。实验包括3个主要部分:纳米酶纸芯片生化传感器的制造工艺研究、纸芯片性能分析及抗坏血酸检测方法研究。采用喷蜡打印的方法制造纳米酶纸芯片,采用扫描电镜、X射线衍射仪、热重分析仪和ImageJ等分析其结构和性能,采用显色法建立抗坏血酸的检测方法。通过开设该实验,学生可以了解材料科学基础前沿知识,掌握相关现代分析测试技术的基本原理和测试步骤,并且熟练掌握专业的实验操作和数据处理方法,从而提高他们的综合实践能力和专业素质。

在“新师范”教育背景下,化学教师教育正经历变革,强调学生全面发展和教师角色转变,旨在培养具有学科育人、科学传承和社会责任意识的教师。探讨了化学哲学在“新师范”化学教师教育中的重要性,强调从哲学视角理解化学对于深化对世界的认识和理解的重要性。采用辩证唯物主义思维方式,以鲍林的诺贝尔化学奖和诺贝尔和平奖为例,分析了化学的独特哲学视角。在哲学思维指导下,培养师范生的化学思维,弘扬化学精神,促进“新师范”化学教师教育的健康发展。

医用化学在医学相关专业中占有重要的地位,为了更好地让学生学习和掌握医用化学知识,教师以学生为中心,对医用化学中醇和酚进行了教学设计与实践,通过课程思政、问题探究教学、多媒体实验教学、小组讨论等方式激发了学生的学习兴趣和主观能动性,培养了学生的科学思维,帮助学生树立了正确的人生观、价值观和科学观。

在药学专业有机化学教学中,以芳香杂环化合物为例,探索了“双驱动5L”混合式教学模式。课前,教师通过任务和问题引导学生主动学习,强化自学和小组合作。课中,借助教师精讲与团队探索破解难点,运用问题导向和案例分析深化学生理解并推动知识应用。课后,学生查漏补缺,教师则采用多元化评价激励学生。线上,设置精细化、分层任务和问题,驱动学生自学与互学。线下,通过问题引导和案例分析,驱动学生自律参与课堂学习。这一系列措施构建了“课前自学-小组互学-课堂精学-课后补学”的闭环教学体系,可有效激发学生学习兴趣,提升教学质量和学习效果,全面提高学生综合素养与能力,为药学实践奠定坚实基础。

立足农业院校非化学专业普通化学教学实际,深度剖析学情,围绕新农科人才培育目标践行“六融合”重构教学内容。其包括化学与生活、科学史、科普、农业专业、实践及情感深度交融。运用多元教学策略与过程性评价体系驱动学生发展。模块化教学依特性施策,评价体系融合过程与终结性评价精准导航。为农业院校化学教学创新立范例,助推新农科人才培育进程。

为了进一步优化公共仪器平台管理体系并提升服务质量,对高校国家重点实验室公共仪器平台(平台)的用户管理工作进行了深入研究。从用户角度出发分析了各类用户对公共仪器的使用特点及其在使用平台过程中遭遇的痛点,同时也探讨了平台管理人员进行用户管理时所面临的难题与挑战。最后结合超分子结构与材料国家重点实验室公共仪器平台多年来积累的丰富实践经验,总结并提出全面提升用户管理水平的策略与措施。

生成式人工智能(AI)在学术写作中的应用正引发传统写作教学模式转型升级,然而AI赋能学术写作的研究不足。词块作为语篇中重现的连续多词序列,具有鲜明的体裁和学科特征。基于此,采用语料库方法探究AI和学者在化学国际期刊论文英文摘要中四词词块使用特征。结果显示,AI比学者更依赖词块构建摘要,但词块多样性不足,且不符合of短语为主的学术写作惯例。在结构上,AI偏重小句类词块,学者更倾向短语类词块。在功能上,2者均偏重研究导向词块,但AI过度依赖文本结构导向词块,框架和立场词块不足,表达单一。这源于生成式AI预训练模型的本质,使其缺乏个性化与学术推销性修辞表达。研究能够提升化学学者词块使用意识,推动化学人机协同学术英语写作教学。

生成式人工智能在教育领域表现出了巨大的潜力。旨在系统梳理美国《化学教育》期刊中关于生成式人工智能在化学教育中应用的实证研究,重点探讨其具体应用场景及效果,以揭示生成式人工智能在化学教学中的实际表现与潜在价值。结果显示,现有研究主要集中于3个方面:生成式人工智能工具的评估、辅助学生完成化学课程任务的应用,以及在促进学生批判性思维能力发展中的作用。具体而言,生成式人工智能在回答化学问题时的质量,受到问题类型与难度、输入的提示等多种因素的影响。得益于其强大的文本生成能力,生成式人工智能已被广泛应用于为学生撰写实验报告和化学写作提供支持,但在深层次的化学分析与推理方面仍存在一定局限。此外,已有研究探索了利用生成式人工智能培养学生批判性思维的策略,诸如创造互动式学习环境、促进协作学习以及提供多样化的学习资源等。尽管如此,关于生成式人工智能在化学教育中融入的具体教学策略的研究仍较为薄弱,未来的研究应着重于对其在化学问题解决中的能力进行更全面的评估,并进一步探讨学生与生成式人工智能之间的互动模式与策略。

运用CiteSpace软件,对2011—2024年Web of Science核心集合数据库和中国知网收录的1 503篇学校安全教育研究相关文献进行计量分析,绘制可视化知识图谱。通过中外学校安全教育研究现状和发展轨迹的比较,分析2者的共通与差异,探寻数字化转型背景下学校安全教育未来发展方向。最后,在借鉴中外研究成果和实践经验的基础上,从优化体系、重构机制、多角度塑造评价范式等方面提出改进我国学校安全教育工作的建议。

梳理了化学电池从诞生以来曲折的发展历程,分为4个阶段。理论奠基阶段,从伏打电堆到丹尼尔电池的发展,确立了化学电池的氧化还原反应发电机理;化学电池实用化阶段,干电池、二次电池等技术开启了电池实用化进程;化学电池绿色化阶段,环保意识下的锂离子电池、燃料电池技术迅速发展;进入新时代,电池种类增多,高能量密度与绿色化仍是电池发展的主要目标。化学电池的开发道阻且长,伴随关键技术的不断革新,化学电池将在现代社会中发挥着愈发重要的作用。

核磁共振技术(NMR)是迄今为止研究最完全、应用范围最广的波谱技术之一,遍及生物、医药、矿物勘探、化学等领域,多位杰出科学家因为NMR研究而获得诺贝尔奖,其中虞福春和他的同事普洛科特(W.G.Proctor)发现了核所处的化学环境会影响核的化学位移这一现象,也被称呼为Proctor-Yu(虞)效应。紧接着虞福春又在KSbF₆的水溶液发现SbF^<sup>-_<sub>6的核磁共振谱线存在谱线劈裂现象,最终确认其是由于自旋耦合而产生。而这些重大成果在国内外教科书中鲜少提及。简述了虞福春的成长经历及其对于核磁共振发展的重大贡献。