无乳化剂乳液聚合制备高分子量聚乙烯醇

通过无乳化剂乳液聚合方法, 采用氧化还原引发体系制备了超高分子量的聚醋酸乙烯酯(PVAc), 继而醇解为超高分子量的聚乙烯醇(PVA). 研究了聚合温度、引发剂浓度、单体转化率对PVA的分子量和分子结构的影响. 探讨了线性高分子量PVA结构的控制方法. 结果表明, 利用无乳化剂乳液聚合可以实现在室温(14~20 ℃)制备出聚合度为9899的高分子量的PVA, 聚合过程对PVA的分子量和结构均有显著的影响. 在无乳化剂乳液聚合恒速聚合区得到的聚合物分子量较高, 分子量分布窄, 且结构比较规整, 而在加速区, PVAc的支化和交联现象显著, 最终会对PVA的线性程度产生很大影响. 因此, 可以通过聚合过程来控制PVA的分子量和链结构.     

高中化学实验的项目式教学*——乙醇消去反应制备乙烯的实验探究

以乙醇消去反应制备乙烯改进实验探究为项目,通过“分析浓硫酸催化乙醇消去反应制备乙烯实验不足的改进方向”“设计并实践乙醇消去反应制备乙烯的实验改进方案”“汇报实验并提出最终改进方案”3个任务,深化对核心知识消去反应的理解和对实验方案设计方法及实验探究过程的深刻体会,并在问题解决中发展“科学探究与创新意识”素养。     

在高分子化学实验教学中引入趣味型实验的探索

在传统的“高分子化学综合实验”课程中,所设置的聚合实验往往耗时较长,且实验过程中有诸多空余等待时间。因此尝试在不增加实验课实际课时量的前提下,引入一些耗时较少、既具有一定趣味性又包含了诸多知识点的小型实验,例如PVA凝胶（胶泥）实验、界面聚合制备尼龙-66、交联聚丙烯酸钠颗粒的高吸水特性（人造雪实验）等,有效利用了这些空余等待时间。近年来的教学反馈表明,这些趣味型实验为相对较为枯燥的高分子化学实验增添了乐趣,并有效地激发了学生对高分子化学的学习兴趣,取得了较好的效果。     

聚乙烯醇基聚合物材料在多元驱动方式下的形状记忆行为

形状记忆聚合物（SMPs）是近些年发展起来的一种环境响应型智能材料。在外界刺激驱动下分子内或分子间会发生物化变化,分子结构和形态的改变使形变后的材料在宏观上回复到起始形态。常见的SMPs有聚乙烯、聚氨酯、聚己内酯等,而聚乙烯醇（PVA）的形状记忆效应是在热致型形状记忆凝胶被发现以来才引起人们关注的。由于PVA侧链富含大量羟基,化学活性高、易与官能团进行功能化改性,因此可设计出满足不同驱动方式的分子结构。目前研究者已采用冻融循环、化学或辐射交联、接枝改性及共混复合等多种方法制备了多种刺激源（如温度,溶剂、光、电、微波及超声波等）驱动下的形状记忆聚乙烯醇（SM-PVA）、PVA衍生物及复合材料。本文综述了近年来不同刺激源驱动下SM-PVA的研究进展,阐述了不同材料的结构性能、回复机理及存在的问题,并展望了PVA在该领域的发展和应用前景。     

利用金属探测仪开展化学研究性学习活动

指导高一学生利用金属探测仪开展化学研究性学习活动;带领学生一起构思立足于化学、指向实践和应用的研究体系,主要对金属探测仪从功能（即“能”与“不能”的问题）和性能（即灵敏度的“好”与“差”问题）2个方面加以实验研究。为进一步丰富和完善研究,再对金属的带电状态、电磁辐射的存在状态加以探测对比分析,而后对原理加以分析,形成了基本结论,提出了实践操作的建议,并对整个活动加以总结和反思。     

指向深度学习的高三化学实验复习*——葡萄糖酸锌的制备及纯度测定

针对当前高三化学实验常态复习难以适应“素养为本”的实验试题考查要求的现状,提出了以深度学习指引高三化学实验有效复习的设计思路:精选学习主题、设计学习任务、进行实时评价,并以“七水合硫酸锌的制备、葡萄糖酸锌的制备、葡萄糖酸锌的纯度测定、构建认知模型”为主线,设计了“葡萄糖酸锌的制备及纯度测定”一课,为高三化学实验的深度复习提供了可资借鉴的设计思路和教学案例。     

初中化学教科书中能量观的建构

对2012年修订的人教版九年级化学教科书进行文本分析,按“科学探究”、“身边的化学物质”、“物质构成的奥秘”、“物质的化学变化”和“化学与社会发展”5个模块,分别对其中体现能量观的知识体系设置和核心观点进行归纳与分析;同时还选取典型案例提供基于观念建构的教学策略：（1）放热还是吸热的测定方法 （2）燃料的拓展认识（3）放热反应与反应类型。     

以实验和论证为杠杆撬动化学概念深度学习*——以“分子与原子”教学为例

以倡导“理解与批判、联系与构建、迁移与应用”的深度学习为理念,围绕“分子与原子的概念”比较教材与文献的设计思路,调整认知脉络,着力解决“概念学习过程中实验探究少,宏观现象进入微观分析的相关实验不匹配,忽略证据推理、变化观念与平衡思想核心素养”等不足。设计“3种形态的碘与淀粉的反应、H2O2溶液与品红反应、H2O2溶液的分解反应”3组实验,设置学生画分子模型、画H2O2分子分解的微观过程等活动,提炼“物质种类、分子种类、物质性质之间的关系是什么？你从实验中找到哪些证据支持观点？前2个单元的实验,还有哪些可作为论证的依据？”等问题,引发学生充分论证。“实验、活动、问题、论证”环环相扣,促成教学内容的有效结构化,通过化学概念的深度学习实现化学学科核心素养的发展。     

抗HCV药物索菲布韦的合成与表征——本科生“夏季小学期”创新科研实践

以“抗HCV药物索菲布韦（Sofosbuvir）合成与表征”为例,介绍了南开大学本科生“夏季小学期”创新科研实践活动的具体实施情况。内容涉及抗HCV药物索菲布韦的研究背景介绍、合成与表征,以及对实验结果的讨论。实践结果表明,利用“夏季小学期”集中安排实验时间较长且复杂程度高的综合实验,可以提高学生的科研实践能力,促进理论教学与科研实践相结合,取得了良好的教学效果。     

不同浓度聚乙烯醇对甲烷水合物分解作用的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了273.15K下聚乙烯醇(PVA)对甲烷水合物的分解作用.研究发现,PVA浓度为2.7wt%时,水分子始终在其平衡位置附近波动,扩散系数仅为1.04×10-11m2/s;PVA浓度为5.2wt%时,水合物笼型结构坍塌,水分子以液态水的形式存在,甲烷分子从孔穴中逸出,聚乙烯醇的羟基在分子内部形成氢键,形成团簇,产生空间位阻,阻止了水分子再生成水合物,水分子的扩散系数1.61×10-9m2/s;PVA浓度为7.6wt%时,甲烷水合物周围有部分笼型结构被破坏,部分甲烷分子从孔穴中逸出,水分子扩散系数为3.55×10-10m2/s.得出聚乙烯醇对甲烷水合物的分解作用大小为:5.2wt%7.6wt%2.7wt%,为PVA溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考.     

对适应性高考试题中“真实性实验问题”的探讨及教学建议*

节选了部分适应性高考题中的“真实性实验问题”进行分析和探讨,解释了相关实验现象,运用“数学关系式”对相关图像的数据进行了比较分析,并提出了相关的教学建议。“真实性实验问题”是“真实情境”试题的来源之一,针对试题、教材、教学中的“真实性实验问题”进行定位和比较,为落实以“化学学科核心素养”为命题原则的新高考做好铺垫和引导作用。     

初中化学“分子和原子”的教学逻辑——基于2011-2018年的文献分析

以2011-2018年19篇有关初中化学“分子和原子”的教学研究文献为研究对象,基于教学观念与策略分析归纳出2种主要的教学逻辑:“证据推理型”和“模型认知型”。从“初步建立微粒观”“发展微粒观”“初步形成微粒观”等3个维度对2种教学逻辑进行归纳和评析,结合教学实践提出了一个新的“模型认知型”的教学逻辑。     

高中化学“乙酸乙酯的性质和制法”的项目式教学*——乙酸乙酯合成方法改进实验探究

以乙酸乙酯制备方法改进为目标,通过“分析直接酯化法的缺点,设计新合成方法” “探索改进实验方案” “总结汇报,分析实验方案的适用情境”等3个任务,使学生加深理解有机化学基本反应类型和认识工业生产的适用条件,理解有机化学与生产实际之间的联系,在探究过程中培养学生的信息处理能力、科学探究精神以及“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。     

人教版高中化学必修模块教科书实验活动的分析与比较*——以2019年版教科书“实验”和“实验活动”栏目为例

以人教版高中化学必修模块教科书(2019年版)“实验”和“实验活动”栏目的实验活动为研究对象,采用Herron修正的“实验活动探究层次分类法”(LOLA)和笔者提出的“学生实验行为要求分类法”(RSBLA)对其进行分析,并与2007年版教科书进行对比。研究发现,2019年版教科书的实验活动探究层次处于层次1和层次2,学生行为要求为“观察”“记录实验现象”“回答与实验有关的问题”和“设计实验”。卡方检验表明,2019年版教科书和2007年版教科书“实验”栏目的实验活动探究层次分布比例和学生实验行为要求均存在显著性差异。     

基于网络教学平台的PBL教学模式在物理化学实验教学中的实践

基于网络教学平台系统,结合“蔗糖水解速率常数的测定”“液体饱和蒸气压的测定”“燃烧热的测定”等3个物理化学常规实验,介绍了在物理化学实验教学中实施以问题为导向的教学法（PBL）的具体实施步骤,探讨了该教学模式在化学实验教学实践中的应用。结果表明该教学模式教学效果良好,具有一定的推广价值。     

基于CCITIAS的专家型化学教师实验课堂行为个案研究

以化学课堂及信息技术的互动分析编码系统（CCITIAS）为研究工具,对专家型化学教师的一节实验课堂的教学行为进行分析研究。发现专家型化学教师在课堂中灵活运用多种行为组合,促进师生高效语言互动,凸显课堂“留白”艺术,创设“时空化”实验课堂。     

醋酸纤维素膜及其混合膜渗透气化性能的研究——稀溶液粘度斜率系数的依赖性

研究了醋酸纤维素（CA），乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA），聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和聚醋酸乙烯酯（PVAc) 4种高聚物在不同溶剂中的稀溶液粘性行为。同时，从各相应的溶剂中制备了CA均一膜，CA－PVB和CA－PVAc共混膜以及CA－EVA复合膜，并测定了各种膜对甲醇（MeOH），甲基叔丁基醚（MTBE）混合物的渗透气化性能。结果表明，各种膜的渗透通量（J）与其稀溶液粘度斜率系数（b)成反比，即呈现随b值增大J值下降现象。     

基于核酸适体的电化学生物传感器*

核酸适体是一类体外筛选的、可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段,与常规识别分子（如抗体等）相比,核酸适体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势,已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。本文就基于核酸适体的电化学生物传感器（标记型和非标记型）的近期进展作简要评述,包括适体简介、标记型（“信号衰减”型、“信号增强”型、酶标记型和纳米粒子标记型）和非标记型电化学适体生物传感器等内容。     

知识发展、教材编排与学生学习的三序结合*——以“分子和原子”为例

“分子和原子”是九年级《化学》上册第三单元课题1的内容,是学生学习初中化学物质构成的启蒙。本文论述了“分子和原子”的知识研究发展顺序、教材编排顺序和学生学习顺序,针对该部分内容提出了在教学中三序结合的方式与建议。     

染料敏化太阳能电池中染料分子共轭π桥的扩展

以染料分子D5为原型, 采用不同类型和数量的共轭桥单元来设计D-π-A 型有机分子. 采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)来模拟计算分子的形貌、分子轨道能级以及紫外-可见光谱, 为染料敏化太阳能电池(DSSCs)的敏化分子寻找适合的共轭桥. 采用“次甲基链”、“呋喃环”或“噻吩环”、“次甲基链和呋喃环”或“次甲基链和噻吩环”作为共轭桥单元, 使得分子的吸收光谱依次红移. 随着共轭桥单元的增加, 分子的吸收光谱有剧烈的红移, 但随着共轭桥单元数量的进一步增加, 分子吸收光谱的红移现象减弱. 分子的最低未占据分子轨道(LUMO)能级逐渐降低, 而最高占据分子轨道(HOMO)能级逐渐升高. 采用3个“次甲基链和呋喃环”或者“次甲基链和噻吩环”作为共轭桥时, HOMO能级已经高于氧化还原电解质的能级, 而在极性溶液中, 由2个“次甲基链和噻吩环”单元作为有机分子的共轭桥时, 分子的HOMO能级已经高于氧化还原电解质的能级了. 采用“次甲基链和呋喃环”或“次甲基链和噻吩环”单元作为有机分子的共轭桥时, 吸收光谱有明显的红移,但对于DSSCs的敏化分子, 这样的共轭桥单元只能有1-2个, 不宜过多.