基于随机扩散理论的色谱模拟辅助化学教学研究

为了满足当今教学的信息化发展趋势,本研究基于随机扩散理论建立了气相色谱仿真模型并开发了相关的计算模拟软件Stochastic Diffusion-Chroma。以混合组分分别在气相色谱填充柱和毛细管柱中的扩散分离模拟为例,探究了随机扩散理论模型在色谱理论教学和实验教学方面的应用。基于随机扩散理论的仿真教学改变了传统的教学模式,将学生较难理解的抽象色谱动力学基本理论转变为动态的具体形象,激发了学生的学习兴趣,提高教学质量。     

基于Aspen Plus软件对制药化工原理精馏实验的模拟与分析

介绍并探讨了Aspen Plus化工流程模拟软件在“制药化工原理精馏实验”操作型问题分析中的应用.实践表明,采用该流程模拟软件辅助解决精馏实验操作问题,可以把精馏过程中复杂计算和繁琐图解过程化为直观、简单、精确、高效的计算,便于学生的理解和掌握, 提高了学生的学习积极性,不仅拓宽学生的视野,使学生加深了对精馏原理的深刻理解,而且有助于培养学生利用流程模拟技术解决工程实际问题和科研问题.     

气相色谱分析过程的计算机仿真模拟与优化

以色谱法的ＬＥＳ模型作为气相色谱分析过程的计算机仿真模拟与优化的理论基础，提出了把两次多阶程度升温实验保留时间作为基本数据进行模拟优化的方法，拓宽了模拟优化方法在复杂组分样品中的应用。软件编程采用了计算数学方法，提高了模拟优化的精度和速度，节省了分析样品的时间。     

以Rh催化费托合成为例简述微观动力学在物理化学教学中的应用*

借助Rh催化费托合成反应,探讨了微观动力学模拟软件MKMCXX在物理化学化学动力学章节教学中的应用。以密度泛函理论(DFT)计算的能垒和反应热为基础,通过MKMCXX软件构建微观动力学模型,计算各中间物种的表面覆盖度、反应速率、反应级数与表观活化能,使学生能够直观地理解化学动力学。     

三维虚拟仿真技术在锂离子电池实验教学中的应用

把三维虚拟仿真技术引入到锂离子电池实验教学中,制作了锂离子扣式电池制作与性能测试虚拟仿真实验,介绍了仿真实验的设计过程。该仿真实验使用3Ds Max软件构建仪器和工作原理的模型及动画,用Unity3D软件构建一个高度仿真的虚拟实验室场景并模拟了实验操作的整个流程,使操作者可以轻松完成锂离子扣式电池制作与性能测试虚拟仿真实验过程。三维虚拟仿真技术在锂离子电池实验教学中的应用,可以弥补锂离子电池传统实验教学的不足,提高学生学习兴趣,丰富课堂实验教学手段,有效提高教学质量和教学效果。     

流程模拟软件Aspen Plus在化工原理课程设计教学中的应用

介绍了化工原理课程设计的特点和重要性,通过实例说明流程模拟软件Aspen Plus在课程设计教学中的应用。应用DSTWU模型进行简捷设计计算、应用灵敏度分析优化工艺流程、应用RadFrac模型进行严格精馏计算、塔板或填料的设计与校核,并与手工计算结果进行对比。实践经验表明,将流程模拟软件同传统课程设计相结合的教学方式拓宽了教师的选题范围,提高了课程设计的质量和效率,强化了学生的工程意识,提高了课程的教学质量。     

计算机与化学 Gaussian软件在环境化学教学中的应用

结合环境化学的学科特点和学生的实际情况,探讨Gaussian软件（包括Gaussian03和GaussView）在环境化学教学中的应用。实践表明,引入计算化学软件使抽象的化学理论变得形象、简单,能够大大增强理论知识的生动性和实际应用能力,有利于培养学生的形象思维能力和提高教学效果。     

Materials Studio应用于有机化学教学中培养探索性思维*

将计算模拟软件Materials Studio与有机化学教学有机结合,首先教师传授模拟软件知识、使用原理及使用此软件解决实际科学问题的案例;然后学生熟悉软件,自行发现有机化学课程中的重难点及困惑;最后在教师的帮助及团队的协助下使用此软件解决科学问题。此种教学方法不仅增强了课堂教学的生动性,丰富了课堂教学内容,还提高了学生对立体结构的认知能力,加深了学生对反应机理的理解,更重要的是,学生的探索性思维能力也得到了很好地培养。     

PROII软件在乙醇-水精馏分离实训中应用的案例教学*

将乙醇-水精馏分离模拟结果与实践教学相结合,探讨了PROII软件在乙醇-水精馏分离实训教学中的应用。实践表明,采用PROII流程仿真模拟软件辅助乙醇-水精馏分离实践教学有助于学生理解乙醇-水精馏分离操作的基本理论,加深学生对精馏分离操作中相平衡、泡(露)点、回流比等基本知识点的理解,同时使得操作参数变化对精馏过程的影响更加直观,有助于学生精馏操作技能的提升,调动了学生学习的积极性,提高了课程教学效率和质量。     

计算软件和程序在环境分析化学教学科研中的应用

结合环境分析化学的教学特点和学生的实际情况,重点介绍MINEQL+和ALSCM,BEST&SPE和QSAR中的SYBYL等计算软件及其在环境分析化学教学和科研中的应用。     

线上线下融合的仿真实验软件(电子书)研发及其教学应用——以毛细管电泳实验为例

以Web设计语言和Photoshop、Flash、3D Max等工具绘制动画和3D仿真图,自主研发了毛细管电泳实验的仿真实验软件(电子书)。对仿真实验软件的设计思路、功能模块的实现、教学应用和效果等作了详细叙述。开发的电子书涵盖了实验原理、仪器介绍、样品制备、仪器参数设置、样品测试、数据处理、实验报告等完整的实验流程。电子书的内容完全与我院现行“仪器分析实验”的真实实验和纸质版教材相匹配,从而实现了“虚拟实验”与“真实实验”相融合,线上线下实验教学相融合。电子书中丰富的动画、仿真和实物图片,充分发挥出视觉效应和感观思维的优势,很好地克服了传统实验教学中的时空限制以及纸质版教材单调枯燥的不足,极大地激发学生的学习积极性,提高了学生的学习兴趣和学习效率。     

基于Origin 8.0的精馏实验数据处理实例

精馏塔全塔效率测定实验数据处理中需要交替使用相平衡方程和操作方程进行逐板下行计算,传统的手工图解法和新开发的数据处理软件存在工作量大、可靠性差、实验教学质量无法保证的弊端。结合实例,选择分段拟合法探讨了Origin 8.0软件在精馏实验中的应用。该操作简单易懂,有效地提高了学生的实验数据处理和准确分析能力。     

北京宏剑讯科软件技术有限公司常用化学软件

Gaussian03——业界应用最广泛的量子化学软件，是作半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件。可以研究：分子能量和结构，过渡态的能量和结构化学键以及反应能量，分子轨道，偶极矩和多极矩，原子电荷和电势，振动频率，红外和拉曼光谱，NMR，极化率和超极化率，热力学性质，反应路径。计算可以模拟在气相和溶液中的体系，模拟基态和激发态，还可以对周期边界体系进行计算。公司每月一期G03软件培训。     

高分子物理实验多媒体教学软件的研制和应用

针对“高分子物理实验”课程传统教学过程中存在的问题 ,采用多媒体和仿真模拟技术研制了高分子物理实验多媒体教学软件。介绍了软件的设计思想、实现方法和特点 ,并讨论了在实验教学中的具体应用和应注意的问题。     

巧用二组分金属固液相图的测绘实验讲授Origin软件入门

二组分金属固液相图测绘实验是大学物理化学实验课程中的一个重要实验，通常绘制步冷曲线用时较长，在此过程当中仅讲授实验原理及实验步骤会显得枯燥乏味。鉴于此，拟在实验间隙讲授Origin软件的操作，以提高学生的数据处理能力。Origin作为一款重要的数据分析、处理与绘图软件，在科学研究过程中，使用率极高，因此提前让学生在本科阶段接触Origin软件入门级数据处理和绘图功能，掌握实验数据的简单处理，由此增加学生在实验过程中的投入度，从而提高学习效果，同时为日后数据分析处理与绘图工作打下坚实的基础。     

Crocodile Chemistry605在化学定量实验教学中的应用

Crocodile Chemistry 605软件特有的微观结构以及反应细节能够促进学生核心素养“宏观辨识与微观探析” “变化观念与平衡思想”的教学。以具体案例展示如何将Crocodile Chemistry 605这款仿真实验软件应用于定量实验教学中，旨在为教师的化学实验教学提供一款新颖、实用、科学、可定量的仿真教学软件。     

POLYMATH软件在化工课程中的应用

以化学工程中的非线性方程、复杂函数的积分、离散数据点的处理、实验数据点的回归分析以及线性微分方程组求解为例,讨论POLYMATH软件在化学与化工课程中的应用。结果表明：利用POLYMATH求解计算问题稳定性好、方便快捷;能把学生从复杂的编程与调试中解脱出来,并能提高学生的学习效率以及分析问题和解决问题的能力。     

量子化学计算辅助化学教学的探索与实践

量子化学的发展不仅为化学教学提供了形象而生动的教学案例,而且也为化学概念和现象提供了具体可视化的解释。以“科研教学互动”为核心,通过具体的量子化学前沿成果辅助教学应用实例、量子化学计算软件辅助教学等方面阐述了量子化学计算在大学化学教学中的应用前景。这种将量子化学计算与化学教学相结合的教育方式,将对化学课程的发展、化学教学的改革及学生科研创新能力的培养起到推动作用。     

Gaussian 09软件在电子圆二色谱教学中的应用

利用Gaussian 09软件优化并计算了手性农药R-丁烯氟虫腈和S-丁烯氟虫腈的电子圆二色谱,讨论了其在立体化学(电子圆二色谱)教学中的具体应用,帮助学生对手性分子的三维空间结构、电子圆二色谱的理解及归属等方面有更加感性的认识,使教学内容形象生动,提高了学生的学习兴趣及积极性。     

Visual MINTEQ软件在大学化学教学中的应用

介绍了水文地球化学软件Visual MINTEQ的基本功能和特点,并结合大学化学课程中化学平衡章节的教学内容,举例说明了该软件在缓冲溶液pH计算、酸碱滴定过程模拟、配合物分布曲线绘制以及沉淀溶解平衡预测等应用实例中的使用方法.Visual MINTEQ程序在大学化学课堂中的应用不仅丰富了教学形式,还加强了学生对相关理论知识的理解和掌握,从而为其创新实践能力及科学研究方法的培养奠定了良好的基础.