材料表征方法理论与实践课程的改革与建设*

通过与超星专业慕课制作团队合作搭建网络教学平台,将线上慕课教学与线下实验教学相结合,对材料表征方法理论与实践课程进行了全方位的改革。与传统实验教学相比,改革后的课程不仅能够激发学生的学习兴趣,实现时间空间的相对自由,还可以完善考核机制,提升教学质量,从而为高校化学研究生实验课程的改革提供一定的借鉴意义。     

The experimental design approach to the optimization of a simple quick easy cheap effective rugged and safe method for the analysis of phytoestrogens in complex soy‐based food

The present paper deals with the multivariate optimization of an extraction‐purification strategy for the determination of phytoestrogens (daidzein, genistein, coumestrol, formononetin, and biochanin A) in soy‐based meat substitutes by high performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry. For a reliable quantitation of these new concerning compounds in such a complex matrix, recovery and matrix effect must be carefully evaluated. Therefore, two sequential experimental designs were used to optimize the sample‐pretreatment of soy‐based burgers: the chosen technique was the quick, easy, cheap, effective, rugged and safe methodology, which does not require any particular facility or instrumentation. Thanks to the first screening design (Plackett‐Burman), the significant factors influencing the studied responses were identified and further investigated through a response surface design (Box‐Behnken). The optimal values of the variables (volume of extraction solvent mix/sample mass ratio and two clean‐up sorbents) led to quantitative recoveries (97–104%) and low ion suppression (matrix effect 60–93%) for all analytes. This optimized method was characterized by low detection limits (0.2–1.5 ng/g) and excellent intraday precision (RSD 2–4%). It was applied to the determination of the considered compounds in several soy‐burgers from the Italian market, detecting low ng/g levels (up to 40 ng/g) of coumestrol, formononetin, and biochanin A, and high concentrations (7.9–78 µg/g) of genistein and daidzein.     

基于真实情境的深度学习——以研究木耳中铁含量为例

教师创设研究木耳中铁含量的课题，引导学生充分利用已经学习过的铁单质、铁的氧化、铁的检验等知识及溶解、过滤等实验技能，通过在真实背景下自觉地进行研究并解决问题，在实践中学习新知识和新方法，将课本上的浅表性知识批判性吸收，有效提升学生对知识的理解与应用能力。     

化学需氧量(COD)测定的绿色化教学实验方案与实践

在以邻苯二甲酸氢钾配制的水样作为测定COD水样，以及硫酸铁代替硫酸汞的条件下，通过对水样体积、重铬酸钾溶液的体积、浓硫酸用量以及加热回流时间等几方面因素的讨论，设计出适合COD测定教学实验的实验方案。采用该实验方案不仅能够很好地达到实验教学的目的，而且可以减少有毒有害废液的产生和排放。该实验方案可以作为COD测定的绿色化教学实验推广应用。     

基于化学核心素养培养的高中有机实验教学

调查发现，当前对高中有机实验教学普遍重视不够，教师缺乏通过有机实验教学培养学生学科核心素养的意识。提出以下建议：深度解读课程标准，增强实验教学意识；发挥实验教学功能，设计课题式探究实验教学；把握有机教学特点，巧设问题探究性实验；培训教师实验技能，加强实验操作能力。     

实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

“聚丙烯酸酯的合成及降凝性能评价”综合实验能力考核平台

设计了以柴油中饱和烃含量及碳数分布测定、聚丙烯酸高级醇酯（PTA）的合成与纯化、PTA的红外表征与分子量测定、PTA降凝性能评价等4个模块组成的综合实验，作为化工专业实验的考核及成绩评定平台。这种考核方式将过程考核与结果考核融合，将笔试、操作、设计融合，可以全面准确地考核学生的有机合成、仪器分析等基础实验技能，同时考核综述、数据处理、实验设计等综合实验能力和实验室工作素质。此外，还能够有效训练学生的学习能力、解决问题能力、实践能力和创新能力，并促进了实验教学水平提高。     

花岗岩单轴压缩侧向变形及脆性破坏机制实验研究

为研究花岗岩侧向变形及脆性破坏机制,对花岗岩试件进行单轴压缩实验。利用动态应变采集系统、数字散斑相关方法(DSCM)和显微观测手段,记录并分析花岗岩试件在单轴压缩过程中的宏观侧向应变、局部侧向应变以及破裂面形貌,并与水泥砂浆试件的破坏过程对比,讨论了花岗岩脆性破坏机制。实验与分析结果表明:(1)花岗岩试件在加载初期发生侧向收缩变形,产生并发展于压密阶段,消失于线弹性阶段初期,这主要由于试件内部裂纹闭合造成的;此后,宏观侧向应变持续增长,当侧向应变与轴向应变之比接近0.5时试件破坏;(2)在峰值载荷前很长一段时间内,局部侧向应变在一定范围内波动,临近试件破坏时局部侧向应变最大值和最小值均出现较大幅度的波动,二者差值迅速增大,试件不均匀程度增大,最终导致试件破坏;(3)在峰值载荷前有无塑性屈服阶段是峰值载荷后脆性破坏程度的重要影响因素,而宏观裂纹的贯通程度是峰值载荷后应力降大小的决定因素。     

PN结物理特性的开放式测量实验方法研究

开放式、综合性量测实验的设计与应用,在巩固基础理论知识的同时,能够有效培养学生的动手实践能力、数据处理及分析能力,一定程度代表着大学物理实验课程的教学模式改革方向。以PN结物理特性的测量实验为例,基于通用型仪器与元器件的积木式组合,设计出简单、适用的实验电路;t=17.95℃时所采集的原始实验数据经三种模式回归分析,比较验证了PN结扩散电流与电压间遵循的玻尔兹曼分布律;计算出的玻尔兹曼常数与FD-PN-4测定仪的量测值相比,其结果说明了开放式测量实验方法的有效性。