国内外化学前实验教学研究的现状与启示

实验教学在各个阶段的教育中都占据着非常重要的地位。前实验作为学生开展实验过程的先验知识,是实验教学的重要组成部分。本文系统地分析了近20年来国内外化学前实验教学研究的现状;首先通过中国知网检索分析了国内化学前实验教学研究的进展,并总结了其不足之处;之后通过web of science检索分析了国外化学前实验教学研究方面的进展,可将化学前实验教学研究分为创新前实验方式研究类、前实验方式比较类、前实验对学生认知变化研究类和完整实验研究类等4大类,并分别展开详细分析和讨论;最后从研究对象、研究内容、研究方法等方面总结了化学前实验教学研究的启示与建议。     

化学竞赛实验试题的内容与特点

本文针对全国化学竞赛（决赛）大纲实验部分和国际化学奥林匹克竞赛实验大纲的内容,分析了近年来全国高中学生化学竞赛（决赛）和国际化学奥林匹克竞赛实验试题。研究表明,近年来的竞赛实验试题呈现出了实验内容的社会化、实验手段的现代化、仪器的微型化和药品的微量化、以及实验过程要求绿色化等特点。     

我国2001-2013年中学化学实验学习研究热点的知识谱图

为比较准确地了解国内中学化学实验学习研究的热点和重点,为今后中学化学实验学习研究提供有力的数据与支撑,利用bicomb1.0软件与IBM SPSS20.0软件,对从中国知网中查询到的2001-2013年的518篇关于实验与化学学习的相关文献进行了知识谱图的绘制.研究结果表明,我国中学化学实验学习的研究主要涉及4大领域,分别是:高中新课程,化学实验对于化学知识的学习、素质教育,创新、观察等能力的培养等相关领域研究热点;中学化学实验对于激发学生兴趣、培养学生动手能力和课外活动作为化学教学的一种方法途径的研究热点;课堂教学中,实验教学与多媒教学等教学模式的改革、创新提升教学质量的研究热点;采用化学实验微型化、绿色化等策略来强化对学生的能力的培养.     

化学实验改革的新方向—微型实验

一、微型化学实验的基本特点早在本世纪五十年代,我国赴美学者马祖圣对微型化学实验技术已进行过大量的研究工作,并于1975年与另一学者 V.Horak 合作出     

理科化学专业化工基础实验课程改革的设想与实践

化工基础实验在理科化学专业的工程技术教育中是一个重要的实践性教学环节 ,实验对象多是化工生产中的工程技术问题 ,设计的变量较多 ,要完成实验所需的工作量较大 ;而且实验方法和数据处理也比较特殊 ,除了采用正交设计和均匀设计等试验设计方法来减少实验次数外 ,有时还需要采用数学模型法或量纲分析法等工程研究方法对实验过程进行简化。所以 ,化工基础实验与基础化学实验有所不同 ,它属于工程实验。　　由于理科化学专业应用型人才的培养目标是面向国民经济建设主战场、从事应用和开发研究的开拓型人才 ,所以化工基础实验的改革应围绕这…     

化学实验操作技能遗忘进程的实验研究

以大学化学系新生为实验对象,以分析天平为实验材料,对化学实验操作技能的遗忘进程进行了实验研究,讨论了化学实验操作技能遗忘曲线理论,对实验结果进行了探讨,提出了改进化学实验教学,提高学习质量的看法和建议,从而补充了动作操作遗忘进程在化学实验操作技能中的遗忘规律。     

基础分析化学实验课程中开展自主实验的探究

分析化学是化学的重要分支,分析化学实验教学在本科生化学教育中有着重要的位置。自主实验已经普遍应用到实验教学的实践中,对于药学等非化学专业在基础课程中开展自主实验也有重要意义,同时适合进行实验教学方法的研究。在基础实验课程的有限学时里开展自主实验,是一项有挑战的实践,文章对在实验内容选择、课程分析、助教培训等方面的探究进行了介绍,以及强调安全教育与保障是开展实验教学的必要条件,并介绍了进一步的教学实践设想。     

本科化学类专业化学实验教材中的分析仪器

梳理了部分国内综合性院校本科化学类实验的课程设置及所用化学实验教材,同时简单介绍了科学仪器的分类。针对各类化学实验教材中分析仪器部分的内容重复、更新不及时、深度不够等问题,提出了解决方案,希望能对今后化学实验教材的编写提供不同的视角和有益的借鉴。     

分子及团簇的分子动力学模拟——介绍一个计算化学实验

分子动力学方法在化学及相关学科研究中的重要地位日趋凸显,但在本科化学实验中鲜有涉及,现有计算化学实验多侧重量子化学方法对分子性质的计算。为普及分子动力学模拟这一有力工具,同时帮助学生理解分子的动态行为,本文以丙氨酸二肽模型分子为例设计了一个简单的分子动力学模拟实验。通过本实验学生能初步掌握分子动力学模拟的基本原理、流程和分析方法,同时加深对物理化学中势能面等抽象概念的理解。本实验即可作为单独设课的计算化学实验的内容,亦可在物理化学实验中作为拓展实验开设。     

增强大学生学习自我效能感的化学实验教学策略*——以“药物制剂工程实验”为例

以提高大学生化学实验积极性和实验学习效率为目标,在“药物制剂工程实验”课程中实施能增强大学生学习自我效能感的化学实验教学策略。以“乳剂的制备”实验为研究背景,设计并实施了三阶段的实验教学流程。同时,通过构建过程性评价量化指标、开展三方评价和问卷调查等形式,对该化学实验教学策略的实施效果进行了评价。通过对比实验组和对照组学生的过程性评价成绩和问卷调查结果,发现实验组平均得分大多高于对照组,说明采用了本实验教学策略的实验组学生的自我效能感高于对照组,因此,本实验中采取的提高大学生自我效能感的化学实验教学措施确实有效且具有实际意义。     

化学化工虚拟仿真实验教学中心建设与实践

为了有效解决化学化工类实验教学无法或者难以实现的教学过程问题,组建了黑龙江大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,搭建了辅助虚拟实验教学和管理于一体的开放共享的虚拟仿真信息化网络平台,设计开发了系列化工、制药、仪器类虚拟仿真实验教学项目,开展理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维课程体系建设,期望提升本科一流专业和拔尖人才试验班建设以及本科人才培养,为提高学校本科教学质量提供有力的保障。     

基础化学综合实验中学生“自主设计”的教学实践

在基础化学综合实验中,教师只提出主要原料和欲制备的产品大类,学生通过查找资料自主设计,用不同的方法、途径制备出所要求产品,并分析几种方法在操作过程、经济及环保等方面各自的优缺点,从而达到培养学生自主创新能力的目的.     

茶叶化学成分指纹识别中样品制备方法的优化

根据指纹识别实验对样品的要求, 以¹H NMR和主成分分析(PCA)为测试与评估手段, 对茶叶中化学成分提取条件的优化方法进行了研究. 针对生物指纹识别实验中样本体系复杂及化学组分含量多等特点, 利用主成分分析对检测样品质控的多因素进行综合分析, 最终确立了茶叶中化学成分提取制备的实验条件. 利用所建立的样品制备程序对4种茶叶进行预处理和测试, 结果表明, 所建立的方法稳定、可靠, 可以满足茶叶代谢物¹H NMR指纹识别研究的要求. 本文所提出的优化方法简单可靠, 可用于复杂样本体系标准样品预处理方法的建立.     

Chemical space sampling by different scoring functions and crystal structures

Virtual screening has become a popular tool to identify novel leads in the early phases of drug discovery. A variety of docking and scoring methods used in virtual screening have been the subject of active research in an effort to gauge limitations and articulate best practices. However, how to best utilize different scoring functions and various crystal structures, when available, is not yet well understood. In this work we use multiple crystal structures of PI3 K-γ in both prospective and retrospective virtual screening experiments. Both Glide SP scoring and Prime MM-GBSA rescoring are utilized in the prospective and retrospective virtual screens, and consensus scoring is investigated in the retrospective virtual screening experiments. The results show that each of the different crystal structures that was used, samples a different chemical space, i.e. different chemotypes are prioritized by each structure. In addition, the different (re)scoring functions prioritize different chemotypes as well. Somewhat surprisingly, the Prime MM-GBSA scoring function generally gives lower enrichments than Glide SP. Finally we investigate the impact of different ligand preparation protocols on virtual screening enrichment factors. In summary, different crystal structures and different scoring functions are complementary to each other and allow for a wider variety of chemotypes to be considered for experimental follow-up.     

化学实验创新设计的技术伦理困境与突破*

目前化学实验设计存在“技术性异化”“生态位壁垒”“绿色化缺失”“人本性式微”的问题。技术伦理规范下的化学实验创新设计,从实验主体的价值向度、基本属性和实践逻辑等3个方面讨论化学实验设计的规范。提出在技术伦理视角下丰富化学实验创新设计角度,形成实验设计的伦理向度;完善化学实验设计各要素,建立实验设计的伦理秩序;开展绿色化实验设计,确保实验设计的伦理互动;规范化学实验设计系统,突出化学实验设计的“为人向度”。将技术承载的价值,通过技术主体的伦理行为转化到化学实验设计过程中,规范化学实验创新设计的路径。     

在化学生物学实验中开设小班式创新实验的尝试

以化学专业大四本科生为研究对象,尝试在化学生物学创新实验课程中开设小班式创新实验,从实验内容、教学方法等方面设计创新实验,培养学生综合运用大学前3年所学的基本知识和基本实验技能,提高学生的综合能力和创新意识。     

超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱分析不同加工何首乌中差异化学成分

建立了超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS)结合多元统计分析技术对不同加工何首乌中化学成分差异的分析方法。何首乌样品采用甲醇在室温下超声提取后,采用UPLC-QTOF-MS进行分析,对采集的图谱通过峰匹配、峰对齐、滤噪处理等进行特征峰提取,然后用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)对数据进行分析。结果显示,不同加工何首乌样品间的化学组成存在显著性差异;根据一级质谱精确质荷比和二级质谱碎片信息,结合软件数据库搜索及相关文献进行成分鉴定,初步筛选并鉴定出33种不同加工何首乌间差异显著的化学成分,其中15种为共有差异化学成分,并呈现出不同的变化规律。研究结果可为揭示不同加工方法对何首乌代谢产物差异性的影响规律提供依据。     

芦笋中化学成分的内部萃取电喷雾电离质谱检测

选择芦笋(Asparagus Officinalis L)新鲜茎块和两种干燥茎块为代表性植物组织样品,建立了一种直接检测芦笋中多种化学成分的内部萃取电喷雾电离质谱(iEESI-MS)分析方法。在正离子检测模式下,选择甲醇(CH₃OH)作萃取溶剂,在无需样品预处理的条件下对芦笋组织样品进行直接质谱分析,获得了组织样品在m/z 50~1000范围内的化学指纹谱图,并通过目标离子的碰撞诱导解离(CID)实验,鉴定了对药物和自然产品研发具有重要意义的糖类、氨基酸、生物碱以及芦丁等多种代表性的营养成分。 本方法具有无需样品预处理、样品耗量少、操作简便、分析速度快(单个样品的分析时间少于1 min)等优点,为食源性植物组织样品的快速分析提供了一种质谱分析新方法。     

基元化学反应态态动力学研究

化学反应动力学是化学领域最基础的学科之一,量子态分辨的基元化学反应动力学在最为基本的原子与分子的层次上对化学反应的机制提供深刻的理解。该领域的科学家们通过精心设计的实验和高精度的理论计算,使得态态反应动力学在过去的半个多世纪中取得了长足的进步,实验和理论的相互结合极大地促进了我们对化学反应本质的认识。本文从实验研究的角度,通过对实验技术的发展和对H₂O光解离、H+H₂、F+H₂、Cl+H₂、OH+H₂、F+CH₄等具体实例的态态动力学研究的简介,概况介绍了过去二十年里态态化学反应动力学研究所取得的进展,希望借此为读者提供对化学反应动力学领域的一个概略认识。     

氯参与的化学气相淀积金刚石的热力学分析

用非平衡热力学耦合模型研究了金刚石在CHCl体系中的生长,计算所得CHCl体系的金刚石生长的相图与大量实验结果符合良好.通过热力学分析讨论了氯的添加对提高金刚石薄膜生长速率及其质量的影响以及降低淀积温度的作用.