环状二苯基碘盐的合成、表征与应用——综合性多步有机合成实验*

介绍了以2-碘苯胺和苯硼酸为原料,通过Suzuki偶联反应、重氮化反应、氧化反应等3步合成环状二苯基碘盐,并进一步应用于二苯并噻吩的合成。本实验涉及有机化合物的合成、结构表征以及应用,将有机化学基础理论知识、基本实验技能与学科研究热点相结合,能够有效培养学生的科学研究素养。该实验牵涉到气相质谱、核磁及熔点仪等仪器的使用,锻炼学生动手操作仪器的能力及综合实验技能,适合作为高年级学生的综合实验。     

多酸化学综合性实验:Dawson型多酸配位聚合物制备与表征*

设计了Dawson型杂多酸的制备实验,同时结合最新科研成果,引入配体和过渡金属离子与Dawson型杂多酸水热合成多酸配位聚合物,并通过X射线粉末衍射表征、红外和热重对多酸配位聚合物进行结构表征。通过该实验,不仅让学生了解多酸配位聚合物这一无机合成化学前沿领域,还可以锻炼学生的科研思维,在培养化学研究兴趣的同时提升创新思维和知识融会贯通的能力。     

自制实验教学设备促进学生实践创新能力培养*

以湖州师范学院自制仪器项目光催化实验装置及配套装置为例,介绍了自制仪器项目的实施过程,探索实施过程对学生实践创新能力培养的助推作用。自制实验教学设备可以提高学生参与实验的积极性;增加使用仪器的学生人数;激发学生改进实验设备的热忱;促进学生实践创新能力的培养。     

九年级学生三重表征转换能力的发展过程:基于眼动的证据*

九年级学生在化学学习的过程中开始建立三重表征思维,同时,不同学业水平学生的三重表征转换能力会出现分化。为了探究学生在各个阶段三重表征转换能力的发展特点,采用眼动分析法对12名九年级学生进行了一学期的追踪实验。研究发现:(1)入门时期,学生进行不同表征之间转换的能力是有差异的,并且表现出转换和逆向转换能力的不对称性特点。学优生与学中生、学困生的三重表征转换能力有明显差异,但学中生与学困生的三重表征转换能力还没有表现出明显差异。(2)突破时期,学生进行宏观(中心)、符号(中心)、微观(中心)转换的注视点个数、测试总时间没有表现出统计学差异。学优生与学中生的转换能力分化更明显,学中生与学困生开始出现差异。(3)深化时期,学生宏观(中心)表征能力最强,符号(中心)表征能力次之,微观(中心)表征能力最弱。学优生与学中生、学困生的转换能力差异显著,学中生的间接转换频率明显增加。     

新版高中化学教科书视觉表征的文本研究*

以人民教育出版社和山东科学技术出版社2019年出版的4本化学必修教科书为研究对象,借鉴Gkitzia等人开发的分析框架,运用内容分析法对4本教科书中的视觉表征进行分析。从表征的类型、表面特征的注释、表征与文本的关联情况、是否存在合适标题、多重表征内各层表征间连接情况等5个维度对教科书进行编码统计,获得新版化学教科书中视觉表征的信息。     

食品中有机官能团检验的实验设计*

为丰富来自生活实际的真实问题情境的实验,以4种常见生活食品(雀巢咖啡伴侣、大白兔奶糖、德芙白巧克力以及家用植物油)为底物,通过各物质配料表分析其存在的常见官能团,运用新制氢氧化铜、碱性水解、碘加成等反应对相应基团进行检验。实验表明,检验现象明显,每种官能团的检验用时都在1 min以内,用量少且过程安全可控。     

新加坡现行中学化学教科书视觉表征的文本研究*

借鉴Gkitzia等人编制的分析框架,采用内容分析法对新加坡现行中学化学教科书All About Chemistry ‘O' Level(2017年,Hodder Education出版)中的视觉表征进行文本分析。从视觉表征的类型(C1)、表面特征的注释(C2)、视觉表征与文本的关联(C3)、标题的存在与性质(C4)、多重表征的连接程度(C5)等5个维度进行编码统计分析,获得该教科书中的视觉表征信息。以期为我国后续中学化学教科书的编写提供借鉴与启示。     

基于虚拟仿真技术的热分析实验教学探索与实践*

针对热分析实验教学,设计和开发了热分析仪虚拟仿真实训系统,提出了一种新的基于虚拟仿真技术的仪器分析测试类实验课教学模式,并将其应用于实际的实验教学中。对随堂实验教学质量进行了调查,结果表明此种实验教学模式很大程度上提升了学生自主学习的兴趣,提高了学生的综合实践能力。     

化学知识三重表征的话语意义探析*

基于科学哲学和语言学理论,强调化学学科中的三重表征的话语意义,旨在帮助学生将头脑中的三重表征思维用语言科学地表达出来并进行社会性交往。在明确三重表征与话语的关系的基础上,借助于相关教学片段,对三重表征的话语意义(语法学、语义学和语用学意义)进行探析,将宏观微观符号表征中各自的语言内部联系以及彼此间的话语表达关系解构出来,从而全面提升学生在建构、关联及转换表征过程中的交往效率。最后针对相关教学问题,提出了3条教学策略。     

磷酸二氢钾多晶原料合成、单晶生长及其性能表征的综合实验设计*

实验涵盖“多晶原料合成→物相分析→单晶生长→材料结构性能表征”一套系统完整的晶体材料制备及表征流程,目的在于培养应化专业学生的综合实验能力。通过观察晶体生长过程理解结晶动力学因素(如过饱和度、温度、物质扩散)对晶体结晶习性及形貌的影响;学会几种重要的材料表征方法;巩固晶体结构基础知识;最终引导学生综合运用知识的同时,掌握科学系统的研究方法。     

基于建构主义理论的有机化学实验混合式教学设计与实践*

基于建构主义理论和支架式教学思想,以“北京大学有机化学实验在线学习与测试平台”为依托,探索了混合教学模式在有机化学实验课程中的应用。以薄层色谱和柱色谱实验为例,通过确立目标、分析学情、分解任务、搭建支架、教学实施、评估反馈的教学设计和实践,帮助学生掌握实验知识与技术,培养学生解决实际问题的能力,增强其实验信心。     

综合型有机化学实验设计:N-苄氧基-2-氯-2-苯乙酰胺的合成与表征*

以苯甲醛和丙二腈为起始原料,经Knoevnagel缩合、环氧化、环氧化合物开环等3步反应,合成N-苄氧基-2-氯-2-苯乙酰胺,并对产物进行红外和核磁表征。实验内容与基础有机化学理论知识高度契合。结合产物分子结构的波谱分析,对于培养学生有机化合物多步合成能力和波谱解析能力,具有很好的教学效果。     

介孔二氧化硅材料合成与表征的综合性化学实验设计

设计了一个综合性化学实验——MCM-41型介孔二氧化硅材料的合成与表征。实验内容包括MCM-41型介孔二氧化硅材料的制备,以及采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅立叶红外光谱、比表面积与孔隙度分析等多种分析方法对其结构和形貌进行表征。本实验不仅可以锻炼学生的基本实验操作技能,还能使学生加深对相关课程理论内容的理解,并进一步激发学生探索化学前沿知识的兴趣。     

提升学生科研创新能力的应用化学专业实验课程教学体系建设

针对专业实验课程教学体系和教学方式进行了改革探索。从化学实验技能培养出发,以学生为主体,建立分层次的实验教学体系和开放的实验教学模式。在夯实学生的基础实验技能基础上,加强综合实验能力训练,逐步培养学生的科学研究意识和科学研究能力。     

多酸配位聚合物的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍了一个综合化学新实验--多酸配位聚合物的制备与表征。通过杂多酸和有机配体的合成、多酸配位聚合物的制备和性能表征,使学生了解多酸配位聚合物这一无机合成化学前沿领域,在引导学生进行材料合成及性质表征的过程中,提高学生对已学知识融会贯通的能力,提升学生学习化学的兴趣。本实验综合了无机、有机化学知识点以及实验、仪器操作和数据分析能力的培养,可纳入高年级综合化学实验。     

银纳米粒子合成与表征的仪器分析综合性实验

介绍一个银纳米粒子合成与表征的仪器分析综合性实验。基于化学还原法合成银纳米粒子,利用电镜和光学仪器分析方法表征银纳米粒子的性质,考察了还原剂与硝酸银的量对银纳米粒子光学性质的影响及银纳米粒子溶液浓度与吸光度的关系。该实验综合了学生在基础化学实验阶段所学习的物质制备、仪器表征等基本实验技能,且操作步骤简单,表征方法直观,便于学生掌握。     

三丁基膦催化N-苄基马来酰亚胺三分子串联环化反应*——介绍一个有机化学综合实验

介绍一个有机化学综合实验,实验以N-苄基马来酰亚胺为反应物,在三丁基膦催化下发生自身三分子串联环化反应生成N-苄基马来酰亚胺三聚体,并利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、碳谱(¹³C NMR)和X射线单晶衍射对产物结构进行表征。有机化学综合实验不仅可以有效提升学生的基本实验操作能力,巩固对专业知识的理解,而且有利于培养学生严谨的科学态度和科研兴趣,为后续的学习和深造打下坚实基础。     

综合化学实验:变色传感金属有机框架材料的制备

为了有效提升学生在化学实验过程中的学习积极性及效果,特推荐一个综合型化学实验--变色传感金属有机框架材料的制备。该实验设计思路是将前沿科学研究内容与本科生实验教学相结合,使学生在学习本科基础知识的同时又能了解科学研究的前沿领域。该实验涉及了有机物合成、无机领域金属有机框架材料的制备,还包括了红外、热重、X射线粉末衍射、紫外可见等仪器的使用及分析。鉴于本实验内容涵盖面较广,建议作为高年级本科生综合化学实验设置。     

聚丙烯酸十八酯原油管道添加剂的合成与表征综合性实验

介绍一个聚丙烯酸十八酯原油管道添加剂的合成与表征综合性实验。基于溶液自由基聚合反应合成聚丙烯酸十八酯,利用红外光谱仪分析聚合物的结构,通过流变测量和偏光显微镜观察考察聚丙烯酸十八酯对人工蜡油体系宏观流动性与微观析蜡特性的影响。该实验综合了油气储运专业学生在“油气储运用剂”课程中所学习的化学剂合成、结构表征与性能评价等基本内容,对于提高课程的教学效果具有重要意义。     

综合有机化学实验:生物碱essramycin类似物的合成与表征*

以乙酰乙酸乙酯和5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸甲酯为原料,经过系列官能团转化和环合,制备出带有多种衍生化基团(如酰肼)的生物碱essramycin 类似物。实验涉及加热回流、真空脱溶、抽滤和TLC检测等基础操作,可以锻炼学生在有机化合物合成、纯化及结构鉴定等方面的操作技能。实验要求学生独立查阅文献,熟练掌握ChemDraw和MestReC等软件的使用,可以提升学生分析问题并解决问题的能力。实验以提高本科生综合素质为宗旨,适用于学生综合有机化学实验。