“钙”世英雄*

钙是一种与人联系极为密切的碱土金属元素,钙化学性质活泼,化合物众多,是一种在生活、科技各个方面都有应用的元素。介绍了钙单质的发现、制备和物化性质,重点围绕钙及其化合物在建筑和人体生命健康领域的应用和重要性展开。     

“多才多艺”的铁元素*

铁在自然界中含量丰富,化学性质活泼,能够形成多种应用广泛的物质及材料,富有发展潜力。简述了铁元素的发现与性质,并重点介绍了铁的功能与应用。其中铁的应用主要围绕铁及其化合物在医学治疗、能源材料和环境保护领域所发挥的重要作用进行了阐述。     

不平“钒”的金属元素*

钒是地壳中含量第21丰富元素,是人体必需的微量元素。介绍钒元素的发现、自然分布以及在人体内的循环。重点从化学结构分析钒酸盐磷酸盐的拮抗作用机制,从生化机理阐述钒化合物对激酶与磷酸酶的调节、对RNA和DNA功能的影响、对活性氧作用的影响,从人体健康视角探讨钒对治疗糖尿病和癌症及保护心血管等的潜在药理学作用。     

“洗涤的学问”项目式教学*

“洗涤的学问”是与学生日常生活和化学紧密相关的主题。开发了与初、高中化学课程标准紧密联系的学习任务,帮助学生更好地理解洗涤剂去污原理,建构“结构决定性质”观念,并拓展关于洗涤学问的视野,增强分析和处理身边事物的能力。     

“医用高分子材料”思政示范课教学案例设计*

以抗击新冠肺炎疫情为背景,对“医用高分子材料”思政示范课进行教学案例设计。该案例将翻转课堂教学模式与思政教育相结合,使学生在主动学习与思考中接受思政理念的熏陶。问卷调查结果表明,这一案例可以有效提高学生的学习兴趣,有助于学生树立正确的人生观、价值观。     

“聚沙成塔”——硅元素及其化合物*

硅是地壳中丰度较高的元素之一,也是生活中当之无愧的主角元素之一。针对当今社会最关心的信息、能源和健康等领域,着重介绍硅单质、硅酸盐和氧化硅,以及有机硅在这些领域中所起的重要作用和背后的化学基本原理,并简单展望其未来的发展方向。     

铜铝尖晶石“缓释催化”*

催化化学是物理化学中的重要内容,有着较强的实践意义。催化剂寿命是催化剂的主要指标之一,关系工业催化的经济成本。常用的负载型催化剂常由于反应温度高导致活性金属聚集长大而失活,采取增加载体表面积、提高负载量、增强金属/载体的相互作用等方法可以在一定程度上提高催化剂的稳定性和寿命,却无法从根本上阻止活性金属聚集长大的热力学趋势。近年来笔者将活性铜组分均匀分散到氧化铝体相中形成尖晶石型缓释催化剂,从而有效增加了催化剂的稳定性,有望充实物理化学中关于催化化学的内容。     

“蓝瓶子”实验再探究*

利用SPSS 25.0统计软件对“蓝瓶子”实验进行正交实验设计,通过统计学分析得出最佳实验条件。利用氧化还原传感器(ORP)对“蓝瓶子”振荡体系的电极电势变化曲线进行分析,并针对蓝色的产生和消失过程设计3组对比实验深入探究,阐明其反应原理,意在引导学生深刻理解趣味实验现象背后的微观反应本质。     

毛细管电色谱教学中的“科研反哺”*

在毛细管电色谱(capillary electrochromatography, CEC)章节的教学中,结合CEC的最新进展和科研工作案例,通过运用举实例讲应用、列表对比、组织学生开展实验等多元教学模式,更深入、细致地剖析不同类型CEC的原理、特点和应用。用“科研反哺教学”,提高学生学习兴趣,加深其对知识的理解和掌握,培养学生解决实际问题的能力。     

“高分子分离膜材料”思政示范课教学案例设计*

为深入贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神,以材料科学与工程专业“高分子分离膜材料”示范课为例,从5个方面进行课程思政案例设计,包括案例主题、教学目标、案例意义、教学过程以及教学效果调查与分析。这一示范课充分挖掘了专业课程中的德育元素,有效地激发了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。     

设计综合性实验强化物理化学理论课教学探索——以原电池设计为例

A Galvanic cell was designed based on the acid-base neutralization reaction by undergraduates according to the electrochemical theory in physical chemistry. By carrying out the comprehensive experiments, the learning interest of undergraduates on physical chemistry was inspired. The understanding on the principle of electrochemistry was enhanced. In addition, the undergraduates also established an intuitive understanding on scientific research by combining the experiments with the theory. It is helpful to broaden the academic horizons of the undergraduates and strengthen their ability to apply theoretical knowledge to practice. The work is a beneficial exploration to innovate the teaching mode of physical chemistry.     

利用三维虚拟技术突破物质结构教学*——从演示型工具到探索型工具的转变

针对物质结构教学的抽象性,开发了一套基于三维虚拟技术的物质结构教学软件,可对结构模型进行旋转、平移、缩放、切割、镜像、插入或删除原子(团)及启停预先设置的动画等操作,强大的交互功能不仅能对分子或晶体结构如构造异构、立体异构、晶体的堆积方式、晶胞的划分、配位数、晶体结构中的空隙及空间利用率等问题进行效果极佳的可视化教学,另一方面,通过对B₁₂与C₆₀分子空间构型转变的探究揭示数学构型的重要性,通过对六方晶胞占有原子个数的探究修正晶胞模型,通过对金属晶体的4种基本堆积方式成因的探究提出“半密置层”概念来完善紧密堆积规律等案例,展示出三维虚拟技术在微观结构探索发现方面的巨大潜力。     

以"N2分子的结构与性质"为例谈元素化学课堂教学的设计

以"N_2分子的结构与性质"为例说明元素化学课堂教学中的具体做法,教师引导学生复习化学键理论解释氮气分子结构与其化学性质之间的关系,组织学生以分组方式讨论光化学污染、工业合成氨等实际生产生活问题中的化学原理,由教师主讲化学模拟固氮的研究思路,而鼓励学生以报告形式展示热化学、电化学等氮活化科研课题的进展情况。     

染料敏化太阳能电池中Eosin Y在TiO2(101)表面的吸附构型及其对电子注入过程影响的理论研究

基于密度泛函理论计算分析了2种Eosin Y-TiO₂(101)吸附构型下的几何结构、 电子结构及电荷转移性质. 结果表明, Eosin Y以H构型吸附在TiO₂(101)表面时的体系总能量比B构型的高59.7 kJ/mol; Eosin Y以B构型吸附在TiO₂(101)表面时比以H构型吸附时的吸附能更高. 因此, B吸附构型更易形成. 此外, 还对电子注入动力学进行了模拟并对界面间的电荷转移进行了Bader定量分析. 结果显示, 与吸附H构型相比, B构型下的电子注入过程更迅速也更完全.