高中化学“乙酸乙酯的性质和制法”的项目式教学*——乙酸乙酯合成方法改进实验探究

以乙酸乙酯制备方法改进为目标,通过“分析直接酯化法的缺点,设计新合成方法” “探索改进实验方案” “总结汇报,分析实验方案的适用情境”等3个任务,使学生加深理解有机化学基本反应类型和认识工业生产的适用条件,理解有机化学与生产实际之间的联系,在探究过程中培养学生的信息处理能力、科学探究精神以及“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。     

高中化学“乙醛性质”的项目式教学*——解酒药的研制

以“解酒药的研制”为项目主题,开展高中化学“乙醛性质”的教学。学生通过完成“药物研发分析”“探秘致命物质,寻找救治办法”“药物新构想”等3个项目任务,掌握了乙醛的性质及其应用,构建了有机物结构分析和性质预测的思维模型,学会了对陌生有机物的分析与研究。运用手持技术数字化实验测定溶液酸碱性确定反应机理,锻炼了科学探究、合作交流、思维表达的能力。与课外活动有效整合、实验室仪器与试剂的保障、资料查阅、外援专家指导等是顺利完成本项目教学的关键。     

人教版高中化学必修模块教科书实验活动的分析与比较*——以2019年版教科书“实验”和“实验活动”栏目为例

以人教版高中化学必修模块教科书(2019年版)“实验”和“实验活动”栏目的实验活动为研究对象,采用Herron修正的“实验活动探究层次分类法”(LOLA)和笔者提出的“学生实验行为要求分类法”(RSBLA)对其进行分析,并与2007年版教科书进行对比。研究发现,2019年版教科书的实验活动探究层次处于层次1和层次2,学生行为要求为“观察”“记录实验现象”“回答与实验有关的问题”和“设计实验”。卡方检验表明,2019年版教科书和2007年版教科书“实验”栏目的实验活动探究层次分布比例和学生实验行为要求均存在显著性差异。     

高中化学“次氯酸盐的性质”的项目式教学*——84消毒液的使用指南

以“84消毒液的使用指南”为主题,开展高中化学“次氯酸盐的性质”的教学。学生通过完成“一张图说清消毒剂”“探究84消毒液的漂白效果与酸碱性的关系”“探究84消毒液的漂白效果与光照的关系”“探究84消毒液的漂白效果与温度的关系”“84消毒液与酒精混合会有氯气吗”等5个项目任务,理解了次氯酸盐的性质及漂白原理,培养了学生的文献检索能力、实验探究能力以及发展了学生的高阶思维能力。将文献查阅与学生实验相结合,让学生在真实问题的解决中,完成次氯酸盐的性质等相关知识的内化,是顺利完成本项目教学的关键。     

大学有机化学“五维度”教学新策略——以“芳烃的亲电取代和亲核取代反应”为例

介绍了大学有机化学“强理念、重思维、活课堂、共育人、乐钻研”五维度教学新策略的内涵与实践。以线下教学为主,腾讯会议和慕课为辅助,践行“有机化学是科学也是艺术”的教学理念;采用多循环“疑探式”教学方式,辨析亲电试剂和亲核试剂的多样性;注重培养学生多种科学思维的综合运用;强化“文献预习”“练习讲解”“综合作业”“师生互动”等多个教学环节,加深学生对知识的理解与应用,提升学生在课堂中的参与度,着重培养学生的科学思维和人文素养、自主学习与团队合作精神。     

化学实验“三三三”翻转教学模式的探索与实践*

针对当前化学实验翻转课堂教学模式中存在的不足,依托“云班课”,重构了以学生为中心的化学实验“三三三”翻转教学新模式,即将实验教学划分为“三个课堂”:自学课堂、理论课堂和实验课堂等;理论课堂里包含“三个环节”:个人汇报、小组活动和测试点评等;学习效果评判有“三个评价”:自学评价、参与评价和动手评价等。以有机化学实验中“环己烯的合成”为例,采用该新的教学模式开展了教学活动,整个教学过程不仅体现了“以学定教、学生为中心”的教学理念,而且也能发挥出线下传统课堂的优势,实现了将“知识内化”的时间拉长,达到对学生线上自学“知识传授”掌握度的有力检验的目的,更有时间和空间进行课程思政元素的挖掘与融入,完成在知识传播中实现对学生的价值引领。     

基于“教学评一体化”的化学探究活动一般思路方法建构*——以“物质的分离与提纯”复习课为例

针对学生面对化学实验探究问题无从下手的情况,以物质的分离与提纯这一类探究实验为例,通过“教学评一体化”的教学模式引导学生建立解决“物质分离与提纯”探究实验的一般思路方法。     

设计性实验教学模式的新探索——以阿司匹林制备为例

以“阿司匹林制备”为例,在大学有机化学设计性实验中开展“教师引导、学生探究”的教学新模式探索,不仅充分发挥了设计性实验的趣味性、启发性和探究性;而且有效提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,锻炼了他们严谨的科学作风与创新精神。     

促进学生“科学探究与创新意识”素养的发展*——以“氢氧化亚铁的制备”为例

以“氢氧化亚铁的制备”教学设计为例,通过开展专题课,引导学生深入探究氢氧化亚铁制备实验的设计与改进,重点关注学生“科学探究与创新意识”素养水平的发展,并基于具体的测评数据进行反馈评价。     

师范专业认证背景下有机化学“三段式”教学法的构建与实践*

针对应用型本科院校化学专业的培养目标和师范专业认证标准,以“发现学习”和“建构主义学习”理论为依据,结合课程内容特点提出了基于学生为中心和产出导向的有机化学“三段式”教学法,并在糖类化合物、蛋白质和核酸章节中进行了具体的教学实施,对实施效果进行了问卷调查和分析。“三段式”教学法对有机化学教学模式的改革提供了一定的借鉴作用。     

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。     

将生物信息学与有机化学结合初探酶促反应原理与实践——介绍一个国外本科生实验并讨论其相关问题

21世纪是生命科学与信息科学高速发展的时代,化学作为理科的中心学科与此二者均有紧密的联系。伴随着各种交叉学科的诞生与发展,将信息科学技术整合有机化学方法并用于认知生物大分子进而解决生命科学问题也是大势所趋,而在生物化学与化学生物学基础教学中引入相关内容也具有前瞻性与必要性。国外化学本科的基础教育也切合时宜地以一个生物信息学的最常用软件PyMOL为例设计相关实验,让学生在了解反应中的有机化学机理的基础上,学习酶的三维结构,并探究酶催化该反应的原因。此设计结合了有机化学、生物化学、生物信息学、蛋白质结构生物学等多学科,可以加深学生对多肽与蛋白质的高级结构的认识,并为今后的生物化学学习与研究打下基础,同时有利于培养学生对于化学的兴趣,可谓一举多得。这对于培养交叉学科人才,做出开创性研究极为重要。对国内生物有机化学实验的设计有借鉴作用。     

有机化学实验教学中学生科学探究能力的培养

The ability of scientific inquiry is one of the important abilities of undergraduate students. We have been thinking and exploring to cultivate students' scientific research ability in the course of laboratory teaching. In recent years, we had carried out persistently reform and practice to the laboratory teaching content and the teaching method in organic chemistry, for example, introduction to the frontier of scientific research, exploring the abnormal phenomena of the experiment, organization of experiment discussion, and carrying out the extracurricular research experiments. The above measures can greatly stimulate the students' interest in learning. Their abilities to think, observe, analyze and solve problems were fully developed. The students' ability of scientific inquiry had been cultivated in multiple aspects. The above measures have effectively promoted the improvement of teaching quality of organic chemistry laboratory course, and also supported the training objectives of high-quality innovative talents in chemistry.     

有机化学科研渗透教学法的尝试

有机化学涉及的有机反应类型繁多,反应机理复杂,理论性强,难以理解和掌握。而大学有机化学的教学模式基本以教师为中心,以课堂讲授为主,这在某种程度上束缚了学生的创造思维和积极性。融入科研的有机化学教学法的尝试,可以破解有机化学授课的困惑,调动了学生对有机化学的兴趣及精准掌握。科研渗透的教学可以拓宽学生知识视野,激发学习兴趣,实现理论联系科研、实际生产,能够加强学生对有机化学知识的掌握。     

香豆素羟胺在糠醛类化合物荧光定量分析中的应用

糠醛类化合物在食品工业中是一种独特的风味物质,但在人体积蓄过多时具有一定的致癌作用,因此在食品工业和环境检测中糠醛类化合物的定量分析十分重要。本实验以香豆素羟胺作为荧光标记物,通过硝酮化反应对糠醛类化合物进行荧光衍生,并结合液相色谱-荧光检测法准确测定了奶粉中糠醛、5-甲基糠醛和5-羟甲基糠醛的含量,具有选择性高、线性范围宽、检测限低等优点。本实验将最新的科学研究成果转换为应用化学专业“综合化学实验”课程中的一个研究设计性实验,力图通过全方位的实验操作和训练,使学生充分了解荧光与分子结构的关系、荧光衍生试剂的设计与选择、现代分析仪器的检测原理及应用范围;通过对仪器测试条件和衍生反应条件进行优化,学会实验设计的优化方法,了解科学研究的基本流程,从而激发学生对科学研究的兴趣,提高学生的动手操作能力,培养其勤于思考的科学精神,全面提升其创新能力和综合素质。     

科教融合式本科实验教学初探：4CzIPN的制备、表征及催化性能探究

可见光催化作为当前国际学术研究前沿热点,吸引了化学工作者的广泛关注,而在本科生有机化学教学实验中鲜有涉及。本实验将通过模块设计,将有机光催化剂4CzIPN的制备与表征、光电性能研究及光其催化反应性能研究融入到本科实验教学之中,是对现有碎片化实验课的升级尝试与创新,属于典型的科教融合的教学案例,实验过程中涉及多种实验技能以及仪器分析手段,对于学生系统性熟悉科研流程、理解化学反应过程、提升综合科研素养以及培养创新实验探究能力具有重要意义。     

C18反相色谱固定相的制备及性能评价——介绍一个仪器分析拓展性实验

介绍了一个本科生仪器分析拓展性实验——C_(18)反相色谱固定相的制备及性能评价。实验内容包含色谱固定相的合成、表征、装填及其性能评价,实验过程涵盖了有机合成、物理化学和仪器分析知识。通过本实验的实践,拓展了经典仪器分析实验内容,有利于培养学生综合运用知识的能力和科研探究能力。     

An electrolytic system based on the anion exchange reaction between KCl and an anion exchange resin

We have developed a novel electrolytic system based on the anion exchange reaction between KCl and Amberlyst A26. It was demonstrated by preparative electrolysis experiments as well as cyclic voltammetry that the anion exchange reaction offers a unique electrolytic system for electroreduction of organic compounds. On the basis of the electrolytic system, electroreduction of aromatic carbonyl compounds was successfully achieved by using an undivided cell to provide the corresponding coupling products as pinacols in good to high yields with high diastereoselectivity.     

基于合成方法学研究的有机化学实验教学改革与实践——以苯甲酸乙酯制备为例

以苯甲酸乙酯的制备实验为例,将合成方法学研究引入有机化学实验教学。采取抽签方式确定每个学生的实验内容,通过考查加热方式(电热套或微波辐射加热)、溶剂(甲苯或环己烷)以及反应时间对实验结果的影响,使学生了解科学研究的方法,并通过文献查阅及实验结果分析讨论等教学实践环节提高学生的创新思维和科研能力。     

Reaction of bromine with 4,5-dimethyl-1,4-cyclohexadiene-1,2-dicarboxylic acid: a green chemistry puzzle for organic chemistry students

Abstract

Bromination of an alkene is a typical addition reaction covered in an introductory organic chemistry course and laboratory. In this undergraduate organic chemistry laboratory exercise, students studied the bromination of a 4,5-dimethyl-1,4-cyclohexadiene-1,2-dicarboxylic acid. The reaction has an unexpected outcome as bromination yields the aromatic product, 4,5-dimethylphthalic acid. Green chemistry modification involves application of a “bromide/peroxide reaction” with NaBr/H₂O₂ in an acidic medium as an in situ source of bromine. The experiment was carried out as a two-day exercise and the students integrated molecular modeling, interpretation of mass spectra, knowledge of stability of organic compounds, and knowledge of the reaction mechanisms of addition and elimination to explain the experimental outcome.