三全育人背景下的多维度大学化学实验课程思政建设

针对大学化学实验课程的特点,从课程教学目标设计、实验教学活动设计和课程教学成果评价三个方面,探索教学过程中专业知识与思政元素的结合点。分别从培养学生的爱国情怀、科学素养、创新意识、职业素养、社会责任感、辩证思维和绿色发展理念等多个维度介绍在大学化学实验教学过程中实施思政教育的具体措施。利用好课堂教学的主渠道,将知识探究、能力建设和价值塑造三者融为一体,推进全员全程全方位育人的重要实践,培养学生成为德智体美劳全面发展的新时代社会主义建设者和接班人。     

将物理学史引入大学物理教学的途径和意义

本文中,我们讨论将物理学史与物理科学知识进行融合讲述的途径及其意义。在"大学物理"课程教学过程中,课堂上的绝大部分时间被用来进行科学知识的讲述,而物理学史的相关内容往往被放弃。这种教育方式使得学生只能被动地从逻辑上去接受所有的物理知识,对物理学的探索和发展过程却一无所知,进而影响了科学文化传播以及科学精神的培养。本文探讨在课堂上适当引入物理学史的内容,并且将物理学史与物理科学知识放在同等地位进行讲授。我们建议将"物理学史"作为核心内容的一部分加入到《理工科类大学物理课程教学基本要求》之中。这种改变将有助于学生培养科学精神,了解科学研究的过程和方法,获得正确评价科学事业的能力。     

利用中心原子价层轨道阐释软硬酸碱理论的原理与应用

软硬酸碱理论作为基础化学的重要理论,其在教学与教材中却存在定义不清、难以应用、适用范围不明、模棱两可等众多问题。借用前线轨道理论的观念,针对核心原子的外层轨道进行系统性讨论,并分类举例说明其适用范围与应用方式,以期对基础教学和相关科研有助。     

弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动分析

旨在研究热-力-电载荷下弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动。首先,建立弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳动力学模型;然后,应用三阶剪切变形壳体理论和修正的偶应力理论,推出弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳模态频率的解析解;最后,通过数值算例分析了微圆柱壳模态频率的影响因素。结果表明：Pasternak弹性支撑比Winkler弹性支撑更有利于提高微圆柱壳的模态频率;改变弹性支撑的刚度系数、轴向力、外加电压、孔隙分布、材料体积分数指数和结构尺寸可调节微圆柱壳的模态频率;孔隙体积分数越大,温度或轴向力对模态频率的影响越大,而电压对模态频率的影响则越小;不同材料指数下,增大孔隙体积分数对模态频率的影响趋势不同;弹性支撑会减弱温度、轴向力和电压对模态频率的影响,对薄圆柱壳或短圆柱壳模态频率的影响较为显著。     

创新综合化学实验:烷基-烷基Kumada偶联反应*

为将交叉偶联反应引入本科化学实验教学中,设计了创新综合化学实验——Kumada偶联反应。该实验选取氯化亚铜作催化剂,常温下即可反应,溶剂低毒,反应时间短,产率高,符合“绿色化学”理念。该实验在无水无氧条件下进行偶联反应,再通过萃取、分液、柱层析对产物进行分离,并引入气相色谱对产物进行定性和半定量分析。通过该实验项目的学习,学生可以掌握典型的有机化合物合成、分离手段并熟悉大型仪器设备的分析技术。     

二元复合材料板的自由振动: 半解析法

二元复合材料板是超材料板结构中常见的单元之一. 针对由材料参数相差两个量级的基体和嵌入体组成的二元复合材料板, 提出结构自由振动的半解析模型, 并对其振动特性进行了研究. 基于区域分解法和二元材料的分布, 将二维平板分解成两个子区域. 通过在振型函数中附加区域试函数, 来描述复合材料板面内刚度突变引起局部位移和转角的非光滑性. 基于二元复合材料板的基本边界条件和两子区连接处的变形协调条件, 构造了新的振型函数. 基于经典薄板理论, 利用带特殊试函数的里兹法, 求得不同几何构型下二元复合材料板的固有频率和振型, 并研究了嵌入体的尺寸和位置对结构振动特性的影响规律. 通过收敛分析并与有限元仿真结果对比, 验证了本文方法的准确性. 研究结果表明: 传统的全局试函数在分析具有振动局部化的模态时会得到不准确的结果, 而附加区域试函数可以显著提高里兹法的收敛速度以及结果的准确性; 嵌入体位置对低阶固有频率的作用不明显, 却能显著改变低阶振型节线的分布和振动局部化发生的区域.      

如何不用复数讲解常系数线性微分方程

在高等数学课程中,复指数函数及其导数知识的严格讲解,通常要比微分方程知识的讲解晚很多.这使得微分方程的教学在逻辑上有些不足.用复值函数解的复系数线性组合推导出实值函数解,在教学实践中,学生经常感到迷惑.不以复数的任何知识作为前提,给出了常系数微分方程的一种自然的讲解方法.     

圆柱壳结构的转角自由度频响函数估计方法研究

频响函数子结构综合方法是工程设计的重要途径.对于子结构综合方法中界面转角自由度不匹配问题,本文采用界面刚性等效方法解决该问题.对于工程中常见的圆柱壳结构,本文通过数值仿真和试验研究验证了该方法在此类结构中获取转角自由度信息的可行性.将估计得到的与转角自由度相关的频响函数结果与有限元仿真结果进行对比,结果表明界面刚性等效...     

双网络水凝胶损伤本构模型研究进展

新型高分子生物材料——双网络水凝胶不仅保持了传统水凝胶优良的物理性质,而且具有超高的刚度、强度和韧性等优异的力学性能,具有广阔的应用前景。它们在大变形下表现出应力软化、颈缩、应变硬化、损伤各向异性和损伤交叉效应等复杂的非线性力学行为。研究双网络水凝胶的损伤力学十分必要。本文聚焦共价交联型双网络水凝胶,描述了它们在实验中观察到的力学行为以及相应的微观损伤机理,介绍了现有的损伤本构模型,并概括了这些模型的优点与不足,最后对双网络水凝胶的损伤力学研究进行了简明扼要的展望。     

基于氢键诱导理论的有机化学探索实验：(+/-)-2-亚甲基香茅醛的合成与快速鉴定

本实验用吡咯烷和4-二甲基氨基苯甲酸作为有机小分子催化剂，催化天然香料(+/-)-香茅醛与甲醛的Aldol缩合反应并脱水合成(+/-)-2-亚甲基香茅醛。基于小分子催化的氢键诱导效应，我们选用二氯甲烷、四氢呋喃、无水乙醇三种溶剂进行平行反应，用薄层色谱法监控平行反应的转化速度，筛选相对最佳反应溶剂。同时，我们用共振离域理论解释原料和产物在核磁共振化学位移、薄层色谱比移值、液相色谱保留时间的差异。本实验弥补了有机化学实验在反应条件优化方面的空白。