限域化学：碳基功能材料从基础研究到应用

限域化学研究的是对象在纳米尺度限域空间内的化学行为。限域空间内的化学环境不同于常规本体溶液,因而会出现许多奇特的现象,如反应选择性增强、活性增加、稳定性提高。本文结合笔者课题组近年来的工作,对限域化学领域碳基功能材料的限域策略,包括限域界面诱导、限域化学组装印刷及三维多孔受限体系作简要介绍,并阐述了其在催化、储能方面的应用。最后提出了限域化学未来发展面临的主要挑战,期望能为此领域研究提供参考。     

Accurate Interaction Energies of CO2 with the 20 Naturally Occurring Amino Acids

We have performed a series of highly accurate calculations between CO₂ and the 20 naturally occurring amino acids for the investigation of the attractive noncovalent interactions. Different nucleophilic groups present in the amino acid structures were considered (α-NH₂, COOH, side groups), and the stronger binding sites were identified. A database of accurate reference interactions energies was compiled as computed by explicitly-correlated coupled-cluster singles-and-doubles, together with perturbative triples extrapolated to the complete-basis-set limit. The CCSD(F12)(T)/CBS reference values were used for comparing a variety of popular density functionals with different basis sets. Our results show that most density functionals with the triple-zeta basis set def2-TZVPP align with the CCSD(F12)(T)/CBS reference values, but errors range from 0.1 kcal/mol up to 1.0 kcal/mol.     

物理化学在线课程教学设计与实践——以热力学第二定律与卡诺热机为例*

提出在线课程应立足于对线下课堂教学内容的疏导、梳理、凝练和升华,并以“热力学第二定律与卡诺热机”在线课程为例进行介绍。采用问题链形式引导学生从卡诺热机推导热力学第二定律数学表达式,阐明了卡诺热机在热力学第二定律形成过程中的重要作用和地位,强调了卡诺对于热力学的重要贡献,培养了学生探究精神和学科素养。为在线课程提供了教学案例和设计思路。     

供给侧改革视角下高职院校生活化学实验的设计与教学实践*

在供给侧改革背景下,结合高职院校教学实际,分析了生活化学实验课程在实验设计、教学内容、教学方法等方面存在的问题。从精心设计的实验项目、基于实验展示的教学方法和凸显学生专业特色的考核方式等3个方面进行实践,体现了课程的科学性、实用性、趣味性和可操作性,有助于提升高职院校学生的科学素养。     

培养高阶思维和核心素养的高考有效复习——以“从海洋到餐桌上的碘”为例

选择学生比较熟悉的碘元素,结合海带提碘和精碘制碘酸钾工业生产情境展开复习教学,综合利用元素性质、反应原理探索含碘物质之间相互转化的最优路径,并对转化过程中的某些现象进行实验探究。通过设置有梯度的问题串引导学生在思考、分析、探究、归纳中完成综合型学习任务,实现知识规律化和体系化整合以及高阶思维培养。     

绿色氧化法制备联苯类化合物的研究性实验设计与实践*

以苯甲醛和丙酮为原料,利用Robinson增环反应先制备3-甲基-5-苯基环己-2-烯-1-酮,再引导学生设计并研究了水相绿色氧化3-甲基-5-苯基环己-2-烯-1-酮合成联苯类化合物3-乙氧基-5-甲基-1,1′-联苯的影响因素,利用核磁共振确定了产物结构。该研究性实验教学以绿色化学为中心,结合了2步连续反应,产物易提纯且产率高,并开展了开放式大型分析仪器教学和测试,对学生有机合成实验能力和科学研究能力的培养具有很好的教学效果。     

“学习提示”模块在新版有机化学教材中的应用

一本好的有机化学教材应该对教师教学和学生自学有很好的辅助和引导作用。如何使学生从浩如烟海的内容中发现重点、难点,并做到有效掌握和融会贯通,是教材编写者需要重点考虑的问题。笔者将教学经验融入到有机化学教材改革实践,在新版教材中加入了原创的“学习提示”板块,用简练、更通俗易懂的语言对一些重要、较难理解的或是容易混淆的知识点进行辅助讲解、串联总结。笔者认为该板块可以起到协助学生理解知识难点、厘清易混淆概念、将关联知识融会贯通以及激发学生科研兴趣等作用。本文用一些实例对这一模块的编写构思、内容和预期成效进行了介绍。     

高中化学与大学无机化学教材知识点的衔接研究*

作为化学教育专业的必修课程,无机化学起到了奠定师范生化学理论基础的重要作用。在衔接高中化学知识的前提下,开展大学无机化学教学有助于构建完整的化学知识教学体系、调动师范生学习的积极性,实现高中到大学无机化学课程学习的顺利过渡。笔者在教学实践、教育实习指导及调研的基础上,以人教版高中化学、北师大版《无机化学》教材内容为例,从教与学的角度探讨了高中化学和大学无机化学教材知识点的衔接情况,形成了部分经验积累和教学建议,为师范类专业认证背景下的无机化学课程教学提供借鉴和参考。     

基于NVivo的卓越化学教师课堂教学创新能力评价*——以东芝杯教学技能创新大赛为例

研究采用视频分析法,利用NVivo软件,以东芝杯教学技能创新大赛的化学组选手为对象,从教学理念、教学情境、实验设计和教学手段等4个维度,评价卓越职前化学教师课堂教学的创新能力。结果发现:教学理念新颖,但具体落实尚有不足;情境创设生动,但主题与学生的联系不够紧密;实验设计别致,但在水平上还有提升空间;教学技术手段先进,但还需要深度融合。研究为创新型卓越化学教师的培养提供了启示。     

Modeling the Selectivity of Potassium Channels with Synthetic,Ligand‐Assembled π Slides

A supramolecular ion channel model mediates transmembrane ion transport (shown schematically) with a selectivity topology similar to that of K⁺ channels. This supports the biological significance of flexible arene arrays as selective cation binding sites.