研究性与系统性相结合的有机合成实验教学实践

为了培养学生的创新能力和实践能力,使学生较全面地掌握有机合成实验理论知识和实验技能,开展了有机合成实验研究性和系统性结合的教学探索和实践。在课程建设和教学过程中,贯彻以学生为主体的教学改革思路与方法。从教学内容和模式、授课方式、考核方式等多个教学环节进行探索研究,科教融合,结合实际课堂教学,倡导启发式教学方法。研究型教学模式的实施有效地调动了学生自主研究性学习的积极性,有利于提高学生的综合实践能力,促进实验教学与科学研究的衔接。     

综合性化学实验的线上线下混合式教学——以水泥分析为例

水泥熟料分析是一个经典的综合性实验,涉及重量分析和配位滴定分析的很多原理及操作。为了有效开展实验教学、缩短课堂讲解时间、客观评价学生实验数据及结果,我们开展了线上线下混合式教学,引导学生课前自主学习,训练学生综合和创新实验技能。这一改革提高了实验教学质量,取得了较好的教学效果。     

基于创新能力培养的化学专业本科实验教学新体系的构建与实践

课程体系是人才培养的载体。为了更好地培养拔尖创新人才,南京大学化学国家级实验教学示范中心依据化学学科的特点和发展趋势,以科学内容的内在联系和研究规律为主线构建了“化学实验基础?化学合成与表征+化学原理与测量?化学功能分子实验+化学生物学综合实验+基于项目的研究实验”实验课程新体系,按照一流课程建设要求(高阶性、创新性和挑战度)对实验教学内容进行了优化,并建立起与之相适应的实验教学平台。新课程体系综合考虑了化学一级学科的整体性和关联学科的交叉性,在南京大学化学化工学院“拔尖计划”和“强基计划”学生中实施,教学效果显著。     

高中有机化学教学中提升核心素养并体味科学价值*——以“乙炔的化学性质”为例

介绍了“乙炔的化学性质”的教学设计思路,展现了如何利用创新实验、丰富素材和问题讨论,帮助学生理解有机物性质和结构之间的关系。主要涉及以下几个环节:(1)通过课前自主预习,从乙炔与乙烯的相似性入手,预测乙炔的性质,了解乙炔的实验室制法;(2)结合2个创新分组实验“基于井穴板的微型化气体连续制备和性质检验装置”“利用真空输液瓶、微型样品瓶和注射器的密闭气体微型反应装置”,教师和学生一起巩固了乙炔的实验室制法,验证了预测的化学性质,丰富了对乙炔性质的感性认知,发现了“乙炔不能使酸性K₂Cr₂O₇溶液褪色”的异常现象;(3)从尝试解释异常现象入手,教师和学生一起从键能、加成比例、聚合后主链结构等多个角度探讨了乙炔与乙烯性质和结构的差异,建立起有机物官能团与性质关系的认知模型;(4)通过尝试利用模型解释2000年诺贝尔化学奖“导电高分子”和2017年度国家自然科学成果一等奖“AIE聚集诱导发光材料” 的结构、性质与应用,教师和学生一起提升了对认知模型的理解建构,感悟了科学研究的乐趣,体会化学科学在促进人类文明发展和社会进步中的重要作用。     

数字比色分析法在大学本科化学实验中的应用*——铁-磺基水杨酸配合物稳定常数的测定

数字比色法是近年来发展起来的一种检测方法。“铁-磺基水杨酸配合物稳定常数的测定”是大学无机化学中的经典本科学生实验。将数字比色法应用于该学生实验并与常规的分光光度法分析结果进行了对比。首先,探究了数字比色法的数据采集,即照片拍摄条件的因素控制。其次,通过数据比较分析了数字比色法的应用特点。结果显示,数字比色法的灵敏度介于目视比色法与分光光度法之间。该方法对较小的颜色差异分辨能力不足而对比较明显的颜色变化区分能力较好。在本科实验教学中,将该方法应用于颜色变化梯度明显的化学反应体系可获得较好的分析结果。     

Optimization of Square Wave Voltammetry (SWV) Parameters by Design of Experiment (DoE) Methodologies for the Determination of Mifepristone at Glassy Carbon Electrode (GCE)

In the present study, an electroanalytical method that permits the optimization of factors affecting SWV for sensitive detection of mifepristone at glassy carbon electrode (GCE) using response surface methodology (RSM) with desirability function (DF) is presented. Factors selected for optimization after screening using full factorial design were frequency (X₁), amplitude (X₂), and pH (X₃). The central composite design as a response surface methodology with desirability function (DF) was applied for obtaining the optimum level. The optimum conditions were obtained as follows: Frequency (X₁=50 Hz), amplitude (X₂=33.4 mV), and pH (X₃=9.4), with an overall desirability function of 0.97. Subsequently, confirmatory experiments were performed in triplicates to validate the optimum conditions. The results obtained were satisfactory and agreed well with less only 11.9 % deviation from the values predicted by the model. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were found to be 0.54 and 1.80 ppm, respectively. The proposed method was applied for a quantitative determination of mifepristone in spiked tap water samples. The recovery tests showed that the detection of mifepristone at GC could be evaluated on environmental samples.     

Enhanced Physical and Mechanical Properties of Nitrile-Butadiene Rubber Composites with N-Cetylpyridinium Bromide-Carbon Black

The physical and mechanical properties of nitrile–butadiene rubber (NBR) composites with N-cetylpyridinium bromide-carbon black (CPB-CB) were investigated. Addition of 5 parts per hundred rubber (phr) of CPB-CB into NBR improved the tensile strength by 124%, vulcanization rate by 41%, shore hardness by 15%, and decreased the volumetric wear by 7% compared to those of the base rubber-CB composite.     

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。     

维生素C的3种分光光度法测量比较*——仪器分析设计性实验教学的探索与实践

仪器分析设计性实验是培养大学生创新能力的重要手段和途径。根据仪器分析实验课的特点,开设“维生素C的3种分光光度法测量比较”设计性实验项目,通过文献调研、原理阐述、方案制定、性能测试、SPSS数据处理分析软件应用等实验环节,培养学生的综合能力和创新能力。分别建立了每种方法的标准曲线,比较相关系数、回收率和相对标准偏差,并对3种方法进行精密度与准确度实验。实践表明,通过设计性实验的实践,学生的实践能力、创新能力、基本科学素养和综合素质得到明显提高。     

“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。