“两性一度”教学要求下的物理化学综合实验教学探索——以无表面活性剂微乳的构筑及应用为例

围绕“两性一度”的教学要求,结合胶体和纳米科学的发展前沿设计了一个物理化学综合实验。该实验内容丰富、易实施,立足基础,落实高阶,重视创新和挑战,是对理论课程的有力支撑。项目的实施可激发学生对物理化学的学习兴趣,夯实基础,提高对知识的理解和综合运用能力,开阔科学视野,培养创新能力、探索精神和环保意识。     

分析化学实验的绿色化及废液处理

分析化学实验过程中使用的试剂用量大,产生的废液较多,会对环境造成较大污染,影响教师和学生的身体健康。因此,分析化学实验的绿色化及废液的绿色化处理具有重要意义。以湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心分析化学基础实验为例,采取微型化等方式对分析实验项目进行了绿色化改革,并以资源再利用等方式对分析实验废液进行处理。     

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。     

德国有机化学实验项目式教学实践与启示*——以康斯坦茨大学为例

对德国康斯坦茨大学的本科有机化学实验初级阶段和高级阶段的教学方式,从实验前准备、实验内容、实验教学模式、实验考核方式、实验室安全管理等方面进行了综合阐述,可为我国高校相关专业有机化学实验教学与改革提供参考,提高教学质量。     

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。     

“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。     

利用手持技术探究铁的电化学腐蚀实验*

借助手持技术,利用电压传感器和pH传感器测定不同酸碱性环境下金属铁发生电化学腐蚀的模拟原电池电压变化情况,探究金属铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀对应的pH范围,帮助学生深入理解铁的电化学腐蚀原理,感受化学定量实验的魅力。     

基于曲线问题情境的信息化教学尝试*——以“沉淀溶解平衡”为例

基于高中生对实验曲线理解困难的现状,为挖掘实验曲线的教学价值,以沉淀溶解平衡为例,结合课堂演示实验和教学软件,设计了“宏观微观符号曲线”多重表征教学为一体的实验探究课。根据沉淀溶解平衡实验证据,绘制实验曲线,构建微观模型和图像,从而培养学生的证据收集与应用意识,提高学生对曲线的分析和理解能力,领会各种变化曲线的来源。在曲线理解的基础上建立“溶解平衡转化”思维模型,以此为开展“曲线融入式”的问题引导型实验教学提供参考案例。     

强化基础引导创新——核磁共振实验教学体系建设*

面对不同年级本科生和研究生设计了由浅入深、梯度渐进的核磁共振实验教学体系,利用实验教学全面介绍了核磁共振这一重要的分析手段,结合线上教学、课堂互动等新颖的教学模式,加深对重要知识点的认识和了解,与理论教学有机结合,取得了良好的教学效果。     

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。