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。     

线上线下混合式物理化学实验研究型教学改革

针对目前实验教学在创新型人才培养中存在的问题,介绍了北京航空航天大学化学学院物理化学实验教学的改革与实践情况。结合线上教学灵活、不受时空限制,以及线下教学培养学生动手操作能力和严谨求实的科学素养的特点,从递进式教学内容设计、个性化实验操作指导和训练、科研式论文报告总结、针对性展示和专题分析等方面进行了线上线下混合式研究型教学改革。将理论方法、虚拟操作、实际训练和总结提升等相结合,充分发挥教师指导和学生主体的优势,多维度培养和提升学生的科学素养、创新思维和综合创新能力,为提升实验教学质量和促进创新型人才培养提供了有益的借鉴。     

“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。