化学让生活多姿多彩——记中国科学技术大学化学科普活动

用"化学让大自然丰富多彩、色彩斑斓——天然色素的五彩世界""化学很魔幻——揭秘化学小魔术""化学让我们生活得更智慧、更安全、更健康——引导大众消除生活误区""化学也诗意——以诗入‘化’——打造诗意化学科普"和"化学让大自然更为奇特绝妙——走进大自然,学习化学知识,感悟化学的魅力"五个主题,介绍了中国科学技术大学化学实验教学中心在化学科普教育内容方面的一些探索和经验。     

有机化学实验线上课程之扬长避短教学设计与实践篇

当前疫情线上教学重心正逐渐转移为如何优化线上课程。针对化学实验线上课程短于实验过程控制环节,而线下课程在时空、科教融合和课堂互动等存在一定的局限性的两难现状,我们以有机化学实验线上课程为例,介绍如何通过重建教案和重整课件、视频、虚拟仿真实验和MOOC等资源,对实验预习、直播课堂、实验过程控制和实验拓展等重要教学环节进行再设计,提高学生主动学习成效和促进科教融合的协同培养。     

菌紫质薄膜光致折射率变化的理论计算和实验测量

基因改性细菌视紫红质BR-D96N由于M态寿命的延长而具有显著的光致变色特性.根据Kramers-Kronig变换关系,样品吸收光谱的变化会引起样品折射率的变化.本文首先从实验上测量了BR-D96N薄膜样品在光激发前后的吸收光谱,然后根据Kramers-Kronig变换关系,理论计算了对应此光致变色光谱变化的光致折射率变化光谱.实验上为了直接测量样品的光致折射率变化,采用Michelson干涉方法测量BR-D96N薄膜在不同探测波长下的光致折射率变化量,并与理论计算曲线进行了比较.     

色彩斑斓的自然,五颜六色的化学

通过介绍菠菜中色素的提取分离及紫甘蓝中花青素的提取两个实验,揭示大自然色彩背后的化学奥秘,并介绍了两个实验作为科普实验项目在化学科普活动中展示和互动的效果及特点。     

吡咯俘精酸酐的图像光存储特性

对一种新型可用于可擦重写光存储的有机光致变色材料——吡咯俘精酸酐，测定了它的光致变色双稳态吸收光谱，呈色态的吸收峰在635nm，无色态的吸收峰在385nm。利用其双稳态特性，在吡咯俘精酸酐／PMMA薄膜上实现了图像光存储。所存储的图像对比度高，用普通相机在自然光下即可直接读出。在膜上存储的图像在室温下暗处保存6个月未见消退，估计此条件下保存期可以年计。     

从纸上到躬行:基于有机化学理论和文献的实验设计及优化之低年级本科教学初探

国际公认化学类本科生的培养目标是能够胜任化学专业技术职务,或具备相关的科研能力,而核心考核因素之一被认为是能否以纸上所学理论和文献助力实验方案的设计,并躬行实现。我们在有机化学基础实验教学中融合以上理念,初步探索出适合低年级本科生的以理论知识和文献指导实验设计和优化的教学策略。以乙酰二茂铁的合成为例,以问题-讨论为主线,引导学生从文献、底物的电子结构、傅-克酰基化反应机理和重要的物理化学性质等进行综合分析,设计乙酰二茂铁的合成路线,鼓励学生对教材提出质疑并自主设计和开展验证实验,对教材中的经典方法持续优化。学生深度参与实验路线设计和关键参数设置,沉浸学术研究氛围,敢于质疑并验证,提升了将已学理论转化为解决实际问题的能力,一定程度上有利于其科学思维和科研执行力的培养,提高其从事化学专业技术职务或相关科研工作的核心竞争力。     

吡咯俘精酸酐的光致各向异性研究

将有机光致变色化合物—吡咯取代俘精酸酐掺杂于PMMA中形成薄膜.在紫外光照射下,薄膜由无色态转换为呈色态.用650 nm线偏振激光照射薄膜,在由呈色态转变为无色态时产生光致各向异性.对633 nm的探测光具有正单轴晶体特性,光轴方向平行于激发光振动方向,光致二向色性率(D_⊥-D_∥)可达0.2,光致双折射率(n_∥-n_⊥)可达2×10^-3.实验还测量了光致各向异性与曝光量的特性曲线,发现最佳曝光量为13～20 J/cm²;理论分析了其原因.这些结果为俘精酸酐材料在光信息处理方面的应用提供了实验数据.     

夏季学期化学科普类实验课程的建设与探索

结合中国科学技术大学的三学期改制,在夏季学期面向全校非化学专业的低年级本科生开设生活中的化学科普实验公选课程。本文将从课程目标、课程内容、课程特色三方面进行介绍。该课程的开设为非化学专业学生提供了一个通过化学实验学习化学的机会,有利于开拓学生知识面,实现学科交融、文理渗透。     

“互联网+”背景下大学化学实验的在线辅助教学模式创新及成效探索

2020年春季学期新冠肺炎疫情防控期间,中国科学技术大学化学实验教学中心充分考虑各实验课程特点,及时调整了教学计划,形成切实可行的"一课一策"在线教学方案,利用前期建设的在线开放课程、虚拟仿真实验教学项目和其他优质教学资源开展在线辅助教学,取得初步成效。     

共轭读出法消除光致变色材料全息记录中的相位畸变

采用有机光致变色材料-吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜作为可擦写全息记录介质,建立了一种能消除全息光存储中相位畸变的光路.此光路采用参考光的相位共轭光再现全息图,能有效消除物光路中由于光学元件失调和记录材料缺陷引起的相位畸变,是全息光存储中提高再现像像质的一种有用光路.