化学新创实验的现状与发展对策

doi:10.3866/PKU.DXHX202108010

摘要/Abstract

摘要：

近年来，化学实验教学改革取得很大成就。本文对当前国内高校的化学新创实验设计的现状进行了分析，探讨了未来新创实验的选题方向、创制途径、教学实施和评价方法，希望对同行有参考价值。

Abstract:

In recent years, the reformation of chemical experiment teaching has made great achievements. The current situation of the design of the new chemical experiments is analyzed. The direction of topic selection, design method, teaching practice and evaluation of the new experiments in the future are discussed. This paper is expected to have reference value for peers.

Key words: Chemical experiment, Innovation, Current situation, Countermeasures

MSC2000:

李厚金, 陈六平, 张树永. 化学新创实验的现状与发展对策[J]. 大学化学, 2022, 37(2): 2108010.

Houjin Li, Liuping Chen, Shuyong Zhang. Current Situation and Development Countermeasure of Chemical Innovation Experiments[J]. University Chemistry, 2022, 37(2): 2108010.

图/表 2

表1

2017年1月–2021年3月间在《大学化学》期刊发表的新创实验的主要选题方向"

序号	文章题目	期刊目录	实验类别	主要选题方向
1	碳点的合成及对锰离子的比色检测——推荐一个大学化学综合实验	2020, 35 (12), 206–211.	综合	纳米材料
2	碳点的制备及荧光量子产率的测定——一个仪器分析综合实验	2019, 34 (7), 67–72.	综合	纳米材料
3	海藻酸盐微胶囊及纳米Fe₃O₄的可控制备及应用的研究——介绍一个综合探究实验	2020, 35 (2), 33–42.	综合	纳米材料、吸附作用
4	纳米Fe₂O₃和Fe₃O₄的制备及其催化高氯酸铵热分解性能的研究——一个仪器分析综合实验	2018, 33 (4), 51–56.	综合	纳米材料、催化反应
5	TiO₂纳米粉体的掺杂改性及光催化性能研究——伯苓班无机综合实验	2020, 35 (2), 50–57.	综合	纳米材料、光催化作用
6	氮氟双掺杂TiO₂纳米管的制备、表征和光催化性能研究——暑期科研训练实验实例	2017, 32 (12), 60–68.	综合	纳米材料、光催化作用
7	基础实验：金纳米粒子的制备及其光学性质	2019, 34 (1), 58–63.	基础	纳米材料、探针效应
8	YVO₄: Eu发光材料的合成、结构与荧光性——推荐一个大学综合实验	2018, 33 (10), 79–84.	综合	纳米材料、光致发光
9	纳米比色法测定左氧氟沙星含量的仪器分析实验设计	2017, 32 (12), 69–73.	仪器分析	纳米材料、药物分析
10	CuInS₂/ZnS量子点的微波水热合成与表征——推荐一个研究型综合实验	2017, 32 (11), 51–56.	综合	纳米材料
11	抗体与多酶负载纳米金的合成表征及纸上化学发光性能研究——介绍一个仪器分析综合实验	2017, 32 (2), 69–73.	综合	纳米材料
12	形貌各异ZnO微结构的合成与表征——一个简单有趣的化学综合实验	2017, 32 (1), 48–51.	综合	纳米材料
13	SAB-16型介孔材料的制备、表征及表面改性——介绍一个材料化学综合实验	2020, 35 (9), 126–131.	综合	功能材料、介孔材料、吸附作用
14	ZnO-g-C₃N₄多孔Z型异质结的合成及净化有机废水性能研究——推荐一个大学化学综合性实验	2020, 35 (9), 152–158.	综合	功能材料、多孔Z型异质结、光催化剂、吸附作用
15	多酸配位聚合物的制备与表征——推荐一个综合化学实验	2020, 35 (1), 92–97.	综合	功能材料
16	二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征——推荐一个研究型综合实验	2018, 33 (9), 69–74.	综合	功能材料、沸石分子筛膜
17	压电陶瓷传感器的制作及压电效应演示综合性实验设计——介绍一个材料化学综合实验	2017, 32 (4), 52–60.	综合	功能材料、压电陶瓷传感器
18	甲基橙插层水滑石的制备及表征——一个大学化学开放性实验设计	2017, 32 (1), 52–57.	综合	功能材料、水滑石插层材料
19	聚苯胺-木质素磺酸复合物的合成及其染料吸附性能——介绍一个综合性研究型实验	2017, 32 (3), 49–54.	综合	功能高分子材料、吸附作用
20	温度响应高分子微凝胶的水相制备与表征——介绍一个大学化学综合实验	2021, 36 (2), 1912023.	综合	功能高分子材料、温度响应材料、自由基聚合
21	聚乙烯吡咯烷酮聚合物复合膜的制备及其性能研究——推荐一个研究型综合实验	2020, 35 (9), 120–125.	综合	功能高分子材料、高温质子交换膜
22	有机化学知识在高分子材料合成创新实验中的运用——分享几个实例	2020, 35 (7), 104–108.	综合	功能高分子材料
23	含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究——推荐一个高分子化学综合实验	2018, 33 (8), 37–42.	综合	功能高分子材料、光电材料、人名反应、Sonogashira偶联反应
24	苯胺四聚体合成及电致变色器件制备——一个大学化学综合性实验	2018, 33 (6), 38–44.	综合	功能高分子材料、导电高分子
25	新型电控荧光聚合物的合成与性能研究——推荐一个综合化学实验	2019, 34 (3), 47–52.	综合	功能高分子材料、荧光材料
26	磁性Co/C纳米复合材料的合成及其对水中刚果红吸附性能研究	2020, 35 (12), 212–220.	综合	金属有机框架材料、纳米材料、吸附作用
27	一种金属有机框架纳米材料的制备及其染料吸附性能研究——推荐一个研究型综合化学实验	2018, 33 (9), 75–81.	综合	金属有机框架材料、纳米材料、吸附作用
28	锌配位聚合物的制备与表征——推荐一个无机化学综合实验	2017, 32 (5), 55–60.	综合	金属有机框架材料、吸附作用
29	一种基于智能手机可视化多色荧光检测碱性磷酸酶活性的方法——推荐一个本科生科研训练项目	2020, 35 (6): 110–116.	本科科研	金属有机框架材料、荧光检测
30	四苯乙烯的合成、表征及在爆炸物检测中的应用——介绍一个大学化学综合实验	2019, 34 (1), 48–53.	综合	聚集诱导发光、人名反应、McMurry偶联反应、荧光检测
31	席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验	2020, 35 (2), 70–74.	综合	荧光探针
32	BODIPY基荧光探针的合成、表征及对铜离子的检测——推荐一个大学综合化学实验	2017, 32 (11), 57–64.	综合	荧光探针
33	聚苯胺薄膜在电量可视化超级电容器中的应用——推荐一个综合化学实验	2021, 36 (2), 2003007.	综合	导电聚合物、超级电容器
34	设计综合性实验强化物理化学理论课教学探索——以原电池设计为例	2021, 36 (1), 1910051.	综合	原电池
35	杂化钙钛矿光伏材料的合成及热稳定性研究——推荐一个综合化学实验	2020, 35 (1), 59–63.	综合	钙钛矿太阳能电池
36	天然染料敏化太阳能电池的制备——一个大学化学综合性实验	2017, 32 (6), 75–81.	综合	染料敏化太阳能电池
37	手性有机小分子催化剂6, 7-二氢-5H-吡咯并[1, 2-a]咪唑的合成——介绍一个大学有机化学综合实验	2019, 34 (4), 55–60.	综合	手性有机小分子催化剂
38	HZSM-5分子筛催化合成乙酰水杨酸——推荐一个半微量有机化学实验	2018, 33 (8), 43–46.	有机	催化反应、绿色化学
39	铜卟啉合成及其敏化二氧化钛光催化剂的制备——一个大学化学综合性实验	2017, 32 (4), 46–51.	综合	光催化剂
40	嵌碳TiO₂的快速制备及其光催化制氢特性——介绍一个材料综合实验	2017, 32 (2), 63–68.	综合	光催化剂
41	催化荧光法测定痕量铜的探究性实验设计与实践	2017, 32 (1), 58–61.	探究性	催化动力学荧光分析法
42	诺贝尔化学奖类大学生创新实验——Suzuki偶联反应制备DPP类荧光染料	2020, 35 (12), 227–232.	综合	人名反应、Suzuki偶联反应
43	8-羟基喹啉及其铝配合物的合成、表征及发光性能——推荐一个综合化学实验	2017, 32 (12), 53–59.	综合	人名反应、Skraup合成法
44	4’-{2-[5-(4-羧基苯基)呋喃基]}-2, 2’: 6’, 2’’-三联吡啶的合成——推荐一个大学有机化学实验	2017, 32 (6), 82–85.	综合	人名反应、Michael加成、芳环偶联、α, β-不饱和酮合成
45	微通道反应器中连续化合成苯亚甲基丙酮——介绍一个大学化学综合实验	2019, 34 (5), 51–56.	综合	微反应技术
46	板蓝根中提取靛蓝应用于扎染的创新实验教学——介绍一个大学化学综合教学实验	2020, 35 (9), 148–151.	综合	天然产物化学
47	构树叶中黄酮类化合物的提取及测定——介绍一个大学综合化学实验	2018, 33 (12), 67–70.	综合	天然产物化学
48	芦丁的提取鉴定及不同剂型与体内释放相关性的研究——制药工程相关专业综合创新实验设计	2017, 32 (10), 39–46.	综合	天然产物化学

表1

表2

2019年第一届全国大学生化学实验创新设计竞赛获奖的新创实验作品的主要选题方向"

序号	作品名称	主要选题方向
1	联二炔囊泡的光致聚合、热致变色及应用	纳米材料、光致聚合、热致变色
2	半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO₂还原	纳米材料、光电催化
3	基于氢键作用的金纳米粒子比色法检测尿酸	纳米材料、纳米分析
4	铋离子选择性电极的制备及测定胃药中的Bi³⁺含量	纳米材料、电化学传感器、电位分析法
5	薄膜导电材料的制备及催化性能研究	纳米薄膜导电材料、催化反应
6	疏水性硼酸镁的制备及测试	纳米材料表面改性
7	物理化学综合实验——CdS的制备、表征及光催化分解水制氢	纳米材料、光催化反应
8	组氨酸修饰荧光金纳米团簇的光稳定性探究	纳米材料、荧光探针
9	会变形的水凝胶	功能高分子材料、水凝胶
10	废旧棉中纤维素的提取改性及水凝胶的制备	功能高分子材料、水凝胶、绿色化学
11	聚醋酸乙烯酯的光引发可控合成	功能高分子材料、光引发聚合反应
12	可变色形状记忆材料	功能高分子材料、水凝胶、热致变色
13	电聚合制备分子印迹电极及其特异性表征	功能高分子材料、分子印迹电极
14	一种锌基MOF材料的合成及荧光性能	金属有机框架材料、荧光探针
15	AIE荧光聚合物RAFT可控合成与表征及光物理性质研究	聚集诱导发光、无水无氧反应
16	利用聚集诱导发光(AIE)现象观察分子定向运动的综合实验	聚集诱导发光、分子机器
17	稀土–嘧啶羧酸配合物的合成、结构和发光性质	无机荧光材料
18	适于暖白光LED用红色发光材料K₂GeF₆: Mn的合成	无机荧光材料
19	汞离子近红外荧光探针的合成及其可视化检测	荧光探针
20	香豆素羟胺在糠醛类化合物荧光定量分析中的应用	荧光定量分析
21	基于嘌呤的巯基二齿钙钛矿钝化剂的合成及光伏应用	钙钛矿太阳能电池
22	基于绿色化学理念的苯甲醛与安息香的相互转化	催化反应、绿色化学
23	脂肪酶Novozym 435催化合成单月桂酸甘油酯	生物酶催化反应
24	可见光源、绿色实验——LED光诱导下3-氰甲基化咪唑并吡啶类化合物的制备	光催化反应、绿色化学
25	太阳能驱动Ni-N掺杂多孔碳高效电催化还原CO₂为CO	电催化反应
26	一氯二茂钛和路易斯酸协同催化苄醇脱羟基偶联反应	催化反应、无水无氧反应
27	KF/La₂O₂CO₃固体碱的制备、表征及催化酯交换反应的性能	催化反应
28	导向基团辅助的铜催化C-H键的酰氧化反应	催化反应、绿色化学
29	氧化/酸双重活性中心多酸非均相催化剂的设计及催化玉米秸秆多级转化	催化反应、绿色化学
30	基于铜介导的[5 + 1]环化反应合成取代喹啉衍生物	催化反应、绿色化学
31	N-炔丙基-9-蒽甲酰胺的一锅法合成及其分子内环化反应	催化反应、一锅法反应
32	酒石酸氧化反应中催化剂的作用	催化反应
33	Ugi四组分一锅法高效合成结构独特的活性生物碱化合物	人名反应、Ugi反应、多组分反应、一锅法反应、绿色化学
34	一种新型有机质子响应荧光分子的合成在实验教学中的设计与探索	人名反应、Knoevenagel反应、聚集诱导发光
35	化学发光促进的噻吩C-H键芳基化反应	人名反应、Sonogashira偶联反应、光催化反应、无水无氧反应
36	β-氨基酸酯类衍生物的合成及拆分	人名反应、Mannich反应、一锅法反应、手性拆分
37	一个微量不对称合成教学实验——手性高烯丙基胺的高效合成及表征	无水无氧反应、不对称合成、微量反应
38	文旦柚皮中黄酮的提取鉴定及抗氧化性研究	天然产物化学
39	纸基显色传感器用于白酒中硫离子含量测定的研究	绿色化学
40	(Z)-2-(噁唑烷-2-亚基)-3, 3, 3-三氟丙酸甲酯的合成	绿色化学、氟化学
41	三乙胺/水杨酸新型低温共熔溶剂的合成、表征与性能	绿色化学、低温共熔溶剂

表2

参考文献 19

1	张树永; 朱亚先; 张剑荣. 大学化学, 2018, 33 (10), 1. doi: 10.3866/PKU.DXHX201803061
2	张树永; 张剑荣; 陈六平. 大学化学, 2016, 31 (9), 1.
3	李厚金; 陈六平. 大学化学, 2018, 33 (1), 7.
4	李厚金; 赖瑢; 朱可佳; 张利; 陈六平. 大学化学, 2017, 32 (4), 21.
5	李厚金; 陈六平. 大学化学, 2018, 33 (10), 13. doi: 10.3866/PKU.DXHX201805045
6	张剑荣: 第一届全国大学生化学创新实验设计竞赛总结. [2021-08-05]. https://cid.nju.edu.cn/redirectActionxwgl/detail/45
7	朱宝林; 张沙沙; 霍国钠; 马露露; 李振宁; 赵臻翔; 申启捷; 邱晓航. 大学化学, 2020, 35 (2), 50.
8	朱宝林; 马露露; 王雪; 邱晓航. 大学化学, 2017, 32 (12), 60. doi: 10.3866/PKU.DXHX201706012
9	南志祥; 李珺; 张逢星; 白银娟. 大学化学, 2017, 32 (4), 46.
10	李乔丹; 马晓清; 崔晓莉. 大学化学, 2017, 32 (2), 63.
11	秦雨欣; 林天然; 李金莹; 覃思媛; 侯丽. 大学化学, 2020, 35 (6), 110.
12	乔正平; 尹明大; 许先芳; 黄华珍; 闫素君; 彭慧娟; 毛宗万. 大学化学, 2018, 33 (9), 75.
13	余凡; 李艾华; 张玉敏; 邹新; 胡思前. 大学化学, 2017, 32 (5), 55.
14	蔡丹丹; 阮长平; 邱建华; 吴丽芸; 张丛; 张羽真. 大学化学, 2020, 35 (12), 212.
15	孙长艳; 李文军; 陆慧丽. 大学化学, 2020, 35 (2), 70.
16	何田; 顾峥烨; 曾雨霏; 胡余宗; 尹守春. 大学化学, 2017, 32 (11), 57.
17	何田; 顾峥烨; 尹守春. 大学化学, 2019, 34 (1), 48.
18	李嘉梁; 汪博宇; 付薪宇; 宋志光; 朱万春; 范勇; 马强; 郭玉鹏. 大学化学, 2020, 35 (4), 60.
19	刘天瑞; 赵伟光; 张妍欣; 冯凯旋; 徐天驰; 章文伟; 谌东中. 大学化学, 2020, 35 (4), 81.

[1]	田东亮. 线上线下混合式物理化学实验研究型教学改革[J]. 大学化学, 2022, 37(2): 2105031-0.
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[5]	彭传云, 张少文, 尹国杰, 吴春来, 冯勇, 屈凌波. 以应用为导向的“材料制备与吸附性能”创新综合实验设计[J]. 大学化学, 2022, 37(2): 2107025-0.
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