波谱分析作为应用化学专业的一门专业基础课,在学生毕业论文环节中起着重要的作用。基于成果导向教育(OBE)的教育理念,以我院应用化学专业学生在毕业论文环节的实际解谱需要为出发点,通过合理安排教学内容、改进课堂教学方式和建立有效的评价体系,对波谱分析课程进行初步改革探索,注重培养学生解析谱图的能力,提高课程的实用性。
在传统的大学化学实验教学中,学生以被动接受为主,学习交互性差,自主思考不足,不利于学生综合素质的培养和创新能力的提高。随着互联网技术的飞速发展,基于各种信息化手段的教学模式应运而生。课立方系统可集预习系统、微信公众平台、翻转课堂等多种教学模式为一体,形成以学生为中心的全周期智能化教学模式,实现学生的实验课前练习测试、课堂数据记录、课后作业互评讨论等多种功能。实践表明,课立方系统应用于大学化学实验课程教学,能够有效提高化学实验课的教学效率,并且大大促进学生的自主学习,为互动式大学化学实验教学注入新的活力。
通过分析材料学科研究生波谱分析课程特点,结合国防科技大学教学实际,把该课程的教学目标设置为“通过课程学习,知道和领会紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、核磁共振波谱等几种常用波谱分析手段的基础知识,具有应用相关知识分析和解决科研、工程问题的能力”,并围绕这一目标对教学内容、教学方法、评价体系进行探索。
目前全国有442所高校设置有应用化学专业,如何使该专业办出特色并具有广阔需求前景是我们亟待解决的关键问题。屠呦呦因青蒿素获得诺贝尔化学奖彰显出“植物化学成分研究”的重要性,与此同时,人类医疗与健康对植物中活性成分需求也日益增长。经过18年的教学实践与探索,紧密结合学校“双一流”农业大学使命,我们找到了以植物化学为支撑来培育应用化学长线专业在我校的一流优势与特色问题,以植物化学成为国家级精品课程的标志性成就,形成了紧扣“双一流建设”国家重大需求的西北农林科技大学应用化学专业本科教育新体系。
运用“思维导图”这一教学策略,引导学生在学习过程中自发有效地对各知识点进行关联,构建完整的知识网络,进而改变学生单纯依靠“机械式”记忆的学习方法,锤炼其对知识点的凝练总结能力,培养学生的自主学习能力,实现基于核心素养培养观导向的以培养具有良好分析化学素养,具备竞争力和创新能力的高端人才培养目标。
采用线性扫描伏安法和交流阻抗法研究了碳钢在不同实验条件下的腐蚀规律,碳钢在碳酸铵溶液中的阳极过程为溶解、钝化、过钝化溶解,溶解初期在电极界面的传质为线性扩散控制;随着溶液温度的升高,阻抗谱表示为单一时间常数的容抗弧,容抗弧直径逐渐减小,电阻变小,碳钢的腐蚀速度增大;Cl-浓度越大,钝化区域变小,碳钢更容易腐蚀;加入硫脲缓蚀剂,碳钢容抗弧直径增大,电阻变大,有利于保护碳钢。
本综合性实验将二维金属有机框架(2D MOFs)和MicroRNA(miRNA)分析等前沿研究领域引入化学(材料)本科和研究生实验教学中。主要包括2D MOFs材料的合成及表征、基于2D MOFs的荧光核酸探针构建以及将探针用于miRNA荧光分析等,共10个学时。所需掌握的实验技能包含溶剂热法、离心分散和外标法等基本材料合成和分析化学操作以及荧光、红外、X射线粉末衍射等材料表征和分析方法。我们在实验中实施了一种新型的“赛学结合、三位一体评价”教学模式。在该模式中,学生分组开展团队作业、实验和汇报,不仅要记录实验现象和结果,还需对实验过程录像并总结做成PPT。各组间通过“PPT答辩、实验报告和录像”等进行比赛,三位一体决出成绩。学生在实验中不仅学习了大量实验技能,提高了动手能力,拓展了学术视野;而且通过比赛和教学相结合,激发了你追我赶的学习热情,培养了团队合作精神,调动了学习的主观能动性。该实验和教学模式也适合推广至其他综合化学实验教学中。
选择“硅基芳胺的合成与表征”作为综合化学实验“无水无氧合成技术”的教学内容,实验涉及特殊用途玻璃仪器的干燥与组装、空气敏感物质的操作、惰性气体保护下的化学反应、溶剂浓缩、萃取、少量液体的减压蒸馏以及结构测定等操作。深入分析了无水无氧反应装置的准备、溶剂和物料的转移、正丁基锂的取用、双排管和施伦克玻璃仪器的使用等操作细节问题,并对产物的核磁共振氢谱进行了解析。通过该实验,学生能够实践较高层次的化学实验操作,对拓宽学生专业知识面、提高学生综合实验操作技能有良好的教学效果。
以肉桂酸为目标产物,通过逆合成分析、合成设计,采用不同的实验方法合成制备,介绍了水相Heck反应、无溶剂Perkin反应、水相Wittig反应、水相Knoevenagel反应,拓展了学生的合成设计思维。本实验涵盖了目标产物的合成、纯化与表征,让学生认识和完成了一个基本的科研过程,提高了学生的综合能力。
利用晶体学国际表简要介绍了空间群的有关知识及等效点系、不对称单位等概念。
在仔细学习《有机化合物命名原则2017》的基础上,将新规定中与1980版相比的主要变化,从主体基团选择顺序、取代基列出顺序、主体结构编号顺序、取代基及主体基团位次编号插入的位置、立体化学中的“顺序规则”等几个方面进行归纳与总结,以简洁明了的方式为有机化学的学习与教学提供一份参考。
为了满足当今教学的信息化发展趋势,本研究基于随机扩散理论建立了气相色谱仿真模型并开发了相关的计算模拟软件Stochastic Diffusion-Chroma。以混合组分分别在气相色谱填充柱和毛细管柱中的扩散分离模拟为例,探究了随机扩散理论模型在色谱理论教学和实验教学方面的应用。基于随机扩散理论的仿真教学改变了传统的教学模式,将学生较难理解的抽象色谱动力学基本理论转变为动态的具体形象,激发了学生的学习兴趣,提高教学质量。
使用Gaussian 09软件对乙酸乙酯碱性水解反应的机理进行了研究。本研究融合了本科教学中有机化学、物理化学和结构化学的相关知识,以乙酸乙酯水解机理为问题导向,阐述了研究和解决问题的思路和方法,探索了将第一性原理计算引入高等教育的方式。
介绍了第11届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验操作试题的命题思路,并对实验中存在的问题及成绩进行了总结分析。