哲学思想在物理化学课堂上的体现*

在物理化学的课堂上讲授热力学基本原理及基本知识时,可以体现马克思主义的哲学思想,如:实践是检验真理的唯一标准、真理的绝对性和相对性、量变和质变规律、矛盾的普遍性和特殊性等。运用马克思主义的哲学思想将物理化学的基本原理讲深讲透,使学生在物理化学课堂学习过程中,不仅可以掌握物理化学课程的基本原理和基础知识,而且可以运用马克思主义的世界观和方法论掌握物理化学的科学原理和科学思想。     

利用前沿研究提高物理化学的教学效果

物理化学课程中抽象的概念、大量的公式以及结论的经典性容易给学生造成授课内容远离前沿研究的错觉。可以在授课过程中将前沿研究与课程内容相结合来改革物理化学教学。主要的实例包括：（1）利用△G判据分析利用水分解反应制取氢气的热力学要求;（2）利用离子互吸理论和双电层理论解释纳米孔的离子选择性;（3）基于化学势和电化学势的概念来推导浓差电池的电动势。通过揭示物理化学基本原理对上述前沿研究的指导作用来拓宽学生的视野,培养学生的学习兴趣,从而改善了课程的教学效果。     

BODIPY荧光探针的合成及次氯酸检测的综合实验

有机实验和仪器分析实验是本科生阶段化学教学的重点内容，虽然现有的教学实验内容已十分丰富与完善，但缺少两者之间的融合以及与科研领域的联系。针对上述不足，我们将科学研究前沿和热点的荧光检测技术引入教学实践。实验通过对BODIPY (氟硼二吡咯)荧光染料结构的设计改良，合成一种具有快速响应、选择性高和灵敏度好的新型次氯酸荧光探针，对荧光探针结构进行表征，并测定荧光探针的荧光性质。通过对探针结构与荧光性质之间关系的研究，有助于加深学生荧光发光原理的理解。实验内容涵盖有机合成、产物仪器表征、光谱分析等方面，综合性强且易于学生操作。教学实践过程有助于培养学生的科学思维、理论与实践相结合的能力。     

含有酚羟基的吖嗪类荧光探针的阴离子识别与传感研究

设计合成了含有酚羟基的萘吖嗪类荧光探针分子,利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了探针分子的阴离子识别和光化学传感性能。研究结果表明,该探针分子可以通过比色（紫外-可见吸收光谱）和荧光发射光谱双通道识别检测氟离子。该探针分子是一类比率型阴离子荧光探针,作用方式为探针分子酚羟基的去质子化作用,这种激发态质子转移（ESIPT）是探针分子呈现比率荧光特性的原因。通过本实验不但可以让学生掌握紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱仪的使用方法,还能培养学生在分子识别与光化学传感领域的科研兴趣。     

关于“逸度”、“活度”问题的几点浅见

逸度、逸度系数、活度、活度系数、标准态及其选择和有关的计算,是物理化学课程中较难理解和掌握的内容之一。教好和学好这部分内容,不仅有利于学生掌握物理化学的知识和概念,而且对学生学习后继课以及毕业后从事实际工作都会有一定帮助。     

蛋白质中总巯基的测定及标记

生物硫醇的检测与蛋白质荧光标记是当今科学研究的热门领域。本实验使用传统的Ellman法及Naph-EA-Mal荧光探针标记法对牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA)的巯基进行检测,并利用该探针实现了细胞内巯基的原位标记,使学生对传统方法和前沿热点均有较好的掌握和了解。通过本实验的开展,学生不仅可以清楚了解蛋白三维结构对其所含基团的反应活性的影响,而且可以从化学层面理解硫醇类探针的工作原理及活细胞中生物硫醇的原位成像。实验内容涵盖蛋白质还原、变性、生物大分子与小分子的分离、生物大分子的化学修饰以及活细胞荧光成像等,综合性强且容易操作。教学内容可以实现模块化,便于不同学校根据条件选取相应的教学内容。教学实践不仅可以让学生复习巩固化学生物学知识,也帮助学生了解前沿交叉学科热点,同时在虚拟实验平台开设了补充实验,使得教学更加立体化。     

物理化学教学中希托夫法计算离子迁移数的新策略*

希托夫法计算离子迁移数是大学物理化学教学中的重点和难点知识,也是实际教学过程中学生提问较多的内容之一。一些经典物理化学教材中只给出一两个相关例题,却并未介绍希托夫法计算离子迁移数的步骤和思路,导致学生难以深刻理解和掌握希托夫法计算离子迁移数的教学内容。提出采用希托夫法计算离子迁移数的新策略,并用实例进行详细阐述。通过提出的新策略,用希托夫法计算离子迁移数将更加方便、快捷且不易出错,有利于学生对离子迁移数知识的掌握及增加学习物理化学知识的兴趣。     

物理化学应用问题

在物理化学的学习中,我深深感到单凭听讲或阅读教科书,是不能学好物理化学的。一定要尽可能亲自演算和解答各种各样有关的问题,来加深对基本概念、基本原理和基本知识的理解与掌握,从中得到对分析问题和解决问题能力的培养。同学们虽然做了许多从“书桌上”拟出来的问题,但在遇到实际问题时,常常会感到棘手。本来物理化学原理是能够普遍的应用在许多有关的实际问题上,之所以出现以上的现象,我想可能是由于在现时的物理化学教学中,很少要求学生把所学到的知识应用到课堂以外的实际中去的缘故。     

“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。     

物理化学基础知识在化工热力学教学中的应用

化工热力学是化学工程与工艺专业的专业核心课,它与物理化学联系紧密,后者是前者学习的基础。在化工热力学新知识点的授课中,及时引导学生回顾物理化学的相关知识点并予以阐述,强调两门课程的相互渗透,将有助于学生更好地理解和掌握化工热力学知识,提高教学质量,达到更好的教学效果。本文结合物理化学和化工热力学的课堂教学实践,就物理化学中的热力学基础知识在辅助化工热力学教学过程中的应用提出了一些实例和自己的体会。     

大道至简,润物无声——物理化学课程思政的实践

物理化学是高校化学化工专业重要的大类基础课,其课程改革建设必须紧跟时代步伐。介绍在当前"本科为本"背景下,我们基于深入学习对课程思政内涵的认识,提出了物理化学课程思政的基本原则,即把思政元素与科学知识有机地融合,"润物细无声",培养社会主义建设者和接班人。并列举了通过科学发展史、中国物理化学家、优秀传统文化、学科交叉与创新、身边的科学家等方面开展课程思政的一些实例,对教学同行具有启发性。     

通过实验教学加深对理论知识的理解——以“气相色谱实验”教学为例

仪器分析是化学专业学生的必修课,其中涉及的基本概念原理比较抽象、难以理解。将理论知识与实验教学相结合可加深学生对理论知识的理解。本文以气相色谱实验为例,通过研究实验条件如柱温、载气流量、进样量以及毛细管气相色谱分流比对分离度的影响,帮助学生理解书本知识,同时也培养了学生科研思维以及分析问题、解决问题的能力。     

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

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。     

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

介绍了一个大学综合化学实验——BODIPY基荧光探针的合成、表征及对铜离子的检测。该实验是一个科研转化的大学生综合化学实验,内容包括3,5-二氯BODIY的合成、BODIPY基荧光探针分子的合成,以及利用紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪检测目标分子对金属离子的响应性。通过本实验,使学生了解BODIPY基荧光传感器这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。本实验综合了有机化学、仪器分析和应用波谱学知识点的学习,培养学生的实验操作技能,提升学生的综合及创新能力,建议纳入高年级综合化学实验课程。     

图形表示在无机及分析化学教学中的应用

将无机及分析化学课程中常见的一些图例进行归类总结,并对作图原理及应用做相应介绍,使复杂理论知识得以简化,贴近实际,注重知识的灵活运用。提高学生学习的积极性和主动性,以期学生对无机及分析化学课程有整体认识,能综合运用所学知识,为物理化学等课程的学习提供一定参考。     

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。     

通过物理化学研讨课培养学生的研究能力——以两个连通气泡的变化为例

在物理化学的"界面与胶体化学"部分,表面张力、表面自由能和拉普拉斯公式是非常基础的内容,如何让学生深刻理解、灵活掌握至为重要,也是该章后续学习的关键。本文以分析两个连通气泡的变化为例,结合演示实验,实施研讨式教学,通过多角度(力学、能量等)、多层次(变化的方向、变化的限度)分析,巩固学生对表面张力、表面自由能及拉普拉斯公式的理解,进而与两个连通气球的变化进行类比,分析两个体系的异同点。通过启发引导,培养学生运用知识、分析问题的能力,提高学生综合素质。在物理化学课堂中,以学生为中心实施基于问题的研讨式教学,为相关课程的教学提供了参考。     

基于相平衡与化学动力学的综合实验教学*

介绍了一个综合性物理化学实验:赖氨酸钠溶液吸收CO2的气液相平衡与化学动力学。针对物理化学中相平衡和化学动力学2章内容,开展实验教学。本实验以易得的赖氨酸、氢氧化钠和CO2为原材料,通过试剂配制、气液吸收和数据采集等实验操作,分析得到赖氨酸钠-CO2体系的相平衡数据(温度、压力、溶解度)和吸收过程的化学动力学特性(表观速率常数)。结合基本参数测量(质量、温度、压力与时间等)和热力学与动力学函数计算,既提高学生的综合实验能力,又加强其对多章节知识点的融会贯通,激发其科研兴趣和探索精神。     

一种近红外荧光探针的合成、表征及应用

合成了一种卟啉类小分子荧光探针5,10,15,20-四对羟苯基卟啉(THPP)并对其结构进行表征.通过荧光光谱法,可以分别定性、定量检测铜离子(Cu2+)、焦磷酸根(PPi)及碱性磷酸酶(ALP).研究结果可以转化为一个代表性综合实验,激发学生对科学研究的极大兴趣,培养学生利用综合知识的能力.实验囊括了有机化学、分析化学、生物化学及无机化学等多个学科的多个知识点及多种重要的仪器操作技术,有助于学生综合实验能力的提升.     

化学教学新课堂：科学抗疫中的化学知识

As the break out of COVID-19 epidemic, the prevention and control work was consequently carried out. Chemistry plays an important role in the white war. The structure of mask contains the knowledge of interfacial chemistry. The material of mask encompasses the knowledge of polymer chemistry. Nucleic acid test and COVID-19 vaccine research need the knowledge of biological chemistry. The sanitizers involve the knowledge of inorganic and organic chemistry. The knowledge of physical chemistry takes effect in daily hand washing with soap. Each drug against COVID-19 virus was a complex organic compound. All the above things can be taken as appropriate examples in chemistry teaching to display the charm of chemistry. Meanwhile, these examples help students to realize that chemistry works as a vital part in our lives and therefore active their motivation to study chemistry well.