分子水平上的虚拟仿真实验之思政元素的挖掘与提炼——以“高分子的构象、形态及尺寸的模拟与计算”项目为例
朱平平, 谢永军, 易院平, 黄渝, 周强, 肖石燕, 杨海洋, 何平笙
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309063
高分子的构象、形态及尺寸的模拟与计算,是分子水平上的虚拟仿真实验项目,结合诺贝尔奖获得者de Gennes和P. J. Flory的理论工作、由项目组自身教研成果转化、师生合作研发而成。与小分子化合物相比,高分子的研究方法有很大的不同,特别是需要采用统计方法来描述高分子链的构象、形态,计算高分子链的平均尺寸,这是经典的物理化学方法所不能完成的。本项目从研发到教学实践、再经改进,教学内容的更新优化中,自然融入了诺贝尔奖成果、哲学思想、科学思维、学科发展史、教研成果等多个维度的思政元素。
关键词: 分子水平上的虚拟仿真实验, 量变引起质变, 科学思维, 诺贝尔奖成果, 高分子链的柔性
仪器分析实验课程思政案例设计与实践——以气质联用实验为例
邵伟, 张万群, 朱平平, 胡万群, 周强, 李维维, 杨凯平, 王细胜
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309048
中国科学技术大学化学国家级实验教学中心所开设的“仪器分析实验”为安徽省课程思政示范课程,在实验项目“气质联用法测定饮料中塑化剂含量”的教学过程中,课程组针对课程的特点和教学过程,对该项目进行思政示范教学案例设计。思政案例库的建设,有助于教师充分挖掘专业课程中的德育元素,激发学生的学习兴趣,培养学生的自主创新意识,取得了良好的教学效果。
关键词: 课程思政, 思政案例, 仪器分析, 质谱, 诺贝尔奖, 塑化剂, 食品安全
仪器分析实验课程思政案例设计与实践——以青蒿素的提取与结构鉴定的探究实验为例
胡万群, 朱平平, 郑媛, 张万群, 邵伟, 吴红, 周强, 杨凯平, 盛翔
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310062
中医药文化被喻为中华优秀传统文化的璀璨明珠,是中华传统文化的重要组成和典型代表。而作为抗疟明星的中医药青蒿素来源于天然产物,因此,天然产物中的青蒿素的提取和结构鉴定显得十分必要。课程团队结合课程特点,将青蒿素的提取和结构鉴定引入实验教学并进行课程思政教学案例设计。以此项目为载体,培养学生自主查阅文献、设计实验方案和运用仪器分析技术表征分子结构的科学素养。该教学案例的建立实施有助于教师充分挖掘课程中的思政元素,激发学生的学习兴趣,培养其自主创新意识,增强爱国情怀和民族文化自信,取得了良好的课程思政教学示范效果。
关键词: 仪器分析, 教学案例, 青蒿素, 诺贝尔奖, 课程思政
走进量子点的奇妙世界
何苗苗, 葛志青, 周强, 何家庆, 弓弘, 李玲玲, 朱平平, 邵伟
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310040
量子点材料,由于其受激发光、发射半峰宽窄、发光颜色连续可调等优良的性能,近些年来受到人们越来越多的关注,并拓展了很多相关方面的研究。本文从材料元素组成的角度简单介绍了量子点的类型及其在LED、太阳能电池、生物医用以及重金属离子检测等领域的应用。
关键词: 量子点, 分类, 应用
3D打印高强度水凝胶实验的创新实验教学设计
周强, 朱平平, 邵伟, 胡万群, 雷璇, 杨海洋
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310064
目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料,对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性,在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果,在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶),引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能,并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来,从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计,强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解,并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识,培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。
关键词: 3D打印, 水凝胶, 有机凝胶, 溶剂置换, 诺贝尔奖成果
“高分子物理实验”课程思政案例设计与实践——以经典项目“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”为例
朱平平, 周强, 黄渝, 杨海洋, 何平笙, 肖石燕
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405170
“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”是“高分子物理实验”、“物理化学实验”课程的经典实验项目。本项目在教学内容建设中,深挖课程思政元素,有机融入课程教学。如引入诺贝尔奖得主H. Staudinger对高分子概念的定义、助力学生从高分子学科的发展认识测定高分子分子量的意义;基于哲学思考加深对高分子分子量多分散性和高聚物溶解特点的认识、强化科学思维的训练与运用等。
关键词: 稀溶液黏度法, 诺贝尔奖成果, 量变引起质变, 高分子中的整体与局部, 科学思维
《大学化学》推动和见证国家级一流本科课程“高分子物理”课程的建设
朱平平, 何平笙, 杨海洋, 周强, 肖石燕
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202509022
以笔者在《大学化学》发表的几篇教研论文为例,介绍该期刊对“高分子物理”课程建设的推动作用。
关键词: 诺贝尔奖成果, 哲学思考, 科学思维, 高分子物理
研究生综合仪器分析实验课程建设及精准化教学改革探索及思考
邵伟, 胡万群, 杨凯平, 李维维, 孙晴, 周强, 刘斯, 盛翔, 张清伟, 朱平平, 张万群
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503034
本文介绍了中国科学技术大学化学实验教学中心开设的研究生综合仪器分析实验的建设经验。课程组针对研究生选课需求旺盛而仪器等教学资源配备不足的矛盾,以及研究生未来研究方向不同,需要学习的仪器也不同的特点,进行精准化教学改革,很好地解决了教学过程中出现的问题,在提升学生科研创新能力方面起到了促进作用。本文详细介绍了教学模块划分及各教学环节设计,以及在课程考核、课程思政等方面的一些尝试和思考。
关键词: 研究生, 仪器分析实验, 实验技能, 教学改革
无处不在的化学——从暖手袋到相变储能材料
杨凯平, 周强, 魏伟, 邵伟
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502122
在“碳中和、碳达峰”的背景下,如何减少化石能源的应用,开发新能源,提高能源利用率成为世界共同关注的问题,相变材料在未来拥有广泛的应用前景。本文从掰掰乐暖手袋的加热原理出发,介绍了热冰实验,即醋酸钠过饱和溶液结晶,释放相变潜热的实验现象。本实验不仅具有化学之美,在实际生活中也具有重要意义。本实验启发读者从电池对于电能的储存与使用出发,思索利用相变潜热对热能进行储存和利用的可行性,并介绍了几个相关领域的应用案例。
关键词: 饱和溶液, 过饱和溶液, 醋酸钠, 热冰实验, 相变, 相变储能材料
多姿多彩的化学世界——中国科学技术大学化学实验教学中心科普实践与思考
邵伟, 吴红, 兰泉, 李玲玲, 胡万群, 杨凯平, 李婉, 李维维, 王晓葵, 郑媛, 蒋俊, 姚奇志, 刘卫, 李娇, 张万群, 孙晴, 方思敏, 高明丽, 黄微, 刘红瑜, 金邦坤, 吴强华, 李红春, 查正根, 冯红艳, 田红军, 雷璇, 周强, 刘斯, 盛翔, 魏伟, 朱平平, 徐航勋
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502127
中国科学技术大学化学实验教学中心是安徽省科普教育基地,有着多年科普工作经验。本文介绍了中心在科普资源创作、线上线下科普活动开展、科普志愿服务等方面的一些工作经验。笔者认为,各高校应当充分发挥本校学科优势,打造精品科普资源,利用信息化工具拓展科普工作覆盖面,同时把科普与育人结合起来,让科普工作更好地服务于创新建设与新质生产力的发展。
关键词: 化学科普, 科技活动周, 科普志愿服务, 仪器科普

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