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2022 Volume 37 Issue 4
2022, 37(4): 210700
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107004
Abstract:
为了实现高等教育培养应用型和创新型人才目标，需要改变目前分析化学教学中“重知识和技能传授、轻能力培养和价值引领”的教学现状，提出“理论知识（Theory）-自主实验（Experiment）-实践应用（Practice）”融合教学模式（简称TEP）。TEP教学模式在实施过程中，通过“任务”这条主线将三个教学环节紧密相连，构建一个递进式教学体系。在理论教学中采用“任务和问题驱动式”教学，激起学生学习的主动性和积极性；在实验教学中要求学生自主完成相对简单的实验任务，培养学生自主学习和思考的能力；在实践...
为了实现高等教育培养应用型和创新型人才目标，需要改变目前分析化学教学中“重知识和技能传授、轻能力培养和价值引领”的教学现状，提出“理论知识（Theory）-自主实验（Experiment）-实践应用（Practice）”融合教学模式（简称TEP）。TEP教学模式在实施过程中，通过“任务”这条主线将三个教学环节紧密相连，构建一个递进式教学体系。在理论教学中采用“任务和问题驱动式”教学，激起学生学习的主动性和积极性；在实验教学中要求学生自主完成相对简单的实验任务，培养学生自主学习和思考的能力；在实践...
2022, 37(4): 210705
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107054
Abstract:
分析化学是一门理论性和应用性都很强的基础学科，为了进一步提高学生的学习兴趣，培养学生分析问题和解决问题的能力，加强师生之间的互动，尝试把雨课堂的线上线下教学模式应用到课程教学过程中。实践证明，运用雨课堂教学，学生学习的积极性和考试成绩都得到了明显的改善，极大程度上推动了分析化学教学改革的发展。
分析化学是一门理论性和应用性都很强的基础学科，为了进一步提高学生的学习兴趣，培养学生分析问题和解决问题的能力，加强师生之间的互动，尝试把雨课堂的线上线下教学模式应用到课程教学过程中。实践证明，运用雨课堂教学，学生学习的积极性和考试成绩都得到了明显的改善，极大程度上推动了分析化学教学改革的发展。
2022, 37(4): 210707
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107077
Abstract:
针对近年来研究生人数和大型科研仪器数量成倍增多的情况，以新疆大学为例，介绍现代仪器分析实验课程现状及改革实践。提出线上线下相结合和以课题需求为导向，有的放矢的课程改革建议。旨在有效利用新媒体和充分发挥学生主体优势，提高课程质量，促进科技创新，为新形势下研究生现代仪器分析实验课程改革提供有力借鉴。
针对近年来研究生人数和大型科研仪器数量成倍增多的情况，以新疆大学为例，介绍现代仪器分析实验课程现状及改革实践。提出线上线下相结合和以课题需求为导向，有的放矢的课程改革建议。旨在有效利用新媒体和充分发挥学生主体优势，提高课程质量，促进科技创新，为新形势下研究生现代仪器分析实验课程改革提供有力借鉴。
2022, 37(4): 210603
doi: 10.3866/PKU.DXHX202106032
Abstract:
一维势箱中的粒子是结构化学课程中的重要内容，包含的知识点多、涉及面广、综合性强，采用“问题式教学法”围绕薛定谔方程的求解和结果讨论进行问题设计，以提出问题为切入点，引导学生通过分析问题和解决问题实现众多知识点的有机关联，加深对量子力学基本原理的认识和理解，取得了较好的教学效果。
一维势箱中的粒子是结构化学课程中的重要内容，包含的知识点多、涉及面广、综合性强，采用“问题式教学法”围绕薛定谔方程的求解和结果讨论进行问题设计，以提出问题为切入点，引导学生通过分析问题和解决问题实现众多知识点的有机关联，加深对量子力学基本原理的认识和理解，取得了较好的教学效果。
2022, 37(4): 210701
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107018
Abstract:
创新创业教育与高等教育融合是提升教育质量的有效途径。以工程教育认证的成果导向为理念，对现有教学资源进行整合研究，对创新创业融合实验教学的改革进行探索和实践。重构教学目标，改进教学体系，完善教学评价，推行持续改进，在教学过程融合科研和创新创业教育，促进毕业要求的达成，培养符合社会需求的创新创业型人才。
创新创业教育与高等教育融合是提升教育质量的有效途径。以工程教育认证的成果导向为理念，对现有教学资源进行整合研究，对创新创业融合实验教学的改革进行探索和实践。重构教学目标，改进教学体系，完善教学评价，推行持续改进，在教学过程融合科研和创新创业教育，促进毕业要求的达成，培养符合社会需求的创新创业型人才。
2022, 37(4): 210712
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107120
Abstract:
STEM是一种集科学、技术、工程、数学多学科融合的项目式教育理念，旨在通过融合多学科知识完成项目目标，从而培养学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力，进而激发学生的科学探索精神和创新思维能力，已经成为当前国际教育研究和改革的热点。本文将STEM教育理念引入分析化学实验教学过程中，探索发展分析化学实验课程教学新模式。倡导以学生为中心、以真实问题为牵引，学生以相关课程理论为线索，自主完成实验方案设计、实验过程、实验结果分析等一系列分析化学实验过程，从而培养学生的科学探索与实践能力。主要从课程内容、...
STEM是一种集科学、技术、工程、数学多学科融合的项目式教育理念，旨在通过融合多学科知识完成项目目标，从而培养学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力，进而激发学生的科学探索精神和创新思维能力，已经成为当前国际教育研究和改革的热点。本文将STEM教育理念引入分析化学实验教学过程中，探索发展分析化学实验课程教学新模式。倡导以学生为中心、以真实问题为牵引，学生以相关课程理论为线索，自主完成实验方案设计、实验过程、实验结果分析等一系列分析化学实验过程，从而培养学生的科学探索与实践能力。主要从课程内容、...
2022, 37(4): 210709
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107099
Abstract:
在化工学科“新工科”建设背景下，为适应疫情防控常态化的新形势，选取了哈工大化学工艺专业四类研究生课程开展研究生课程线上教学实践。通过调整更新课程知识体系，改革线上教学、课下教学和考核评价等来提升疫情常态化防控期间研究生线上课程的教学效果。另外，结合本次教学探索和实践，提出了“新工科”建设背景下我校化工学科研究生线上课程教学改革和建设的关键问题。
在化工学科“新工科”建设背景下，为适应疫情防控常态化的新形势，选取了哈工大化学工艺专业四类研究生课程开展研究生课程线上教学实践。通过调整更新课程知识体系，改革线上教学、课下教学和考核评价等来提升疫情常态化防控期间研究生线上课程的教学效果。另外，结合本次教学探索和实践，提出了“新工科”建设背景下我校化工学科研究生线上课程教学改革和建设的关键问题。
2022, 37(4): 210710
doi: 10.3866/PKU.DXHX202107100
Abstract:
针对波谱学传统教学中存在的问题，开展线上教学与线下讨论结合、文献研读与解谱练习结合的“双结合”教学模式。该模式聚焦于化学专业核心素养的培养，以培养学生科学研究意识为目标。课外讨论分层次实施，低阶讨论层次衔接线上、线下教学内容，高阶讨论层次依托科学研究的内容和文献调研，升华教学内容，促进学生科学研究意识的提升。以课外讨论+讨论报告+翻转课堂三个环节“三位一体”为抓手，促进学生参与式学习。“双结合”对激发学生新的学习和思维方式的改变，培养解析数据的能力，提升学生专业素养和科研意识，起到实际效果。
针对波谱学传统教学中存在的问题，开展线上教学与线下讨论结合、文献研读与解谱练习结合的“双结合”教学模式。该模式聚焦于化学专业核心素养的培养，以培养学生科学研究意识为目标。课外讨论分层次实施，低阶讨论层次衔接线上、线下教学内容，高阶讨论层次依托科学研究的内容和文献调研，升华教学内容，促进学生科学研究意识的提升。以课外讨论+讨论报告+翻转课堂三个环节“三位一体”为抓手，促进学生参与式学习。“双结合”对激发学生新的学习和思维方式的改变，培养解析数据的能力，提升学生专业素养和科研意识，起到实际效果。
2022, 37(4): 210808
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108084
Abstract:
结合学科发展趋势和专业特点，针对近年来仪器分析课程教学中存在的问题，初步探讨了教学内容、教学模式和考核评价方式等方面的改革思路，通过更新、完善现代仪器分析化学课程的理论教学内容，提高教学质量，使学生掌握仪器分析的专业基础知识、具备优良的专业素质，同时在教学中还应融入思政元素，实现专业课的育人功能。
结合学科发展趋势和专业特点，针对近年来仪器分析课程教学中存在的问题，初步探讨了教学内容、教学模式和考核评价方式等方面的改革思路，通过更新、完善现代仪器分析化学课程的理论教学内容，提高教学质量，使学生掌握仪器分析的专业基础知识、具备优良的专业素质，同时在教学中还应融入思政元素，实现专业课的育人功能。
2022, 37(4): 210810
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108102
Abstract:
仪器分析是分析化学的一个重要分支，在化学学科中起重要的作用。然而，课程所涉及的一些仪器方法相关的理论与原理抽象难懂，而配套的仪器分析实验往往不能同时进行。本文探讨了将文献分析及科学研究融入教学内容的必要性，期望通过这种探究来弥补仪器分析教学方式的不足，提高学生的学习兴趣，推动仪器分析教学的发展。
仪器分析是分析化学的一个重要分支，在化学学科中起重要的作用。然而，课程所涉及的一些仪器方法相关的理论与原理抽象难懂，而配套的仪器分析实验往往不能同时进行。本文探讨了将文献分析及科学研究融入教学内容的必要性，期望通过这种探究来弥补仪器分析教学方式的不足，提高学生的学习兴趣，推动仪器分析教学的发展。
2022, 37(4): 210901
doi: 10.3866/PKU.DXHX202109011
Abstract:
环境基础化学是环境科学专业一门基础性很强的专业必修课程。基于四个年级学生对环境基础化学教学情况的反馈，深入分析了现有课程教学中存在的问题，提出了“互联网+”背景下环境基础化学课程教改要点，主要包括强化学生主体地位、丰富课堂教学形式、加强环境专业导向性、建设特色专业课程体系等方面，实现环境基础化学教学质量的新突破。
环境基础化学是环境科学专业一门基础性很强的专业必修课程。基于四个年级学生对环境基础化学教学情况的反馈，深入分析了现有课程教学中存在的问题，提出了“互联网+”背景下环境基础化学课程教改要点，主要包括强化学生主体地位、丰富课堂教学形式、加强环境专业导向性、建设特色专业课程体系等方面，实现环境基础化学教学质量的新突破。
2022, 37(4): 211002
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110023
Abstract:
为适应创新性人才培养，本文介绍了北京大学化学与分子工程学院仪器分析实验教学团队所进行的教学改革初步探索，包括采用线上线下相结合的学习模式；增加实际样品测试；采取小班教学模式；对同一样品采用多种分析方法进行对比测试等。这些改革措施的实施，显著提高了课程质量和教学效果。
为适应创新性人才培养，本文介绍了北京大学化学与分子工程学院仪器分析实验教学团队所进行的教学改革初步探索，包括采用线上线下相结合的学习模式；增加实际样品测试；采取小班教学模式；对同一样品采用多种分析方法进行对比测试等。这些改革措施的实施，显著提高了课程质量和教学效果。
2022, 37(4): 211100
doi: 10.3866/PKU.DXHX202111001
Abstract:
设计并实践了新的分析化学实验教学方法和考评方法。将案例分析与翻转课堂相结合，进行线上线下混合式教学。课前教师选择案例并设计问题，学生分组预习；课堂上学生讨论分析为主，教师查漏补缺为辅；课后学生撰写报告上传至线上平台，教师批阅并反馈问题。新的考评方法中，突出对学生表达能力、逻辑思维能力、团队协作能力、实验操作水平、实验台与实验室整洁水平的考查评价。实践表明，新的教学方法有助于提升学生的表达能力和实验操作水平，激发学生学习的积极性和挑战高难度学习任务的热情。新的考评方法为评价学生能力提供了可执行的标...
设计并实践了新的分析化学实验教学方法和考评方法。将案例分析与翻转课堂相结合，进行线上线下混合式教学。课前教师选择案例并设计问题，学生分组预习；课堂上学生讨论分析为主，教师查漏补缺为辅；课后学生撰写报告上传至线上平台，教师批阅并反馈问题。新的考评方法中，突出对学生表达能力、逻辑思维能力、团队协作能力、实验操作水平、实验台与实验室整洁水平的考查评价。实践表明，新的教学方法有助于提升学生的表达能力和实验操作水平，激发学生学习的积极性和挑战高难度学习任务的热情。新的考评方法为评价学生能力提供了可执行的标...
2022, 37(4): 211005
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110051
Abstract:
p-π共轭效应的理解和应用对于药学专业学生学习有机化合物的化学性质非常重要，但是在讲授式教学中大多数学生不能很好地理解及灵活应用。混合式教学具有传统教学和现代信息技术教学模式的优点，在以学生为中心的药学有机化学模块化混合式教学实践的基础上，设计p-π共轭混合式教学方案。首先设置知识和思政两方面的学习目标，再设计网络学习内容，包含p-π共轭体系的形成条件、p-π共轭效应的涵义、p-π共轭效应的应用三部分；同时编制学习效果检测题通过学习通平台发布，然后围绕知识目标、思政目标开展课堂讨论，解决学生的问...
p-π共轭效应的理解和应用对于药学专业学生学习有机化合物的化学性质非常重要，但是在讲授式教学中大多数学生不能很好地理解及灵活应用。混合式教学具有传统教学和现代信息技术教学模式的优点，在以学生为中心的药学有机化学模块化混合式教学实践的基础上，设计p-π共轭混合式教学方案。首先设置知识和思政两方面的学习目标，再设计网络学习内容，包含p-π共轭体系的形成条件、p-π共轭效应的涵义、p-π共轭效应的应用三部分；同时编制学习效果检测题通过学习通平台发布，然后围绕知识目标、思政目标开展课堂讨论，解决学生的问...
2022, 37(4): 211103
doi: 10.3866/PKU.DXHX202111038
Abstract:
介绍了中国科学技术大学分析化学实验教学模式的探索和实践。在掌握基本的定量分析操作的基础上，如何提升学生自主探究实验的能力及自主设计实验的高阶创新实验能力是分析化学实验需要达成的教学目标。探究学习是一种以学生基于问题而展开的学习方式，教学中我们采用这样的教学模式能充分调动学生学习的积极性，通过实施这样的教学模式，学生在探究中不断提升了发现问题、分析问题、解决问题的能力，从而达到培养学生创新能力的目的。
介绍了中国科学技术大学分析化学实验教学模式的探索和实践。在掌握基本的定量分析操作的基础上，如何提升学生自主探究实验的能力及自主设计实验的高阶创新实验能力是分析化学实验需要达成的教学目标。探究学习是一种以学生基于问题而展开的学习方式，教学中我们采用这样的教学模式能充分调动学生学习的积极性，通过实施这样的教学模式，学生在探究中不断提升了发现问题、分析问题、解决问题的能力，从而达到培养学生创新能力的目的。
2022, 37(4): 210905
doi: 10.3866/PKU.DXHX202109055
Abstract:
在“以学生为中心”的教育理念下，教学重点由教师转向学生，促使课程实施向灵活多样化的方向发展，知识的传授也更加考虑到学生的自主性与创造性的培养。随着现代科技在教育中逐渐凸显的作用，课程实施模式趋向多样化，多渠道，可以采用自主探索、讨论教学等先进的模式。高校分析化学教育涉及多个工科专业，不同专业知识需求重点不同，不断丰富的课程实施模式为“以学生为中心”的教育理念提供了多元的实施途径及评价机制，使不同工科专业的学生有针对性地了解、学习、掌握先进科技知识，实现了以学生为中心的教学目标。
在“以学生为中心”的教育理念下，教学重点由教师转向学生，促使课程实施向灵活多样化的方向发展，知识的传授也更加考虑到学生的自主性与创造性的培养。随着现代科技在教育中逐渐凸显的作用，课程实施模式趋向多样化，多渠道，可以采用自主探索、讨论教学等先进的模式。高校分析化学教育涉及多个工科专业，不同专业知识需求重点不同，不断丰富的课程实施模式为“以学生为中心”的教育理念提供了多元的实施途径及评价机制，使不同工科专业的学生有针对性地了解、学习、掌握先进科技知识，实现了以学生为中心的教学目标。
2022, 37(4): 210807
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108078
Abstract:
针对化学史教学的现状和00后“移动学习”的特点，通过师生共建的方法自制化学MOOC，基于自制的MOOC，进行信息化教学。教师通过教学智慧工具超星学习通充分与学生互动，激活课堂；学生通过个人展示（分享），演绎“化学史小剧场”并制作小视频，自主学习了大量化学史的知识，提升了学习能力，培养了核心素养；结合超星学习通的直播功能，提高了学习兴趣。该教学方法为自制线上资源进行信息化教学提供了参考。
针对化学史教学的现状和00后“移动学习”的特点，通过师生共建的方法自制化学MOOC，基于自制的MOOC，进行信息化教学。教师通过教学智慧工具超星学习通充分与学生互动，激活课堂；学生通过个人展示（分享），演绎“化学史小剧场”并制作小视频，自主学习了大量化学史的知识，提升了学习能力，培养了核心素养；结合超星学习通的直播功能，提高了学习兴趣。该教学方法为自制线上资源进行信息化教学提供了参考。
2022, 37(4): 211009
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110097
Abstract:
以“超星学习通”平台为主，结合多种信息技术对结构化学课程进行课堂教学模式探索。教师利用信息技术进行资源分享、任务设定、课堂教学、在线测试以及学习时间和完成任务的统计等教学计划的执行；同时，学生利用信息技术在课前检索预习内容，在课堂体验信息技术带来的有效性和便捷性，在课后针对疑难问题在“学习通”平台讨论和思考。进而，基于平台的统计功能教师可以对学生完成任务及教学反馈进行分析和评价。该教学模式极大地促进了课堂教学以学生为中心，提高了学生主动地积累知识和独立解决问题的能力，为培养出具有创新意识和优秀化...
以“超星学习通”平台为主，结合多种信息技术对结构化学课程进行课堂教学模式探索。教师利用信息技术进行资源分享、任务设定、课堂教学、在线测试以及学习时间和完成任务的统计等教学计划的执行；同时，学生利用信息技术在课前检索预习内容，在课堂体验信息技术带来的有效性和便捷性，在课后针对疑难问题在“学习通”平台讨论和思考。进而，基于平台的统计功能教师可以对学生完成任务及教学反馈进行分析和评价。该教学模式极大地促进了课堂教学以学生为中心，提高了学生主动地积累知识和独立解决问题的能力，为培养出具有创新意识和优秀化...
2022, 37(4): 211104
doi: 10.3866/PKU.DXHX202111048
Abstract:
有机化学实验实践性强、耗时长、危险系数高，所以制定科学合理的成绩评定体系具有重要意义。传统评价方式主要采用实验过程与实验报告相结合，该评价方式存在评价主体单一、方式单一、标准模糊、内容单一等问题，明显与新型人才培养要求有差距。因此，评价方式改革与创新势在必行。本文首先系统梳理了当前地方高校有机化学实验不同的评价方式，包括综合评价方式、指标评价方式、竞赛模式评价方式、多元化评价方式以及形成性评价方式等。其次，详细介绍了我校有机化学实验“三阶段五维度”的评价方式，该方式充分利用课前、课中、课后三个阶...
有机化学实验实践性强、耗时长、危险系数高，所以制定科学合理的成绩评定体系具有重要意义。传统评价方式主要采用实验过程与实验报告相结合，该评价方式存在评价主体单一、方式单一、标准模糊、内容单一等问题，明显与新型人才培养要求有差距。因此，评价方式改革与创新势在必行。本文首先系统梳理了当前地方高校有机化学实验不同的评价方式，包括综合评价方式、指标评价方式、竞赛模式评价方式、多元化评价方式以及形成性评价方式等。其次，详细介绍了我校有机化学实验“三阶段五维度”的评价方式，该方式充分利用课前、课中、课后三个阶...
2022, 37(4): 210808
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108082
Abstract:
为了提高实验课程教学效果，提升学生的学习兴趣，培养学生的科学探索精神，充分利用线上教学平台辅助分析化学实验教学。以“维生素C饮料中抗坏血酸含量的测定”实验为例，建立线上线下深度融合的实验课教学模式，优化整个实验教学过程，记录学生的学习过程，改进实验成绩评价方式。该模式可以激发学生的实验热情，使学生的学习由被动变主动，满足学生个性化的学习需求，还有助于培养学生的严谨的科学态度、安全环保意识和实践创新能力，从而实现创新型人才培养。
为了提高实验课程教学效果，提升学生的学习兴趣，培养学生的科学探索精神，充分利用线上教学平台辅助分析化学实验教学。以“维生素C饮料中抗坏血酸含量的测定”实验为例，建立线上线下深度融合的实验课教学模式，优化整个实验教学过程，记录学生的学习过程，改进实验成绩评价方式。该模式可以激发学生的实验热情，使学生的学习由被动变主动，满足学生个性化的学习需求，还有助于培养学生的严谨的科学态度、安全环保意识和实践创新能力，从而实现创新型人才培养。
2022, 37(4): 211004
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110045
Abstract:
研究生课程教学是研究生培养的第一个阶段，本文介绍了针对研究生综合仪器分析实验课程开设的一个实验项目“GC&GC-MS测定冰片的成分及含量”。针对选修该课程研究生实验学生的基础情况和教学目标，采用以学生为中心的目标导向式教学法，要求学生围绕一个测试目标，通过五条实验路线的分工合作最终得到实验结果，在实验中掌握科学的逻辑思维方式和解决复杂问题的能力，为以后的科研工作打好基础。
研究生课程教学是研究生培养的第一个阶段，本文介绍了针对研究生综合仪器分析实验课程开设的一个实验项目“GC&GC-MS测定冰片的成分及含量”。针对选修该课程研究生实验学生的基础情况和教学目标，采用以学生为中心的目标导向式教学法，要求学生围绕一个测试目标，通过五条实验路线的分工合作最终得到实验结果，在实验中掌握科学的逻辑思维方式和解决复杂问题的能力，为以后的科研工作打好基础。
2022, 37(4): 210800
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108005
Abstract:
针对“药物合成反应”这一课程有机反应多、化合物结构复杂的特点，设计用一种“反应树”式的归纳总结方法对教材每个章节的有机反应进行总结。反应树可以清晰地展示同一章节里不同有机反应之间的区别与联系，使看上去无规律的有机反应更加系统化、条理化，从而帮助提高教学效果。
针对“药物合成反应”这一课程有机反应多、化合物结构复杂的特点，设计用一种“反应树”式的归纳总结方法对教材每个章节的有机反应进行总结。反应树可以清晰地展示同一章节里不同有机反应之间的区别与联系，使看上去无规律的有机反应更加系统化、条理化，从而帮助提高教学效果。
2022, 37(4): 210804
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108040
Abstract:
科技论文写作课程作为本科生学术生涯的启蒙和“第一课堂”专业课程群教材“补给”，对本科生国际学术交流和升学率具有重要意义。本研究调查发现，参与课程的时间早晚与课程效果密不可分。本科生尽早参与本课程，不仅对其学业的指导作用会更显著，还能提升其参与科学研究的自信和主观能动性，激发其国际学术交流的热情。
科技论文写作课程作为本科生学术生涯的启蒙和“第一课堂”专业课程群教材“补给”，对本科生国际学术交流和升学率具有重要意义。本研究调查发现，参与课程的时间早晚与课程效果密不可分。本科生尽早参与本课程，不仅对其学业的指导作用会更显著，还能提升其参与科学研究的自信和主观能动性，激发其国际学术交流的热情。
2022, 37(4): 210801
doi: 10.3866/PKU.DXHX202108015
Abstract:
对于化学结构的理解是高等化学教育中的重要组成部分。在传统的教育方式下，受限于可视化手段，学习和理解复杂的化学结构非常困难，因此学生在学习化学时会感觉晦涩难懂。在本项工作中，我们通过把虚拟现实（VR）技术和分子动力学方法结合到一起，开发了交互式分子结构可视化工具Manta。Manta工具可以生动形象地展示微观纳米结构，同时允许学生与分子结构进行直接交互，修改和创建新的化学结构。借助高精度实时计算技术与沉浸式VR技术，Manta带领学生走进真实的分子世界，充分调动学习者的自主能动性，可以作为传统教学...
对于化学结构的理解是高等化学教育中的重要组成部分。在传统的教育方式下，受限于可视化手段，学习和理解复杂的化学结构非常困难，因此学生在学习化学时会感觉晦涩难懂。在本项工作中，我们通过把虚拟现实（VR）技术和分子动力学方法结合到一起，开发了交互式分子结构可视化工具Manta。Manta工具可以生动形象地展示微观纳米结构，同时允许学生与分子结构进行直接交互，修改和创建新的化学结构。借助高精度实时计算技术与沉浸式VR技术，Manta带领学生走进真实的分子世界，充分调动学习者的自主能动性，可以作为传统教学...
2022, 37(4): 211003
doi: 10.3866/PKU.DXHX202110037
Abstract:
自由基反应是环境化学教学过程中的重点和难点。为了达到良好的教学效果，本研究以量化计算结合三维可视化的图形手段，使用“自旋密度”对自由基反应中的单电子过程进行了教学展示，结合具体教情学情进行课堂教学内容和形式的优化调整。首先，通过分子轨道理论对羟基自由基的电子结构进行分析，明确自旋密度、单电子、半充满轨道等概念；其次，通过对自旋密度可视化，对经典自由基反应进行追踪；最后，建立自旋密度与静电势之间的呼应或互补的关系，加深对环境自由基过程的理解。这种与现代化学理论的有机融合，赋予了环境自由基反应更深刻...
自由基反应是环境化学教学过程中的重点和难点。为了达到良好的教学效果，本研究以量化计算结合三维可视化的图形手段，使用“自旋密度”对自由基反应中的单电子过程进行了教学展示，结合具体教情学情进行课堂教学内容和形式的优化调整。首先，通过分子轨道理论对羟基自由基的电子结构进行分析，明确自旋密度、单电子、半充满轨道等概念；其次，通过对自旋密度可视化，对经典自由基反应进行追踪；最后，建立自旋密度与静电势之间的呼应或互补的关系，加深对环境自由基过程的理解。这种与现代化学理论的有机融合，赋予了环境自由基反应更深刻...
