物理化学实验线上线下混合式一流课程建设

依托自建并上线运行的山东省在线开放课程“物理化学实验”,坚持“立德树人”和“以学生发展为中心”的教学理念,从教学设计、教学方法多样融合及多元考核制度等方面,全面建设优化课程体系,积极引导学生进行探究式和个性化学习,促进了学生的个性化发展和高阶能力培养,人才培养质量得到了提升。

反向课程矩阵设计法在仪器分析课程中的应用

针对本校仪器分析课程教学现有问题,应用反向课程矩阵设计法进行了仪器分析课程设计,从预期达到的具体目标出发反向设计教学评价方式、学生学法和教师教法,给出了完整的课程矩阵编制方法、流程及关键点,并提供了典型示例。编制的课程矩阵突出了以学生学习为中心和以学习效果为导向的设计思路,使学生学习方向明确,能根据课程矩阵在教师引导下主动学习。反向课程矩阵设计法在仪器分析课程中的应用有效提高了学生学习积极性及自主学习能力,促进了仪器分析课程教学目标的达成。

化学化工类专业应用型人才“产联研训赛”协同育人模式探索

针对化学化工类专业应用型人才培养普遍存在的“办学主体单一、产学研用分离、工程实践环节缺失”等主要问题,本校构建并实施了“产联研训赛”协同育人模式。具体措施包括:政校企三方聚力,共建现代产业学院,优势互补、资源共享;实施“订单班”培养,校企六协同,产学深度合作,校企双主体育人;实施本科生科研训练计划,推进科研资源向教学资源转化,实现科研三育人。虚实结合,构建校企多功能实习实训平台和校内四层次一体化实验教学体系,强化学生实践能力培养;竞赛引领,以赛促教、促学、促练、促创。

课程思政背景下高分子化学课程建设——吉林大学基础学科拔尖班“唐敖庆”班教学实践

高分子化学作为一个正在蓬勃发展的交叉学科,与国民经济建设密切相连,处于科学发展的前沿。如何培养品德和志向高远、具有较强创新能力、能适应新世纪科学技术发展需要的高分子专业人才就成为摆在教育工作者面前的重要课题。为了实现这一目标,针对吉林大学基础学科拔尖班“唐敖庆”班学生基础扎实、主观能动性好及科学思路活跃的特点,笔者提出3个融合的教学理念,即课程思政、学生主观能动性、前沿科研动态等3个要素与创新教学融合,将基础理论教学和科研实践相结合,不断对高分子学科的课程内容、教学模式、授课考核等进行教学改革和探索,在教学实践中发挥吉林大学高分子重点学科在理论、实践和思想上的优势,力争在教学质量、人才培养、创新意识等方面不断提高学生的综合素质。

“全人”教育理念下化工专业综合实践课程群“四阶五维一体”学生学习质量评价体系

以化工专业综合实践课程为例,阐述在“全人”教育理念下以学生为主体、基于毕业要求指标点反向设计达成目标,并将之分解为具体的知识、能力、素质、情感和环境等5个维度,然后围绕这5个目标维度从诊断性评价、输入性评价、过程性评价和结果性评价等4个阶段实践“四阶五维一体”学生学习质量评价体系的设计过程,并针对评价结果给出有效分析和建议,形成基于课程培养目标的持续改进机制。

综合化学实验:DNA 8-分支纳米结构的制备及表征

借助DNA分子良好的生物相容性和可编程性,科学家合成了各种各样的DNA纳米自组装结构,这些结构在分子检测、生物成像和药物运输等领域已经展现出极大的应用潜力,然而这一先进前沿研究领域在本科生教学实验中并未涉及。为了拓展学生的科研视野,激发学生科研兴趣,将DNA纳米技术的科研成果与PCR、紫外-可见分光光度计、聚丙烯酰胺凝胶电泳和凝胶成像分析相融合,开展了DNA纳米自组装结构的教学实验。通过本实验使学生了解了DNA分支纳米结构的制备、表征和检测,不仅丰富了本科生实验教学项目的内容,培养了学生创新思维能力,提升了学生的科研水平,而且扩宽了学生的眼界、激发了学生进行前沿科学研究的热情,对培养复合型人才具有非常重要的意义。

稀土虚拟仿真实验教学项目建设与应用

围绕稀土国家战略发展布局,着眼于稀土应用型人才培养需求,立足于“离子吸附型稀土高效提取与稀土材料绿色制备技术”等多项科研成果,综合利用先进信息技术与动态仿真运行平台,将离子型稀土钇的虚拟仿真实验,包括探测、开采、提取、分离、纯化和应用等实验环节,成功开发建设成离子型稀土提取及高效分离虚拟仿真实验项目。项目构建了矿山和实验室2个场景,设置39个交互性步骤,将抽象的理论知识、先进的科研成果和高效的工业技术转化为“形象可见”的实验教学内容,再辅以问题式、翻转课堂、讨论式和虚实结合等多种教学方法,有效拓展了实验教学的广度和深度,为虚拟仿真实验教学建设与应用提供良好范例。

基于OBE理念的高职药学专业现代学徒制课程体系构建

以永州职业技术学院药学专业为例,分析高职药学专业现代学徒制课程建设的问题,以OBE理念为指导,重新定位和更新专业的课程理念、课程目标、课程结构、课程内容、课程教学及课程评价等课程活动方式,构建符合现代学徒制教学的课程体系,培养对接药品生产、药品质量检查和药品销售工作岗位群的高质量技术技能人才。

科学思维:内涵、要素与方法

从思维的内涵及基本要素出发,分析了科学思维的基石——逻辑体系和证据,阐述了科学思维的客观性、合理性、可验证性、系统性、准确性等特征;探讨了比较、分类、类比、分析、综合、归纳、演绎等科学思维方法的内涵及其运用时的注意事项;分析了杰出科学家的成功机制及思维与品质特征,特别强调了21世纪的科学家应该具备的思维及品质特征及其对科学教育的启示。

基于化学课程标准设计核心素养导向的单元教学目标

核心素养导向的教学目标是落实素养为本教学的关键,但目前设计的素养导向的教学目标往往比较宽泛,没有结合教学内容阐述核心素养发展的具体内涵,不同维度的核心素养比较割裂,没有体现核心素养的发展进阶。在明确核心素养导向教学目标特点的基础上,阐述了依据课程标准,使用教科书,结合学情,系统设计单元教学目标的思路和方法:明确单元教学的核心素养发展要求、确定学生单元发展空间、构建单元目标框架和叙写教学目标。针对核心素养导向的单元教学目标设计中遇到的主要问题,提出了相应的解决对策。

利用常见食蔬中的花青素开发梯度科普实验

以花青素为原料,利用花青素遇到酸碱变色的特性,设计了一项以化学信息保密技术为主的梯度科普实验。实验的核心内容是采取“反转思维”模式,突破花青素遇酸/碱变色的固有思维定式,独创了用酸性/碱性溶液为墨进行隐形书写,以花青素为显影剂实现信息重现。实验过程中所需原料均可从日常生活中获取,绿色安全、操作简便、现象直观。在以宣讲化学信息保密技术为主的同时,对物质的显色原理、酸碱变色现象、水土酸碱测定等科学概念也进行了梯度普及宣传。

基于真实情境和模型构建的跨学科主题教学设计——糖类、油脂和蛋白质

以土豆作为情境素材,创设“食品谣言”“环保新闻”“科研结论”以及“生产工艺”“国家战略”等多个源自生产生活实践的问题情境,通过谣言辨析、淀粉水解探究实验、氨基酸模型的拼拆、土豆蛋白工艺流程的讨论以及为马铃薯主粮化战略建言献策等一系列活动,让学生循序渐进地经历“感知油脂水解模型—建构糖类认知模型—提炼生物大分子认知模型—应用模型解决问题”的跨学科模型建构过程,以此发展学生的模型构建能力,内化学生的跨学科思维,提高学生的学科核心素养。

高中化学教学中渗透职业生涯教育的调查研究

新高考背景下,职业生涯教育的价值进一步凸显。利用自编问卷,对某直辖市的2457名高中生进行调查,基本情况涉及个人、学校和家庭等3个方面。结果显示,(1)男生、城市学生、示范学校、家庭条件较好者等社会职业认知较丰富;女生、独生子女、城市学生、示范学校、家庭条件较好者等个体职业倾向更明显。(2)大部分学生认为融入生涯教育很有必要,只有不到1/3的化学教师开展了一定的职业生涯教育,学科综合实践活动尤为匮乏。(3)偏内向、学业水平低、高二学生、农村学生,普通学校、父母学历较低、家庭条件较弱的学生,尤其需要加强职业生涯教育。基于此,我们要结合课程标准,对学科融入职业生涯教育进行系统设计。要结合性别、年级、学校、家庭、地域等因素,针对性地提高职业生涯教育的实效性。要整合学科教学与综合实践活动,春风化雨地融进职业生涯教育。

科研成果转化的教学实验:碘酸盐-亚硫酸盐自催化反应动力学

结合教学实践,介绍了一个由科研成果转化的适用于本科教学的物理化学实验——碘酸盐-亚硫酸盐自催化反应动力学。通过在线实时呈现反应进程的方法使学生直观形象地观察该反应“钟”的特征,感受自催化加快反应速率的快速程度,学习碘钟自催化反应动力学现象和机理。课前学生查阅资料学习反应机理,利用数值模拟探究反应条件的影响来选择实验条件,充分调动学生学习的积极性和自主性;课上采取小组选择不同模块内容进行实验的方式,激发学生团队合作意识,有效锻炼团队协作能力;课后将实验结果与模拟结果对比分析,进一步理解机理,实现了以数值模拟指导实验以及理论-实践-理论的全过程学习模式。

美国“碳时代”项目式学习案例的分析与启示

项目式学习最早起源于美国,在全球范围内被广泛研究和实践,对学生核心素养的发展有显著促进作用。选取美国“碳时代”项目式学习案例进行分析,得出其特点:基于NGSS多维整合的跨学科跨学段项目目标、驱动性问题指向具体现象的科学解释、项目活动依照科学探究模型设计并提供脚手架、借助过程性反思活动进行模型的迭代、以探究思路方法为主要测查目标的前后测。在此基础上提出对我国项目式学习的启示:以真实问题解决的需要自然融入多学科知识、使用更具象化的驱动性问题、适当增加项目活动时间与项目时长、采用大概念统摄下的支架式教学方式、增加学生的自我反思评价活动、提供同类型问题以巩固解决问题的思路等。

新旧初中化学课标“情境素材建议”的对比分析与启示

《义务教育化学课程标准(2022年版)》在课程内容每一个学习主题的教学提示部分中专门设立“情境素材建议”,供教材编写、教师教学参考。对比分析了新旧初中化学课程标准中“情境素材建议”的数量、地位、内容、特点及作用,并提出了该部分的使用建议。

高中化学实验教学中批判性思维培养的困境与破解路径

在高中化学实验教学中培养学生批判性思维能力有利于学生对知识的深度理解及综合能力的提高。但现行高中化学实验教学中面临以下困境:教学目标的设计缺失批判性思维要素,实验教学情境的诱思、激疑功能常被忽略,实验前后缺乏有挑战性的问题,实验探究缺乏质疑论证,忽视化学实验的反思评价。针对这些问题,提出了相应的破解路径并通过案例进行论证,以培养学生的批判性思维能力。破解路径主要包括以下几个方面:制定蕴含批判性思维的教学目标、创设“有矛盾”的实验教学情境,提出探究问题并引导思考,引导学生获取证据并谨慎推理,引导学生在综合判断中反思评价。

智能手机在中学化学比色法实验中的应用

为进一步优化中学化学比色法实验的快捷性和普适性,海带中碘元素的测量利用智能手机应用程序(Colorimetric Titration)测定溶液中碘单质的浓度,实现了图片获取、数据采集、数据分析和结果显示的一体化。此外还测定了高锰酸钾的浓度及补铁药品的铁含量,测量结果显示7个样品的标准方差(R^(2))均高于0.99,且与紫外分光光度法的结果没有显著差别,证实该方法具有较高的操作友好性、准确性和快捷性,同时能够广泛应用于多种显色离子浓度的测量。该实验能够激发学生的实验兴趣及创新能力,期望能够为中学化学比色法实验提供新思路,促进教育数字化发展。

锕系元素化学及教学建议

依据文献和最新研究进展,从锕系元素特殊电子结构出发,着重于从锕系理论、非正常氧化态、单质的特性、水溶液中的重要反应、元素分离和应用等方面论述了锕系元素与镧系元素的差异,认识锕系元素化学,并给出教学建议。

有机化学新实验:番茄酱中番茄色素的提取与色谱分离

设计了一个新的大学有机化学实验:植物色素的提取和色谱分离。该实验以番茄酱为原料,通过无水乙醇脱水、二氯甲烷溶剂提取获得含有番茄红素和胡萝卜素混合溶液。再以石油醚及一定配比的石油醚和二氯甲烷混合溶液为洗脱剂柱色谱分离出胡萝卜素和番茄红素溶液。最后用环己烷和二氯甲烷混合溶剂进行薄层色谱分离鉴定番茄色素和胡萝卜素。结果表明,薄层色谱和柱色谱分离都达到了理想的分离效果,学生实验成功率较高。该实验为大学有机化学实验提供了一个天然色素提取和色谱分离的实验项目,原料易得,前处理简单,实验技术多样,适用面广。同时,被分离的不同色素为同分异构体,在教学上能更好地体现色谱分离法的技术优势和特点。