深化实验教学体系改革,推进国家级实验教学示范中心高质量发展——化学国家级实验教学示范中心(厦门大学)建设与成效

化学国家级实验教学示范中心(厦门大学)以培养拔尖创新型人才为目标,持续深化实验教学体系改革,全新构建了多学科交叉融合的“中心科学”实验教学新体系,同时,积极探索实验中心建设与管理的新模式,通过整合和共享优质资源,构建具备多学科交叉融合特色的教学团队,打造一个科教协同的育人环境,为学生提供一个培养创新实践能力的平台。通过一系列创新实践,有力推进了实验中心的高质量发展,全面提升人才培养质量,为学校双一流建设提供重要支撑。

面向化学类非高分子专业学生的高分子化学实验教学创新与实践——以温敏型高分子的制备、溶液性质、光学性能与应用为例

面向化学类(非高分子)专业的高分子化学实验教学发展较为缓慢,亟需紧跟研究前沿,引入新内容。本文总结了近十年的教学改革经验,并以温敏型高分子的制备、溶液性质、光学性能与应用为例,介绍如何通过实验教学内容、实验技术、教学方法等方面的创新,设计符合理科人才培养需求的、契合时代与科学发展的、被学生喜爱与重视的一系列高分子化学实验,以有效解决培养需求与课业负担之间的矛盾,且在不新增开课、课时有限的情况下,加入到化学类专业本科教学体系中,激发学生对学科领域的兴趣,提升学生的探究和创新能力。

厦门大学线下一流课程“基础化学实验(一)”教学设计样例——“硫酸亚铁铵的制备、组成和杂质分析及其应用”实验教学整体设计

一流的教学内容是一流课程建设的核心。本文主要介绍厦门大学线下一流课程"基础化学实验(一)"教学设计样例,即"硫酸亚铁铵的制备、组成和杂质分析及其应用"实验教学整体设计,以期为基础化学实验一流课程建设和基础化学实验教学改革提供可借鉴经验。

依托国家级一流化学实验课程 构建全方位、立体式化学实验教学思政育人体系

厦门大学面向化学类大一学生开设的“基础化学实验(一)”课程于2020年获批国家级线下一流课程。在教学实践过程中,课程教学团队始终秉持“全面思政教育、立体思政教育、创新思政教育”的理念,把立德树人根本任务融入实验教学内容、实验教学过程、实验室建设与管理体系以及实验教学服务中,形成了厦门大学特色的德才并育的基础化学实验教学有机统一整体。本文主要介绍厦门大学“基础化学实验(一)”教学团队依托国家级一流化学实验课程,探索构建全方位、立体式化学实验教学思政育人体系及其实践案例,为丰富实验教学思政教育内容,创新实验教学思政教育形式提供可借鉴经验。

科学仪器自搭建实验的课程思政设计——以教学质谱仪的搭建、调试及应用为例

培养能够开展科学仪器原理创新、设计制造、应用开发的高端人才已成为建设人才强国、科技强国的必然要求。本案例在本科实验中引入我国科学家自主研制的教学质谱仪,采用学生亲自动手拆装、调试及应用的方式,深化学生对质谱仪工作原理、构造和相关分析方法的认识,破除对“高端仪器”的神秘感和畏难情绪,激发学生研制科学仪器的兴趣,培养敢于挑战自我、勇于自主创新的意志品质,坚定科技报国、服务国家的家国情怀。

报国赤心·守正创新·倾心育新——电动势法测定化学反应热力学函数实验的课程思政设计

课程思政的有效融入是教学质量提升和高素质人才培养的关键。我们以“电动势法测定化学反应的热力学函数”这一实验项目为例,构建了一次深入的实验探究与思政教育相结合的教学实践活动。通过对电动势测定原理和方法的探讨以及反应热力学量的导出,学生们不仅深化了对相关基础理论知识的理解,提升了他们解决实际问题的实验技能和创新能力;同时强化了学生的家国情怀以及责任担当意识。

配合物[Ni(Me_(3)en)(acac)]BPh_(4)合成、分析实验实施结果与讨论——第10届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验试题部分内容实施结果与讨论

介绍南京大学为第10届全国大学生化学实验邀请赛设计的无机及分析化学实验试题,即“配合物[Ni(Me_(3)en)(acac)]BPh_(4)的合成及其溶剂/热致变色行为研究”实验中有关合成及组成测定部分实验实施过程、结果及其拓展问题的探讨内容。以所展示的详细直观的合成实验流程为载体,围绕着合成两大目标“质”和“量”,即如何才能得到又“好”又“多”的[Ni(Me_(3)en)(acac)]BPh_(4)配合物的问题为导向,以设问、探讨的方式引导学生认识合成过程中实验条件的控制、实验现象的分析以及中间产物及杂质的分离、分析鉴定等对指导合成的意义,培养学生分析、判断、归纳、总结的能力以及批判性思维能力。

实验教学过程思政育人元素的有机融入探索与实践——以“N_(2)及Mg_(3)N_(2)制备”实验为例

面对大一学生开设的基础化学实验课是化学类学生进入大学后的第一门实验课。大一是每个新生人生的又一个新起点,正处于价值观形成和确立的“拔节孕穗”关键时期,做好课程思政意义重大。本文主要介绍在面向大一学生开设的“N_(2)及Mg_(3)N_(2)制备”实验教学过程中有机融入思政育人元素的探索实践,为丰富实验教学思政教育内容,创新实验教学思政教育形式提供可复制、可推广的实践案例。

配合物[Ni(Me3en)(acac)]BPh4合成过程优化的基本思路与初步实施结果——第10届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验试题合成过程优化的基本思路与初步实施结果

主要介绍有关配合物[Ni(Me3en)(acac)]BPh_(4)的合成过程优化的基本思路及初步实施的结果。在引导学生认识配合物[Ni(Me_(3)en)(acac)]BPh_(4)的合成原理、条件和过程的基础上,以原实验合成过程要吸干合成原料Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O固体表面的游离水为切入点,在探讨水对合成体系影响的实验过程中,结合实验原理以及合成过程和条件,提出了几条不完全相同的合成途径,并通过实验进行初步探究和验证,以培养学生的问题意识与解决问题的能力。并为这个实验面向不同层次、不同教学需求的学生的广泛开展奠定了基础。

“配合物[Ni(Me_(3)en)(acac)]BPh_(4)的溶剂/热致变色行为研究”实验实施结果与讨论——第10届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验试题部分内容实施结果与讨论

介绍南京大学为“第10届全国大学生化学实验邀请赛”设计的“无机及分析化学实验试题”,即“配合物[Ni(Me_(3)en)(acac)]BPh_(4)的合成及其溶剂/热致变色行为研究”实验中有关溶剂/热致变色行为研究部分实验实施过程、结果及其有关问题探讨内容等。以所展示的详细直观的溶剂/热致变色实验现象启发学生探讨和解释其溶剂/热致变色的原理,总结其溶剂/热致变色规律,让学生直观认识配合物的结构决定其性质的涵义,培养学生分析、判断、归纳、总结的能力以及批判性思维能力。

教学质谱仪的设计、构造及其在实验教学中的应用

介绍了教学质谱仪的设计理念及仪器基本构造。教学质谱仪按模块化设计,由进样系统、离子源、质量分析器、检测器、真空系统、控制系统,以及计算机系统等部分组成,适合学生自主搭建与调试。以“教学质谱仪的搭建、调试与应用”实验为例,介绍教学质谱仪在实验教学中的应用。通过自主搭建和调试质谱仪器,不仅可以深化学生对质谱仪器原理和构造、质谱分析方法的认识,提升实践能力和知识综合应用能力,更重要的是打破了学生对科学仪器的神秘感,激发了学生的学习兴趣与好奇心,对培养学生的实践能力和创新意识具有重要影响。

与时俱进地做好化学实验教学实验室的建设与管理

概括总结厦门大学化学国家级实验教学示范中心在安全、规范、高效服务于实验教学的实验室细化建设与管理理念指导下的实验室建设与管理的总体思想,融管理于建设中、寓规范化管理于人性化服务的“以学生为中心”的实验室细化建设与管理的“中心标准”,以及在实验教学及其管理、实验仪器及化学试剂管理的信息化和智能化建设方面所取得的进展等,以有利于其他高校在更高起点、更高层次和更高目标上推进实验室细化建设与管理工作。

6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚的偶联合成与手性拆分——对一个有机化学综合实验的改进与发展

6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚是1,1'-联-2-萘酚(BINOL)的衍生物,两者同为典型的轴手性有机物分子,这类分子的合成与拆分研究对于本科生深入认识和理解轴手性类化合物具有重要意义,本实验考虑到(±)-BINOL及其衍生物的价格较为高昂,不适合开展大批量合成和拆分的教学实验,因此采用了微波合成的方式实现6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚的偶联合成。除此之外,本实验还开发了拆分剂N-苄基氯化辛可尼丁的微波合成方法,并用合成的N-苄基氯化辛可尼丁直接对6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚进行化学拆分。本实验通过引入微波合成、改良合成反应用溶剂以及回收拆分剂等方式使实验更加符合绿色化学的宗旨。在教学效果上,本实验涉及的操作较多,有助于考查学生的综合实验水平,更富教学价值,具有强的实践意义。

美国约翰霍普金斯大学化学系教学实验室访学见闻

介绍了对美国约翰霍普金斯大学化学系教学实验室访问学习见闻。通过访问学习,发现其系统全面的实验室安全教育方式、行之有效的实验室安全管理措施、实验室垃圾与生活垃圾的分类处理办法及网络辅助实验教学模式、注重学生课堂实验笔记的实验课成绩评定方式等方面,都值得我们学习和借鉴。

蛋白质的非定点荧光标记——推荐一个化学生物学实验

本论文介绍了一项化学生物学实验,旨在利用异硫氰酸荧光素的异硫氰基与蛋白质氨基共价结合的原理,实现对体外蛋白(以牛血清白蛋白为例)和体内蛋白(以大肠杆菌总蛋白为例)的非定点荧光标记。实验采用凝胶过滤法作为后续纯化手段,并运用紫外-可见分光光度计、流式细胞术以及荧光显微镜对标记结果进行全面表征。该实验涵盖了多种基础和前沿实验技能,与科研工作中常见的抗体荧光标记技术密切相关,难度适中。通过参与这一实验,学生不仅能够深入理解化学生物学基础知识,提高综合实践能力,还能够拓宽科研视野并培养科研思维。

基础化学教学实验室试剂和仪器的科学细化管理

介绍了厦门大学化学国家级实验教学示范中心基础化学实验(一)实验室在试剂和仪器科学细化管理方面的一些具体做法,如试剂的排序存放、计划补充、优化使用及仪器的"五防"和"三位一体"管理模式。通过对试剂、仪器一系列规范、有序、科学的细化管理,节约了试剂用量,减少了废物排放量,保证了干净整洁的实验环境;培养了学生良好的实验习惯,保证了仪器的正常运行及获得准确的实验数据,并提高了仪器的使用寿命,为实验教学的顺利开展提供了有力的保障。希望能为国内高校化学教学实验室相关方面管理提供可借鉴的经验。

加强实验教学环境内涵建设 提高环境育人质量

在实验室里的实验教学过程涉及到教书育人、管理育人、服务育人和环境育人。一个良好的实验环境不仅能够对学生起到潜移默化的教育作用,而且对教书育人、管理育人和服务育人工作的开展和实施也能起到推动和促进作用。本文主要介绍厦门大学化学国家级实验教学示范中心"以学生为中心",在强化实验教学环境内涵建设、提高实验环境育人质量方面的一些做法和体会,以期更好地为实验教学"思政"提供可复制、可推广的建设方案。

“trans/cis-[Co(en)_(2)Cl_(2)]Cl配合物的制备及其光谱鉴定”实验教学实施结果与探讨——培养学生批判性思维的典型案例之一

主要介绍厦门大学专门为"化学拔尖计划"学生个性化培养"量身定制"的"trans/cis-[Co(en)_(2)Cl_(2)]Cl配合物的制备及其光谱鉴定"实验教学实施结果及探讨。以"trans/cis-[Co(en)_(2)Cl_(2)]Cl配合物的制备及其光谱鉴定"实验为载体,围绕着合成两大目标"质"和"量",也就是以如何才能得到又"好"又"多"的trans/cis-[Co(en)_(2)Cl_(2)]Cl配合物等问题为导向,以所展示的详细直观的制备流程和紫外-可见吸收光谱图为基础,以实验结果为依据,以设问、探讨的方式对合成过程、条件等进行仔细分析和深刻反思、判断,以展示实验教学过程中如何有效地培养学生的批判性思维。

“trans/cis-[Co(en)_(2)Cl_(2)]Cl配合物水解反应动力学常数测定”实验教学实施结果与探讨

主要介绍厦门大学专门为"化学拔尖计划"学生个性化培养"量身定制"并经10年教学实践的"trans/cis-[Co(en)2Cl2]Cl配合物水解反应动力学常数测定"实验教学实施结果及探讨内容。引导学生以动力学实验数据和实验结果为依据,讨论和探究了介质、温度等对trans/cis-[Co(en)2Cl2]Cl配合物水解反应的影响,让学生直观认识顺-反异构体配合物的结构不同,所表现的水解反应动力学的差异,了解结构决定性质的涵义,培养学生归纳、总结、分析、判断的能力以及批判性思维能力。

二维码在实验教学和实验仪器管理以及学术报告中的灵活应用

二维码作为万物互联的重要载体,极大地方便了人们的生活。本文介绍了厦门大学化学国家级实验教学示范中心将二维码灵活应用于实验教学、实验仪器管理和学术报告中的一些具体做法和经验,以期为国内高校实验教学和实验仪器管理等提供可借鉴的经验。