化学国家级实验教学示范中心(山东师范大学)建设与实践

化学国家级实验教学示范中心(山东师范大学)紧紧围绕学校培养高素质基础应用型人才的培养目标,遵从严谨治学、从严执教的优良传统,积极推进实验课程改革和创新,建立了比较完善的实验教学体系。经过多年的良好运行,该中心在实验教学理念、体系等软件条件和教学设备、教学环境等硬件条件方面实现了共同发展,实验教师队伍逐渐优化,教学能力稳步提升,形成了以全面培养学生综合能力和创新能力的独具特色的人才培养体系,充分发挥了国家级实验教学示范中心的作用,为创新型人才培养做出了贡献。

硕士研究生专业思想现状调查及对策探究——以山东师范大学化学化工与材料科学学院为例

专业思想教育是高校研究生学术教育和思想政治教育的重要组成部分,是保证和提高研究生培养质量的重要内容。本文通过对山东师范大学化学化工与材料科学学院全体研究生调查结果分析,总结出当下同类学校硕士研究生的专业思想中存在的突出问题。在此基础上对产生这些问题的原因进行了分析,并就如何加强研究生专业思想教育进行一些理论和实践探索,为今后的进一步研究和教育方向提供理论依据和实践基础。

ZnO/ZnSe复合材料的制备、 表征及催化特性

对传统的两步水合热法进行改进,采用更加经济、安全、简便的方法在室温下合成ZnO/ZnSe核壳结构。调节原料比例,实验温度,优化了制备ZnO/ZnSe核壳结构的最佳生长与修饰条件,使其具有良好的分散性,时间稳定性,良好的发光特性。研究采用醋酸锌作为锌源,硒粉作为硒源,通过调整原料比例以及实验温度制备出球形核壳结构的ZnO/ZnSe复合材料,用透射电子显微镜(TEM),X射线粉末衍射仪(XRD),紫外可见分光光度计(UV-Vis),光致发光光谱(PL),X射线光电子能谱(XPS)对晶体结构进行了表征,同时对光催化性能进行了研究。结果表明,改变实验条件,原料比例为Zn∶Se=1.6∶1,温度为80℃时生成的ZnO/ZnSe核壳结构对甲基橙溶液有较好的吸光效果。ZnSe过厚的壳层生长会阻碍复合材料对甲基橙的降解效率。实验数据结合理论分析得到了实验最佳条件。

基于STEM教育理念的初中化学“金属材料”教学

STEM教育强调跨学科整合,在真实情境下指向问题解决能力的培养。初中化学“金属材料”内容与社会生产生活联系紧密,基于STEM教育理念开展“金属材料”教学,在深入分析课程内容的基础上设置真实情境问题,让学生分别从化学家、技术人员、工程师三个角度拆解问题并进行分析解决,培养学生的跨学科素养和解决真实问题的能力。

木质素及其衍生碳在电化学储能材料中的应用

木质素作为存有量巨大的可再生天然碳基有机聚合物,具有特殊的天然纤维结构及丰富的官能团等特性。将不同的木质素进行热处理碳化及激活后,可转变为高附加值的碳材料,如多孔碳、碳纳米纤维、活性碳等。本文从木质素复合材料及木质素衍生碳两个方面进行了介绍,对造纸工业副产品木质素在电化学储能材料中的最新应用研究进行了综述。结合目前双碳背景,木质素及其衍生碳的研究对造纸行业副产品的综合利用具有极大的意义,为造纸工业的清洁化生产提供了新的思路。

化学数字化实验的特点、优势与应用策略

随着信息技术和现代教育技术的发展,新技术与化学教学的融合也逐步深化。应用手持技术的化学实验又被称为数字化实验,是信息技术与化学实验教学深度融合的一种形式,大大提升了化学实验的科学性、定量化和现代化。一、数字化实验的组成与特点数字化实验由手持技术和其他实验器材整合而成。手持技术主要由两部分构成:数据采集器和传感器。

砷酸铁@四氧化三铁磁性固砷材料的设计及稳定化研究

目前工业中的固砷的方法主要是铁法固砷,即使用稳定的晶型砷酸铁除砷固砷。为了对砷酸铁固砷进行优化研究,使用惰性四氧化三铁对砷酸铁晶体进行包覆处理,增强其耐酸碱能力,实现稳定化固砷的目的。通过对不同反应pH、铁砷摩尔比、反应温度所制备复合材料稳定性的研究,确定最优化固砷条件。最后通过毒性浸出试验(TCLP)评估了四氧化三铁包覆后的磁性固砷材料在极端环境下的长期稳定性。结果表明:使用四氧化三铁稳定化处理后的砷酸铁材料,能够达到国家危废处理相关标准,是合格的固砷材料。

“本硕一体化”师范生化学教学能力实践训练体系的构建

教学能力是教师的核心素质,实践训练是教学能力生成和发展的重要途径。依据能力的构成要素和发展机制,文章分析了教师教学能力生成路径包括:学习基础的教学知识,学会基本的教学技能,掌握有效的教学策略,形成综合的教学能力。在此基础上,依托“本硕一体化”卓越化学教师培养课程群进行整体规划,基于教学能力发展路径设计实践训练模块,考虑教学能力发展进阶分层次设计实践训练内容,构建了“四阶段八模块”师范生化学教学能力实践训练体系。

金属有机框架材料在化学传感器中的应用

金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子(簇)与有机桥联配体通过自组装连接而成的具有纳米孔穴的超分子晶体材料。它们具有极大的比表面积、可调控的孔径和拓扑结构、良好热稳定性和化学稳定性等优点,在化学传感方面有良好的应用前景。该文综述了近年来MOFs化学传感器方面的研究进展,侧重于光学、电化学、微天平、光电流等类型MOFs传感器的信号传导策略及其在检测挥发性有机物、金属离子、DNA、蛋白质及其它重要生物分子的分析应用。

玉米塑料——第四类化学新材料

玉米塑料作为一种新型生物质材料,因其优越的性能被誉为"第四类化学新材料",本文试从玉米塑料的研发、生产意义及应用前景等方面加以介绍。

地下取水系统在海水淡化工程中的应用

海水淡化已经成为解决世界滨海地区城市和生活用水短缺的重要手段,地下取水系统是海水淡化工程的重要组成部分,在提供充足和稳定的水源方面发挥了非常重要的作用。为了提升中国海水淡化工程地下取水技术水平,在参阅大量文献基础上,首先对地下取水系统的类型进行了介绍;然后,以反渗透海水淡化工艺为例,采取个例分析、数据挖掘再加工、环境影响分析和归纳总结等方法,对地下取水系统的优劣势进行了分析;最后,就地下取水系统对不同海岸地貌的适应性以及地下取水设施的投资和运行成本进行了分析。结果表明:①地下取水系统相比开敞式地表海水取水系统,具有消除海洋生物撞击和夹带、去除藻类和一些有机物、净化改善水质、替代或部分替代海水淡化预处理等优势;②地下取水设施因选址、建设和地下水开采运行等因素,也可能存在破坏海滩地貌形态,导致近岸海洋栖息地环境变化,引起滨海敏感地区海水入侵和地下取水水质污染等问题;③地下取水系统对不同海岸环境的适应性,不仅取决于海岸地貌类型,还取决于海洋水文及海岸带水文地质条件;④地下取水系统相比地表海水取水系统具有较强的优势,不同类型地下取水系统的投资费用取决于取水工程的建设规模、取水量以及取水构筑物和管材等多种因素。目前,海水淡化地下取水系统研究尚不充分,未来一方面要加强组合式地下取水设施及取水口设计的创新性研究,另一方面要注重海水淡化地下取水的海岸海洋环境效应尤其是生态环境效应的研究。

高校化学化工类实验的开设与经济效益的探索

指出了高校化学化工实验的现状和存在的问题:实验室投入呈逐年递增态势;指导思想、认识方面还存有误区;实验教学大纲在指导性方面还有欠缺;实验设置不合理,某些资源还没有共享;仪器、设备的利用率不高。针对目前高校化学实验中存在的问题,提出了应对措施:端正办学思想,提高节约意识;实验教学大纲在指导教学方面也应注意经济性;正确合理地选择所开设的实验,原则上选择那些产物能利用、有实际应用价值、能见到经济效益的实验;加强实验仪器、设备的管理,资源共享,实行大型仪器使用收费制度;利用高校实验室的装备优势,面向社会,对外开放,提高教学仪器利用率,最大限度地发挥仪器设备的使用价值,为学校创收。

化学学科育人价值及其实施路径分析

化学学科育人价值深深根植于学科本体,是化学学科本质特征在教学实践中的反映。通过分析化学学科的育人价值,可以深入把握化学学科核心素养的内在联系,进一步明确“学科德育为先”“观念建构为本”“凸显化学思维”“重视学科能力”的化学学科育人基本要求。在此基础上,可构建出以基本观念统领的化学课程为“主阵地”、以促进深度学习的化学教学为“主战场”、以高素质专业化创新型的化学教师为“主力军”的化学学科育人实施路径。

纳米材料与化学传感器

该文综述了纳米传感器、纳米膜的制备及纳米材料在化学传感器上的结合应用,共引用文献资料70篇。

大学物理教学方法及手段的探索与思考

近年来,大学物理教学改革在多个维度积极尝试、不断探索,并随着高校素质教育改革一道深化。然而从目前的综合情况看来,高校物理教学改革方式未脱窠臼,依然存在着不少弊病。教学方法和手段的适用性低等因由致使大学物理教学效果有待提高,尤其不利于教学效果的提升。因此,对于现有的教学方法和手段进行变革具有重要意义。文章从大学物理教学现存的困境问题切入,标明现状并分析其成因,从而给出高效实用的教学改进方法,进而促进教师引导并培养学生进行主动性、全面性学习,提升总体教学成果。

化学学科德育目标与德育方法的演变及启示——基于中学化学课程标准(教学大纲)的分析

以新中国成立以来颁布的21份中学化学课程标准(教学大纲)为研究对象,从辩证唯物主义、理想信念和生态文明三个主题分析课程标准中体现的德育目标及德育方法。研究发现,德育目标始终以时代需求为基点,从单一到多元再转向统整;德育方法依托德育目标,从灌输到渗透再转向融合。无论是德育目标还是德育方法,都从与学科相对分离走向与学科深度融合。这为当下化学学科德育提供了启示:应明确新时代化学学科德育的核心内容与具体目标;应加强学科德育与学科内容的融合,注重以学科知识和学科思维育德;遵循学科德育的应然路径,充分发挥课堂教学的德育主渠道功能。

义务教育化学课程标准中大概念的内涵、价值与教学建构

《义务教育化学课程标准(2022年版)》提出了化学大概念。根据认识主体的不同指向,化学大概念包含化学学科大概念、化学主题大概念和化学基本观念三种类型。化学大概念有助于增进学生对化学学科本质的理解,促进知识的关联与迁移应用,实现学生核心素养的全面发展。设计和开展大概念引领的化学教学,应以理解化学大概念为起点,积极转变教学思维;以化学大概念联结具体内容,合理组织教学单元;系统设计基本问题和驱动性任务,引导学生实现对大概念的深度建构。

“葡萄糖的两种电分析化学测定法之比较”仪器分析综合实验设计

综合设计性实验是培养大学生独立解决问题能力和创新能力的重要途径。开设“葡萄糖的两种电分析化学测定法之比较”综合设计性实验,大学生通过自主设计化学修饰电极和生物传感器的两种电分析化学传感器来测定葡萄糖,对比两种方法的线性范围、灵敏度和选择性等指标,自主选择合适的方法实现对果汁中葡萄糖含量的测定。本项目能使学生较深入了解仪器分析方法的前沿工作,提升学生学习的兴趣和实验教学的效果,培养学生创新性学习的科研素质。

超导材料YBCO的制备及其催化降解有机污染物性能的研究

选用超导材料钇钡铜氧(YBCO)作为降解化工染料亚甲基蓝的催化剂,以固态烧结法制备YBCO,研究其催化剂表征,并测试其催化降解有机污染物的性能。结果显示,YBCO具有较好的催化降解亚甲基蓝的能力。

基于表征形式视角的多重表征化学教学策略

“表征”是人在认识世界的过程中对外在事物的反映和描述,运用两种及两种以上的方式来表示同一事物或概念称为多重表征。宏观表征、微观表征和符号表征有机结合既是实现化学概念深度理解的重要途径,也是概念深度理解的结果。多重表征的教学可以显著提高学生的概念理解水平,整合多重表征是化学教学的重要策略之一。为了更好地在化学教学中设计和应用表征,还需要考虑表征的外显形式。