在自然界和生活的千奇百怪的現(xiàn)象中，往往都蘊(yùn)涵著一定的科學(xué)原理。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從常見(jiàn)的物理和化學(xué)現(xiàn)象引入并闡述其中的知識(shí)，可以觸發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)驗(yàn)效率和理論知識(shí)接受度。在傳統(tǒng)的本科教學(xué)中，往往會(huì)更側(cè)重于基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的傳輸及實(shí)驗(yàn)操作的訓(xùn)練。五邑大學(xué)葉嘉文/陳玲團(tuán)隊(duì)在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)雖然化學(xué)色、結(jié)構(gòu)/物理色、熒光色在不同課程中都有體現(xiàn)，但對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)，難以區(qū)分這三種發(fā)色機(jī)制。為了解決上述問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)將這三種類(lèi)型的著色組合到金屬-有機(jī)框架材料MAF-4中，提出了一種創(chuàng)新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中介紹了亞微米MAF-4晶體的合成和表征，MAF-4光子晶體的滴涂制備、以及三種類(lèi)型顏色的觀(guān)察。實(shí)驗(yàn)教學(xué)從生活場(chǎng)景出發(fā)，由淺入深闡述三色的原理、應(yīng)用、制備；既涉及稱(chēng)量、攪拌、離心等基礎(chǔ)操作，又將前沿理論、科研儀器使用引入課堂，具有科教融合的效果。過(guò)程綠色環(huán)保，操作簡(jiǎn)便。該新創(chuàng)實(shí)驗(yàn)用有趣的方式呈現(xiàn)易混淆的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生區(qū)分不同來(lái)源的顏色。相關(guān)成果以“Distinguishing of Three Colorations: a Designed Experiment for Chemistry Laboratory”為題發(fā)表在國(guó)際著名化學(xué)教育期刊《Journal of Chemical education》。

圖 1.設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

【作者信息】

環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院本科生劉丹青為第一作者，葉嘉文副教授與陳玲副教授為共同通訊作者。該研究工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金（22101211，21901189)的支持。