英文原题：Using Olive Oil as a Pedagogical Medium to Teach Ultraviolet Spectrophotometry
通讯作者：Mingyan Jia (贾明艳 成都中医药大学) and Xiaogang Liu (刘晓刚 新加坡科技设计大学)
作者：Tianruo Shen (沈天若 新加坡科技设计大学), Hao-Kai Li, Eng Ying Bong, Ying Gao, Mingyan Jia, and Xiaogang Liu
光吸收是一种重要的光物理过程，是化学领域理论教学和实验活动中不可或缺的内容。然而，由于其概念的抽象性、实验流程的繁琐性、数据处理的复杂性，以及课堂时间的限制，学生在掌握这一知识时常常面临诸多挑战。如果能将光吸收的知识融入学生的日常生活场景，帮助他们将课本上的抽象概念与实际应用相结合，就有可能创造出更加积极、高效的学习环境，从而帮助学生更深入地理解光吸收的原理与应用。
近日，新加坡科技设计大学刘晓刚副教授团队与成都中医药大学贾明艳副教授合作，在美国化学会化学教育期刊Journal of Chemical Education上发表内封面文章（J. Chem. Educ. 2024, 101, 5115–5121）。该研究以橄榄油为教学媒介，以紫外分光光度法在油品可食用性鉴定中的应用实例，展现了光吸收知识与日常生活之间的紧密联系，从而构建起“化学知识”与“实际生活”之间的桥梁。
文章亮点
1.该文章以日常生活中常见的橄榄油为教学媒介，通过“科学知识”与“真实场景”之间的关联性，生动展现了紫外吸收方法在解决实际问题中的应用；
2.在已有的教学研究成果的基础上（J. Chem. Educ. 2023, 100, 178–185），本文进一步探索了橄榄油作为化学教学媒介的广泛适用性，丰富了科学教育的实践手段；
3.文章基于紫外分光光度法的基本测试原理，将传统油类质量检测方法与化学教育相结合，为抽象化学知识的教学提供了全新的教育视角和实践启发。
图文解读
作者首先模拟了加热对于调和橄榄油光吸收性质的影响（图1a）。依照国际标准化组织制定的国际标准测试方法（ISO 3656:2011/Amd 1:2017），测定了加热后的橄榄油在270 nm吸收波长下的紫外吸光度（K270）。根据“国际橄榄油组织”制定的行业标准（COI/T. 15/NC No 3/Rev. 19），作者对热处理后橄榄油的K270值进行了质量划分（图1b）；K270值超过1.15的样品记为“食用性不合格”。作者在文中讨论了加热过程中橄榄油化学成分的变化，揭示了K270值上升的原因。作者指明K270仅是评价橄榄油可食用性的参数之一；如需对食用油进行全面的质量评估，还需要测量其他重要指标，如烟点、游离酸度、过氧化值、微量金属含量等。
图1. （a）调和橄榄油样品K270值的收集及计算过程示意图；（b）调和橄榄油K270值随加热时间的变化。
基于上述实验结果，作者开发了一份调查问卷（图2），包含2个“快速阅读”材料及9个问题，以实现：（1）收集参与者的基本信息；（2）介绍调和橄榄油的热处理模拟过程以及K270数值计算；（3）评估该方法在教学上的适用性及可接受度。此次调查由成都中医药大学药学院的197名大二学生参与，共收集到190份有效问卷。
基于学生对问卷内容中所包含的知识的理解，以及他们对于橄榄油作为紫外分光光度法或荧光指纹法教学媒介的评价，作者进行了教学反思，进一步探讨了开展问卷调查需要注意的事项，并分析了以橄榄油为载体传授不同知识的适宜性。作者提出，在后续教学过程中应：（1）加强学术知识与实际生活之间的关联性；（2）克服调查问卷在内容展示、分发、收集、统计上的局限性；（3）根据不同学生群体的特点，设计并实施适合的实验教学方法，以提高教学效果和学生的学习体验。
图2. （a）问卷调查参与者的背景；（b-d）调查问卷的代表性问题及结果。
总结/展望
本研究以市场上常见的橄榄油为教学媒介，展现了紫外分光光度法在评估油品质量中的实际应用，有效地加强了教学过程中“科学知识”与“真实场景”之间的联系。通过监测K270随加热时间的变化，学生们可深入学习热处理对于调和橄榄油光吸收特性以及可食用性的影响。通过对197名大学生进行问卷调查，该研究评估了参与者对于紫外分光光度法的理解及掌握程度，并基于反馈结果进行了教学反思，旨在改进光吸收概念的教学方法，以进一步激发学生对于相关知识的学习热情。作者希望此项工作能够鼓励更多化学教育工作者开发基于生活且面向公众的教学资源，使抽象复杂的化学知识更具有吸引力。
通讯作者信息
贾明艳 博士、副教授
2016年博士毕业于中国科学院大连化学物理研究所，同年加入成都中医药大学中药分析教研室，并教授“仪器分析”课程。主要从事中药快速检测方法的研究，创新性地将光化学传感器阵列方法引入到中药材真伪、掺伪的快速鉴定中，并成功应用于人参、贝母、三七等中药材。同时从事高灵敏度化学传感器的开发，以实现中药中有害物质的快速检测。近年来获得了国家自然科学基金面上项目及青年项目、中国博士后基金等项目的资助。
刘晓刚 博士、副教授
2014年博士毕业于剑桥大学，2017年加入新加坡科技设计大学。课题组通过理论化学计算与分子大数据结合的方式，系统地总结和研究荧光功能染料的工作机理，总结荧光团的构效关系，提出新型的分子设计法则，并探索其在生化检测、生物成像、化学教育等方面的应用。课题组长期招收具有理论及计算化学背景的博士研究生及博士后，欢迎具有相关研究经历的学生或青年学者申请。
课题组网站：https://frg.sutd.edu.sg/
邮箱：xiaogang_liu@sutd.edu.sg
第一作者信息
沈天若 博士研究生
2021年硕士毕业于新加坡科技设计大学，同年9月继续在该校读博。研究以量子化学计算方法辅助并推进跨学科研究，同时致力于化学教育中的永续科学研究，先后发表科研或教学论文20余篇。2024年3月，因在全新化学分子设计上的贡献，获美国化学文摘社“CAS Registry® Innovator”称号；2024年9月，因在多元发展上的贡献，被英国皇家化学会授予首届“荣誉学生”奖。
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J. Chem. Educ. 2024, 101, 11, 5115–5121
Publication Date: October 1, 2024
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.4c00663
Copyright © 2024 American Chemical Society and Division of Chemical Education, Inc.
Editor-in-Chief
Thomas A. Holme
Iowa State University
创办于1924年，Journal of Chemical Education是全球首屈一指的化学教育类期刊。作为一本同行评审期刊，Journal of Chemical Education为化学教育和服务机构提供相关的信息资源，包含了化学成分、活动、实验、指导方法和教学。
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