将本科课程中的脑文格反应等有机化学内容与有机太阳能电池研究前沿紧密结合，通过实验让学生深入了解有机化学课程中的化学反应。该实验利用脑文格反应合成了一个宽带隙的稠环电子受体材料A831，通过对实验数据进行分析，确定材料是通过削弱端基的拉电子能力，提升了材料的最低未占有分子轨道(LUMO)能级，进而获得高电压的有机太阳能电池。该实验充分培养了学生运用基础知识解决科研问题的能力，体现了“基础知识–实际应用”的有机实验教学模式，适合作为面向高年级本科生的综合实验教学课程。

利用简单的化学还原沉积法将Cu₂O纳米球和Ag纳米颗粒均匀包裹在十面体BiVO₄表面，成功构建了一种具有高效电荷载流子分离/转移特性的Z型异质结光催化剂Ag-Cu₂O/BiVO₄。Ag-Cu₂O/BiVO₄在可见光下光催化CO₂还原为CO的产率可达5.37 μmol·g^-1·h^-1，分别是纯BiVO₄和Cu₂O的35.8倍和6.25倍。通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)光谱、瞬态光电流响应(TPC)和电化学阻抗谱(EIS)对Ag-Cu₂O/BiVO₄的晶体结构、形貌、组成、能带结构和吸光能力等进行了系统表征分析，并提出了其光催化体系还原CO₂的催化机理。

利用多齿席夫碱配体H₂L(H₂L=(E)-6-(羟甲基)-N′-((6-甲氧基吡啶-2-基)亚甲基)吡啶酰肼)与Ln(dbm)₃·2H₂O反应，通过溶剂热法，设计与构筑了2例新的三核稀土配合物[Ln₃(dbm)₅(L)₂(CH₃OH)₂]·CH₂Cl₂，其中Ln=Pr (1)、Ho (2)，Hdbm=二苯甲酰甲烷。单晶X射线衍射分析表明：配合物1与2同构，其结构由3个Ln(Ⅲ)离子、5个二苯甲酰甲烷阴离子(dbm^-)、2个席夫碱配体L^2-、2个配位的CH₃OH及1个结晶CH₂Cl₂分子组成。3个中心Ln(Ⅲ)离子通过4个μ₂-O原子相互连接，形成折线形的Ln₃核。生物活性研究表明，配体H₂L、Ln(dbm)₃·2H₂O及配合物1和2均具有较好的抑菌活性。与配体H₂L及Ln(dbm)₃·2H₂O相比较，稀土配合物具有更强的抑菌活性。此外，采用紫外光谱法、循环伏安法和荧光光谱法研究了配合物1和2与小牛胸腺DNA(ctDNA)之间的相互作用，结果表明配合物主要以插入键合的方式与ctDNA结合。

超大硅胺基取代的低价锗化合物可以构建新颖的化学结构，提供有学术价值的新发现。二配位的超大硅胺基氯锗宾Ge(N(SiⁱPr₃)₂)Cl (1)具有空的4p轨道和孤电子对。针对这2个特点，研究了化合物1的热构型转换和菲醌氧化加成反应。1的温热分解生成了立方四锗卡宾Ge₄(NSiⁱPr₃)₄ (2)，与菲醌(L)定量氧化加成生成了胺基一氯菲二酚合锗(IV)：[Ge(N(SiⁱPr₃)₂)(L)Cl] (3)。表征了2个产物的单晶结构与组成。四锗卡宾2本质上是锗异腈的四聚体，分子呈现出畸变的立方体构型，4个Ge原子和4个N原子构成了中心立方体的8个顶点。其中Ge—N键长为0.203 6(3) nm，N—Ge—N与Ge—N—Ge的键角分别为85.51(18)°和94.32(16)°，立方体的侧面接近平行四边形。理论计算首次揭示了四锗卡宾2的成键面貌。自然键轨道(NBO)给出Ge₄N₄骨架上的20个分子轨道。轨道定域化的计算结果完好地呈现出4对Ge孤对电子、12个Ge—N键和4个Si—N键的定域轨道，能量分别为-12.22、-15.12和-20.12 eV。Ge孤对电子主要保留了4s电子的特性，而Ge—N键主要由N的2s轨道(18.4%)和2p轨道(71.3%)、Ge的4s轨道(0.75%)和4p轨道(9.43%)综合贡献形成。在化合物3的分子中，Ge^Ⅳ采取sp³杂化，由于空间位阻与非对称配位，与另外4个配位原子形成非对称四面体构型。

抗癌药物伊立替康中间体7-乙基喜树碱的合成是杂环芳烃的烷基化反应。本案例通过将实验过程与药物合成和“健康中国”相关联，对实验进行了创新性的思政融入设计。师生全员在案例的导入、研讨、实施、反思与考核的全过程进行全方位的课程思政教育，解决了实验课只注重实验内容而忽略思政教育的问题，实现了“三全育人”。在此过程中不仅激发了学生的学习兴趣，有效地进行了科学思维和创新思维的训练，培养了学生的探索精神和创新意识，而且强化了学生提高原子利用率的绿色化学意识、环保意识和可持续发展意识，提升了学生为健康中国贡献力量的责任感和使命感，坚定了学生运用所学专业知识服务国家的决心和信心。

在结构化学教学中，晶体结构的多样性、复杂性和抽象性使教学难度增加，本文介绍了笔者在教学实践中根据晶体结构的对称性，以具体–抽象–具体主线，以“抽取共性–讲透典型–衍生个性”为核心，构建晶体结构知识点图谱的拓展教学方法。具体做法是以等径圆球密堆积及其空隙类型/分布作为共性的出发点，通过填隙模型得到典型晶体的结构，通过取代/添加/去除/衍生等方式建立具有多样性的具体物质的晶体结构，形成直观和有脉络关系的知识图谱。可以加深学生理解晶体结构教学中的共性与个性，达到知识理解与迁移运用的目的。

芳香亲核取代反应被有机化学家广泛地用于有机化合物的合成，是最重要的合成反应之一。教材中对于该反应机理的介绍为分步过程，但是随着研究的深入，通过协同过程的芳香亲核取代反应已经被广泛证实。本文简要回顾了分步进行的芳香亲核取代反应，重点介绍了协同芳香亲核取代反应的几个实例，阐述了反应设计对机理研究的重要性。通过将科研成果融入教学过程，有助于进一步加深对芳香亲核取代反应的理解。

“新医科”是一种从治疗为主到兼具预防、治疗、康养的生命健康全周期的医学新理念。本文依据“新医科”理念，针对《医学基础化学实验》教材中的“氧化还原反应和电极电位”部分实验进行了“医学-化学-生物”等学科的交叉、融合与创新，具体有：(1) 电池电动势的测量实验中用乙二胺四乙酸钠(Na₄Y)代替浓氨水，实现样品体系中Cu²⁺/Zn²⁺浓度的变化；(2) 氧化还原反应与电极电位的关系实验中用维生素C (Vc)的C₆H₆O₆ (氧化型)/C₆H₈O₆ (还原型)电对替代Br₂/Br⁻电对，实现不同电对氧化还原性质的对比研究；(3) 增设谷胱甘肽还原Fe³⁺的实验，实现医学热点—细胞铁死亡过程的跨界思考。通过系列改进使实验变得绿色环保和医教结合，对诠释基础化学中的“新医科”理念具有重要意义。

针对结构化学课程知识点繁多和概念碎片化、学生难以形成学科框架和完整知识体系的困境，本文提出以“薛定谔方程–近似模型–核心概念–简单应用”为主线，以一维势箱自由粒子模型、单电子类H体系、多电子原子、H₂⁺分子离子、H₂分子、多原子分子等“六条分支”来构建学科的逻辑框架与知识点图谱。使碎片化的知识重构关联，形成完整的知识链，帮助学生理解重要概念的逻辑关系、产生脉络及相互联系，并且为学生提供知识迁移的情境，达到知识理解与运用的目的。

本科普实验以青少年喜爱的魔幻文学人物哈利波特中国行为主题，以他的武汉之旅展开行程，用实验呈现博物馆的青铜器修复技术，“知音号”游轮的牺牲阳极法防腐技术，武汉长江大桥的水泥固化和桥头堡及桥墩的3D打印技术，黄鹤楼绘制的碳量子点制备技术；在潜移默化中传播化学知识。