基础化学实验不仅可以验证化学理论和训练实验技能，更应注重学生分析问题、解决问题能力的提升。针对基础学科拔尖学生的培养，我们本着因材施教的理念，开展了基础化学实验课程的教学内容、知识体系、教学方法的改革和实践。通过构建以“学”为中心、问题为导向的教学模式，系统提升实验教学在人才培养中的效果和作用。

化学键理论是无机化学重要学习内容，从经典共价键理论到分子轨道理论均展现出丰富的科学内涵。但化学键理论的多样性和适用局限性，给学生学习和理解带来了一定的困难。尤其在对化合物性质进行分析时，选用不同的理论可能得到不同的结论。因此，本文聚焦于化学研究的核心思想，即“构效关系”的分析，以“101计划”推动人才培养从“知识为主”转向“能力为先”的实施目标出发，从学生的学习体验和收获视角讨论TBL教学法的引入对学生建立化学键理论的整体知识框架，以及提升运用相关理论理解、分析与解决实际问题综合能力的作用。

人工智能技术的迅猛发展及自动化技术的应用，在化学研究领域引起了研究范式的变化。以高通量技术提供的海量数据为基础的第四范式型科研逐渐在预测、合成、分析等领域投入应用。数字化虚拟实验、高通量筛选、智能识别分析等新型科研方式的运用与自动化实验室的构建，可以有效降低研究的时间与经济成本，显著提升研究效率。第四范式在化学研究领域的应用，引发了化学家从化学劳工向“创新领导者”角色的进化。本文以化学反应预测、化学合成、分析化学等为例，详细阐述第四范式型科研在化学研究领域的应用模式，分析了在该模式下化学家任务与角色的转变，并对时代背景下高等化学教育中AI赋能的教学改革、新型化学家的培养所面临的挑战等问题进行了思考。