在日新月异的技术变革中，人工智能(AI)正以前所未有的速度重塑教育教学的面貌，极大丰富了高等教育的教学资源和教学方式。在“新工科”背景下，本文以无机化学课程为例，针对传统课程教学环节存在的问题，积极探索改革路径。本课程充分利用信息化技术手段，综合运用“AI赋能”的线上线下混合式教学，营造全方位育人的智慧课堂教学体系，增强学生学习的积极性和主动性；同时在教学中深入有效地融入“AI赋能”的课程思政教育，实现价值引领、知识传授和能力培养的有机融合。

导电水凝胶传感器因其高灵敏度和柔性特点，在智能交互领域展现出巨大的应用潜力。本实验以甲基丙烯酸为单体、MXene为导电填料，通过自由基聚合制备复合水凝胶，构建机器学习辅助的书写识别系统。实验将科研前沿与教学融合，结合跨学科设计，提升学生创新能力，同时使其深刻体会到数字化设计与智能化技术对社会发展的重要意义。

本文以“太阳能电池性能提升技术”课程为案例，通过引入元认知理论，深化研究生专业课程的思政教育元素融入。详细探讨了元认知深化对专业课程思政教育的影响，包括专业深度与广度的统一、跨学科思维、自主学习与批判性思维、社会责任感、创新能力和个体终身学习态度。通过反思性学习活动，促进学生元认知能力提升，将专业知识学习与思政教育元素有机融合，培养全面发展的高层次专业人才。为培养全面素质研究生人才提供了有益思路，符合当前高等教育趋势，也契合中国特色社会主义培养目标。

随着现代信息技术的发展，运用互联思维打造立体化教材已经成为高校教材改革的趋势。储能科学与工程作为新兴专业，面临着紧迫的教材体系建设任务。本文以《电化学基础教程》立体化教材的设计与实施为例，从解决教学问题的方法入手，提出了新形态立体化教材的建设路径和一些行之有效的建设方法。希望能为新形态教材改革提供有益思路。

在物理化学课程中引入思维导图和探究实验，搭建思政元素与物理化学教学内容的桥梁，培养了学生的创新思维能力和科学探究精神，提升了学生的社会责任感和自豪感。以物理化学课程中“表面张力和表面Gibbs自由能”部分内容作为教学案例，阐述了课程思政融入教学的实施过程。

针对通识课程教学中普遍存在的问题和“化学与人类文明”课程的教学现状，聚焦课程的“智慧性”建设，建设知识图谱，开设AI助教，创新SCIENCE教学模式，增加学习任务的挑战度，改革评价方式，加强学习过程的评价。将知识图谱和AI助教应用于不同专业学生的个性化学习导航和精准的学习评价。通过教学实践初步证实了AI赋能的教学改革解决了通识课程教学中的痛点问题，转变了师生对通识课程的态度，提高了学生的参与度，提升了学生的科学素养和高阶学习能力。

在数字化推动下，将有安全风险且耗时长的科研课题“氯化氢催化氧化及反应动力学研究”以虚拟仿真的形式设计为应用化学综合实验，使难以开展现场教学的科研课题实现课堂化，内容从微观化学结构到宏观化工工艺，契合新工科建设理念和要求。实验内容涉及了催化剂的制备、催化剂的表征、晶体结构分析、化学反应机理预测、催化反应动力学测试等多项内容，以数字化虚拟仿真的形式展开，确保了实验安全，提高了实验教学效率和学生的学习效率，三维效果提升了学生的体验感，互动性增加了学生的参与感。在课程时间内学生学习了催化学科的前沿研究内容并经历了从微观化学结构到宏观化工工艺的完整研究过程，激发了学生的学习兴趣和积极性，培养了学生的信息素养和科研素养。

光催化燃料电池光阳极活性材料的合理设计对开发高灵敏自供能电化学传感器至关重要。实现光阳极中电荷定向迁移和缩短传输路径是提升光催化燃料电池析氧反应性能的挑战。本文设计了一种具有N–W–O共价键的钨原子分散富碳石墨相氮化碳(W-CN-C)光阳极，用于构建对重金属铜离子检测的自供能光催化燃料电池传感器。通过自组装、剥离和热诱导相结合制备W-CN-C。N–W–O共价键作为界面电荷传输通道，促进电荷载流子分离与迁移。形成的富碳结构增加碳含量，进而增强W-CN-C的π-电子离域，从而显著拓宽太阳光响应范围。原子分散的钨提供活性位点，增强W-CN-C光阳极与电解质界面间的析氧反应动力学。这些协同效应显著提高可见光吸收能力和电荷分离与转移效率，增强W-CN-C光阳极的光电转换效率，表现出优异的析氧反应性能。基于Pt@C电催化剂阴极优异的氧还原反应性能，所构建的光催化燃料电池平台展现出增强的开路电位。在W-CN-C光阳极表面锚定对铜离子特异性识别的探针，构建了自供能光催化燃料电池传感平台，用于检测铜离子。铜离子与探针形成的复合物阻碍W-CN-C光阳极的电子传输，改变光催化燃料电池的输出检测信号。所构筑的传感器表现出跨越五个数量级的宽检测范围(2.0 × 10⁻²–9.2 × 10² nmol L⁻¹)、低检测限(7.0 pmol L⁻¹)、对常见干扰物的高选择性，以及对水生环境中重金属铜离子检测的可行性。此外，以万用表作为信号输出装置，传感平台实现对铜离子的自供能和便携式检测，检测范围为0.25–1.3 × 10² nmol L⁻¹，检测限为84 pmol L⁻¹。这项工作利用原子分散级金属引入的共价键作为电荷转移通道设计高性能光阳极，为构筑对环境检测的高灵敏自供能电化学传感器提供了思路。

基础化学是理工科拔尖人才培养的核心课程，但其教材内容更新常滞后于学科前沿发展，难以满足学生在科学思维、创新能力及跨学科视野方面的培养需求。为此，北京航空航天大学依托“101计划”与拔尖人才培养体系，构建了“基础理论-技术手段-问题探究-学科应用”四维课程教学体系，形成“经典与前沿结合、理论与案例贯通”的教学模式。该模式以化学知识的发展脉络为主线，在教学中融入“氢键结构发展”等典型案例，引导学生从掌握基础逐步迈向探索前沿与实际应用进阶。教学实践表明，该模式有效提升了学生的课堂参与度与科研兴趣，增强其批判性思维与创新实践能力。该研究为本科基础化学课程改革提供可行路径，也为高校理工科拔尖创新人才培养提供了参考。

基于《高等学校课程思政建设指导纲要》的指导精神，结合化学类专业物理化学课程教学大纲与培养方案，选取“能斯特方程”推导与应用为案例，运用科学史观培育、创新思维塑造、社会责任渗透三个维度，采用5E教学设计，构建线上线下混合式教学模式，将思政元素有机融入专业课程教学。通过解析能斯特方程的科学思想史、方法论价值及其在现代能源技术中的应用，引导学生在掌握专业知识的同时，树立正确的价值观和科学精神，培养自主探究与知识迁移能力。与以往研究相比，本研究创新性地将思政教育与物理化学课程知识体系深度融合，既保持了专业课程的学术深度，又实现了价值塑造的教育目标，为化学类专业课程思政建设提供了具有示范性和可操作性的参考案例，助力高等教育实现“价值塑造、知识传授、能力培养”三位一体的育人目标。