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大学化学
University Chemistry
主管 : 教育部
刊期 : 月刊主编 : 王颖霞
语种 : 中文主办 : 北京大学、中国化学会
ISSN : 1000-8438 CN : 11-1815/O6展开 >《大学化学》是教育部主管、北京大学和中国化学会共同主办的教育研究性学术刊物，本刊以深化大学化学教育改革为宗旨，为促进教师知识更新、扩大学生知识面、提高化学教学水平服务。读者对象为高等学校化学教师、研究生、本科生、中学化学教师和对化学有浓厚兴趣的中学生，以及化学教育领域的各级管理人员和其他岗位上的化学工作者。现已被中国期刊网全文数据库、万方数据库、台湾华艺数据库、中文科技期刊数据库（全文版）、美国化学文摘等多家数据库收录。
主要栏目内容和要求包括：
（1）今日化学――介绍化学各学科前沿领域及与化学相关交叉学科的发展动向、前景；在国民经济中的应用和展望。要求文章内容新颖，有学术见解，文字表述深入浅出，有启发性。
（2）教学研究与改革――研究高校化学教育改革中的重大问题，对化学教学中具有普遍性的问题发表创见；交流化学教学改革的经验，讨论教学中的难点和重点；介绍新的教学内容和方法等。要求观点有新意，经验有实践基础，避免空泛议论和设想；文字精练，图表清晰准确。
（3）知识介绍――介绍化学学科领域在理论、实践、应用方面的新知识与新发展。要求概念准确，避免重复书刊的内容；文字简练，内容具有启发性。
（4）计算机与化学――介绍计算机化学的最新进展；开展计算机化学应用软件和辅助化学教学软件的交流。
（5）化学实验――实验教学的目标研究；新实验的设计和现有实验的改进；现代化仪器设备在实验中的应用；实验室管理的新经验等。要求内容翔实，数据可靠，方法具有推广使用价值。
（6）师生笔谈－－交流学习心得；探讨能启发创造性思维的问题；介绍具有启发性的解题方法等。要求文章内容生动，主题突出。
（7）自学之友――刊登疑难解释，专题辅导，点滴经验，一事一议。要求文章观点明确，短小精悍。
本刊还设有化学史、国外化学教育、书刊评介、科技书讯、动态与信息等栏目。
欢迎高校师生及其他部门的化学教学、科研人员为本刊撰写稿件。
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2024, 39(11): 1-8
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402013
摘要:
为了满足对人才的需求，并融入“四新”建设，构建了“理实融通、驱动创新”的混合式教学模式，使教书育人相得益彰。根据无机化学课程的特点，通过重构课程内容和建设资源库、创新“一互通、三融合、二反思”的教学方法、建立“三位一体”的考核评价机制以及创建全新创新实践活动等多项举措，将创新创业教育与课程教学深度融合。“理实融通、驱动创新”的教学模式让学生掌握专业知识的同时，强化了学生的科学素养、创新思维和科研能力，支撑“四新建设”。
为了满足对人才的需求，并融入“四新”建设，构建了“理实融通、驱动创新”的混合式教学模式，使教书育人相得益彰。根据无机化学课程的特点，通过重构课程内容和建设资源库、创新“一互通、三融合、二反思”的教学方法、建立“三位一体”的考核评价机制以及创建全新创新实践活动等多项举措，将创新创业教育与课程教学深度融合。“理实融通、驱动创新”的教学模式让学生掌握专业知识的同时，强化了学生的科学素养、创新思维和科研能力，支撑“四新建设”。
2024, 39(11): 9-14
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402003
摘要:
课程思政是人才培养的必备内容，专业课程是课程思政建设的重要载体。本文针对中医药院校物理化学的课程特点，以相平衡章节中水的相图为例，阐述课程思政教学的设计与实施，探索将思政元素与专业知识有机融合的思路和方法，以期为物理化学的课程思政教学提供参考。
课程思政是人才培养的必备内容，专业课程是课程思政建设的重要载体。本文针对中医药院校物理化学的课程特点，以相平衡章节中水的相图为例，阐述课程思政教学的设计与实施，探索将思政元素与专业知识有机融合的思路和方法，以期为物理化学的课程思政教学提供参考。
2024, 39(11): 15-19
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402054
摘要:
物理化学课程是化学化工及相关理工科专业的一门重要基础课，具有理论概念抽象和公式推导较多等特点，是公认的教学难度大的课程。随着大批青年教师进入高校承担起物理化学的教学工作，如何提高教学水平是一件重要且紧迫的事情。本文从作者自身体会谈起，总结五年来在注重积累、重视习题、密切交流、联系实际、内容关联和重视实验等方面的经验，以期抛砖引玉，为青年教师提高教学水平提供一定的借鉴和参考。
物理化学课程是化学化工及相关理工科专业的一门重要基础课，具有理论概念抽象和公式推导较多等特点，是公认的教学难度大的课程。随着大批青年教师进入高校承担起物理化学的教学工作，如何提高教学水平是一件重要且紧迫的事情。本文从作者自身体会谈起，总结五年来在注重积累、重视习题、密切交流、联系实际、内容关联和重视实验等方面的经验，以期抛砖引玉，为青年教师提高教学水平提供一定的借鉴和参考。
2024, 39(11): 20-27
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402023
摘要:
本文从知识体系、应用拓展、科学家贡献三个维度梳理了界面物理化学中蕴含的科学精神、科学伦理和家国情怀等思政元素。并以“弯曲表面上的附加压力”一节为例开展了教学实践，通过线上线下、课前课中课后、教师和学生等多种混合方式，在课程教学不同环节融入思政元素。该模式为理工类专业课程融入思政教育提供了参考。
本文从知识体系、应用拓展、科学家贡献三个维度梳理了界面物理化学中蕴含的科学精神、科学伦理和家国情怀等思政元素。并以“弯曲表面上的附加压力”一节为例开展了教学实践，通过线上线下、课前课中课后、教师和学生等多种混合方式，在课程教学不同环节融入思政元素。该模式为理工类专业课程融入思政教育提供了参考。
2024, 39(11): 28-37
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402019
摘要:
针对当前物理化学实验教学中存在的问题，秉承成果导向(OBE)教育理念，精心设计各个教学环节，将传统的“课前预习、课堂实验、课后报告”三步实验教学模式细分为“课程导入、课前预习、课堂翻转、课程实验、实验报告、课后提升、成绩评定、课程座谈”八个教学环节，在物理化学实验中构建了“一个理念+八个环节”线上线下混合式教学体系。该体系的建立旨在驱动有效的教与学，将知识传授、能力培养、思维训练融入每个环节，培养学生独立思考、自主学习能力，提升学生的综合创新能力，同时也为同类院校的实验教学改革提供借鉴与参考。
针对当前物理化学实验教学中存在的问题，秉承成果导向(OBE)教育理念，精心设计各个教学环节，将传统的“课前预习、课堂实验、课后报告”三步实验教学模式细分为“课程导入、课前预习、课堂翻转、课程实验、实验报告、课后提升、成绩评定、课程座谈”八个教学环节，在物理化学实验中构建了“一个理念+八个环节”线上线下混合式教学体系。该体系的建立旨在驱动有效的教与学，将知识传授、能力培养、思维训练融入每个环节，培养学生独立思考、自主学习能力，提升学生的综合创新能力，同时也为同类院校的实验教学改革提供借鉴与参考。
2024, 39(11): 38-43
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402066
摘要:
创新人才培养是高等教育的永恒主题。本文介绍了浙江理工大学化学与化工学院在创新化学人才培养方面的探索与实践；以学术科研为牵引，通过优化课程构架、健全科研实践体系、加强导师队伍建设三方面，将学术科研有机融入本科生培养过程，促进科教融合，加强理实融通，提升学生思辨能力和实践创新水平，培养卓越化学人才。
创新人才培养是高等教育的永恒主题。本文介绍了浙江理工大学化学与化工学院在创新化学人才培养方面的探索与实践；以学术科研为牵引，通过优化课程构架、健全科研实践体系、加强导师队伍建设三方面，将学术科研有机融入本科生培养过程，促进科教融合，加强理实融通，提升学生思辨能力和实践创新水平，培养卓越化学人才。
2024, 39(11): 44-51
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402059
摘要:
由于化学热力学知识抽象，因而被认为难以进行课程思政。本文以其中“化学反应热”教学内容为例，给出我们“润物细无声”地把思政元素融入教学的实践过程，以及实现对学生知识-能力-素质“三位一体”培养目标的点滴经验。
由于化学热力学知识抽象，因而被认为难以进行课程思政。本文以其中“化学反应热”教学内容为例，给出我们“润物细无声”地把思政元素融入教学的实践过程，以及实现对学生知识-能力-素质“三位一体”培养目标的点滴经验。
2024, 39(11): 52-56
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402015
摘要:
新时代背景下，如何培养高校大学生的就业能力，提升就业核心竞争力是当前高校就业工作亟待解决的重大问题。本论文分析了地方高校材料化学专业本科生能力培养和就业现状，结合实践经验从思想引导和能力培养两个方面入手，探索产教融合(I)理念，工程教育认证(E)，科教融汇(S)方式，课程思政(M)融入培养体系，研究和探讨了提升材料化学专业学生就业核心竞争力的“IESM”人才培养体系，为地方高校材料化学专业学生人才培养体系提供借鉴。
新时代背景下，如何培养高校大学生的就业能力，提升就业核心竞争力是当前高校就业工作亟待解决的重大问题。本论文分析了地方高校材料化学专业本科生能力培养和就业现状，结合实践经验从思想引导和能力培养两个方面入手，探索产教融合(I)理念，工程教育认证(E)，科教融汇(S)方式，课程思政(M)融入培养体系，研究和探讨了提升材料化学专业学生就业核心竞争力的“IESM”人才培养体系，为地方高校材料化学专业学生人才培养体系提供借鉴。
2024, 39(11): 57-64
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403095
摘要:
针对分析化学理论及实验教学改革，运用CiteSpace工具深入分析了我国分析化学教学改革的文献资料。通过可视化分析识别出分析化学教学中的关键改革热点，如融合翻转课堂、互联网+、慕课等现代教育技术的实践教学模式。同时探讨了课程思政融合、信息化教学和新工科理念等前沿教学趋势，旨在为分析化学的教学改革提供理论依据。
针对分析化学理论及实验教学改革，运用CiteSpace工具深入分析了我国分析化学教学改革的文献资料。通过可视化分析识别出分析化学教学中的关键改革热点，如融合翻转课堂、互联网+、慕课等现代教育技术的实践教学模式。同时探讨了课程思政融合、信息化教学和新工科理念等前沿教学趋势，旨在为分析化学的教学改革提供理论依据。
2024, 39(11): 65-71
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403072
摘要:
本文结合人工智能技术及其在化学相关研究中的实际应用，探讨了人工智能与化学课程的建设方案。提出了人工智能与化学实验课程的教学目标、课程设置与教学大纲、实施方法及教学效果，并介绍了人工智能与化学实验课程及AI+化学化工虚拟仿真平台建设。为我国化学教育及未来化学研究提供助力。
本文结合人工智能技术及其在化学相关研究中的实际应用，探讨了人工智能与化学课程的建设方案。提出了人工智能与化学实验课程的教学目标、课程设置与教学大纲、实施方法及教学效果，并介绍了人工智能与化学实验课程及AI+化学化工虚拟仿真平台建设。为我国化学教育及未来化学研究提供助力。
2024, 39(11): 72-78
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403105
摘要:
科教协同是当今高校教学改革发展的重要方向，有利于培养具有创新精神和实践能力相结合的拔尖创新人才。有机化学是中医药院校药学类各专业的一门理论性和实践性并重的专业基础课。随着有机化学理论知识和实验技术的突飞猛进，在药学类专业有机化学教学中引入科教协同理念势在必行。本文以卤代烃亲核取代反应历程SN2/SN1为例，对教学过程进行再编排，将专业素养和科研前沿融于教学内容中，提高课堂的教学质量，提升学生的专业认同感、使命感，培养科学精神和家国情怀。
科教协同是当今高校教学改革发展的重要方向，有利于培养具有创新精神和实践能力相结合的拔尖创新人才。有机化学是中医药院校药学类各专业的一门理论性和实践性并重的专业基础课。随着有机化学理论知识和实验技术的突飞猛进，在药学类专业有机化学教学中引入科教协同理念势在必行。本文以卤代烃亲核取代反应历程SN2/SN1为例，对教学过程进行再编排，将专业素养和科研前沿融于教学内容中，提高课堂的教学质量，提升学生的专业认同感、使命感，培养科学精神和家国情怀。
2024, 39(11): 79-86
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403048
摘要:
为促进物理化学及实验教学的模式改革与创新，以化学反应动力学为研究主线，借助逆向性(UbD)教学模式，通过预设学习目的、确定评价体系和设计教学环节，实现高效教学。逆向性教学实践的课程设计，不仅能提高学生自主学习积极性，提升思政、探究以及创新能力，帮助学生构建知识体系，还能让学生知识和技能迁移、原理和态度迁移，为高校人才培养提供新途径。
为促进物理化学及实验教学的模式改革与创新，以化学反应动力学为研究主线，借助逆向性(UbD)教学模式，通过预设学习目的、确定评价体系和设计教学环节，实现高效教学。逆向性教学实践的课程设计，不仅能提高学生自主学习积极性，提升思政、探究以及创新能力，帮助学生构建知识体系，还能让学生知识和技能迁移、原理和态度迁移，为高校人才培养提供新途径。
2024, 39(11): 87-95
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403001
摘要:
以成果导向教育(OBE)理念为指导，在仪器分析课程教学中以学生为中心，融入课程思政进行教学实践，使课程思政回归课程教学的本源。以绪论一章为例，分别在课前、课中、课后教学环节中融入思政教学，教与学密切结合，课内与课外密切结合，将科学精神和科学思维全方位的落实到整个教学过程中，使学生成为课程思政学习和实践的主体，构建学习闭环和思政闭环。基于OBE理念和思政育人目标的一致性，实现知识传授、能力培养、价值塑造三位一体的教学目标，提升课程的教学效果与质量。
以成果导向教育(OBE)理念为指导，在仪器分析课程教学中以学生为中心，融入课程思政进行教学实践，使课程思政回归课程教学的本源。以绪论一章为例，分别在课前、课中、课后教学环节中融入思政教学，教与学密切结合，课内与课外密切结合，将科学精神和科学思维全方位的落实到整个教学过程中，使学生成为课程思政学习和实践的主体，构建学习闭环和思政闭环。基于OBE理念和思政育人目标的一致性，实现知识传授、能力培养、价值塑造三位一体的教学目标，提升课程的教学效果与质量。
2024, 39(11): 96-107
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403006
摘要:
基于“结构-性质-应用-制备”一体化原则和“专业-能力-素质”有机融合的指导思想，通过完善教学内容、渗透学科前沿、还原化学史、融入课程思政、设置开放性思考题及引入线上教学等手段，对碳族元素教学内容进行了重构。重构后的课程体现了“高阶性、创新性和挑战度”，实现了《无机化学》课程的综合育人功能。
基于“结构-性质-应用-制备”一体化原则和“专业-能力-素质”有机融合的指导思想，通过完善教学内容、渗透学科前沿、还原化学史、融入课程思政、设置开放性思考题及引入线上教学等手段，对碳族元素教学内容进行了重构。重构后的课程体现了“高阶性、创新性和挑战度”，实现了《无机化学》课程的综合育人功能。
2024, 39(11): 108-116
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403030
摘要:
化学工业是国民经济的基础产业和支柱产业，而化工过程开发与设计在化工生产中扮演着至关重要的角色，是调整产业结构、优化产业布局、提高自主创新能力及发展循环经济的重要基础和支撑。本文创新性地提出基于准时制“Just-in-Time”动态精准对接产业需求的教学模式，结合环戊烯绿色催化氧化制戊二酸技术开发对化工过程开发与设计课程进行教学改革，并构建了一种高校化工专业课程建设与产业需求精准对接的动态调整机制，寄望为校企协同育人提供参考和借鉴。
化学工业是国民经济的基础产业和支柱产业，而化工过程开发与设计在化工生产中扮演着至关重要的角色，是调整产业结构、优化产业布局、提高自主创新能力及发展循环经济的重要基础和支撑。本文创新性地提出基于准时制“Just-in-Time”动态精准对接产业需求的教学模式，结合环戊烯绿色催化氧化制戊二酸技术开发对化工过程开发与设计课程进行教学改革，并构建了一种高校化工专业课程建设与产业需求精准对接的动态调整机制，寄望为校企协同育人提供参考和借鉴。
2024, 39(11): 117-130
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403065
摘要:
一流的教学内容要求达到“知识-能力-素质有机融合”。“配位化学基础”教学内容作为无机化学理论基础之一的主章节，应在教育部提倡的“专业-能力-素质有机融合”育人精神指导下，突破长期存在的固化框架，构建新的课程设计，加强基础概念的科学性和准确性，培养学生学以致用的能力，提高学生的科学素养，体现“高阶性、创新性和挑战度”。提议将章名改为“配位化合物基础及应用”，内容扩充描绘为6个模块；尽量使教学内容的重构在保证基本面知识结构的前提下与时俱进，适当凸显配位化学发展中的最新理论、最新研究成果、最新前沿、实践成果；同时凸显“专业与思政同向同行”，充分发挥课程育人功能，从专业、能力、素质全方位促进学生学业发展。
一流的教学内容要求达到“知识-能力-素质有机融合”。“配位化学基础”教学内容作为无机化学理论基础之一的主章节，应在教育部提倡的“专业-能力-素质有机融合”育人精神指导下，突破长期存在的固化框架，构建新的课程设计，加强基础概念的科学性和准确性，培养学生学以致用的能力，提高学生的科学素养，体现“高阶性、创新性和挑战度”。提议将章名改为“配位化合物基础及应用”，内容扩充描绘为6个模块；尽量使教学内容的重构在保证基本面知识结构的前提下与时俱进，适当凸显配位化学发展中的最新理论、最新研究成果、最新前沿、实践成果；同时凸显“专业与思政同向同行”，充分发挥课程育人功能，从专业、能力、素质全方位促进学生学业发展。
2024, 39(11): 131-135
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402018
摘要:
自由基物种的电子富裕或缺少程度以及极性效应是支配其反应性和选择性的关键因素。一般来说，自由基可以根据电负性、反应性能或得失电子后物种的稳定性等划分为亲核自由基和亲电自由基。本文着重介绍一系列常见碳原子中心自由基和杂原子中心自由基的亲核性或亲电性的分类原则和方法，同时提供若干合成化学中的具体应用实例。
自由基物种的电子富裕或缺少程度以及极性效应是支配其反应性和选择性的关键因素。一般来说，自由基可以根据电负性、反应性能或得失电子后物种的稳定性等划分为亲核自由基和亲电自由基。本文着重介绍一系列常见碳原子中心自由基和杂原子中心自由基的亲核性或亲电性的分类原则和方法，同时提供若干合成化学中的具体应用实例。
2024, 39(11): 136-145
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401083
摘要:
含氮杂环类化合物广泛存在于自然界，具有多种生物活性。近几年，使用含氮环烷烃作为原料合成含氮芳烃成为目前的一个研究热点，该方法无需导向基团，可选择性地一步实现C—C、C—N、C—S和C—Se键的构建和芳构化。本文整理了近年来有关该方法构建功能化喹啉和吲哚的文献报道，进行了系统的梳理和综述，并对该领域未来的发展作出展望。
含氮杂环类化合物广泛存在于自然界，具有多种生物活性。近几年，使用含氮环烷烃作为原料合成含氮芳烃成为目前的一个研究热点，该方法无需导向基团，可选择性地一步实现C—C、C—N、C—S和C—Se键的构建和芳构化。本文整理了近年来有关该方法构建功能化喹啉和吲哚的文献报道，进行了系统的梳理和综述，并对该领域未来的发展作出展望。
2024, 39(11): 146-157
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403087
摘要:
通过自由基途径的烯烃1,2-双官能团化反应是有机合成中从烯烃直接构建C—X (X = C, N, O…)键的重要手段，其优点包括良好的区域选择性、步骤经济性和原子经济性，符合绿色化学的发展要求。含有碳-氧键的有机功能化合物种类很多，发展简单高效构建碳-氧键的合成方法是有机化学家广泛关注的研究领域。本文综述了在构建碳-氧键的同时，构建碳-碳键、碳-氮键、碳-硫键和碳-卤键的反应研究进程，并对该领域的未来发展方向进行了展望。
通过自由基途径的烯烃1,2-双官能团化反应是有机合成中从烯烃直接构建C—X (X = C, N, O…)键的重要手段，其优点包括良好的区域选择性、步骤经济性和原子经济性，符合绿色化学的发展要求。含有碳-氧键的有机功能化合物种类很多，发展简单高效构建碳-氧键的合成方法是有机化学家广泛关注的研究领域。本文综述了在构建碳-氧键的同时，构建碳-碳键、碳-氮键、碳-硫键和碳-卤键的反应研究进程，并对该领域的未来发展方向进行了展望。
2024, 39(11): 158-173
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403106
摘要:
轴手性化合物具有独特的手性结构，在不对称催化、医药、光电材料和天然产物等诸多领域具有重要应用。近年来轴手性化合物对映选择性合成取得了较大的研究进展，在手性轴的类型上除了传统的C—C轴和C—N轴以外，N—N轴、C—S轴、C—O轴和C—B轴手性化合物的不对称合成也取得了新的突破。本文综述了近年来各类轴手性化合物不对称合成的研究进展，并对该领域未来的发展方向进行了展望。
轴手性化合物具有独特的手性结构，在不对称催化、医药、光电材料和天然产物等诸多领域具有重要应用。近年来轴手性化合物对映选择性合成取得了较大的研究进展，在手性轴的类型上除了传统的C—C轴和C—N轴以外，N—N轴、C—S轴、C—O轴和C—B轴手性化合物的不对称合成也取得了新的突破。本文综述了近年来各类轴手性化合物不对称合成的研究进展，并对该领域未来的发展方向进行了展望。
2024, 39(11): 174-181
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402064
摘要:
黄曲霉毒素是主要由曲霉真菌产生的毒性次生代谢产物，在食品、药材等产品的运输、存储过程中极易产生，对人和动物能够产生高致癌效力，已成为一种全球性广泛关注的安全危害因素。一直以来，研究者们努力开发各种有效的策略来降解食品和药材中的黄曲霉毒素，这些方法涵盖了物理、化学以及生物学等各类技术手段，其中光辐射消除方法因其操作简单、成本低廉、消除效率高和不破坏样品成分等特点而受到广泛的关注。因此，本文重点综述了现代光学方法在去除黄曲霉毒素上的应用，包括紫外、红外、脉冲强光、光催化、等离子体等方法，为开发高效便捷、安全可控的黄曲霉毒素去除方法提供参考。
黄曲霉毒素是主要由曲霉真菌产生的毒性次生代谢产物，在食品、药材等产品的运输、存储过程中极易产生，对人和动物能够产生高致癌效力，已成为一种全球性广泛关注的安全危害因素。一直以来，研究者们努力开发各种有效的策略来降解食品和药材中的黄曲霉毒素，这些方法涵盖了物理、化学以及生物学等各类技术手段，其中光辐射消除方法因其操作简单、成本低廉、消除效率高和不破坏样品成分等特点而受到广泛的关注。因此，本文重点综述了现代光学方法在去除黄曲霉毒素上的应用，包括紫外、红外、脉冲强光、光催化、等离子体等方法，为开发高效便捷、安全可控的黄曲霉毒素去除方法提供参考。
2024, 39(11): 182-188
doi: 10.12461/PKU.DXHX202404113
摘要:
“我们能人工合成一个细胞吗？Can a cell be artificially synthesized？”——这是2021年《科学》期刊新发布的世界最前沿的125个重大科学问题之一。科学家为了揭示“生命起源”的奥秘以及解决世界关注的重大基础科学问题，设计出人造细胞这类仿生材料。它们最明显的特点就是具有与生物细胞类似的结构与功能。因此，深入研究人造细胞，不仅有利于研究真实细胞的结构与功能机制，还有助于建立非生物物质与真实细胞之间的联系，从而搭建非生命系统与生命系统之间的桥梁，为生命起源等相关研究提供实验与理论依据。而磷脂囊泡作为目前应用最为广泛的人造细胞更是有着广阔的应用前景。为了使“磷脂囊泡”这类材料以及相关研究技术得到更广泛的认识，本文基于耳熟能详的四大名著之一——《西游记》，讲述了孙悟空凭借火眼金睛帮助磷脂囊泡战胜癌细胞的故事，介绍了磷脂囊泡的设计和制备、代表功能以及体内治疗案例，以期促进广大读者对该技术的理解，并激发更多该技术潜在的应用可能。
“我们能人工合成一个细胞吗？Can a cell be artificially synthesized？”——这是2021年《科学》期刊新发布的世界最前沿的125个重大科学问题之一。科学家为了揭示“生命起源”的奥秘以及解决世界关注的重大基础科学问题，设计出人造细胞这类仿生材料。它们最明显的特点就是具有与生物细胞类似的结构与功能。因此，深入研究人造细胞，不仅有利于研究真实细胞的结构与功能机制，还有助于建立非生物物质与真实细胞之间的联系，从而搭建非生命系统与生命系统之间的桥梁，为生命起源等相关研究提供实验与理论依据。而磷脂囊泡作为目前应用最为广泛的人造细胞更是有着广阔的应用前景。为了使“磷脂囊泡”这类材料以及相关研究技术得到更广泛的认识，本文基于耳熟能详的四大名著之一——《西游记》，讲述了孙悟空凭借火眼金睛帮助磷脂囊泡战胜癌细胞的故事，介绍了磷脂囊泡的设计和制备、代表功能以及体内治疗案例，以期促进广大读者对该技术的理解，并激发更多该技术潜在的应用可能。
2024, 39(11): 189-195
doi: 10.12461/PKU.DXHX202404094
摘要:
以明矾、绿矾、胆矾为代表的矾类物质在人类生产生活和化学实践中的应用已有上千年历史。本文以一则故事引导读者探索明矾、绿矾和胆矾在净水、食品、杀菌、染色、制酸、医药等不同领域发挥的不同作用，熟悉相关的化学变化，并了解不当使用造成的危害。使读者在学习矾类相关知识的同时，体会化学与社会之间的密切关系。
以明矾、绿矾、胆矾为代表的矾类物质在人类生产生活和化学实践中的应用已有上千年历史。本文以一则故事引导读者探索明矾、绿矾和胆矾在净水、食品、杀菌、染色、制酸、医药等不同领域发挥的不同作用，熟悉相关的化学变化，并了解不当使用造成的危害。使读者在学习矾类相关知识的同时，体会化学与社会之间的密切关系。
2024, 39(11): 196-203
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401022
摘要:
光化学合成技术具有反应条件温和、设备简单、利用光能等优点，近年来已成为合成化学中的一个研究热点。但在目前本科生有机化学实验教学中，鲜见光化学合成反应相关实验。含氟氮杂环广泛存在于天然产物和药物活性分子中，也是有机合成的重要中间体。结合团队近年的科研成果，设计了一个光化学合成二氟吡咯环的综合性实验，由底物和产物制备、结构表征、光化学合成分析等部分组成。此实验可训练提高学生有机合成、结构解析等技能，通过将科研成果转化为有机化学实验教学，激发学生对有机化学实验的学习兴趣，并对培养学生的创新意识和树立“绿色合成”理念具有积极作用。
光化学合成技术具有反应条件温和、设备简单、利用光能等优点，近年来已成为合成化学中的一个研究热点。但在目前本科生有机化学实验教学中，鲜见光化学合成反应相关实验。含氟氮杂环广泛存在于天然产物和药物活性分子中，也是有机合成的重要中间体。结合团队近年的科研成果，设计了一个光化学合成二氟吡咯环的综合性实验，由底物和产物制备、结构表征、光化学合成分析等部分组成。此实验可训练提高学生有机合成、结构解析等技能，通过将科研成果转化为有机化学实验教学，激发学生对有机化学实验的学习兴趣，并对培养学生的创新意识和树立“绿色合成”理念具有积极作用。
2024, 39(11): 204-209
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401009
摘要:
电化学合成是一种绿色、高效、可持续的有机合成方案，但在本科基础实验中的应用并未有效推广。亚砜类化合物常见于功能性有机化合物中，在天然的药物或材料中也有广泛应用。对于亚砜类化合物合成方法的研究在有机合成领域一直是热点话题，但传统的方法存在诸多缺陷。我们开发了一种以氯化钠为电解质将硫化物选择性氧化为亚砜的电化学方案，其中氯化钠起双重作用：(1) 作为电解质；(2) 作为氧化还原介质。
电化学合成是一种绿色、高效、可持续的有机合成方案，但在本科基础实验中的应用并未有效推广。亚砜类化合物常见于功能性有机化合物中，在天然的药物或材料中也有广泛应用。对于亚砜类化合物合成方法的研究在有机合成领域一直是热点话题，但传统的方法存在诸多缺陷。我们开发了一种以氯化钠为电解质将硫化物选择性氧化为亚砜的电化学方案，其中氯化钠起双重作用：(1) 作为电解质；(2) 作为氧化还原介质。
2024, 39(11): 210-216
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401076
摘要:
本文基于一款治疗阿兹海默症的药物——沙芬酰胺甲磺酸盐进行教学设计，以4-(3-氟苄氧基)苯甲醛为起始原料，引入微波合成技术，采用还原胺化策略，经过三步反应，迅速、高效得到目标产物，并采用核磁、熔点和旋光分析方法鉴定结构与纯度。实验设置既兼顾有机综合实验技术的训练，又注重知识的交叉融合。
本文基于一款治疗阿兹海默症的药物——沙芬酰胺甲磺酸盐进行教学设计，以4-(3-氟苄氧基)苯甲醛为起始原料，引入微波合成技术，采用还原胺化策略，经过三步反应，迅速、高效得到目标产物，并采用核磁、熔点和旋光分析方法鉴定结构与纯度。实验设置既兼顾有机综合实验技术的训练，又注重知识的交叉融合。
2024, 39(11): 217-224
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401085
摘要:
本实验通过碳布担载PtBi自支撑电极的制备、表征及电氧化应用，促进“科教融合”，实现创新型人才培养。通过该实验，学生既能更好地理解物理化学中电化学装置和能量转化的内容以及催化剂性能评价指标，激发学生的科研兴趣，又能掌握纳米材料的制备、表征、电化学测试等基本实验技能，培养学生的科学素养，提高学生利用电化学及动力学内容分析性能数据、理解电氧化反应过程及电极过程的能力。
本实验通过碳布担载PtBi自支撑电极的制备、表征及电氧化应用，促进“科教融合”，实现创新型人才培养。通过该实验，学生既能更好地理解物理化学中电化学装置和能量转化的内容以及催化剂性能评价指标，激发学生的科研兴趣，又能掌握纳米材料的制备、表征、电化学测试等基本实验技能，培养学生的科学素养，提高学生利用电化学及动力学内容分析性能数据、理解电氧化反应过程及电极过程的能力。
2024, 39(11): 225-231
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401088
摘要:
Minisci反应是利用亲核性的碳自由基中间体对芳杂环进行的取代反应。本研究以1-甲基环丙醇和苯并[d]噻唑为原料在银催化、水相反应条件下发生自由基烷基化，高效合成了4-(苯并[d]噻唑-2-基)-2-丁酮，具有操作步骤简单、反应条件温和及原子经济性的优势。本反应已经本科生进行验证，将有效补充自由基化学相关知识，适合开发成为教学实验。
Minisci反应是利用亲核性的碳自由基中间体对芳杂环进行的取代反应。本研究以1-甲基环丙醇和苯并[d]噻唑为原料在银催化、水相反应条件下发生自由基烷基化，高效合成了4-(苯并[d]噻唑-2-基)-2-丁酮，具有操作步骤简单、反应条件温和及原子经济性的优势。本反应已经本科生进行验证，将有效补充自由基化学相关知识，适合开发成为教学实验。
2024, 39(11): 232-240
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402057
摘要:
科研创新训练是理工科专业本科生的一门必修课，是对所学专业知识在科学研究中的综合运用，因而在培养学生理论联系实际、科研课题的设计、独立进行分析问题和解决问题的能力方面具有重要作用。本文将水合物熔盐中柠檬酸三丁酯的合成研究应用于科研创新训练教学中，引导学生从研究背景、课题的提出、课题的设计、分析方法的建立、实验过程研究、结果分析等方面进行了课题的整体设计研究。通过本课题的研究工作，学生综合运用能力、分析问题解决问题的能力以及独立进行科研的能力显著提高，达到了预期目标，获得了水合物熔盐中柠檬酸三丁酯的最佳工艺条件和促进作用机理，为工业化生产奠定了理论基础，是教学和科研相互融合相互促进、值得推广的一种科研创新训练教学方式。
科研创新训练是理工科专业本科生的一门必修课，是对所学专业知识在科学研究中的综合运用，因而在培养学生理论联系实际、科研课题的设计、独立进行分析问题和解决问题的能力方面具有重要作用。本文将水合物熔盐中柠檬酸三丁酯的合成研究应用于科研创新训练教学中，引导学生从研究背景、课题的提出、课题的设计、分析方法的建立、实验过程研究、结果分析等方面进行了课题的整体设计研究。通过本课题的研究工作，学生综合运用能力、分析问题解决问题的能力以及独立进行科研的能力显著提高，达到了预期目标，获得了水合物熔盐中柠檬酸三丁酯的最佳工艺条件和促进作用机理，为工业化生产奠定了理论基础，是教学和科研相互融合相互促进、值得推广的一种科研创新训练教学方式。
2024, 39(11): 241-250
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403017
摘要:
天然产物化学实验是基于理论课基础上的一门重要实践课程，以验证为主的实验课缺少高阶性，不利于学生综合能力的提升。因此，通过将科研新成果融入课程的综合实验设计，融入“双碳”理念，强化课程的“两性一度”。该实验将高荧光强度的光动力抑菌食品包装膜的前沿研究融入到天然产物化学实验中，首次将天然聚集诱导发光剂盐酸小檗碱与植酸结合成盐加入到食品包装膜中，构建了一种具有高荧光强度的光动力抑菌膜。本实验融合了天然产物化学、聚集诱导发光和食品微生物学的内容，并推动学生熟悉原理-实验-表征-分析的科研流程，实质性丰富学生的综合知识，强化学生实践能力和创新意识，助力林产化工专业拔尖人才的培养。
天然产物化学实验是基于理论课基础上的一门重要实践课程，以验证为主的实验课缺少高阶性，不利于学生综合能力的提升。因此，通过将科研新成果融入课程的综合实验设计，融入“双碳”理念，强化课程的“两性一度”。该实验将高荧光强度的光动力抑菌食品包装膜的前沿研究融入到天然产物化学实验中，首次将天然聚集诱导发光剂盐酸小檗碱与植酸结合成盐加入到食品包装膜中，构建了一种具有高荧光强度的光动力抑菌膜。本实验融合了天然产物化学、聚集诱导发光和食品微生物学的内容，并推动学生熟悉原理-实验-表征-分析的科研流程，实质性丰富学生的综合知识，强化学生实践能力和创新意识，助力林产化工专业拔尖人才的培养。
2024, 39(11): 251-258
doi: 10.12461/PKU.DXHX202401084
摘要:
吸水性水凝胶是当今科研热点之一。水凝胶是一种高分子化合物，具有出色的吸水能力和保水能力，常用于医疗、卫生、农业、环保等领域，如制作敷料、尿不湿、保湿剂、植物栽培基质等。本实验以丙烯酸和丙烯酰胺为单体，通过光引发自由基聚合制备了一种新型高效水凝胶毛巾，其具有易折叠、可剪裁的优秀力学性质，也有传统水凝胶的高吸水性能。同时结合扫描电镜表征，可以让学生在制备实验的同时学习仪器分析相关操作，适用于本科综合化学实验。本实验同时借助染料吸附实验，制成五彩缤纷的透明水凝胶，具有极高的观赏性，生动有趣，更能激发学生对化学的兴趣与热爱。
吸水性水凝胶是当今科研热点之一。水凝胶是一种高分子化合物，具有出色的吸水能力和保水能力，常用于医疗、卫生、农业、环保等领域，如制作敷料、尿不湿、保湿剂、植物栽培基质等。本实验以丙烯酸和丙烯酰胺为单体，通过光引发自由基聚合制备了一种新型高效水凝胶毛巾，其具有易折叠、可剪裁的优秀力学性质，也有传统水凝胶的高吸水性能。同时结合扫描电镜表征，可以让学生在制备实验的同时学习仪器分析相关操作，适用于本科综合化学实验。本实验同时借助染料吸附实验，制成五彩缤纷的透明水凝胶，具有极高的观赏性，生动有趣，更能激发学生对化学的兴趣与热爱。
2024, 39(11): 259-268
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402056
摘要:
部分高校开设的有机化学萃取实验，采用是乙酸乙酯萃取质量分数为5%的苯酚水溶液，鉴于苯酚具有中等毒性和腐蚀性，在实验操作过程中，如萃取、有机相干燥、蒸馏溶剂回收等实验环节都会挥发，为了绿色化实验，减少指导教师和学生在实验过程中吸入有毒化合物及苯酚对环境的危害，选择了化妆品中常用添加剂对羟基苯乙酮替代苯酚作为研究对象，配制饱和水溶液，分别以乙酸乙酯和二氯甲烷为有机溶剂萃取对羟基苯乙酮，并锻炼学生萃取过程中如何破乳以及对比两种不同溶剂的萃取效果。
部分高校开设的有机化学萃取实验，采用是乙酸乙酯萃取质量分数为5%的苯酚水溶液，鉴于苯酚具有中等毒性和腐蚀性，在实验操作过程中，如萃取、有机相干燥、蒸馏溶剂回收等实验环节都会挥发，为了绿色化实验，减少指导教师和学生在实验过程中吸入有毒化合物及苯酚对环境的危害，选择了化妆品中常用添加剂对羟基苯乙酮替代苯酚作为研究对象，配制饱和水溶液，分别以乙酸乙酯和二氯甲烷为有机溶剂萃取对羟基苯乙酮，并锻炼学生萃取过程中如何破乳以及对比两种不同溶剂的萃取效果。
2024, 39(11): 269-277
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403044
摘要:
电解水分解反应是航天领域地外原位资源利用的核心技术之一，高校自身特色的科研具有促进本校人才培养的重要属性，遵循科教融合原则，将航天特色的科研与本科生教学相结合设计了研究性教学实验。提出运用水热氧化和高温磷化两步法，制备适用于航天微重力空间环境下的具有超亲水超疏气表面的泡沫镍自支撑双金属磷化物电极材料，并对电解水产氢性能进行研究。同时，挖掘并融入对应的本科物理化学课程中相关热力学知识点，有效调动学生的学习主动性，引导学生自主探究问题并建构地外电解水知识体系，传承航天报国精神。
电解水分解反应是航天领域地外原位资源利用的核心技术之一，高校自身特色的科研具有促进本校人才培养的重要属性，遵循科教融合原则，将航天特色的科研与本科生教学相结合设计了研究性教学实验。提出运用水热氧化和高温磷化两步法，制备适用于航天微重力空间环境下的具有超亲水超疏气表面的泡沫镍自支撑双金属磷化物电极材料，并对电解水产氢性能进行研究。同时，挖掘并融入对应的本科物理化学课程中相关热力学知识点，有效调动学生的学习主动性，引导学生自主探究问题并建构地外电解水知识体系，传承航天报国精神。
2024, 39(11): 278-285
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403082
摘要:
烯基烯丙基醚或芳基烯丙基醚受热发生[3,3]-σ重排，生成γ,δ-不饱和醛酮或邻对位烯丙基酚，即为Claisen重排反应。本研究利用Gaussian 16程序的DFT方法对烯丙基苯基醚在加热条件的Claisen重排反应进行了量化计算研究。通过本实验的练习，我们旨在加深学生对Claisen重排反应过渡态结构的认识，促进学生应用计算化学工具解决化学问题，提升学生在学习、科研中的实践与创新能力。
烯基烯丙基醚或芳基烯丙基醚受热发生[3,3]-σ重排，生成γ,δ-不饱和醛酮或邻对位烯丙基酚，即为Claisen重排反应。本研究利用Gaussian 16程序的DFT方法对烯丙基苯基醚在加热条件的Claisen重排反应进行了量化计算研究。通过本实验的练习，我们旨在加深学生对Claisen重排反应过渡态结构的认识，促进学生应用计算化学工具解决化学问题，提升学生在学习、科研中的实践与创新能力。
2024, 39(11): 286-295
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403094
摘要:
新工科背景下，化学类专业课程不仅强调培养学生扎实的化学基本功，而且注重多学科交叉融合，培养学生与时俱进、勇于创新的科学精神。“苯佐卡因的制备”是一个经典的有机化学综合性本科教学实验。在原先的反应过程中，酯化反应产生大量废酸，还原反应步骤繁琐，总体反应时间长，缺少趣味性。为了提升该实验的有效时长，加强实验过程的绿色环保性，提升实验的拓展性与探究性，我们通过引入前沿科学成果对该制备反应进行了改进。改进后的实验，在酯化反应步骤使用低共熔溶剂进行催化，可循环使用，绿色环保。在还原反应步骤，则是使用连二硼酸作为还原剂、4,4’-联吡啶作为催化剂，在室温下即可反应，反应温和，颜色变化明显，富有趣味性。该改进实验，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以提高学生的科研素养，培养学生的绿色化学理念，以及独立思考和分析解决问题的能力。
新工科背景下，化学类专业课程不仅强调培养学生扎实的化学基本功，而且注重多学科交叉融合，培养学生与时俱进、勇于创新的科学精神。“苯佐卡因的制备”是一个经典的有机化学综合性本科教学实验。在原先的反应过程中，酯化反应产生大量废酸，还原反应步骤繁琐，总体反应时间长，缺少趣味性。为了提升该实验的有效时长，加强实验过程的绿色环保性，提升实验的拓展性与探究性，我们通过引入前沿科学成果对该制备反应进行了改进。改进后的实验，在酯化反应步骤使用低共熔溶剂进行催化，可循环使用，绿色环保。在还原反应步骤，则是使用连二硼酸作为还原剂、4,4’-联吡啶作为催化剂，在室温下即可反应，反应温和，颜色变化明显，富有趣味性。该改进实验，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以提高学生的科研素养，培养学生的绿色化学理念，以及独立思考和分析解决问题的能力。
2024, 39(11): 296-303
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402017
摘要:
本实验旨在通过分散固相萃取-液相色谱-三重四级杆质谱法分析环境水样中的卤代醌类化合物。实验选取了5种卤代醌类化合物作为目标物，采用阳离子共价有机骨架材料作为固相吸附剂，从水样中富集目标物。随后，使用液相色谱-三重四级杆质谱法对富集的化合物进行定性和定量分析。实验考察了吸附剂用量、富集时间、洗脱时间、洗脱溶剂种类、洗脱溶剂酸度和洗脱体积等条件对实验结果的影响，并建立了一种基于分散固相萃取的新方法。该方法在0.1-100 ng·L-1范围内显示出较好的线性关系(相关系数R2 ≥ 0.9924)，检出限可达到0.03-0.65 ng·L-1，并成功应用于分析自来水样品中卤代苯醌类化合物。通过这个实验，学生可以了解基本的样品前处理技术，并提高实验技能、研究和创新思维，增强解决问题的能力。
本实验旨在通过分散固相萃取-液相色谱-三重四级杆质谱法分析环境水样中的卤代醌类化合物。实验选取了5种卤代醌类化合物作为目标物，采用阳离子共价有机骨架材料作为固相吸附剂，从水样中富集目标物。随后，使用液相色谱-三重四级杆质谱法对富集的化合物进行定性和定量分析。实验考察了吸附剂用量、富集时间、洗脱时间、洗脱溶剂种类、洗脱溶剂酸度和洗脱体积等条件对实验结果的影响，并建立了一种基于分散固相萃取的新方法。该方法在0.1-100 ng·L-1范围内显示出较好的线性关系(相关系数R2 ≥ 0.9924)，检出限可达到0.03-0.65 ng·L-1，并成功应用于分析自来水样品中卤代苯醌类化合物。通过这个实验，学生可以了解基本的样品前处理技术，并提高实验技能、研究和创新思维，增强解决问题的能力。
2024, 39(11): 304-312
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402047
摘要:
对拉曼光谱实验的教学内容、要求及考核评价等几个方面进行改革，探索多层次实验教学以期满足社会发展对应用型、创新型人才的要求。具体教学实践中把拉曼光谱实验分为基础实验教学和进阶项目化实验教学：基础实验部分采用“线上虚拟、线下实验、光谱模拟计算”三段式教学，构建虚实结合、实验和模拟计算协同的特色教学模式；项目化探究实验则通过拉曼光谱技术深入解析物质结构，形成“学以致用、用以致学”的深度学习模式。多层次教学革新了传统实验教学，提升了教学效果，丰富了课程的“高阶性、创新性和挑战度”。
对拉曼光谱实验的教学内容、要求及考核评价等几个方面进行改革，探索多层次实验教学以期满足社会发展对应用型、创新型人才的要求。具体教学实践中把拉曼光谱实验分为基础实验教学和进阶项目化实验教学：基础实验部分采用“线上虚拟、线下实验、光谱模拟计算”三段式教学，构建虚实结合、实验和模拟计算协同的特色教学模式；项目化探究实验则通过拉曼光谱技术深入解析物质结构，形成“学以致用、用以致学”的深度学习模式。多层次教学革新了传统实验教学，提升了教学效果，丰富了课程的“高阶性、创新性和挑战度”。
2024, 39(11): 313-318
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403060
摘要:
介绍了一个大学化学综合实验，主要包括热固性不饱和聚酯树脂的预处理、可控催化降解、分析表征及凝胶溶胀。通过本实验学生可以了解废塑料污染问题，掌握可控催化及凝胶制备的方法。能够让学生充分感受学以致用、变废为宝的实践体验，有助于增强学生对化学实验的兴趣，培养学生的综合创新能力。
介绍了一个大学化学综合实验，主要包括热固性不饱和聚酯树脂的预处理、可控催化降解、分析表征及凝胶溶胀。通过本实验学生可以了解废塑料污染问题，掌握可控催化及凝胶制备的方法。能够让学生充分感受学以致用、变废为宝的实践体验，有助于增强学生对化学实验的兴趣，培养学生的综合创新能力。
2024, 39(11): 319-326
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403031
摘要:
本实验旨在设计新型固定相以实现各种分析物的高效分离并应用于教学实验。在二氧化硅微球的表面修饰上共价有机框架，合成具有核壳结构的复合材料(SiO2@COFETTA-Td)，并将其作为混合模式固定相用于高效液相色谱分离。得益于共价有机框架的优异性质，SiO2@COFETTA-Td填充柱在分离烷基苯类、苯胺类和磺胺类等物质中表现出高柱效和优异的分离度，并成功应用于邻苯二甲酸酯类、抗癫痫药物和PM2.5中多环芳烃类物质的分离，这进一步证明SiO2@COFETTA-Td固定相在复杂生物样品的分离分析潜力。通过这个实验，学生可以熟练掌握高效液相色谱的操作，加深巩固色谱相关理论，了解核壳型固定相分离原理并提高他们的科研思维和创新能力。
本实验旨在设计新型固定相以实现各种分析物的高效分离并应用于教学实验。在二氧化硅微球的表面修饰上共价有机框架，合成具有核壳结构的复合材料(SiO2@COFETTA-Td)，并将其作为混合模式固定相用于高效液相色谱分离。得益于共价有机框架的优异性质，SiO2@COFETTA-Td填充柱在分离烷基苯类、苯胺类和磺胺类等物质中表现出高柱效和优异的分离度，并成功应用于邻苯二甲酸酯类、抗癫痫药物和PM2.5中多环芳烃类物质的分离，这进一步证明SiO2@COFETTA-Td固定相在复杂生物样品的分离分析潜力。通过这个实验，学生可以熟练掌握高效液相色谱的操作，加深巩固色谱相关理论，了解核壳型固定相分离原理并提高他们的科研思维和创新能力。
2024, 39(11): 327-334
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403066
摘要:
本研究旨在开发一种新型开放探索型实验，并将其融入到本科生的综合实验教学中。该实验采用基质辅助激光解吸电离质谱(MADLI-MS)技术，用于疾病标志物的筛查与鉴定，在实验中，我们选择α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)作为有机基质，首先研究了点样方式对实验结果的影响。接着，我们使用5种代谢小分子来验证基质的适用性。然后，我们从健康人和心血管疾病患者中提取了特异性的血清代谢指纹图谱(SMPs)，通过对大数据进行多元统计分析，建立了一个用于心血管疾病诊断的MALDI-MS平台，并成功地将其应用于健康人和患者的区分。这种模式的目标是创建一个将实验教学和科研工作相结合的开放探索型平台，使学生在实验过程中不仅能学习和掌握MADLI-MS的原理、操作和数据分析，还能培养他们的科研创新能力和综合思维能力。
本研究旨在开发一种新型开放探索型实验，并将其融入到本科生的综合实验教学中。该实验采用基质辅助激光解吸电离质谱(MADLI-MS)技术，用于疾病标志物的筛查与鉴定，在实验中，我们选择α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)作为有机基质，首先研究了点样方式对实验结果的影响。接着，我们使用5种代谢小分子来验证基质的适用性。然后，我们从健康人和心血管疾病患者中提取了特异性的血清代谢指纹图谱(SMPs)，通过对大数据进行多元统计分析，建立了一个用于心血管疾病诊断的MALDI-MS平台，并成功地将其应用于健康人和患者的区分。这种模式的目标是创建一个将实验教学和科研工作相结合的开放探索型平台，使学生在实验过程中不仅能学习和掌握MADLI-MS的原理、操作和数据分析，还能培养他们的科研创新能力和综合思维能力。
2024, 39(11): 335-341
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403084
摘要:
本新创实验设计旨在开发一种基于废旧电池回收再利用环保理念，融合无机化学、电化学与分析化学的实验体系，将镍氢电池回收、二次储能应用以及镍离子分析检测合为一体，加深学生对基础化学实验原理的认识，拓展创新思维。在二次储能方面，选用镍氢电池回收液中的含钴氢氧化镍和商业活性炭分别作为正负极材料，通过组装纽扣电池验证器件的储能能力。利用计时电位与循环伏安法，评估纽扣电池在不同电流密度和不同扫速下的性能表现。同时，串联多组纽扣电池用于点亮小灯泡来验证其实用价值。在镍离子检测方面，利用分光光度法定量检测镍离子含量。通过实验的联合设计与分析，学生可以认识到新能源技术的潜在应用前景，并充分了解储能器件回收与检测分析，培养其创新和环保意识。
本新创实验设计旨在开发一种基于废旧电池回收再利用环保理念，融合无机化学、电化学与分析化学的实验体系，将镍氢电池回收、二次储能应用以及镍离子分析检测合为一体，加深学生对基础化学实验原理的认识，拓展创新思维。在二次储能方面，选用镍氢电池回收液中的含钴氢氧化镍和商业活性炭分别作为正负极材料，通过组装纽扣电池验证器件的储能能力。利用计时电位与循环伏安法，评估纽扣电池在不同电流密度和不同扫速下的性能表现。同时，串联多组纽扣电池用于点亮小灯泡来验证其实用价值。在镍离子检测方面，利用分光光度法定量检测镍离子含量。通过实验的联合设计与分析，学生可以认识到新能源技术的潜在应用前景，并充分了解储能器件回收与检测分析，培养其创新和环保意识。
2024, 39(11): 342-349
doi: 10.12461/PKU.DXHX202404141
摘要:
癌症已经成为当今威胁人类健康的重大疾病之一，发展新型光学诊疗体系用于癌症精准诊断与高效治疗至关重要。本文介绍了一个高分子化学综合实验的新设计与教学实践，即一种新型共轭高分子基近红外二区光学诊疗探针的制备过程及其相关性能测试。该实验包括共轭高分子合成、水溶性纳米粒子制备、吸收发射光谱测定、光热光动力性能分析、近红外二区荧光成像及对癌细胞光毒性研究。该实验内容科学性及前沿性强，能够提高学生的实验操作技能，引导学生运用所学知识进行独立思考，启发学生的创新及科研思维。
癌症已经成为当今威胁人类健康的重大疾病之一，发展新型光学诊疗体系用于癌症精准诊断与高效治疗至关重要。本文介绍了一个高分子化学综合实验的新设计与教学实践，即一种新型共轭高分子基近红外二区光学诊疗探针的制备过程及其相关性能测试。该实验包括共轭高分子合成、水溶性纳米粒子制备、吸收发射光谱测定、光热光动力性能分析、近红外二区荧光成像及对癌细胞光毒性研究。该实验内容科学性及前沿性强，能够提高学生的实验操作技能，引导学生运用所学知识进行独立思考，启发学生的创新及科研思维。
2024, 39(11): 350-358
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408036
摘要:
开展科研和教学融合型化学实验教学，将基础教学与科研有机结合，以学以致用的方式提升人才培养效果，有助于推进教育教学改革进程。本实验以Ni(OH)2电极有机电氧化反应为例，设置了五个教学模块，包含Ni(OH)2电极制备与表征、Ni(OH)2有机电氧化特性研究、催化活性中心原位电化学测定、电化学界面电荷转移机制和有机电氧化热力学的第一性原理研究等方面的实验教学，涵盖宏观到微观电化学反应规律描述及其原位表征技术，以达到通过实验教学促进学生对相关电化学理论知识的理解，培养学生科研思维和创新能力。
开展科研和教学融合型化学实验教学，将基础教学与科研有机结合，以学以致用的方式提升人才培养效果，有助于推进教育教学改革进程。本实验以Ni(OH)2电极有机电氧化反应为例，设置了五个教学模块，包含Ni(OH)2电极制备与表征、Ni(OH)2有机电氧化特性研究、催化活性中心原位电化学测定、电化学界面电荷转移机制和有机电氧化热力学的第一性原理研究等方面的实验教学，涵盖宏观到微观电化学反应规律描述及其原位表征技术，以达到通过实验教学促进学生对相关电化学理论知识的理解，培养学生科研思维和创新能力。
2024, 39(11): 359-364
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401075
摘要:
结合普通化学中稀溶液沸点升高和凝固点降低的教学内容，提出以课程教学为载体，采用逆向思维法，培养大学生的质疑精神、辨析能力、自主学习内生动力、创新意识和探索能力。
结合普通化学中稀溶液沸点升高和凝固点降低的教学内容，提出以课程教学为载体，采用逆向思维法，培养大学生的质疑精神、辨析能力、自主学习内生动力、创新意识和探索能力。
2024, 39(11): 365-373
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401086
摘要:
本文从电荷平衡式(Charge Balance Equation，CBE)出发，推导滴定曲线的反函数V= g([H+])，并直接利用反函数计算终点误差。利用CBE公式的特点，将所有酸碱体系的CBE形式统一起来；而滴定曲线与终点误差的直接关联，为学习者提供一个理解酸碱平衡内涵的新视角。
本文从电荷平衡式(Charge Balance Equation，CBE)出发，推导滴定曲线的反函数V= g([H+])，并直接利用反函数计算终点误差。利用CBE公式的特点，将所有酸碱体系的CBE形式统一起来；而滴定曲线与终点误差的直接关联，为学习者提供一个理解酸碱平衡内涵的新视角。
2024, 39(11): 374-377
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402049
摘要:
乙烷、肼与过氧化氢分别是同周期元素与氢组成的、结构相似的三种物质，但它们的稳定性却依次明显减弱，且稳定构象也不相似，现行教材中没有很好地解释造成它们稳定性和稳定构象不同的原因。本文通过分析n-σ*的超共轭效应为这三种物质稳定性的变化规律提供了一种可能的解释，同时，也解释了肼和过氧化氢不以对位交叉构象存在的原因。将超共轭效应拓展到了解释无机物稳定性和稳定构象上。
乙烷、肼与过氧化氢分别是同周期元素与氢组成的、结构相似的三种物质，但它们的稳定性却依次明显减弱，且稳定构象也不相似，现行教材中没有很好地解释造成它们稳定性和稳定构象不同的原因。本文通过分析n-σ*的超共轭效应为这三种物质稳定性的变化规律提供了一种可能的解释，同时，也解释了肼和过氧化氢不以对位交叉构象存在的原因。将超共轭效应拓展到了解释无机物稳定性和稳定构象上。
2024, 39(11): 378-383
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402016
摘要:
本文以“碳酸锰的制备”实验为例，在无机化学实验课程中应用了Problem Based Learning (“PBL”)教学模式。通过设计系列问题，引导学生进行自主学习、合作交流、问题分析和实验验证，实现了知识传授和价值引领的有机融合。“PBL”教学模式不仅为无机化学实验教学的改革和创新提供了有益的探索和尝试，而且还为课程思政的开展提供了良好的平台。
本文以“碳酸锰的制备”实验为例，在无机化学实验课程中应用了Problem Based Learning (“PBL”)教学模式。通过设计系列问题，引导学生进行自主学习、合作交流、问题分析和实验验证，实现了知识传授和价值引领的有机融合。“PBL”教学模式不仅为无机化学实验教学的改革和创新提供了有益的探索和尝试，而且还为课程思政的开展提供了良好的平台。
2024, 39(11): 384-387
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402039
摘要:
终点误差是分析化学中的重要教学内容。基于沉淀溶解平衡理论和终点误差定义，推导出了计算莫尔法终点误差的一般公式。介绍了该公式在直接计算终点误差、确定滴定突跃范围及确定指示剂的最低需要量等方面的应用，所得计算结果均与文献值相符。该公式的构建进一步完善了计算终点误差的新方法体系，将有力推动分析化学一流课程的建设。
终点误差是分析化学中的重要教学内容。基于沉淀溶解平衡理论和终点误差定义，推导出了计算莫尔法终点误差的一般公式。介绍了该公式在直接计算终点误差、确定滴定突跃范围及确定指示剂的最低需要量等方面的应用，所得计算结果均与文献值相符。该公式的构建进一步完善了计算终点误差的新方法体系，将有力推动分析化学一流课程的建设。
2024, 39(11): 388-396
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403054
摘要:
核磁共振技术是化学工作者分析化合物结构与纯度的重要工具，尤其在有机化学方向的科研工作中，这项技术得到了广泛的应用。本文介绍了一个交互式的核磁共振波谱解析练习网站，通过练习解析真实核磁共振波谱，学生可以逐步建立对核磁共振波谱技术的认知，逐渐学会如何解读学习、工作中遇到的核磁共振谱图。在本科阶段学习与练习核磁共振波谱解析技能，将有助于学生未来科研工作的顺利进行。借助文中介绍的练习网站，学生可以方便地选择难度合适的练习题进行学习提升。
核磁共振技术是化学工作者分析化合物结构与纯度的重要工具，尤其在有机化学方向的科研工作中，这项技术得到了广泛的应用。本文介绍了一个交互式的核磁共振波谱解析练习网站，通过练习解析真实核磁共振波谱，学生可以逐步建立对核磁共振波谱技术的认知，逐渐学会如何解读学习、工作中遇到的核磁共振谱图。在本科阶段学习与练习核磁共振波谱解析技能，将有助于学生未来科研工作的顺利进行。借助文中介绍的练习网站，学生可以方便地选择难度合适的练习题进行学习提升。
2024, 39(11): 397-405
doi: 10.12461/PKU.DXHX202401050
摘要:
以大学化学专业为例，对比每学年中英两国课程设置的差异，分析中英两国化学教育理念的异同，促进我国化学教育课程设置的科学发展。中英两国化学专业具有相似的专业课内容，却以不同的方式向学生开设。不同的培养目标以及授课方式都为中国高等教育化学专业课程设置改革提供参考。本文研究为国内面向创新型人才培养的课程设置改革提供了参考，并从大学教育角度为培养我国化学学科优秀科学家提供了借鉴。
以大学化学专业为例，对比每学年中英两国课程设置的差异，分析中英两国化学教育理念的异同，促进我国化学教育课程设置的科学发展。中英两国化学专业具有相似的专业课内容，却以不同的方式向学生开设。不同的培养目标以及授课方式都为中国高等教育化学专业课程设置改革提供参考。本文研究为国内面向创新型人才培养的课程设置改革提供了参考，并从大学教育角度为培养我国化学学科优秀科学家提供了借鉴。
2024, 39(11): 406-416
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403009
摘要:
从学生解题角度出发，对第37届中国化学奥林匹克(初赛)试题中的有机化学第9和10题进行了全面详尽的分析，这可以培养学生的逻辑思维能力，进而提高学生解决有机化学问题的效率。同时，通过深入学习反应机理，帮助学生体会题目背后的科学思维，感受有机化学的魅力与乐趣。
从学生解题角度出发，对第37届中国化学奥林匹克(初赛)试题中的有机化学第9和10题进行了全面详尽的分析，这可以培养学生的逻辑思维能力，进而提高学生解决有机化学问题的效率。同时，通过深入学习反应机理，帮助学生体会题目背后的科学思维，感受有机化学的魅力与乐趣。
2024, 39(6): 1-6
doi: 10.3866/PKU.DXHX202404018
摘要:
基础学科拔尖创新人才培养是高校人才培养工作的重要任务。北京大学化学学科以培养“具有健全人格、独立思辨能力和国际竞争力”的杰出人才为使命，致力于培养热爱祖国、崇尚科学，具有高度社会责任感和科学文化素养的化学及相关领域的引领型人才。历经多年实践探索和传承发展，北大化学不断摸索出一条培养目标明确、培养特色鲜明、培养制度完善，培养成效显著的人才培养之路。与此同时，随着国际科技和人才竞争的加剧，对我国化学学科人才培养提出了新的迫切要求，北大化学也在根据新形势不断探索人才分类培养、本博贯通培养、高层次创新人才培养等人才培养新举措。
基础学科拔尖创新人才培养是高校人才培养工作的重要任务。北京大学化学学科以培养“具有健全人格、独立思辨能力和国际竞争力”的杰出人才为使命，致力于培养热爱祖国、崇尚科学，具有高度社会责任感和科学文化素养的化学及相关领域的引领型人才。历经多年实践探索和传承发展，北大化学不断摸索出一条培养目标明确、培养特色鲜明、培养制度完善，培养成效显著的人才培养之路。与此同时，随着国际科技和人才竞争的加剧，对我国化学学科人才培养提出了新的迫切要求，北大化学也在根据新形势不断探索人才分类培养、本博贯通培养、高层次创新人才培养等人才培养新举措。
2024, 39(6): 7-11
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311090
摘要:
新形势下基础学科高层次创新人才培养工作面临重大机遇与挑战，本文针对这一背景下产生的人才培养中遇到的具体问题，从教育学、心理学、马克思主义劳动观、马克思主义方法论等理论方法的角度，结合清华大学化学系的一些实际做法，理顺思政育人与专业育人同向同行的本质关系，探索利用思政育人突围基础学科尤其是化学专业高层次创新人才培养困境的途径。
新形势下基础学科高层次创新人才培养工作面临重大机遇与挑战，本文针对这一背景下产生的人才培养中遇到的具体问题，从教育学、心理学、马克思主义劳动观、马克思主义方法论等理论方法的角度，结合清华大学化学系的一些实际做法，理顺思政育人与专业育人同向同行的本质关系，探索利用思政育人突围基础学科尤其是化学专业高层次创新人才培养困境的途径。
2024, 39(6): 12-16
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311089
摘要:
随着多学科交叉研究的兴起，交叉学科的建设和人才培养成为国内高校化学等学科普遍关注的命题。本文结合南京大学化学生物学交叉学科建设和人才培养的经验，从高水平的化生医药交叉研究平台建设如何促进化生交叉学科师资队伍建设和研究生培养的角度展开，展示了一条借助高校高水平研究平台建设助推交叉学科建设和人才培养的可行路径。
随着多学科交叉研究的兴起，交叉学科的建设和人才培养成为国内高校化学等学科普遍关注的命题。本文结合南京大学化学生物学交叉学科建设和人才培养的经验，从高水平的化生医药交叉研究平台建设如何促进化生交叉学科师资队伍建设和研究生培养的角度展开，展示了一条借助高校高水平研究平台建设助推交叉学科建设和人才培养的可行路径。
2024, 39(6): 17-22
doi: 10.3866/PKU.DXHX202403047
摘要:
化学学科研究生教育担负着为国家培养化学类高层次人才的重任。吉林大学化学学科持续优化研究生培养模式，推动培养具有坚定理想信念、深厚学术底蕴、优秀的创新精神和实践能力、同时具备国际竞争力的复合型人才。本文从深化课程改革、搭建优质平台、推进以赛促学、强化五育并举等方面介绍了吉林大学化学学科在研究生培养方面的探索。
化学学科研究生教育担负着为国家培养化学类高层次人才的重任。吉林大学化学学科持续优化研究生培养模式，推动培养具有坚定理想信念、深厚学术底蕴、优秀的创新精神和实践能力、同时具备国际竞争力的复合型人才。本文从深化课程改革、搭建优质平台、推进以赛促学、强化五育并举等方面介绍了吉林大学化学学科在研究生培养方面的探索。
2024, 39(6): 23-28
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311098
摘要:
化学专业研究生的科研创新能力关乎国家科技进步和社会经济发展，本文分析了地方高等院校化学专业研究生科研创新能力培养面临的现状，结合实践经验从学院的培养管理和导师的培养方式两个角度进行了探讨，并展示了这些经验在研究生科研创新能力培养方面的初步成效，为地方高等院校化学专业研究生的科研创新能力培养提供借鉴。
化学专业研究生的科研创新能力关乎国家科技进步和社会经济发展，本文分析了地方高等院校化学专业研究生科研创新能力培养面临的现状，结合实践经验从学院的培养管理和导师的培养方式两个角度进行了探讨，并展示了这些经验在研究生科研创新能力培养方面的初步成效，为地方高等院校化学专业研究生的科研创新能力培养提供借鉴。
2024, 39(6): 29-36
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312032
摘要:
研究生培养肩负着高层次人才培养和创新创造的使命，是国家发展的重要基石。东北师范大学化学学科以立德树人、服务需求、提高质量、追求卓越为主线，重点从完善培养方案，严控培养环节，强化论文质量管控，落实创新成果要求，创新人才培养一体化五方面举措，努力构建质量更高、效益更好、优势充分释放的研究生培养体系。
研究生培养肩负着高层次人才培养和创新创造的使命，是国家发展的重要基石。东北师范大学化学学科以立德树人、服务需求、提高质量、追求卓越为主线，重点从完善培养方案，严控培养环节，强化论文质量管控，落实创新成果要求，创新人才培养一体化五方面举措，努力构建质量更高、效益更好、优势充分释放的研究生培养体系。
2024, 39(6): 37-41
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401013
摘要:
研究生教育在社会主义现代化建设的进程中发挥了不可替代的重要作用。本文围绕化学学科的特点，探讨化学类学术型硕士研究生教育的现状，提出学术型硕士研究生教育中存在对专业基础知识的教学重视不够、对研究生科研素养的培养不足和对研究生缺乏职业规划教育等问题。针对这些问题，本文提出若干应对策略。
研究生教育在社会主义现代化建设的进程中发挥了不可替代的重要作用。本文围绕化学学科的特点，探讨化学类学术型硕士研究生教育的现状，提出学术型硕士研究生教育中存在对专业基础知识的教学重视不够、对研究生科研素养的培养不足和对研究生缺乏职业规划教育等问题。针对这些问题，本文提出若干应对策略。
2024, 39(6): 42-49
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402009
摘要:
西北大学立足于地方综合性大学的特点，针对西部地方高校化学拔尖人才贯通培养过程中存在的主要教学问题，凝练了“化材灯火”奋斗精神，明晰了“价值引领-思维涵养-精神塑造”“三聚焦”立德铸魂实施新路径，构建了“立体化课程体系-系统化专业训练-开放化创新实践”“三化一中心”人才培养体系和“学校-学院-社会-导师-学生”五位一体质量保障体系，形成了独具特色的化学拔尖创新人才“进阶式”贯通培养新模式，满足了本硕博不同学位类型、不同专业基础创新人才培养的需要，有力支撑了西部经济社会发展。本文介绍了西北大学化学研究生教育改革的举措和成效。
西北大学立足于地方综合性大学的特点，针对西部地方高校化学拔尖人才贯通培养过程中存在的主要教学问题，凝练了“化材灯火”奋斗精神，明晰了“价值引领-思维涵养-精神塑造”“三聚焦”立德铸魂实施新路径，构建了“立体化课程体系-系统化专业训练-开放化创新实践”“三化一中心”人才培养体系和“学校-学院-社会-导师-学生”五位一体质量保障体系，形成了独具特色的化学拔尖创新人才“进阶式”贯通培养新模式，满足了本硕博不同学位类型、不同专业基础创新人才培养的需要，有力支撑了西部经济社会发展。本文介绍了西北大学化学研究生教育改革的举措和成效。
2024, 39(6): 50-54
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401044
摘要:
目前化学学科发展面临科学技术进步迅速、多学科快速交叉融合以及信息大爆炸的机遇。如何建立适应新形势的课程体系，是当前化学研究生教育面临的难题之一。本文介绍了复旦大学化学系针对研究生培养过程中发现的课程体系短板，在强化化学基础课程建设、加强实验安全课程建设、课程与科研联动补强等方面做出的实践探索。重点建设四门基础课程，强调知识与能力的一体化，培养科学评判精神；开设实验安全课程系统培养安全思维，提升研究生安全意识和应急处理能力；在培养方案上通过打破二级专业壁垒，建立优生优培特区，改革课程考核制度实现课程与科研的联动补强。
目前化学学科发展面临科学技术进步迅速、多学科快速交叉融合以及信息大爆炸的机遇。如何建立适应新形势的课程体系，是当前化学研究生教育面临的难题之一。本文介绍了复旦大学化学系针对研究生培养过程中发现的课程体系短板，在强化化学基础课程建设、加强实验安全课程建设、课程与科研联动补强等方面做出的实践探索。重点建设四门基础课程，强调知识与能力的一体化，培养科学评判精神；开设实验安全课程系统培养安全思维，提升研究生安全意识和应急处理能力；在培养方案上通过打破二级专业壁垒，建立优生优培特区，改革课程考核制度实现课程与科研的联动补强。
2024, 39(6): 55-62
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310018
摘要:
本文以南京邮电大学为例，通过建立“竞赛-学生-教学”三链融合创新实践和“动机-问题-方案-反馈”四元驱动方法，激发研究生的创新潜能。通过教学科研改革和科研文化建设，提升学生创新能力和科研实践能力，提高电子信息院校化学专业研究生的创新能力培养水平，为电子信息院校的人才培养和科技创新提供借鉴。
本文以南京邮电大学为例，通过建立“竞赛-学生-教学”三链融合创新实践和“动机-问题-方案-反馈”四元驱动方法，激发研究生的创新潜能。通过教学科研改革和科研文化建设，提升学生创新能力和科研实践能力，提高电子信息院校化学专业研究生的创新能力培养水平，为电子信息院校的人才培养和科技创新提供借鉴。
2024, 39(6): 63-71
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310135
摘要:
本文从材料与化学专业研究生专业英语课程的现状出发，根据不同研究领域和方向，梳理和概括专业英语教学内容；采用模块化-进阶式教学策略，探究如何构建“对分课堂+翻转课堂”多维互动的教学模式，以帮助学生形成专业英语知识脉络，调动学生学习专业英语的主动性和积极性，提高其学习效率。“对分课堂+翻转课堂”多维互动的教学模式丰富了学习形式，增强了学习过程的实践性和互动性，实现了师生交互时空最大化延展。课前、课后充分运用慕课的优势资源，以巩固学习效果；并通过“模拟学术研讨会”“思政主题报告会”“英语你划我猜”和“科研海报”等小组活动提高学生学习自主性。本论文的研究成果将为英语专业课程的教学改革提供重要的理论和实践基础。
本文从材料与化学专业研究生专业英语课程的现状出发，根据不同研究领域和方向，梳理和概括专业英语教学内容；采用模块化-进阶式教学策略，探究如何构建“对分课堂+翻转课堂”多维互动的教学模式，以帮助学生形成专业英语知识脉络，调动学生学习专业英语的主动性和积极性，提高其学习效率。“对分课堂+翻转课堂”多维互动的教学模式丰富了学习形式，增强了学习过程的实践性和互动性，实现了师生交互时空最大化延展。课前、课后充分运用慕课的优势资源，以巩固学习效果；并通过“模拟学术研讨会”“思政主题报告会”“英语你划我猜”和“科研海报”等小组活动提高学生学习自主性。本论文的研究成果将为英语专业课程的教学改革提供重要的理论和实践基础。
2024, 39(6): 72-82
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311020
摘要:
研究生教育是培养拔尖创新人才的关键环节，是实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略的核心内驱力。加快构建研究生课程思政体系，创新研究生课程思政融入方式，有利于夯实学生成长成才的思想基础，培养高素质的拔尖创新型科技人才。本文以应用化学专业研究生课程思政建设为例，结合本科思政课程建设经验，探讨多项实践路径，旨在为高素质化学人才培养体系构建提供参考，为全面建设社会主义现代化强国储才蓄能。
研究生教育是培养拔尖创新人才的关键环节，是实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略的核心内驱力。加快构建研究生课程思政体系，创新研究生课程思政融入方式，有利于夯实学生成长成才的思想基础，培养高素质的拔尖创新型科技人才。本文以应用化学专业研究生课程思政建设为例，结合本科思政课程建设经验，探讨多项实践路径，旨在为高素质化学人才培养体系构建提供参考，为全面建设社会主义现代化强国储才蓄能。
2024, 39(6): 83-89
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311073
摘要:
在研究生分类培养过程中，结合工科高校材料与化工专业及学科特点，梳理专业学位研究生课程体系、论文选题、专业实践及就业能力等多方面育人举措，开展化学类专业学位研究生培养探索与实践。以提升专业学位研究生的工程实践能力为根本点，加强课程资源建设、实践教学及创新创业能力培养等重点环节过程管理，切实提升专业学位研究生培养质量。
在研究生分类培养过程中，结合工科高校材料与化工专业及学科特点，梳理专业学位研究生课程体系、论文选题、专业实践及就业能力等多方面育人举措，开展化学类专业学位研究生培养探索与实践。以提升专业学位研究生的工程实践能力为根本点，加强课程资源建设、实践教学及创新创业能力培养等重点环节过程管理，切实提升专业学位研究生培养质量。
2024, 39(6): 90-97
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311049
摘要:
多学科交叉融合的科研模式为解决复杂的科学问题提供了有利契机，行业科技的进步和核心技术的攻克对高水平复合型人才的培养提出了新的要求。本篇文章重点关注化学专业研究生教育中复合型人才培养模式的构建，分析学科交叉过程中存在的主要问题，分析中国人民大学化学系功能高分子材料与器件实验室人才培养过程中的实践案例，提出“需求牵引，因材施教，文理交融”的核心培养理念，通过与材料学、农学、林学、医学、工学、档案学等学科的交叉合作，探索具有跨一级学科综合素养的复合型人才培养新道路。
多学科交叉融合的科研模式为解决复杂的科学问题提供了有利契机，行业科技的进步和核心技术的攻克对高水平复合型人才的培养提出了新的要求。本篇文章重点关注化学专业研究生教育中复合型人才培养模式的构建，分析学科交叉过程中存在的主要问题，分析中国人民大学化学系功能高分子材料与器件实验室人才培养过程中的实践案例，提出“需求牵引，因材施教，文理交融”的核心培养理念，通过与材料学、农学、林学、医学、工学、档案学等学科的交叉合作，探索具有跨一级学科综合素养的复合型人才培养新道路。
2024, 39(6): 98-102
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312093
摘要:
本文分析了材料与化工专业学位研究生培养存在的问题，在此基础上探讨了“项目制”培养专业学位研究生的模式，包括建立联合培养基地，改革招生方式，实行“双平台”教学、“专业实践-科创实践-学位论文”一体化、“双导师制”和“企业评价-学校评价”一体化等方式方法，必将强有力促进材料化工行业高层次创新型复合人才的培养。
本文分析了材料与化工专业学位研究生培养存在的问题，在此基础上探讨了“项目制”培养专业学位研究生的模式，包括建立联合培养基地，改革招生方式，实行“双平台”教学、“专业实践-科创实践-学位论文”一体化、“双导师制”和“企业评价-学校评价”一体化等方式方法，必将强有力促进材料化工行业高层次创新型复合人才的培养。
2024, 39(6): 103-111
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312059
摘要:
本文对如何在航空航天特色背景下进行高分子化学课程的本研一体化教学，进行了教学探索和教学实践，建立了具有航空航天特色的层次化、模块化的高分子化学课程体系。结果表明以上教学改革在人才培养中兼顾高分子通用知识和行业专业知识，促进了具有航空航天化学专业特色的毕业生培养，在学生就业、竞赛成绩等方面成效显著。
本文对如何在航空航天特色背景下进行高分子化学课程的本研一体化教学，进行了教学探索和教学实践，建立了具有航空航天特色的层次化、模块化的高分子化学课程体系。结果表明以上教学改革在人才培养中兼顾高分子通用知识和行业专业知识，促进了具有航空航天化学专业特色的毕业生培养，在学生就业、竞赛成绩等方面成效显著。
2024, 39(6): 112-121
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402022
摘要:
本文根据笔者多年的科研及研究生指导经验，分析了药物化学研究生培养中存在的问题，总结了药物化学专业研究生培养的有效做法。
本文根据笔者多年的科研及研究生指导经验，分析了药物化学研究生培养中存在的问题，总结了药物化学专业研究生培养的有效做法。
2024, 39(6): 122-127
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310059
摘要:
针对研究生课程思政起步晚、问题多、难度大的问题，本文以“发光材料研究进展”为教学案例，从教学目标、教学设计、教学实践、教学考核等环节多方面入手，系统性对如何进行研究生课程思政进行了实践探索，提出了“经典孕育创新，传承经典”的原创性思政思想，凝练了“育人为本，实践为基，创新为魂”的教学理念。
针对研究生课程思政起步晚、问题多、难度大的问题，本文以“发光材料研究进展”为教学案例，从教学目标、教学设计、教学实践、教学考核等环节多方面入手，系统性对如何进行研究生课程思政进行了实践探索，提出了“经典孕育创新，传承经典”的原创性思政思想，凝练了“育人为本，实践为基，创新为魂”的教学理念。
2024, 39(6): 128-131
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310015
摘要:
专业英文阅读与写作是研究生独立开展科研工作的重要能力之一。我们采用线上翻转课堂的教学方式，安排高分子专业博士新生按照论文基本结构轮流讲解所在课题组研究方向近年发表的一篇代表性论文，其他学生则对该论文进行学术总结并提出修改意见。三年来的实践表明，这样翻转课堂的教学模式达到了较好的教学效果。
专业英文阅读与写作是研究生独立开展科研工作的重要能力之一。我们采用线上翻转课堂的教学方式，安排高分子专业博士新生按照论文基本结构轮流讲解所在课题组研究方向近年发表的一篇代表性论文，其他学生则对该论文进行学术总结并提出修改意见。三年来的实践表明，这样翻转课堂的教学模式达到了较好的教学效果。
2024, 39(6): 132-136
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311018
摘要:
为了贯彻落实习近平总书记的研究生教育工作会议讲话精神，将“全程育人、全方位育人”作为研究生“实用仪器分析理论”课的建设目标。课程将理论联系实际、培养学生严谨治学态度、树立家国情怀等思政元素深度融合到教学过程中。通过教学过程中实践、反馈、提升的循环探索，将对研究生教育理想信念层面的精神指引融入到“润物细无声”的知识教学中。
为了贯彻落实习近平总书记的研究生教育工作会议讲话精神，将“全程育人、全方位育人”作为研究生“实用仪器分析理论”课的建设目标。课程将理论联系实际、培养学生严谨治学态度、树立家国情怀等思政元素深度融合到教学过程中。通过教学过程中实践、反馈、提升的循环探索，将对研究生教育理想信念层面的精神指引融入到“润物细无声”的知识教学中。
2024, 39(6): 137-144
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312010
摘要:
在“双一流”建设背景下，推进课程教学的“产学研用”深度融合是提升研究生培养质量以满足新时期高层次人才新需求的有效途径。本文在“产学研用”教学一体化背景下，基于目前环境功能材料课程教学存在问题，对“产学研用”一体化教学机制、教学内容和教学模式、教学手段以及教学评价体系等方面的课程教学建设进行改革探索，以期提高该课程教学质量的同时，强化对学生专业能力、科研能力和实践能力的培养，并为推动培养全方位高质量人才与社会人才需求的有效衔接提供一定参考。
在“双一流”建设背景下，推进课程教学的“产学研用”深度融合是提升研究生培养质量以满足新时期高层次人才新需求的有效途径。本文在“产学研用”教学一体化背景下，基于目前环境功能材料课程教学存在问题，对“产学研用”一体化教学机制、教学内容和教学模式、教学手段以及教学评价体系等方面的课程教学建设进行改革探索，以期提高该课程教学质量的同时，强化对学生专业能力、科研能力和实践能力的培养，并为推动培养全方位高质量人才与社会人才需求的有效衔接提供一定参考。
2024, 39(6): 145-150
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402024
摘要:
研究生教育是高等教育的最高层次，是衡量一个国家高等教育竞争力的关键标志，是拔尖创新人才自主培养的主渠道。为了提高人才培养质量，在“以学生为中心，注重科学思维培养，注重科研能力培养以及注重国际视野培养”的教学思想指导下，针对有机结构分析课程教学过程中存在的难点问题，从“教学理念的国际化、教学内容的国际化、教学团队的国际化、教学方法的国际化”等方面进行创新教学实践，取得了一系列成果，有效地提升了学生的科研水平，对于创新型人才的培养起到了积极的推动作用。
研究生教育是高等教育的最高层次，是衡量一个国家高等教育竞争力的关键标志，是拔尖创新人才自主培养的主渠道。为了提高人才培养质量，在“以学生为中心，注重科学思维培养，注重科研能力培养以及注重国际视野培养”的教学思想指导下，针对有机结构分析课程教学过程中存在的难点问题，从“教学理念的国际化、教学内容的国际化、教学团队的国际化、教学方法的国际化”等方面进行创新教学实践，取得了一系列成果，有效地提升了学生的科研水平，对于创新型人才的培养起到了积极的推动作用。
2024, 39(6): 151-159
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312096
摘要:
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。
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。
2024, 39(6): 160-165
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401074
摘要:
在研究生基础课“化学反应动力学”教学中，秉持“以学生的学习和发展为中心”的教育理念，将课程内容与课程思政和学科前沿紧密融合，并交替采用问题驱动学习(PBL)和基于研究学习(RBL)的教学模式，带动研究生发挥学习主体的能动性，促进夯实基础知识，形成科学的理性思维及创新能力，提升综合分析-解决问题能力，为研究生后续取得科研创新成果打下坚实基础。
在研究生基础课“化学反应动力学”教学中，秉持“以学生的学习和发展为中心”的教育理念，将课程内容与课程思政和学科前沿紧密融合，并交替采用问题驱动学习(PBL)和基于研究学习(RBL)的教学模式，带动研究生发挥学习主体的能动性，促进夯实基础知识，形成科学的理性思维及创新能力，提升综合分析-解决问题能力，为研究生后续取得科研创新成果打下坚实基础。
2024, 39(6): 166-173
doi: 10.3866/PKU.DXHX202402010
摘要:
为培养高素质研究型创新型人才，对研究生课程“元素无机化学”的课程资源建设和教学模式改革进行了探索与实践。主要举措包括重构分层知识体系、建设多维课程资源、推进线上线下混合式教学、实施全程多维评价、深度融入课程思政。多措并举，提高了学生自主学习、拓展学习、交互学习的能力，实现了“知识传授、能力培养和价值引领浑然一体”的人才培养目标，提升了学生的综合素养和科技创新能力。
为培养高素质研究型创新型人才，对研究生课程“元素无机化学”的课程资源建设和教学模式改革进行了探索与实践。主要举措包括重构分层知识体系、建设多维课程资源、推进线上线下混合式教学、实施全程多维评价、深度融入课程思政。多措并举，提高了学生自主学习、拓展学习、交互学习的能力，实现了“知识传授、能力培养和价值引领浑然一体”的人才培养目标，提升了学生的综合素养和科技创新能力。
2024, 39(6): 174-180
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310058
摘要:
在我国科技发展需求和新百年时代变革的背景下，特别是国家正在经历从“制造大国”向“制造强国”转变的历史性跨越期，探讨了仪器分析课程的新使命，即从基础化学教育的层面为培养学生的创新意识和创造能力提供指引，为国家的仪器设备产业化发展提供一定支撑。为实现这一宏大艰巨的新使命，在仪器分析教学过程中应突出仪器分析的“顶天立地”的特征以及其在化学教育中连通化学中各个分支和其他学科中所处的重要地位，仪器分析的教学也为智能制造教育提供了极好的切入点。同时本文分析了当前仪器分析教学所面临的挑战，即新时代的仪器分析课程如何培养出不但要能真正理解仪器、会使用仪器，而且要具有能创新制造仪器并能发展相应产业的新一代人才，以使教学能更好地适应社会发展趋势和国家战略需求，并指出在教学实践中迎接这种挑战的方法。
在我国科技发展需求和新百年时代变革的背景下，特别是国家正在经历从“制造大国”向“制造强国”转变的历史性跨越期，探讨了仪器分析课程的新使命，即从基础化学教育的层面为培养学生的创新意识和创造能力提供指引，为国家的仪器设备产业化发展提供一定支撑。为实现这一宏大艰巨的新使命，在仪器分析教学过程中应突出仪器分析的“顶天立地”的特征以及其在化学教育中连通化学中各个分支和其他学科中所处的重要地位，仪器分析的教学也为智能制造教育提供了极好的切入点。同时本文分析了当前仪器分析教学所面临的挑战，即新时代的仪器分析课程如何培养出不但要能真正理解仪器、会使用仪器，而且要具有能创新制造仪器并能发展相应产业的新一代人才，以使教学能更好地适应社会发展趋势和国家战略需求，并指出在教学实践中迎接这种挑战的方法。
2024, 39(6): 181-188
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310081
摘要:
过硬的实验室条件、高效的管理对于实验课教学至关重要。为了能够更科学有效地使用实验室，为教师和学生提供更加良好的教学平台，实验室技术人员需要进行更加高效的实验室管理。在大类招生的背景下，无机化学实验室作为大学生进入实验室的第一站，以服务师生为宗旨，以课程需求为导向，实验室技术人员从实验室布局、实验室管理制度的执行等管理方面进行了探索和实践。
过硬的实验室条件、高效的管理对于实验课教学至关重要。为了能够更科学有效地使用实验室，为教师和学生提供更加良好的教学平台，实验室技术人员需要进行更加高效的实验室管理。在大类招生的背景下，无机化学实验室作为大学生进入实验室的第一站，以服务师生为宗旨，以课程需求为导向，实验室技术人员从实验室布局、实验室管理制度的执行等管理方面进行了探索和实践。
2024, 39(6): 189-194
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310014
摘要:
针对分析化学课程传统教学模式的痛点，以课程思政为契机，对课程实施教学改革。阐述了分析化学课程思政建设的总体思路，从重修教学大纲、重构教学内容、改革教学模式、改革课程考核方式等多方位协同进行。通过线上线下混合式教学改革，使教师的价值引领与学生的深度参与同步进行，实现知识传授、能力培养和价值塑造三位一体的培养目标。
针对分析化学课程传统教学模式的痛点，以课程思政为契机，对课程实施教学改革。阐述了分析化学课程思政建设的总体思路，从重修教学大纲、重构教学内容、改革教学模式、改革课程考核方式等多方位协同进行。通过线上线下混合式教学改革，使教师的价值引领与学生的深度参与同步进行，实现知识传授、能力培养和价值塑造三位一体的培养目标。
2024, 39(6): 195-200
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310112
摘要:
在“互联网+”信息化的大趋势和高考改革下，化学学科的教学改革不断深化，华南师范大学结构化学课程教学团队进行了深度结合的线上线下混合教学的改革和实践探索。本文介绍了课程教学改革的探索、历程和建设实践情况，依托学校“砺儒云课堂”平台将线下与线上课程打通，优势互补，建设成富有成效的线上线下混合课程。线下课程考试成绩、线上参与程度以及学生对课程的评价表明，此线上线下混合教学课程得到学生一致认可，学生的创新思维明显提升，达到令人满意教学效果。
在“互联网+”信息化的大趋势和高考改革下，化学学科的教学改革不断深化，华南师范大学结构化学课程教学团队进行了深度结合的线上线下混合教学的改革和实践探索。本文介绍了课程教学改革的探索、历程和建设实践情况，依托学校“砺儒云课堂”平台将线下与线上课程打通，优势互补，建设成富有成效的线上线下混合课程。线下课程考试成绩、线上参与程度以及学生对课程的评价表明，此线上线下混合教学课程得到学生一致认可，学生的创新思维明显提升，达到令人满意教学效果。
2024, 39(6): 201-206
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310099
摘要:
研究型实验教学是当前高校实验教学的研究热点。硝酸银是一种价格比较昂贵的试剂，从含银废液中回收硝酸银，不仅能解决环境污染问题，也能节约实验成本。该实验所需仪器设备简单，涉及的操作及过程中出现的问题等，学生也能够利用所学知识和技能有效解决。本文以含银废液为原料回收硝酸银为实验项目，让学生自己设计实验方案，并通过方案的实施，体验研究型实验教学的过程，达到培养学生科学研究意识的目的。
研究型实验教学是当前高校实验教学的研究热点。硝酸银是一种价格比较昂贵的试剂，从含银废液中回收硝酸银，不仅能解决环境污染问题，也能节约实验成本。该实验所需仪器设备简单，涉及的操作及过程中出现的问题等，学生也能够利用所学知识和技能有效解决。本文以含银废液为原料回收硝酸银为实验项目，让学生自己设计实验方案，并通过方案的实施，体验研究型实验教学的过程，达到培养学生科学研究意识的目的。
2024, 39(6): 207-213
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310065
摘要:
以经典有机化学实验项目——肉桂酸的合成为例，介绍在有机合成实验教学中引入逆向思维的教学设计，经改进后，实验融入了丰富的思政元素，逆向推理思维模式的引入，避免了“照方抓药”式的实验教学；学生通过探究多条合成路线构建目标分子，进一步加深了对有机合成内涵的理解；本项目融入了三项诺贝尔化学奖成果，确保了教学内容的前沿性和先进性。
以经典有机化学实验项目——肉桂酸的合成为例，介绍在有机合成实验教学中引入逆向思维的教学设计，经改进后，实验融入了丰富的思政元素，逆向推理思维模式的引入，避免了“照方抓药”式的实验教学；学生通过探究多条合成路线构建目标分子，进一步加深了对有机合成内涵的理解；本项目融入了三项诺贝尔化学奖成果，确保了教学内容的前沿性和先进性。
2024, 39(6): 214-219
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310086
摘要:
创新创业教育是我国高等教育服务国家重大战略需求的重要途径。因人才需求侧的改变，本研究以中南大学应用化学专业为依托，将创新创业教育这一元素有机地引入到应用化学专业的培养体系之中。然而，创新创业教育与应用化学专业人才培养深度融合过程中出现了课程理念模糊、课程资源匮乏、课程评价单一等困境，我们尝试从培养模式改革、跨学科实践、立体教学等方面入手，结合我校学生在校企合作及国家、省级以及学校创新创业资助成果的案例，探寻创新创业教育与专业课程融合之策。
创新创业教育是我国高等教育服务国家重大战略需求的重要途径。因人才需求侧的改变，本研究以中南大学应用化学专业为依托，将创新创业教育这一元素有机地引入到应用化学专业的培养体系之中。然而，创新创业教育与应用化学专业人才培养深度融合过程中出现了课程理念模糊、课程资源匮乏、课程评价单一等困境，我们尝试从培养模式改革、跨学科实践、立体教学等方面入手，结合我校学生在校企合作及国家、省级以及学校创新创业资助成果的案例，探寻创新创业教育与专业课程融合之策。
2024, 39(6): 220-225
doi: 10.3866/PKU.DXHX202309104
摘要:
“产教融合，校企合作”是高校培养新时代所需人才的重要途径之一，牵引着人才培养的发展方向。为顺应时代对人才的需求，并结合我院应用化学专业人才培养目标，本文针对我院应用化学专业提出构建“产教融合、校企合作、多位一体、虚实结合”的创新人才培养实践教学体系。以培养学生的实践创新能力为核心，通过搭建校企合作实践教学平台，设置“基础实验-综合训练-创新设计”三个层次的实验，推进多位一体、虚实结合的实践教学模式，对学生实行个性化培养，使培养的人才与社会需求相适应，并服务于经济社会的发展。
“产教融合，校企合作”是高校培养新时代所需人才的重要途径之一，牵引着人才培养的发展方向。为顺应时代对人才的需求，并结合我院应用化学专业人才培养目标，本文针对我院应用化学专业提出构建“产教融合、校企合作、多位一体、虚实结合”的创新人才培养实践教学体系。以培养学生的实践创新能力为核心，通过搭建校企合作实践教学平台，设置“基础实验-综合训练-创新设计”三个层次的实验，推进多位一体、虚实结合的实践教学模式，对学生实行个性化培养，使培养的人才与社会需求相适应，并服务于经济社会的发展。
2024, 39(6): 226-230
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310095
摘要:
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。
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。
2024, 39(6): 231-237
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310040
摘要:
量子点材料，由于其受激发光、发射半峰宽窄、发光颜色连续可调等优良的性能，近些年来受到人们越来越多的关注，并拓展了很多相关方面的研究。本文从材料元素组成的角度简单介绍了量子点的类型及其在LED、太阳能电池、生物医用以及重金属离子检测等领域的应用。
量子点材料，由于其受激发光、发射半峰宽窄、发光颜色连续可调等优良的性能，近些年来受到人们越来越多的关注，并拓展了很多相关方面的研究。本文从材料元素组成的角度简单介绍了量子点的类型及其在LED、太阳能电池、生物医用以及重金属离子检测等领域的应用。
2024, 39(6): 238-245
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401047
摘要:
敦煌壁画，作为中国古代艺术的瑰宝，是一个丰富的历史、文化、艺术和宗教文化遗产宝库，其价值不可估量。这些壁画所用的颜料，皆为天然矿物精心挑选而成，它们为敦煌壁画带来了独一无二的色彩与质感。深入理解这些颜料的特性，有助于我们更好地欣赏艺术、文化和历史的深厚底蕴，也是壁画保护与修复的基础。本文采用生动拟人化的叙述方式，通俗易懂地描绘了莫高窟壁画的色彩来源，重点阐述了常用典型的矿物颜料及其来源，旨在促进壁画的保护工作，以及文化遗产的普及、宣传和传承。
敦煌壁画，作为中国古代艺术的瑰宝，是一个丰富的历史、文化、艺术和宗教文化遗产宝库，其价值不可估量。这些壁画所用的颜料，皆为天然矿物精心挑选而成，它们为敦煌壁画带来了独一无二的色彩与质感。深入理解这些颜料的特性，有助于我们更好地欣赏艺术、文化和历史的深厚底蕴，也是壁画保护与修复的基础。本文采用生动拟人化的叙述方式，通俗易懂地描绘了莫高窟壁画的色彩来源，重点阐述了常用典型的矿物颜料及其来源，旨在促进壁画的保护工作，以及文化遗产的普及、宣传和传承。
2024, 39(6): 246-252
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310088
摘要:
高校是培养有见识、独立思考能力和创新意识专业人才的摇篮。通过木材变磁铁的科研技能训练课程实验，提升了学生综合运用所学知识开展科学研究的能力。本实验内容不但使学生了解木材的相关知识，而且锻炼了学生独立操作科研仪器和分析谱图的能力，打开了学生在科研领域的新视野，激发了学生热爱学习和科学研究的内在动力。
高校是培养有见识、独立思考能力和创新意识专业人才的摇篮。通过木材变磁铁的科研技能训练课程实验，提升了学生综合运用所学知识开展科学研究的能力。本实验内容不但使学生了解木材的相关知识，而且锻炼了学生独立操作科研仪器和分析谱图的能力，打开了学生在科研领域的新视野，激发了学生热爱学习和科学研究的内在动力。
2024, 39(6): 253-263
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310077
摘要:
基于“问题导向、兴趣驱动、自主探究”的综合实验教学理念，在有机化学实验教学中融入“化学转化驱动杂质分离”理论知识，设计创新综合实验。运用化学转化实现待纯化目标分子(α-氟苯基乙酸，简称“氟代扁桃酸”)与杂质(扁桃酸)的有效分离，产物纯度分别可达到98.7%和97.0%。整个实验中使用到的主要药品试剂价格低廉，易获取，且可回收再利用，充分体现了原子经济性和绿色化学思想。实验过程中，应用了多种有机化学实验的基本技能，包括减压蒸馏、浓缩脱溶、重结晶、过滤等必要实验技能，以及薄层色谱法、核磁共振等重要分析手段。熟练掌握这些重要的实验技能和分析手段，能够培养学生以基础理论指导实验、有效分离性质差异小的待测有机化合物、分析实验现象的能力，进一步提升本科生的学术修养、科学素养和综合运用知识解决实际问题的能力。
基于“问题导向、兴趣驱动、自主探究”的综合实验教学理念，在有机化学实验教学中融入“化学转化驱动杂质分离”理论知识，设计创新综合实验。运用化学转化实现待纯化目标分子(α-氟苯基乙酸，简称“氟代扁桃酸”)与杂质(扁桃酸)的有效分离，产物纯度分别可达到98.7%和97.0%。整个实验中使用到的主要药品试剂价格低廉，易获取，且可回收再利用，充分体现了原子经济性和绿色化学思想。实验过程中，应用了多种有机化学实验的基本技能，包括减压蒸馏、浓缩脱溶、重结晶、过滤等必要实验技能，以及薄层色谱法、核磁共振等重要分析手段。熟练掌握这些重要的实验技能和分析手段，能够培养学生以基础理论指导实验、有效分离性质差异小的待测有机化合物、分析实验现象的能力，进一步提升本科生的学术修养、科学素养和综合运用知识解决实际问题的能力。
2024, 39(6): 264-270
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310064
摘要:
目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料，对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性，在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果，在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶)，引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能，并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来，从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计，强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解，并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识，培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。
目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料，对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性，在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果，在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶)，引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能，并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来，从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计，强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解，并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识，培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。
2024, 39(6): 271-277
doi: 10.3866/PKU.DXHX202309062
摘要:
设计了一种基于微流控纸基芯片用于特异性检测E. coli的综合创新实验。制备纸基芯片，在芯片上实现水样中E. coli的检测。主要内容包括纸芯片的制备，纸芯片上E. coli的裂解和检测，检测条件的优化，以及实际样品中E. coli的检测。该实验结合学科前沿，综合性和创新性较强。可实现“基础性实验→综合性实验→科研性实验”为特色的实践育人理念，提高学生分析和解决问题的能力。
设计了一种基于微流控纸基芯片用于特异性检测E. coli的综合创新实验。制备纸基芯片，在芯片上实现水样中E. coli的检测。主要内容包括纸芯片的制备，纸芯片上E. coli的裂解和检测，检测条件的优化，以及实际样品中E. coli的检测。该实验结合学科前沿，综合性和创新性较强。可实现“基础性实验→综合性实验→科研性实验”为特色的实践育人理念，提高学生分析和解决问题的能力。
2024, 39(6): 278-286
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310087
摘要:
本实验设计合成了铜-焦脱镁叶绿酸a甲酯(Cu-MPPa)，用于活性氧(ROS)介导的癌症治疗和消耗谷胱甘肽，并通过类Fenton反应循环产氧维持细胞内高浓度氧。实验过程中考察了Cu-MPPa的活性氧产生能力、氧气产生能力和谷胱甘肽消耗能力等性能。所合成中间体的结构用质谱进行了表征。这个实验综合了有机化学合成、仪器分析化学和生物化学实验，要求由三名学生组成实验小组，大约需要24学时，旨在培养学生综合创新能力、解决复杂问题能力和培养团队合作精神。
本实验设计合成了铜-焦脱镁叶绿酸a甲酯(Cu-MPPa)，用于活性氧(ROS)介导的癌症治疗和消耗谷胱甘肽，并通过类Fenton反应循环产氧维持细胞内高浓度氧。实验过程中考察了Cu-MPPa的活性氧产生能力、氧气产生能力和谷胱甘肽消耗能力等性能。所合成中间体的结构用质谱进行了表征。这个实验综合了有机化学合成、仪器分析化学和生物化学实验，要求由三名学生组成实验小组，大约需要24学时，旨在培养学生综合创新能力、解决复杂问题能力和培养团队合作精神。
2024, 39(6): 287-294
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310073
摘要:
在pH = 5缓冲溶液条件下，对仅有Co2+、仅有Ni2+、Co2+与Ni2+混合三种情况下Co2+的萃取率进行了探究。结果显示单独萃取Co2+时萃取率高达75.47%；然而对于混合溶液，萃取率较单独萃取Co2+明显下降。通过系列对比实验发现Ni2+的存在对Co2+的分光光度测量造成了干扰。因此，在综合性实验中我们利用分光光度法针对Co2+的萃取率进行分析，以及对可能影响萃取率的因素——pH、萃取时间、萃取次数进行了探究，寻找最佳实验条件，提高萃取率。
在pH = 5缓冲溶液条件下，对仅有Co2+、仅有Ni2+、Co2+与Ni2+混合三种情况下Co2+的萃取率进行了探究。结果显示单独萃取Co2+时萃取率高达75.47%；然而对于混合溶液，萃取率较单独萃取Co2+明显下降。通过系列对比实验发现Ni2+的存在对Co2+的分光光度测量造成了干扰。因此，在综合性实验中我们利用分光光度法针对Co2+的萃取率进行分析，以及对可能影响萃取率的因素——pH、萃取时间、萃取次数进行了探究，寻找最佳实验条件，提高萃取率。
2024, 39(6): 295-302
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312049
摘要:
虚拟仿真实验作为大型仪器分析实验教学模式的新兴趋势，有效地将虚拟仿真技术与实物仪器教学相结合，最大限度地提升了学生对于大型仪器分析的综合应用能力。本文以激光诱导击穿光谱(LIBS)虚拟仿真实验系统为例，完整地模拟了LIBS系统的样品处理、光谱采集、定性分析和定量分析等实际实验场景，通过虚实结合实验教学模式对实验过程进行实时跟踪与综合考评。该实验有助于提高学生自主探究能力和创新意识，培养具有独立思考与实践能力的拔尖人才。
虚拟仿真实验作为大型仪器分析实验教学模式的新兴趋势，有效地将虚拟仿真技术与实物仪器教学相结合，最大限度地提升了学生对于大型仪器分析的综合应用能力。本文以激光诱导击穿光谱(LIBS)虚拟仿真实验系统为例，完整地模拟了LIBS系统的样品处理、光谱采集、定性分析和定量分析等实际实验场景，通过虚实结合实验教学模式对实验过程进行实时跟踪与综合考评。该实验有助于提高学生自主探究能力和创新意识，培养具有独立思考与实践能力的拔尖人才。
2024, 39(6): 303-311
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312006
摘要:
本实验介绍了一个仪器分析综合性实验——基于Raman光谱的3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)合成的在线监测与反应机理探究。该实验是一个科研转化的仪器分析综合实验，内容包括DAT的合成、基于Raman光谱的合成反应过程在线监测以及合成反应机理解析。在实验中，采用化学计量学方法对Raman光谱数据进行处理和分析，以更深入地理解合成反应的机理。通过本实验，可以巩固学生的化学专业知识，提高学生的综合实验操作技能，激发学生对科学研究的兴趣，培养学生的科研探究能力。
本实验介绍了一个仪器分析综合性实验——基于Raman光谱的3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)合成的在线监测与反应机理探究。该实验是一个科研转化的仪器分析综合实验，内容包括DAT的合成、基于Raman光谱的合成反应过程在线监测以及合成反应机理解析。在实验中，采用化学计量学方法对Raman光谱数据进行处理和分析，以更深入地理解合成反应的机理。通过本实验，可以巩固学生的化学专业知识，提高学生的综合实验操作技能，激发学生对科学研究的兴趣，培养学生的科研探究能力。
2024, 39(6): 312-317
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310039
摘要:
将本科生国家级大学生创新训练计划项目(电催化苄位硫氰基化反应研究)的研究成果转化为本科新创有机化学实验。有机电合成具有绿色、可控、反应易放大等优势，近年来成为有机合成研究的热点领域，然而电化学促进的有机反应尚未在本科有机化学实验教学中予以推广。本实验使用易得的异硫氰酸三甲基硅酯，在室温下实现了电化学促进对溴乙苯的直接硫氰基化。通过将“国创项目”科研成果引入本科有机化学实验教学，引导学生树立创新意识和“绿色合成”理念。
将本科生国家级大学生创新训练计划项目(电催化苄位硫氰基化反应研究)的研究成果转化为本科新创有机化学实验。有机电合成具有绿色、可控、反应易放大等优势，近年来成为有机合成研究的热点领域，然而电化学促进的有机反应尚未在本科有机化学实验教学中予以推广。本实验使用易得的异硫氰酸三甲基硅酯，在室温下实现了电化学促进对溴乙苯的直接硫氰基化。通过将“国创项目”科研成果引入本科有机化学实验教学，引导学生树立创新意识和“绿色合成”理念。
2024, 39(6): 318-325
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311038
摘要:
在一些浪漫神奇的魔术背后都隐藏着化学反应。本实验围绕以大众感兴趣的，且与“血色浪漫”相关的神奇现象展开，以简单有趣的几个现象科普化学反应的魅力。其中由硫氰酸钾与铁离子发生络合反应生成血红色絮状络合物，其生成物与氟化钠反应后血红色便会立刻消失，而血红蛋白中的铁可与鲁米诺产生蓝色荧光。在展现这些神奇而浪漫的现象的同时向各个层次人群科普化学知识，解密神奇魔术，探索化学之美，让人们用科学的角度来看待事物，敬佩化学，也充分展示化学的神奇与魅力，有助于激发中小学生和社会大众对化学的探索兴趣与热爱。
在一些浪漫神奇的魔术背后都隐藏着化学反应。本实验围绕以大众感兴趣的，且与“血色浪漫”相关的神奇现象展开，以简单有趣的几个现象科普化学反应的魅力。其中由硫氰酸钾与铁离子发生络合反应生成血红色絮状络合物，其生成物与氟化钠反应后血红色便会立刻消失，而血红蛋白中的铁可与鲁米诺产生蓝色荧光。在展现这些神奇而浪漫的现象的同时向各个层次人群科普化学知识，解密神奇魔术，探索化学之美，让人们用科学的角度来看待事物，敬佩化学，也充分展示化学的神奇与魅力，有助于激发中小学生和社会大众对化学的探索兴趣与热爱。
2024, 39(6): 326-333
doi: 10.3866/PKU.DXHX202310013
摘要:
针对目前高校开展的分析化学实验教学内容单一，侧重常规分析方法以及仪器基本原理介绍等问题，将综合性实验教学项目引入到教学中，能够增强学生独立探索、主动思考和分析问题的能力。本文设计了基于纳米TiO2光催化剂催化降解苯酚的综合性实验方案，涉及光催化降解和电化学监测的原理，以及光催化降解和电化学装置的搭建等。
针对目前高校开展的分析化学实验教学内容单一，侧重常规分析方法以及仪器基本原理介绍等问题，将综合性实验教学项目引入到教学中，能够增强学生独立探索、主动思考和分析问题的能力。本文设计了基于纳米TiO2光催化剂催化降解苯酚的综合性实验方案，涉及光催化降解和电化学监测的原理，以及光催化降解和电化学装置的搭建等。
2024, 39(6): 334-341
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311064
摘要:
淀粉是一种植物多糖，通常由直链淀粉和支链淀粉两部分组成。淀粉遇碘显蓝色的性质，早已被人们所知晓，并因其显色非常灵敏而在检验碘或淀粉存在的实验中被广泛应用。然而，淀粉遇碘显色不一定是蓝色，其显色与淀粉组成有直接关系。本文通过探究不同食物淀粉及不同因素(淀粉浓度、碘伏浓度、温度、酸碱度、聚合度)遇碘显色不同，科普色彩捕捉之淀粉与碘的美妙邂逅，感受淀粉邂逅碘的神奇显色之趣。本科普实验材料均取自常见食物淀粉以及消毒水碘伏等，成本低，绿色环保无毒安全易操作。通过淀粉与碘不同显色制备绿色环保多色墨水，融合传统书法、国画等创作书法和国画作品；尝试神奇的碘钟反应、碘熏法指纹勘测、淀粉制备非牛顿流体等体验化学实验的奇妙与乐趣，受众面广，实现梯度科普，趣味性强，通过线下体验活动，感受化学之趣、色彩之美，启发对化学的兴趣与热爱，收获良好的科普效果。
淀粉是一种植物多糖，通常由直链淀粉和支链淀粉两部分组成。淀粉遇碘显蓝色的性质，早已被人们所知晓，并因其显色非常灵敏而在检验碘或淀粉存在的实验中被广泛应用。然而，淀粉遇碘显色不一定是蓝色，其显色与淀粉组成有直接关系。本文通过探究不同食物淀粉及不同因素(淀粉浓度、碘伏浓度、温度、酸碱度、聚合度)遇碘显色不同，科普色彩捕捉之淀粉与碘的美妙邂逅，感受淀粉邂逅碘的神奇显色之趣。本科普实验材料均取自常见食物淀粉以及消毒水碘伏等，成本低，绿色环保无毒安全易操作。通过淀粉与碘不同显色制备绿色环保多色墨水，融合传统书法、国画等创作书法和国画作品；尝试神奇的碘钟反应、碘熏法指纹勘测、淀粉制备非牛顿流体等体验化学实验的奇妙与乐趣，受众面广，实现梯度科普，趣味性强，通过线下体验活动，感受化学之趣、色彩之美，启发对化学的兴趣与热爱，收获良好的科普效果。
2024, 39(6): 342-349
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311070
摘要:
现行教材中贝诺酯的合成基于Schotten-Baumann酯化反应，实验试剂SOCl2会转化生成HCl和SO2，环境友好性低，且实验步骤多。本改进实验利用碳二酰亚胺/4-DMAP缩合酯化反应一步合成贝诺酯，通过熔点测定、NMR、HPLC-MS等对产品进行结构表征与纯度测定，并进行基于大鼠血浆和胆汁的体内动态分析。同时验证了药物设计拼合原理，改进后的方法绿色高效，安全性明显提高。
现行教材中贝诺酯的合成基于Schotten-Baumann酯化反应，实验试剂SOCl2会转化生成HCl和SO2，环境友好性低，且实验步骤多。本改进实验利用碳二酰亚胺/4-DMAP缩合酯化反应一步合成贝诺酯，通过熔点测定、NMR、HPLC-MS等对产品进行结构表征与纯度测定，并进行基于大鼠血浆和胆汁的体内动态分析。同时验证了药物设计拼合原理，改进后的方法绿色高效，安全性明显提高。
2024, 39(6): 350-356
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312001
摘要:
醇氧化成酮是本科有机化学理论教学内容的重要组成部分。本实验反应产物二苯甲酮在光引发剂与紫外光固化涂料等领域中均具有广泛的应用。以二苯甲酮为骨架的化合物在药物靶向释放领域也有一定的应用。已知制备二苯甲酮的反应涉及反应时间长、使用重金属氧化试剂、脱氢催化剂制备过程复杂等制约因素，使得这些反应在本科实验教学的应用上仍有不足，需要改进。本文利用电化学合成方法，设计了一种绿色环保的合成二苯甲酮的实验方法。该方法用碘化钾作为电解质，乙腈和水的混合溶液作为反应溶剂，直接电解，在不直接添加氧化试剂或者脱氢试剂的情况下将二苯甲醇氧化成二苯甲酮。改进后的方法反应时间较短，产率高，后处理简单，用到的试剂价廉易得，更适用于基础有机实验教学。本实验结合薄层色谱(TLC)、熔点测定、1H NMR以及液质联用仪对反应体系或产物进行分析与结构鉴定，有助于培养学生的实验操作能力与产物鉴定能力。
醇氧化成酮是本科有机化学理论教学内容的重要组成部分。本实验反应产物二苯甲酮在光引发剂与紫外光固化涂料等领域中均具有广泛的应用。以二苯甲酮为骨架的化合物在药物靶向释放领域也有一定的应用。已知制备二苯甲酮的反应涉及反应时间长、使用重金属氧化试剂、脱氢催化剂制备过程复杂等制约因素，使得这些反应在本科实验教学的应用上仍有不足，需要改进。本文利用电化学合成方法，设计了一种绿色环保的合成二苯甲酮的实验方法。该方法用碘化钾作为电解质，乙腈和水的混合溶液作为反应溶剂，直接电解，在不直接添加氧化试剂或者脱氢试剂的情况下将二苯甲醇氧化成二苯甲酮。改进后的方法反应时间较短，产率高，后处理简单，用到的试剂价廉易得，更适用于基础有机实验教学。本实验结合薄层色谱(TLC)、熔点测定、1H NMR以及液质联用仪对反应体系或产物进行分析与结构鉴定，有助于培养学生的实验操作能力与产物鉴定能力。
2024, 39(6): 357-365
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312022
摘要:
本实验以日常生活中常见的表面张力现象为切入点，结合现有文献方法，系统优化科普实验。首先，丙二醇和水以不同的体积比相互溶解，并加入不同颜色的食用色素来代表不同浓度的丙二醇溶液。然后，将不同浓度的丙二醇溶液滴加到亲水处理过的玻璃板上。由于蒸发梯度的不平衡和表面张力的不均匀，小液滴在玻璃板上表现出各种运动行为，如“追逐”和“跳舞”。此外，小液滴可以准确避开与自身浓度不同的液滴，并选择与自身浓度相同的“同类”液滴融合。这些现象反映了一系列与蒸发梯度和表面张力有关的物理化学原理。本实验的化学品安全易得，主要装置是团队自制的。实验操作简单，原理简单易懂。中小学生和幼儿园的孩子在家长的引导下可以清楚地观察到不同颜色小液滴的追逐和融合现象；该实验绿色、安全、美观，有利于培养大众，特别是中小学生对物理化学现象的浓厚兴趣。
本实验以日常生活中常见的表面张力现象为切入点，结合现有文献方法，系统优化科普实验。首先，丙二醇和水以不同的体积比相互溶解，并加入不同颜色的食用色素来代表不同浓度的丙二醇溶液。然后，将不同浓度的丙二醇溶液滴加到亲水处理过的玻璃板上。由于蒸发梯度的不平衡和表面张力的不均匀，小液滴在玻璃板上表现出各种运动行为，如“追逐”和“跳舞”。此外，小液滴可以准确避开与自身浓度不同的液滴，并选择与自身浓度相同的“同类”液滴融合。这些现象反映了一系列与蒸发梯度和表面张力有关的物理化学原理。本实验的化学品安全易得，主要装置是团队自制的。实验操作简单，原理简单易懂。中小学生和幼儿园的孩子在家长的引导下可以清楚地观察到不同颜色小液滴的追逐和融合现象；该实验绿色、安全、美观，有利于培养大众，特别是中小学生对物理化学现象的浓厚兴趣。
2024, 39(6): 366-372
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312025
摘要:
以探究不同杂质对化学物质结晶的影响为出发点，从生活中取材，研究晶体生长过程中的影响因素，得到不同形貌的晶体，并在此基础上设计出结晶山水景观实验。本实验从宏观与微观角度研究了不同杂质对晶体生长的影响，将化学科学与艺术相结合，可应用于化学科普。本实验操作简单、成本经济、安全性高，适合不同年龄段的人群参与。本实验有利于激发人们对化学的兴趣，提高人们对化学研究的积极性，拉近普通人群与化学科学之间的距离。
以探究不同杂质对化学物质结晶的影响为出发点，从生活中取材，研究晶体生长过程中的影响因素，得到不同形貌的晶体，并在此基础上设计出结晶山水景观实验。本实验从宏观与微观角度研究了不同杂质对晶体生长的影响，将化学科学与艺术相结合，可应用于化学科普。本实验操作简单、成本经济、安全性高，适合不同年龄段的人群参与。本实验有利于激发人们对化学的兴趣，提高人们对化学研究的积极性，拉近普通人群与化学科学之间的距离。
2024, 39(6): 373-382
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312081
摘要:
电催化作为纳米材料和能源化学领域的研究热点，是未来新能源存储与转化技术的关键所在。在“碳达峰，碳中和”背景下，电催化还原硝酸盐合成氨技术被认为是绿色、安全的技术，为了填补这一前沿科研成果在实验教学中的空白，我们开发了基于电催化还原硝酸盐合成氨的综合化学实验。本实验具有基础知识-科学研究-实际应用的一体化设计，包含铜基催化剂制备表征、性能探究及应用设计的层次化内容，有助于学生了解电催化的研究进展，掌握电催化的基础知识与研究方法，培养学生的创新意识与学以致用的能力。
电催化作为纳米材料和能源化学领域的研究热点，是未来新能源存储与转化技术的关键所在。在“碳达峰，碳中和”背景下，电催化还原硝酸盐合成氨技术被认为是绿色、安全的技术，为了填补这一前沿科研成果在实验教学中的空白，我们开发了基于电催化还原硝酸盐合成氨的综合化学实验。本实验具有基础知识-科学研究-实际应用的一体化设计，包含铜基催化剂制备表征、性能探究及应用设计的层次化内容，有助于学生了解电催化的研究进展，掌握电催化的基础知识与研究方法，培养学生的创新意识与学以致用的能力。
2024, 39(6): 383-389
doi: 10.3866/PKU.DXHX202312019
摘要:
本实验是针对本科生能力水平、结合光伏领域前沿设计的一个化学综合实验。本实验采用简单的旋涂法在导电玻璃表面制备CsPbBr3钙钛矿薄膜材料，并创新性地将光探测器件的组装实验加入其中以研究CsPbBr3薄膜的光电性能。学生可在实验过程中肉眼可见地观察到黄色的CsPbBr3材料在紫外激光照射下发射出强烈的绿光，这一实验现象能够有效地激发学生兴趣。
本实验是针对本科生能力水平、结合光伏领域前沿设计的一个化学综合实验。本实验采用简单的旋涂法在导电玻璃表面制备CsPbBr3钙钛矿薄膜材料，并创新性地将光探测器件的组装实验加入其中以研究CsPbBr3薄膜的光电性能。学生可在实验过程中肉眼可见地观察到黄色的CsPbBr3材料在紫外激光照射下发射出强烈的绿光，这一实验现象能够有效地激发学生兴趣。
2024, 39(6): 390-399
doi: 10.3866/PKU.DXHX202403028
摘要:
有机-无机杂化发光材料易于调控的空间结构和发光性质，在发光防伪领域备受青睐。本实验基于Sb(III)掺杂Bi(III)基零维有机-无机杂化金属卤化物，利用不同的晶体生长方式实现动力学产物(化合物1)向热力学产物(化合物2)的转变，采用X-射线粉末衍射和荧光光度法分别对其进行了物相表征和光学性能测试，二者表现出截然不同的物相与光物理性质。化合物2在蒸馏水的作用下实现荧光淬灭，而且具有很强的反水性。基于化合物2出色的发光变色性质，制作了简易的可水写荧光信息防伪板/纸。本实验充分体现了“结构决定性质”的专业理论、“学以致用”的教学理念。该实验设计与实践旨在培养学生创新思维，提高其分析和解决实际问题的能力。
有机-无机杂化发光材料易于调控的空间结构和发光性质，在发光防伪领域备受青睐。本实验基于Sb(III)掺杂Bi(III)基零维有机-无机杂化金属卤化物，利用不同的晶体生长方式实现动力学产物(化合物1)向热力学产物(化合物2)的转变，采用X-射线粉末衍射和荧光光度法分别对其进行了物相表征和光学性能测试，二者表现出截然不同的物相与光物理性质。化合物2在蒸馏水的作用下实现荧光淬灭，而且具有很强的反水性。基于化合物2出色的发光变色性质，制作了简易的可水写荧光信息防伪板/纸。本实验充分体现了“结构决定性质”的专业理论、“学以致用”的教学理念。该实验设计与实践旨在培养学生创新思维，提高其分析和解决实际问题的能力。
2024, 39(6): 400-404
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403091
摘要:
通过对量子态空间、基函数、幺正变换等量子力学基本概念的介绍，阐释了原子结构中z轴表现出特殊性的原因，明确了在球对称的原子结构中，任何方向都不具有特殊性，z轴表观的特殊性主要源自人们选择了特定基函数来描述原子中电子的运动行为。
通过对量子态空间、基函数、幺正变换等量子力学基本概念的介绍，阐释了原子结构中z轴表现出特殊性的原因，明确了在球对称的原子结构中，任何方向都不具有特殊性，z轴表观的特殊性主要源自人们选择了特定基函数来描述原子中电子的运动行为。
