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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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2026, 41(9): 1-10
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508038
摘要:
“燃料电池技术”是中国石油大学(华东)储能科学与工程系首门双语核心课程，面向储能、新能源及材料类专业，紧扣国家“双碳”战略和氢能产业发展规划。课程改革聚焦“目标-内容-评价-文化”四链协同，探索思政育人与专业教学的深度融合。第一，在课程大纲重构中，将绿色发展、工程责任、科研诚信等思政目标嵌入各章节知识点；第二，构建多维案例体系，既引入美国国家航空航天局(NASA)燃料电池、丰田Mirai等国际案例，又结合冬奥氢能公交及国产Pt基催化剂突破等国内成就，实现中外对比与价值引领；第三，建立全过程考核机制，通过英文文献导读、国产化材料路线图设计和成长日志等任务，量化学生在认知、表达与责任意识方面的成长轨迹；第四，课程联动科研实践与创新竞赛，推动“课堂-项目-竞赛-转化”贯通式育人。两年实践表明，学生在课堂参与度、国际沟通力和科研实践能力方面呈提升趋势，思政认知平均提升30%以上，绿色创新意识和职业志趣明显增强。课程形成了可复制推广的“双语+双碳+思政”教学范式，为新工科背景下复合型人才培养提供了现实路径。
“燃料电池技术”是中国石油大学(华东)储能科学与工程系首门双语核心课程，面向储能、新能源及材料类专业，紧扣国家“双碳”战略和氢能产业发展规划。课程改革聚焦“目标-内容-评价-文化”四链协同，探索思政育人与专业教学的深度融合。第一，在课程大纲重构中，将绿色发展、工程责任、科研诚信等思政目标嵌入各章节知识点；第二，构建多维案例体系，既引入美国国家航空航天局(NASA)燃料电池、丰田Mirai等国际案例，又结合冬奥氢能公交及国产Pt基催化剂突破等国内成就，实现中外对比与价值引领；第三，建立全过程考核机制，通过英文文献导读、国产化材料路线图设计和成长日志等任务，量化学生在认知、表达与责任意识方面的成长轨迹；第四，课程联动科研实践与创新竞赛，推动“课堂-项目-竞赛-转化”贯通式育人。两年实践表明，学生在课堂参与度、国际沟通力和科研实践能力方面呈提升趋势，思政认知平均提升30%以上，绿色创新意识和职业志趣明显增强。课程形成了可复制推广的“双语+双碳+思政”教学范式，为新工科背景下复合型人才培养提供了现实路径。
2026, 41(9): 11-17
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509034
摘要:
面向研究生《高等有机合成》教材不统一、机制与转化脱节及学术英语薄弱等问题，山东大学化学学院在这门研究生必修课实施“机制先行+表现性评价+双语融合”教学改革。上半学期以“分子轨道与能量”建立统一机制语言，下半学期迁移至合成转化；核心考核为“专题报告”与“关键问题提出”，结果显示二者得分正相关，说明该教学模式切实有效。
面向研究生《高等有机合成》教材不统一、机制与转化脱节及学术英语薄弱等问题，山东大学化学学院在这门研究生必修课实施“机制先行+表现性评价+双语融合”教学改革。上半学期以“分子轨道与能量”建立统一机制语言，下半学期迁移至合成转化；核心考核为“专题报告”与“关键问题提出”，结果显示二者得分正相关，说明该教学模式切实有效。
2026, 41(9): 18-25
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508050
摘要:
随着“双碳”战略的推进，储能技术成为能源转型的核心支撑，而物理化学作为储能科学与工程专业的学科基础课程，其教学模式亟需适应学科交叉与产业需求的双重挑战。本研究以盐城师范学院储能科学与工程专业为试点研究对象，结合盐城市绿色低碳产业布局及学校“应用型、地方性、开放性”的办学定位，提出“知识图谱+科教融汇”的双轮驱动模式。通过构建物理化学课程知识图谱，整合学科交叉知识点，优化教学内容；同时开展科教融汇实践，将最新科学研究成果融入教学，初步培养学生的创新思维能力、科研能力和解决问题的能力。实践表明，该方法有效提升了课程的系统性与实践性，促进了学科知识与产业需求的精准对接，为储能领域创新型人才培养提供了可推广的范式。
随着“双碳”战略的推进，储能技术成为能源转型的核心支撑，而物理化学作为储能科学与工程专业的学科基础课程，其教学模式亟需适应学科交叉与产业需求的双重挑战。本研究以盐城师范学院储能科学与工程专业为试点研究对象，结合盐城市绿色低碳产业布局及学校“应用型、地方性、开放性”的办学定位，提出“知识图谱+科教融汇”的双轮驱动模式。通过构建物理化学课程知识图谱，整合学科交叉知识点，优化教学内容；同时开展科教融汇实践，将最新科学研究成果融入教学，初步培养学生的创新思维能力、科研能力和解决问题的能力。实践表明，该方法有效提升了课程的系统性与实践性，促进了学科知识与产业需求的精准对接，为储能领域创新型人才培养提供了可推广的范式。
2026, 41(9): 26-35
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509028
摘要:
北京航空航天大学面对新一轮科技革命与产业变革对人才培养要求，依托学校高水平科技创新平台，深化科教融合，构建了具有北航特色的“科研课堂”育人新模式。本文以“液晶弹性体张拉整体结构的设计与制备”微课题为例，通过系统化的教学方案与科学的教学效果评价设计，整合并延伸了“高分子物理”理论课程中的关键知识点，探索了“理论课堂”与“科研课堂”双向赋能的高分子物理教学新路径，实现了前沿科研成果向实验教学的有效转化。理论和科研结合的教学模式激发了学生夯实理论基础的主动性，增强了其应对实际工程问题的分析与解决能力，为推动培养适应国家航空航天领域发展需求的高素质复合型材料专业人才新工科实验课程建设提供了有益借鉴。
北京航空航天大学面对新一轮科技革命与产业变革对人才培养要求，依托学校高水平科技创新平台，深化科教融合，构建了具有北航特色的“科研课堂”育人新模式。本文以“液晶弹性体张拉整体结构的设计与制备”微课题为例，通过系统化的教学方案与科学的教学效果评价设计，整合并延伸了“高分子物理”理论课程中的关键知识点，探索了“理论课堂”与“科研课堂”双向赋能的高分子物理教学新路径，实现了前沿科研成果向实验教学的有效转化。理论和科研结合的教学模式激发了学生夯实理论基础的主动性，增强了其应对实际工程问题的分析与解决能力，为推动培养适应国家航空航天领域发展需求的高素质复合型材料专业人才新工科实验课程建设提供了有益借鉴。
2026, 41(9): 36-46
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508053
摘要:
本文系统阐述了一门基于“产学研用”协同育人理念的创新性工程教育课程体系。针对传统化学工程实践教学中存在的基地少、实训资源受限及评价维度单一等痛点问题，提出“四维融合”教学理念：通过产学研深度协同、虚实场景有机融合、思政元素系统融入、多学科交叉创新，构建面向复杂工程问题解决能力培养的教学新范式。课程改革以三维重构为核心：重构教学目标体系，构建动态案例库，有机整合真实工业案例、人工智能技术应用、诺贝尔奖级科研成果等多元教学要素；创新搭建“三位一体”教学平台，形成涵盖理论认知、虚拟仿真、创新实践的立体化培养体系；形成“九维沉浸式”教学模式，通过“观-听-学-感-练-思-研-创-用”递进式教学环节，实现知识内化与能力跃迁的有机统一。创新采用“六步迭代”教学方法论与数据驱动的动态评估模型，有效破解工程教育中理论实践转化断层难题。在评价机制方面，构建了基于大数据的多维度动态评价体系，建立学生综合能力数字画像，实现个性化成长路径的精准赋能。教学实践表明，该模式显著提升了学生工程实践能力与创新素养，培养出具有跨学科视野、数字化思维和产业敏感度的新工科人才。研究成果为新工科背景下实践类课程改革提供了可复制的理论框架与实施路径，对产教融合育人模式创新具有重要借鉴价值。
本文系统阐述了一门基于“产学研用”协同育人理念的创新性工程教育课程体系。针对传统化学工程实践教学中存在的基地少、实训资源受限及评价维度单一等痛点问题，提出“四维融合”教学理念：通过产学研深度协同、虚实场景有机融合、思政元素系统融入、多学科交叉创新，构建面向复杂工程问题解决能力培养的教学新范式。课程改革以三维重构为核心：重构教学目标体系，构建动态案例库，有机整合真实工业案例、人工智能技术应用、诺贝尔奖级科研成果等多元教学要素；创新搭建“三位一体”教学平台，形成涵盖理论认知、虚拟仿真、创新实践的立体化培养体系；形成“九维沉浸式”教学模式，通过“观-听-学-感-练-思-研-创-用”递进式教学环节，实现知识内化与能力跃迁的有机统一。创新采用“六步迭代”教学方法论与数据驱动的动态评估模型，有效破解工程教育中理论实践转化断层难题。在评价机制方面，构建了基于大数据的多维度动态评价体系，建立学生综合能力数字画像，实现个性化成长路径的精准赋能。教学实践表明，该模式显著提升了学生工程实践能力与创新素养，培养出具有跨学科视野、数字化思维和产业敏感度的新工科人才。研究成果为新工科背景下实践类课程改革提供了可复制的理论框架与实施路径，对产教融合育人模式创新具有重要借鉴价值。
2026, 41(9): 47-53
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509013
摘要:
产教融合协同发展在材料与化工专业的硕士培养中起着至关重要的作用，能有效促进教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接。针对地方应用型高校在专业硕士培养过程中存在的问题，本研究以重庆文理学院为例，系统阐述了学校在材料与化工专业硕士人才培养方面的探索与实践。通过优化课程体系、提升师资水平、搭建实践平台、深化协同创新等系列举措，构建了与地方产业发展需求紧密对接的高素质应用型人才培养模式。为新材料、新能源等战略性新兴产业的高层次应用型人才培养提供了可借鉴的方法路径，对深化材料与化工专业学位研究生教育改革具有重要参考价值。
产教融合协同发展在材料与化工专业的硕士培养中起着至关重要的作用，能有效促进教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接。针对地方应用型高校在专业硕士培养过程中存在的问题，本研究以重庆文理学院为例，系统阐述了学校在材料与化工专业硕士人才培养方面的探索与实践。通过优化课程体系、提升师资水平、搭建实践平台、深化协同创新等系列举措，构建了与地方产业发展需求紧密对接的高素质应用型人才培养模式。为新材料、新能源等战略性新兴产业的高层次应用型人才培养提供了可借鉴的方法路径，对深化材料与化工专业学位研究生教育改革具有重要参考价值。
2026, 41(9): 54-61
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508065
摘要:
针对化工本科生对化学反应工程的学习特点，课程教学团队在讲授过程中，融入工程案例、核心装置及研究方法三方面案例，通过将知识点脉络在解决实际化工问题中有机地梳理串联起来，旨在培养学生综合运用所学知识解决实际化工问题的能力，构建以工程案例、核心装置及研究方法“三位一体”的融合集成应用知识点的课程教学思想。教学实践表明，这种“三位一体”教学取得较好的效果，提升了学生综合运用知识解决实际问题的能力。
针对化工本科生对化学反应工程的学习特点，课程教学团队在讲授过程中，融入工程案例、核心装置及研究方法三方面案例，通过将知识点脉络在解决实际化工问题中有机地梳理串联起来，旨在培养学生综合运用所学知识解决实际化工问题的能力，构建以工程案例、核心装置及研究方法“三位一体”的融合集成应用知识点的课程教学思想。教学实践表明，这种“三位一体”教学取得较好的效果，提升了学生综合运用知识解决实际问题的能力。
2026, 41(9): 62-69
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508068
摘要:
随着生成式人工智能技术的飞速发展，教育智能化已成为全球高等教育改革的核心方向。本文以天津大学物理化学课程为例，阐述了AI (人工智能)赋能课程建设的实践路径，重点介绍了“师-生-机”三元交互、线上线下混合式教学模式的构建与应用。通过构建四级知识图谱、配备AI助教等智能工具，实现了教学资源的精准匹配与个性化推送；依托三元交互混合式教学模式和多维智能评价体系，显著提升教师的备课效率、学生的学习成效与AI素养。实践表明，该模式有效解决了传统教学中“一刀切”的局限，为高校相关课程的智能化改革提供了可借鉴的范例。
随着生成式人工智能技术的飞速发展，教育智能化已成为全球高等教育改革的核心方向。本文以天津大学物理化学课程为例，阐述了AI (人工智能)赋能课程建设的实践路径，重点介绍了“师-生-机”三元交互、线上线下混合式教学模式的构建与应用。通过构建四级知识图谱、配备AI助教等智能工具，实现了教学资源的精准匹配与个性化推送；依托三元交互混合式教学模式和多维智能评价体系，显著提升教师的备课效率、学生的学习成效与AI素养。实践表明，该模式有效解决了传统教学中“一刀切”的局限，为高校相关课程的智能化改革提供了可借鉴的范例。
2026, 41(9): 70-81
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509027
摘要:
化学作为一门基础性、前沿性与战略性的学科，在能源开发、环境治理和新材料设计等领域对国家战略具有重要支撑作用。进入新时代，绿色发展与科技自立自强的战略需求对研究生教育提出了更高要求。在此背景下，课程思政在化学研究生教育中展现出独特价值。当前我国研究生教育普遍面临“重科研技能、轻价值引领”的现实困境。在化学这一对国家战略具有重要支撑作用的学科中，破解此难题尤为关键。本研究以兰州大学化学化工学院的“一融双高”模式为范例，探讨了课程思政与研究生科研教育的深度融合路径。研究表明，通过在科研选题、知识学习、成果转化及产学研融合等全过程有机融入价值引领，能够有效强化研究生的家国情怀与社会责任感，实现科研创新与人才培养的协同发展，使科研过程成为学术训练与价值塑造的统一平台。展望未来，深化该模式将为培养兼具创新能力与社会担当的高层次人才提供持续动力，为我国实现绿色低碳转型与科技自立自强贡献力量。
化学作为一门基础性、前沿性与战略性的学科，在能源开发、环境治理和新材料设计等领域对国家战略具有重要支撑作用。进入新时代，绿色发展与科技自立自强的战略需求对研究生教育提出了更高要求。在此背景下，课程思政在化学研究生教育中展现出独特价值。当前我国研究生教育普遍面临“重科研技能、轻价值引领”的现实困境。在化学这一对国家战略具有重要支撑作用的学科中，破解此难题尤为关键。本研究以兰州大学化学化工学院的“一融双高”模式为范例，探讨了课程思政与研究生科研教育的深度融合路径。研究表明，通过在科研选题、知识学习、成果转化及产学研融合等全过程有机融入价值引领，能够有效强化研究生的家国情怀与社会责任感，实现科研创新与人才培养的协同发展，使科研过程成为学术训练与价值塑造的统一平台。展望未来，深化该模式将为培养兼具创新能力与社会担当的高层次人才提供持续动力，为我国实现绿色低碳转型与科技自立自强贡献力量。
2026, 41(9): 82-89
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508106
摘要:
在生成式人工智能(AI)技术普及导致传统课程论文考核区分度与诚信度下降的背景下，针对“仪器分析”课程理论抽象、知识点密集且与实践结合紧密的特点，本文提出以“小视频创作+双评反馈”替代传统论文的考核改革方案。以南开大学2023级强基班为试点，证明了改革有效规避了AI时代考核失真风险，强化了“以创促学、以评提质”的教学效果，为理工科课程考核改革提供了可复制、可推广的模式。
在生成式人工智能(AI)技术普及导致传统课程论文考核区分度与诚信度下降的背景下，针对“仪器分析”课程理论抽象、知识点密集且与实践结合紧密的特点，本文提出以“小视频创作+双评反馈”替代传统论文的考核改革方案。以南开大学2023级强基班为试点，证明了改革有效规避了AI时代考核失真风险，强化了“以创促学、以评提质”的教学效果，为理工科课程考核改革提供了可复制、可推广的模式。
2026, 41(9): 90-100
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509007
摘要:
新时代背景下，提升化学专业学生的工程素养具有重要意义。化学工艺学是提升化学专业学生工程素养的关键课程，但因化学与化工专业培养定位和课程体系差异，现有教学模式让化学专业学生适应性不足。本文从课程内容、教学方法、评价模式等方面系统探索面向化学专业的教学改革，成效显著，为工程素养培养和相关课程改革提供了参考。
新时代背景下，提升化学专业学生的工程素养具有重要意义。化学工艺学是提升化学专业学生工程素养的关键课程，但因化学与化工专业培养定位和课程体系差异，现有教学模式让化学专业学生适应性不足。本文从课程内容、教学方法、评价模式等方面系统探索面向化学专业的教学改革，成效显著，为工程素养培养和相关课程改革提供了参考。
2026, 41(9): 101-106
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509020
摘要:
“配位化合物结构”是无机及结构化学课程的重要内容。本文探讨教研结合模式在该模块教学中的应用，以促进“科教融合”协同育人。将科研新成果转化为教学资源并用于教学实践，可拓宽学生专业视野，培养创新意识与思维；同时，教学可为科研提供理论支撑，并为科研提供人才储备，助推科研发展。通过双向互动，实现教学创新和创新性人才的培养。
“配位化合物结构”是无机及结构化学课程的重要内容。本文探讨教研结合模式在该模块教学中的应用，以促进“科教融合”协同育人。将科研新成果转化为教学资源并用于教学实践，可拓宽学生专业视野，培养创新意识与思维；同时，教学可为科研提供理论支撑，并为科研提供人才储备，助推科研发展。通过双向互动，实现教学创新和创新性人才的培养。
2026, 41(9): 107-115
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509026
摘要:
本文以《有机化学》教材修订工作为契机，分析当前教材若干亟待改进的问题：内容更新滞后；师范特色不鲜明；思政元素融入较少；适用性方面，与地方院校教学实际和学生需求契合度不高等。基于此，我们提出构建“前沿性、师范性、思政性与适用性”四位一体的有机化学教材体系。在修订过程中，积极融入有机化学领域最新科研成果；凸显师范特色；渗透思政元素，培养学生科学精神与家国情怀；从内容编排、难度把控等方面全方位提升教材适用性。通过这些策略实现教材体系的创新升级，为地方院校培养高素质化学教学人才筑牢根基，也为同类院校教材建设提供切实可行的参考范例。
本文以《有机化学》教材修订工作为契机，分析当前教材若干亟待改进的问题：内容更新滞后；师范特色不鲜明；思政元素融入较少；适用性方面，与地方院校教学实际和学生需求契合度不高等。基于此，我们提出构建“前沿性、师范性、思政性与适用性”四位一体的有机化学教材体系。在修订过程中，积极融入有机化学领域最新科研成果；凸显师范特色；渗透思政元素，培养学生科学精神与家国情怀；从内容编排、难度把控等方面全方位提升教材适用性。通过这些策略实现教材体系的创新升级，为地方院校培养高素质化学教学人才筑牢根基，也为同类院校教材建设提供切实可行的参考范例。
2026, 41(9): 116-125
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509069
摘要:
为强化普通化学原理这一基础核心课程，针对课程面对的挑战，本项目以基础要素“小切口”带动解决人才培养“大问题”，将信息技术(小雅平台、量子计算软件、慕课等)、虚拟仿真、模具(实践)赋能课程内容，围绕“课程思政的融入”“科学前沿与实验(实践)的融入”“对比式(Compare & Contrast)教与学的融入”和“问题驱动式教与学的融入”开展教学创新，着力构建“有温度”“有深度”“有广度”的高质量普通化学原理课程体系。课程充分发挥化学专业新生首门专业必修课的载体功能，以学生为中心，帮助新生顺利从高中学习过渡到大学学习，强化从化学角度分析问题和解决问题的能力，建立对化学体系的理解，培养科学思维，提升科学素养和创新思维，树立正确的世界观、人生观、价值观，以期达到从专业基础、科学思维、创新意识和家国情怀四个维度提升化学学科人才培养质量的目标(四融三度四维)。
为强化普通化学原理这一基础核心课程，针对课程面对的挑战，本项目以基础要素“小切口”带动解决人才培养“大问题”，将信息技术(小雅平台、量子计算软件、慕课等)、虚拟仿真、模具(实践)赋能课程内容，围绕“课程思政的融入”“科学前沿与实验(实践)的融入”“对比式(Compare & Contrast)教与学的融入”和“问题驱动式教与学的融入”开展教学创新，着力构建“有温度”“有深度”“有广度”的高质量普通化学原理课程体系。课程充分发挥化学专业新生首门专业必修课的载体功能，以学生为中心，帮助新生顺利从高中学习过渡到大学学习，强化从化学角度分析问题和解决问题的能力，建立对化学体系的理解，培养科学思维，提升科学素养和创新思维，树立正确的世界观、人生观、价值观，以期达到从专业基础、科学思维、创新意识和家国情怀四个维度提升化学学科人才培养质量的目标(四融三度四维)。
2026, 41(9): 126-134
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509071
摘要:
基于对非化学专业《无机及分析化学》教材的文本分析与使用现状的调研，系统剖析了现有教材在学科适配性与内容时效性方面存在的不足。结合新时代高等教育改革要求，提出以“与时俱进、多学科融合”为核心导向的教材建设新路径：首先，依据教育部“教学改革改到实处是教材”的指导方针，构建了跨学科知识整合的教材内容框架；其次，通过《无机及分析化学》教材编写实践，创新性地采用“专业-能力-素质”三维融合的编写范式，在知识体系中有机融入课程思政元素与中华优秀传统文化。本研究形成的教材建设方案建立了动态更新的学科交叉知识模块，构建了以学生发展为中心的能力培养体系，开发了融合社会主义核心价值观的教学案例，强化了教材的育人功能。最终形成的教材将兼具教学工具书与素质培养指南的双重功能，为新时期非化学专业化学课程教材建设提供可借鉴的范式。
基于对非化学专业《无机及分析化学》教材的文本分析与使用现状的调研，系统剖析了现有教材在学科适配性与内容时效性方面存在的不足。结合新时代高等教育改革要求，提出以“与时俱进、多学科融合”为核心导向的教材建设新路径：首先，依据教育部“教学改革改到实处是教材”的指导方针，构建了跨学科知识整合的教材内容框架；其次，通过《无机及分析化学》教材编写实践，创新性地采用“专业-能力-素质”三维融合的编写范式，在知识体系中有机融入课程思政元素与中华优秀传统文化。本研究形成的教材建设方案建立了动态更新的学科交叉知识模块，构建了以学生发展为中心的能力培养体系，开发了融合社会主义核心价值观的教学案例，强化了教材的育人功能。最终形成的教材将兼具教学工具书与素质培养指南的双重功能，为新时期非化学专业化学课程教材建设提供可借鉴的范式。
2026, 41(9): 135-147
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509062
摘要:
物理化学作为大学化学课程中的重要基础课程，在当前人工智能与教育广泛融合应用的新形势下，传统的以教师课堂讲授为中心的授课模式已经无法满足当前我国对教育领域进行数字化发展的需求，需要转向学生通过人工智能和教师教学辅助，自主探索课程内容的新形式。本文通过AI与物理化学课程教育实际相结合的一些范例，从学习方式变化、教学内容设计、创新思维拓展和实践能力培养四方面，对当前物理化学课程改革的方向进行了探讨，以期为物理化学课程教育提供新的路径，提高教学效果和教学质量，培养顺应时代浪潮的科技人才。
物理化学作为大学化学课程中的重要基础课程，在当前人工智能与教育广泛融合应用的新形势下，传统的以教师课堂讲授为中心的授课模式已经无法满足当前我国对教育领域进行数字化发展的需求，需要转向学生通过人工智能和教师教学辅助，自主探索课程内容的新形式。本文通过AI与物理化学课程教育实际相结合的一些范例，从学习方式变化、教学内容设计、创新思维拓展和实践能力培养四方面，对当前物理化学课程改革的方向进行了探讨，以期为物理化学课程教育提供新的路径，提高教学效果和教学质量，培养顺应时代浪潮的科技人才。
2026, 41(9): 148-155
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509047
摘要:
化工类专业学生培养过程中，传统产教融合模式以解决工艺技术难题为目标，缺乏对学生创新思维的培养。本文以“有机化工工艺学”课程改革为例，提出了创客思维导向下的针对高校化工类创新人才的产教深度融合培养模式，从教学设计、运行机制和实施方法等方面详细阐述了创客式产教深度融合培养模式的教学改革方案。创客式产教深度融合培养模式的核心是以社会发展需求为导向更新课程设置，深化课程内容改革，注重理论到实践的探索过程，力图构建“高校主导-校企协同-师生共创”的合作式教学关系，集聚整合高校与企业的创新要素和优势资源，采用线上线下混合、虚实结合、学科交叉等形式持续完善理论教学与实践应用，通过创业载体引导学生开展创意、设计和推广等活动，通过短期考评与长期培育相结合，推进产教深度融合教学改革做深做实，实现教学到产业的转化，力促化工类专业创新型人才培养方式创新。
化工类专业学生培养过程中，传统产教融合模式以解决工艺技术难题为目标，缺乏对学生创新思维的培养。本文以“有机化工工艺学”课程改革为例，提出了创客思维导向下的针对高校化工类创新人才的产教深度融合培养模式，从教学设计、运行机制和实施方法等方面详细阐述了创客式产教深度融合培养模式的教学改革方案。创客式产教深度融合培养模式的核心是以社会发展需求为导向更新课程设置，深化课程内容改革，注重理论到实践的探索过程，力图构建“高校主导-校企协同-师生共创”的合作式教学关系，集聚整合高校与企业的创新要素和优势资源，采用线上线下混合、虚实结合、学科交叉等形式持续完善理论教学与实践应用，通过创业载体引导学生开展创意、设计和推广等活动，通过短期考评与长期培育相结合，推进产教深度融合教学改革做深做实，实现教学到产业的转化，力促化工类专业创新型人才培养方式创新。
2026, 41(9): 156-161
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509085
摘要:
面向国家理工科人才培养需求，武汉大学化学实验教学示范中心针对传统有机化学教学中存在的操作碎片化、科研思维培养不足等问题，在“基础-综合-创新”三阶递进式课程框架下，通过序列实验项目的科学设计，来实现有机化学实验教学在思维训练与创新能力培养的目标。序列化递进式实验项目的实施依托模块化设计与开放实验室机制，实施方法包括开发多步骤合成序列实验，融入绿色化学理念，并设计分离方法对比模块培养学生科学解决问题的能力；推动前沿科研成果向教学转化，形成全流程科研实践链条。教学实践表明，该教学探索不仅能深化有机化学实验基本操作的综合运用，更搭建了学生从技能训练向科研实践过渡的桥梁，显著提升了学生综合分析与解决问题的能力，为新工科背景下实验教学的系统性创新提供了可操作的实践路径。
面向国家理工科人才培养需求，武汉大学化学实验教学示范中心针对传统有机化学教学中存在的操作碎片化、科研思维培养不足等问题，在“基础-综合-创新”三阶递进式课程框架下，通过序列实验项目的科学设计，来实现有机化学实验教学在思维训练与创新能力培养的目标。序列化递进式实验项目的实施依托模块化设计与开放实验室机制，实施方法包括开发多步骤合成序列实验，融入绿色化学理念，并设计分离方法对比模块培养学生科学解决问题的能力；推动前沿科研成果向教学转化，形成全流程科研实践链条。教学实践表明，该教学探索不仅能深化有机化学实验基本操作的综合运用，更搭建了学生从技能训练向科研实践过渡的桥梁，显著提升了学生综合分析与解决问题的能力，为新工科背景下实验教学的系统性创新提供了可操作的实践路径。
2026, 41(9): 162-172
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508027
摘要:
双环[1.1.0]丁烷(Bicyclo[1.1.0]butane，BCB)是碳原子最少的桥环化合物之一，具有高环张力和独特反应性，是一类构建功能化小分子的重要有机物，在药物化学、合成化学等领域引发广泛关注。本文系统梳理了BCBs的主要合成策略，按反应类型将其归纳为取代反应、插入反应和重排反应三大类，涵盖了从经典方法到最新研究的代表性案例。各类合成方法展现出构建路径的多样性与策略设计的创新性，有助于激发学生的学习兴趣与结构思维。本文旨在作为教材知识与前沿研究之间的桥梁，为有机合成课程教学与科研训练提供参考与拓展素材，并通过精选的典型案例，帮助课堂教学实现难点突破与思维训练。
双环[1.1.0]丁烷(Bicyclo[1.1.0]butane，BCB)是碳原子最少的桥环化合物之一，具有高环张力和独特反应性，是一类构建功能化小分子的重要有机物，在药物化学、合成化学等领域引发广泛关注。本文系统梳理了BCBs的主要合成策略，按反应类型将其归纳为取代反应、插入反应和重排反应三大类，涵盖了从经典方法到最新研究的代表性案例。各类合成方法展现出构建路径的多样性与策略设计的创新性，有助于激发学生的学习兴趣与结构思维。本文旨在作为教材知识与前沿研究之间的桥梁，为有机合成课程教学与科研训练提供参考与拓展素材，并通过精选的典型案例，帮助课堂教学实现难点突破与思维训练。
2026, 41(9): 173-181
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509068
摘要:
纳米酶凭借高稳定性、低成本和易调控等优势，在生物医学领域备受关注。本文综述了常见纳米酶的类型及催化机制，介绍了其性能调控策略，重点概述了在生物传感、疾病治疗和抗菌等生物医学场景中的最新应用进展，并展望了未来发展前景，以促进纳米酶在生物医学领域的深入拓展。
纳米酶凭借高稳定性、低成本和易调控等优势，在生物医学领域备受关注。本文综述了常见纳米酶的类型及催化机制，介绍了其性能调控策略，重点概述了在生物传感、疾病治疗和抗菌等生物医学场景中的最新应用进展，并展望了未来发展前景，以促进纳米酶在生物医学领域的深入拓展。
2026, 41(9): 182-201
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508055
摘要:
氖是价电子层为2s22p6的闭壳层八隅体，属轻稀有气体，因而在常规条件下表现出极强的化学惰性。近年来，借助高精度计算化学对势能面的系统预测，以及极端条件下原位实验技术(低温基质隔离、高压金刚石对顶砧、同步辐射原位光谱等)的同步发展，研究者已能在实验室尺度诱导氖与特定宿主发生弱相互作用，生成若干“非经典”化学物种。本文在梳理现有文献的基础上，将这些发现归纳为三类：包合物(含内嵌富勒烯化合物)、高压下与碱金属/碱土金属形成的离子型化合物、低温基质中与含硅自由基的范德华复合物(含与四氯化碳的电荷转移复合物)，其成键机制与已报道的氦化合物具有高度相似。
氖是价电子层为2s22p6的闭壳层八隅体，属轻稀有气体，因而在常规条件下表现出极强的化学惰性。近年来，借助高精度计算化学对势能面的系统预测，以及极端条件下原位实验技术(低温基质隔离、高压金刚石对顶砧、同步辐射原位光谱等)的同步发展，研究者已能在实验室尺度诱导氖与特定宿主发生弱相互作用，生成若干“非经典”化学物种。本文在梳理现有文献的基础上，将这些发现归纳为三类：包合物(含内嵌富勒烯化合物)、高压下与碱金属/碱土金属形成的离子型化合物、低温基质中与含硅自由基的范德华复合物(含与四氯化碳的电荷转移复合物)，其成键机制与已报道的氦化合物具有高度相似。
2026, 41(9): 202-209
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507027
摘要:
磁共振成像(MRI)作为现代医学的重要工具，凭借无辐射危害、无穿透深度限制、高软组织分辨率以及多参数多序列成像的优势，是恶性肿瘤、神经系统和心脑血管疾病的重要诊断工具。从临床诊断到科研探索，MRI在提升疾病早期诊断、监测治疗效果和预后评估等方面发挥不可替代的作用。随着人工智能与超导技术的发展，快速高分辨成像、人工智能辅助影像诊断、超低场和超高场磁共振设备、便携式设备等创新正推动这一技术迈向更广阔的未来。本文通过拟人的手法，以氢原子核为第一人称，详细介绍了磁共振成像的基本原理和相关技术，重点科普磁共振成像在医学诊断方面的应用。
磁共振成像(MRI)作为现代医学的重要工具，凭借无辐射危害、无穿透深度限制、高软组织分辨率以及多参数多序列成像的优势，是恶性肿瘤、神经系统和心脑血管疾病的重要诊断工具。从临床诊断到科研探索，MRI在提升疾病早期诊断、监测治疗效果和预后评估等方面发挥不可替代的作用。随着人工智能与超导技术的发展，快速高分辨成像、人工智能辅助影像诊断、超低场和超高场磁共振设备、便携式设备等创新正推动这一技术迈向更广阔的未来。本文通过拟人的手法，以氢原子核为第一人称，详细介绍了磁共振成像的基本原理和相关技术，重点科普磁共振成像在医学诊断方面的应用。
2026, 41(9): 210-216
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507024
摘要:
水在人们的生产生活中以固、液、气三种相态存在，如何用科学知识解读水的不同形态变换是本文聚焦的问题。从物理化学的角度出发，以“水仙子”的视角展开全文。文中水仙子以旁观者的身份体验不同形态水的故事，将其所见所闻与水的相图进行结合，逐渐揭开了水相图的神秘面纱。希望帮助读者更好地理解水相图，以水相图为工具指导生产生活。
水在人们的生产生活中以固、液、气三种相态存在，如何用科学知识解读水的不同形态变换是本文聚焦的问题。从物理化学的角度出发，以“水仙子”的视角展开全文。文中水仙子以旁观者的身份体验不同形态水的故事，将其所见所闻与水的相图进行结合，逐渐揭开了水相图的神秘面纱。希望帮助读者更好地理解水相图，以水相图为工具指导生产生活。
2026, 41(9): 217-221
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509010
摘要:
本文以生动形象的科普语言介绍了卤氧化铋(BiOX,X=Cl/Br/I)材料的多功能光催化特性及其广泛应用。文章重点阐述了其独特的层状晶体结构所赋予的三项结构特点：内建静电场、阴离子层可调变性以及形貌多样性。在此基础上，详细综述了BiOX材料在环境治理、清洁能源生产、有机合成等领域的卓越表现，并进一步展示了其在自清洁涂层、柔性电子和生物医学诊疗等跨界前沿领域的创新应用潜力。最后展望了该材料家族作为“光催化斜杠青年”在未来科技发展中的广阔前景。
本文以生动形象的科普语言介绍了卤氧化铋(BiOX,X=Cl/Br/I)材料的多功能光催化特性及其广泛应用。文章重点阐述了其独特的层状晶体结构所赋予的三项结构特点：内建静电场、阴离子层可调变性以及形貌多样性。在此基础上，详细综述了BiOX材料在环境治理、清洁能源生产、有机合成等领域的卓越表现，并进一步展示了其在自清洁涂层、柔性电子和生物医学诊疗等跨界前沿领域的创新应用潜力。最后展望了该材料家族作为“光催化斜杠青年”在未来科技发展中的广阔前景。
2026, 41(9): 222-228
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507010
摘要:
蟹壳在环境与资源领域扮演关键角色，其转化过程蕴含独特科学魅力。本文采用拟人化叙事，讲述蟹壳家族(甲壳素、壳聚糖、碳酸钙)从“海洋废弃物”到“高值材料”的蜕变旅程，展现各组分在能源存储、环保治理、医疗健康等领域的多元应用，以生动视角揭示废弃物资源化的科学逻辑与可持续价值。
蟹壳在环境与资源领域扮演关键角色，其转化过程蕴含独特科学魅力。本文采用拟人化叙事，讲述蟹壳家族(甲壳素、壳聚糖、碳酸钙)从“海洋废弃物”到“高值材料”的蜕变旅程，展现各组分在能源存储、环保治理、医疗健康等领域的多元应用，以生动视角揭示废弃物资源化的科学逻辑与可持续价值。
2026, 41(9): 229-234
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507025
摘要:
牙齿修复是人们口腔健康需求的重要组成部分，金属类修复材料因其力学性能优异而一度被广泛应用。然而，口腔中的复杂环境为其带来了挑战，不同金属材料之间的电位差及唾液中电解质的存在，可能促使其形成微型原电池，从而引发电化学腐蚀。本文以生动有趣的方式深入探讨口腔内金牙修复体与银汞合金充填体补牙形成原电池的现象，将专业的电化学原理和口腔医学知识巧妙融合于生活场景，详细剖析金属修复体在口腔中发生的电化学反应过程及其机制、探讨其对口腔健康及修复体稳定性的潜在影响，同时介绍了复合树脂等非金属材料在消除电化学反应方面的优势，为口腔医学与电化学的交叉研究提供兼具科学性和趣味性的科普内容，助力读者提升对口腔健康背后化学问题的认知。
牙齿修复是人们口腔健康需求的重要组成部分，金属类修复材料因其力学性能优异而一度被广泛应用。然而，口腔中的复杂环境为其带来了挑战，不同金属材料之间的电位差及唾液中电解质的存在，可能促使其形成微型原电池，从而引发电化学腐蚀。本文以生动有趣的方式深入探讨口腔内金牙修复体与银汞合金充填体补牙形成原电池的现象，将专业的电化学原理和口腔医学知识巧妙融合于生活场景，详细剖析金属修复体在口腔中发生的电化学反应过程及其机制、探讨其对口腔健康及修复体稳定性的潜在影响，同时介绍了复合树脂等非金属材料在消除电化学反应方面的优势，为口腔医学与电化学的交叉研究提供兼具科学性和趣味性的科普内容，助力读者提升对口腔健康背后化学问题的认知。
2026, 41(9): 235-243
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507016
摘要:
化学科普对提升公众科学素养、促进社会和谐及提高生活品质意义重大。本文以热门电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒“藕身重塑”情节为切入点，从化学视角展开，阐述了藕的化学组成，如其多孔结构为细胞生长提供优良环境，藕淀粉、蛋白质等成分在重塑中起关键作用。同时，将其与现代材料科学的模板法联系，介绍硬模板法中以阳极氧化铝为模板制备银纳米线、软模板法中表面活性剂自组装引导材料生长。还介绍了受藕启发的仿生材料，如促进骨细胞增殖的纳米纤维、具有自清洁功能的涂层等。文章为化学科普提供了新思路，使公众在熟悉的故事中了解纳米材料合成及应用，激发科学兴趣，拉近化学与公众的距离，推动化学科普发展。
化学科普对提升公众科学素养、促进社会和谐及提高生活品质意义重大。本文以热门电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒“藕身重塑”情节为切入点，从化学视角展开，阐述了藕的化学组成，如其多孔结构为细胞生长提供优良环境，藕淀粉、蛋白质等成分在重塑中起关键作用。同时，将其与现代材料科学的模板法联系，介绍硬模板法中以阳极氧化铝为模板制备银纳米线、软模板法中表面活性剂自组装引导材料生长。还介绍了受藕启发的仿生材料，如促进骨细胞增殖的纳米纤维、具有自清洁功能的涂层等。文章为化学科普提供了新思路，使公众在熟悉的故事中了解纳米材料合成及应用，激发科学兴趣，拉近化学与公众的距离，推动化学科普发展。
2026, 41(9): 244-249
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508097
摘要:
随着信息技术的迭代更新，人类已跃入万物互联的数字化时代，而“万物互联”则更多地需要通过“显示屏”来表达。本文以“像素王国”拟人化的视角解析了当今两大主流显示技术——LCD (液晶显示)和OLED (有机发光二极管)的特性与竞争格局。文章详述了LCD、OLED的工作原理，液晶材料、有机电致发光材料的分类，以及它们不同的应用特点。最后结合应用场景，分析两类技术在手机终端市场的渗透逻辑，以期为读者提供显示技术发展的全景式科普。
随着信息技术的迭代更新，人类已跃入万物互联的数字化时代，而“万物互联”则更多地需要通过“显示屏”来表达。本文以“像素王国”拟人化的视角解析了当今两大主流显示技术——LCD (液晶显示)和OLED (有机发光二极管)的特性与竞争格局。文章详述了LCD、OLED的工作原理，液晶材料、有机电致发光材料的分类，以及它们不同的应用特点。最后结合应用场景，分析两类技术在手机终端市场的渗透逻辑，以期为读者提供显示技术发展的全景式科普。
2026, 41(9): 250-256
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508102
摘要:
以皮肤科诊室为背景，梅医生与徒弟小窦的对话为主线，揭示痤疮(痘痘)的形成机制：雄激素刺激皮脂腺过度分泌油脂，与角质细胞混合堵塞毛囊形成闭口/黑头(氧化后呈脂褐素沉积)，缺氧环境下痤疮丙酸杆菌分解油脂引发炎症，导致红肿脓疱。中医通过长痘部位判断内因——额眉鼻根对应肺热心火，口周面颊提示脾胃湿热，面颊下巴反映肝气不畅。治疗推荐水杨酸：其脂溶性可溶解角质疏通毛孔，抑制皮脂腺活性及致病菌繁殖，兼具抗炎和促进表皮更新功能。故事通过生理病理与生活干预结合，传递科学护肤理念。
以皮肤科诊室为背景，梅医生与徒弟小窦的对话为主线，揭示痤疮(痘痘)的形成机制：雄激素刺激皮脂腺过度分泌油脂，与角质细胞混合堵塞毛囊形成闭口/黑头(氧化后呈脂褐素沉积)，缺氧环境下痤疮丙酸杆菌分解油脂引发炎症，导致红肿脓疱。中医通过长痘部位判断内因——额眉鼻根对应肺热心火，口周面颊提示脾胃湿热，面颊下巴反映肝气不畅。治疗推荐水杨酸：其脂溶性可溶解角质疏通毛孔，抑制皮脂腺活性及致病菌繁殖，兼具抗炎和促进表皮更新功能。故事通过生理病理与生活干预结合，传递科学护肤理念。
2026, 41(9): 257-263
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509042
摘要:
以青年学子林默的梦境为叙事主线，讲述其在学术失利后邂逅化学诱导多能干细胞精灵CiPS-073，通过时空穿越与科学对话，系统梳理了化学诱导多能干细胞研究的关键突破。细胞精灵带领林默回溯约翰·戈登的非洲爪蟾核移植实验(体细胞分化逆转的开端)，山中申弥团队通过4种转录因子实现诱导多能干细胞(iPSC)的里程碑和隐忧，以及化学小分子替代转录因子的探索。详解化学重编程的分子机制，并重点展现我国邓宏魁团队的突破——利用表观重置剂等小分子组合，跨过胚外内胚层中间状态，显著缩短体细胞重编程时间。文中展望iPSC在神经退行性疾病、心梗修复、糖尿病及老年黄斑治疗中的潜力。通过与细胞精灵的对话，林默直观理解“程序错误”的进化意义，最终领悟科研失败的价值，醒来后以全新姿态投入研究。故事以“失败驱动创新”为核心，鼓励青年学子直面挫折，将科研困境转化为突破契机，兼具科学普及与人生哲理的双重启示。
以青年学子林默的梦境为叙事主线，讲述其在学术失利后邂逅化学诱导多能干细胞精灵CiPS-073，通过时空穿越与科学对话，系统梳理了化学诱导多能干细胞研究的关键突破。细胞精灵带领林默回溯约翰·戈登的非洲爪蟾核移植实验(体细胞分化逆转的开端)，山中申弥团队通过4种转录因子实现诱导多能干细胞(iPSC)的里程碑和隐忧，以及化学小分子替代转录因子的探索。详解化学重编程的分子机制，并重点展现我国邓宏魁团队的突破——利用表观重置剂等小分子组合，跨过胚外内胚层中间状态，显著缩短体细胞重编程时间。文中展望iPSC在神经退行性疾病、心梗修复、糖尿病及老年黄斑治疗中的潜力。通过与细胞精灵的对话，林默直观理解“程序错误”的进化意义，最终领悟科研失败的价值，醒来后以全新姿态投入研究。故事以“失败驱动创新”为核心，鼓励青年学子直面挫折，将科研困境转化为突破契机，兼具科学普及与人生哲理的双重启示。
2026, 41(9): 264-269
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509006
摘要:
黑色素瘤是一项困扰人类许久的疾病，而随着化学、生命科学等的发展，人们已经研发出了许多黑色素瘤的治疗方法，本文主要介绍黑色素瘤的形成机制，以及相关的疫苗和免疫检查点抑制剂的疗法。
黑色素瘤是一项困扰人类许久的疾病，而随着化学、生命科学等的发展，人们已经研发出了许多黑色素瘤的治疗方法，本文主要介绍黑色素瘤的形成机制，以及相关的疫苗和免疫检查点抑制剂的疗法。
2026, 41(9): 270-281
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508040
摘要:
以微米级2M相WS2单晶为对象，设计了一种多学科交叉的实验教学模式，融合微纳加工、电化学、载流子输运电学和材料科学，旨在通过模拟真实科研场景培养学生的跨学科思维和综合实践能力。实验通过光刻等微纳工艺制备片上微型电极，利用循环伏安法和恒电流充放电法测试WS2锌离子插层/脱嵌的电化学性能，并结合原位光学成像、拉曼光谱和电学测试表征相变机制。本实验不仅引导学生掌握相关理论知识和实验技能，还通过多学科知识整合，激发创新思维，为新能源和信息材料领域高素质人才培养提供实践路径，同时为多学科交叉实验教学设计提供理论与实践参考。
以微米级2M相WS2单晶为对象，设计了一种多学科交叉的实验教学模式，融合微纳加工、电化学、载流子输运电学和材料科学，旨在通过模拟真实科研场景培养学生的跨学科思维和综合实践能力。实验通过光刻等微纳工艺制备片上微型电极，利用循环伏安法和恒电流充放电法测试WS2锌离子插层/脱嵌的电化学性能，并结合原位光学成像、拉曼光谱和电学测试表征相变机制。本实验不仅引导学生掌握相关理论知识和实验技能，还通过多学科知识整合，激发创新思维，为新能源和信息材料领域高素质人才培养提供实践路径，同时为多学科交叉实验教学设计提供理论与实践参考。
2026, 41(9): 282-292
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508051
摘要:
为促进药学专业本科生对胶体化学及化学动力学基础知识的理解和运用，同时改善传统物理化学实验教学缺乏创新性和吸引力的缺点。将姜黄素/铜胶体粒子的制备与药物释放动力学研究实验引入教学实验课程，旨在通过科教融合与思政元素相结合，提升学生综合运用理论知识和实验技能的能力。实验利用配位键和自组装技术合成良好分散性且粒径均匀的药物/金属胶体粒子。采用透射电子显微镜、纳米粒度及Zeta电位分析仪和紫外-可见分光光度计等技术表征胶体粒子的粒径、表面电荷、紫外-可见吸收峰等性质及其对pH药物可控释放的依赖性和自由基生成能力。这种开放式实验设计不仅增强了学生将理论与实践相结合的能力，还通过跨学科研究激发了学生的学习兴趣，实现了基础教学与科学训练的有机融合，为培养创新型制药人才提供了一种有效的方法。
为促进药学专业本科生对胶体化学及化学动力学基础知识的理解和运用，同时改善传统物理化学实验教学缺乏创新性和吸引力的缺点。将姜黄素/铜胶体粒子的制备与药物释放动力学研究实验引入教学实验课程，旨在通过科教融合与思政元素相结合，提升学生综合运用理论知识和实验技能的能力。实验利用配位键和自组装技术合成良好分散性且粒径均匀的药物/金属胶体粒子。采用透射电子显微镜、纳米粒度及Zeta电位分析仪和紫外-可见分光光度计等技术表征胶体粒子的粒径、表面电荷、紫外-可见吸收峰等性质及其对pH药物可控释放的依赖性和自由基生成能力。这种开放式实验设计不仅增强了学生将理论与实践相结合的能力，还通过跨学科研究激发了学生的学习兴趣，实现了基础教学与科学训练的有机融合，为培养创新型制药人才提供了一种有效的方法。
2026, 41(9): 293-300
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508054
摘要:
针对传统偶极矩实验中“重操作、轻机理”的局限性，本文依托化学“101计划”化学测量学实验，提出“实验测定-计算模拟”深度融合的教学模式。以溶液法偶极矩测定实验为基础，引入Gaussian/GaussView量化计算工具，引导学生结合静电势和自然键轨道电荷解析偶极本质、溶剂效应及构象调控。通过“基础-进阶-创新”三层次模块构建“结构-性质-功能”的贯通认知，提升学生从实验技能到分子设计的综合能力，为培养兼具实践与创新能力的复合型化学人才提供教学范式。
针对传统偶极矩实验中“重操作、轻机理”的局限性，本文依托化学“101计划”化学测量学实验，提出“实验测定-计算模拟”深度融合的教学模式。以溶液法偶极矩测定实验为基础，引入Gaussian/GaussView量化计算工具，引导学生结合静电势和自然键轨道电荷解析偶极本质、溶剂效应及构象调控。通过“基础-进阶-创新”三层次模块构建“结构-性质-功能”的贯通认知，提升学生从实验技能到分子设计的综合能力，为培养兼具实践与创新能力的复合型化学人才提供教学范式。
2026, 41(9): 301-312
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509058
摘要:
基于科研前沿相关实验课题，结合“高分子合成化学”及“物质结构现代分析方法”课程，设计了“嵌段聚合物溶液自组装及其结构表征”的综合性结构表征分析实验，利用多种实验技术方法，对嵌段共聚物的化学结构、液晶相结构、溶液相纳米组装结构在不同层面上进行综合表征和分析。通过该实验，学生不仅可以加深对有机化学和高分子科学相关知识的理解，巩固相关化学合成的实验操作；也将物质结构现代分析方法的一系列表征方法紧密地串联起来，进一步强化结构分析方法的专业知识。这种从科研到课堂的教学模式有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的跨学科思维和综合运用知识解决实际科研问题的能力，符合新时代高等教育对创新型人才培养的需求。
基于科研前沿相关实验课题，结合“高分子合成化学”及“物质结构现代分析方法”课程，设计了“嵌段聚合物溶液自组装及其结构表征”的综合性结构表征分析实验，利用多种实验技术方法，对嵌段共聚物的化学结构、液晶相结构、溶液相纳米组装结构在不同层面上进行综合表征和分析。通过该实验，学生不仅可以加深对有机化学和高分子科学相关知识的理解，巩固相关化学合成的实验操作；也将物质结构现代分析方法的一系列表征方法紧密地串联起来，进一步强化结构分析方法的专业知识。这种从科研到课堂的教学模式有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的跨学科思维和综合运用知识解决实际科研问题的能力，符合新时代高等教育对创新型人才培养的需求。
2026, 41(9): 313-323
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508043
摘要:
为深化本科生科研素养培育，推动科研与教学的协同发展，设计了紧扣当前能源研究前沿的综合创新实验——“基于原位聚合技术的固态锂金属电池的构筑及性能评价”。实验利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对聚合物电解质组成进行分析，并借助交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、恒流充放电等电化学表征手段，深化学生对锂电池基础电化学行为的认知。该实验有助于学生接触新能源前沿技术、激发科研热情、拓展研究思路、提升实践创新能力。
为深化本科生科研素养培育，推动科研与教学的协同发展，设计了紧扣当前能源研究前沿的综合创新实验——“基于原位聚合技术的固态锂金属电池的构筑及性能评价”。实验利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对聚合物电解质组成进行分析，并借助交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、恒流充放电等电化学表征手段，深化学生对锂电池基础电化学行为的认知。该实验有助于学生接触新能源前沿技术、激发科研热情、拓展研究思路、提升实践创新能力。
2026, 41(9): 324-336
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509033
摘要:
发展新型光伏器件是实现“双碳”战略目标的一条技术路径。本综合化学实验介绍了基于完全非稠环电子受体的有机太阳能电池，通过系统比较其与基于稠环电子受体器件在效率、材料成本与运行稳定性等方面的差异，突出非稠环结构在实际应用中的优势。实验集成器件制备、性能表征、稳定性评估及材料成本分析多个模块为一体，构建了灵活可调的模块化教学体系，突破了传统实验“重性能、轻成本”的局限。通过将前沿科研成果转化为教学实验，不仅有助于学生接触学科前沿热点，融入绿色化学理念，更有助于培养学生的创新思维、成本意识和综合实践技能，为新能源领域人才培养奠定基础。
发展新型光伏器件是实现“双碳”战略目标的一条技术路径。本综合化学实验介绍了基于完全非稠环电子受体的有机太阳能电池，通过系统比较其与基于稠环电子受体器件在效率、材料成本与运行稳定性等方面的差异，突出非稠环结构在实际应用中的优势。实验集成器件制备、性能表征、稳定性评估及材料成本分析多个模块为一体，构建了灵活可调的模块化教学体系，突破了传统实验“重性能、轻成本”的局限。通过将前沿科研成果转化为教学实验，不仅有助于学生接触学科前沿热点，融入绿色化学理念，更有助于培养学生的创新思维、成本意识和综合实践技能，为新能源领域人才培养奠定基础。
2026, 41(9): 337-346
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509054
摘要:
钙钛矿发光二极管(LED)作为一种新兴的显示技术，在发光效率和稳定性方面取得了突破性进展，有望推动下一代超高清、柔性、可穿戴显示技术的发展。本文秉承前沿科研反哺教学的理念，设计了以空穴传输层调控为核心的钙钛矿LED综合实验，探索载流子传输层对钙钛矿结晶动力学、载流子输运特性及发光效率的影响。实验内容涵盖了完整的“材料制备-器件组装-性能表征”教学模块，该实验不仅能使学生掌握文献调研、材料合成、器件制备、结构表征、器件光电性能测试等实验技能，还能帮助学生深入理解钙钛矿LED的器件物理，有效提升学生的创新思维和工程实践能力。
钙钛矿发光二极管(LED)作为一种新兴的显示技术，在发光效率和稳定性方面取得了突破性进展，有望推动下一代超高清、柔性、可穿戴显示技术的发展。本文秉承前沿科研反哺教学的理念，设计了以空穴传输层调控为核心的钙钛矿LED综合实验，探索载流子传输层对钙钛矿结晶动力学、载流子输运特性及发光效率的影响。实验内容涵盖了完整的“材料制备-器件组装-性能表征”教学模块，该实验不仅能使学生掌握文献调研、材料合成、器件制备、结构表征、器件光电性能测试等实验技能，还能帮助学生深入理解钙钛矿LED的器件物理，有效提升学生的创新思维和工程实践能力。
2026, 41(9): 347-354
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508080
摘要:
在本科生的相图绘制教学中，多数高校常以完全互溶双液系为研究对象，通过测定其不同温度下气液平衡数据绘制相图，以此验证相图理论知识，帮助学生加深对理论内容的理解与掌握。在此教学背景下，本文以异丁酸-蒸馏水部分互溶双液系为研究对象，创新性地提出采用高度法绘制部分互溶双液系相图的实验设计方案。该实验以相图理论中的杠杆规则为核心依据，同时结合折射率法对实验结果进行验证，最终绘制出满意的帽型相图。此外，基于该实验设计构建的模块化教学框架，可灵活适配不同层次的教学需求，通过多元实践路径，有效培养学生的实验设计能力、数据分析能力及解决复杂问题的综合素养。
在本科生的相图绘制教学中，多数高校常以完全互溶双液系为研究对象，通过测定其不同温度下气液平衡数据绘制相图，以此验证相图理论知识，帮助学生加深对理论内容的理解与掌握。在此教学背景下，本文以异丁酸-蒸馏水部分互溶双液系为研究对象，创新性地提出采用高度法绘制部分互溶双液系相图的实验设计方案。该实验以相图理论中的杠杆规则为核心依据，同时结合折射率法对实验结果进行验证，最终绘制出满意的帽型相图。此外，基于该实验设计构建的模块化教学框架，可灵活适配不同层次的教学需求，通过多元实践路径，有效培养学生的实验设计能力、数据分析能力及解决复杂问题的综合素养。
2026, 41(9): 355-365
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509051
摘要:
在智慧教育和AI赋能教学的背景下，本研究设计了物理化学实验报告智能评分系统并将其应用于教学实践。该系统能够实现对学生实验报告的智能读取和自动评分，并给出学情分析反馈。经过两个学期的教学实践，验证了该系统不仅极大提高了物理化学实验报告的评分效率，缩短了教学反馈时间，且其评分具有较高的客观性和准确性。本文介绍了智能评分系统的设计原则、架构和在实际教学中的应用情况，并对该系统进行了评价与展望，为人工智能在高等教育教学，特别是理工科实验教学中的深度应用提供有益参考。
在智慧教育和AI赋能教学的背景下，本研究设计了物理化学实验报告智能评分系统并将其应用于教学实践。该系统能够实现对学生实验报告的智能读取和自动评分，并给出学情分析反馈。经过两个学期的教学实践，验证了该系统不仅极大提高了物理化学实验报告的评分效率，缩短了教学反馈时间，且其评分具有较高的客观性和准确性。本文介绍了智能评分系统的设计原则、架构和在实际教学中的应用情况，并对该系统进行了评价与展望，为人工智能在高等教育教学，特别是理工科实验教学中的深度应用提供有益参考。
2026, 41(9): 366-372
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509057
摘要:
美育是“五育并举”教育体系的重要组成部分。然而，美育融入化学实验课程的理论阐述多而具体实践少。本文作者在美育理念指导下，对分光光度法实验课程的内容进行了创新。新实验课程以分光光度法分析甜菜红素提取液的含量为核心内容，锻炼学生利用分光光度计进行标准曲线法的实践操作能力；增加甜菜红素的提取环节，补齐传统化学分析教学实验缺少样品制备的不足，让学生了解到分析方法的全流程；融入古法唇膏制作和手工扎染技艺等非遗美育元素，提高了课程的趣味性和吸引力。另外，新设计的分光光度法实验课程内容具有模块化的特点，可以根据教学目标、教学条件等进行灵活选择，具有良好的推广价值。
美育是“五育并举”教育体系的重要组成部分。然而，美育融入化学实验课程的理论阐述多而具体实践少。本文作者在美育理念指导下，对分光光度法实验课程的内容进行了创新。新实验课程以分光光度法分析甜菜红素提取液的含量为核心内容，锻炼学生利用分光光度计进行标准曲线法的实践操作能力；增加甜菜红素的提取环节，补齐传统化学分析教学实验缺少样品制备的不足，让学生了解到分析方法的全流程；融入古法唇膏制作和手工扎染技艺等非遗美育元素，提高了课程的趣味性和吸引力。另外，新设计的分光光度法实验课程内容具有模块化的特点，可以根据教学目标、教学条件等进行灵活选择，具有良好的推广价值。
2026, 41(9): 421-432
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509008
摘要:
基于结构化学课程“量子力学基础”教学模块，本研究旨在建构BOPPPS (Bridge-in,Objective,Pre-assessment,Participatory learning,Post-assessment,Summary)教学模型与课程思政的深度互嵌范式。依托学习通平台，实施“目标导引→认知诊断→参与式学习→量化反馈→价值内化”的五维教学模型。研究结果表明，该模式不仅显著提升了学生的学业成绩，更在知识内化、能力培养与价值引领方面取得了协同增效的育人实效。BOPPPS模型为高认知负荷型课程提供“知识传授-价值引领”双螺旋驱动范式，为新理科建设提供可迁移改革方案。
基于结构化学课程“量子力学基础”教学模块，本研究旨在建构BOPPPS (Bridge-in,Objective,Pre-assessment,Participatory learning,Post-assessment,Summary)教学模型与课程思政的深度互嵌范式。依托学习通平台，实施“目标导引→认知诊断→参与式学习→量化反馈→价值内化”的五维教学模型。研究结果表明，该模式不仅显著提升了学生的学业成绩，更在知识内化、能力培养与价值引领方面取得了协同增效的育人实效。BOPPPS模型为高认知负荷型课程提供“知识传授-价值引领”双螺旋驱动范式，为新理科建设提供可迁移改革方案。
2026, 41(9): 373-381
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508066
摘要:
随着以AlphaFold为代表的人工智能方法和结构生物信息学工具的普及，如何在生物化学教学中培养学生利用蛋白质结构大数据开展定量分析的能力成为新的挑战。本文构建了一个以丝氨酸水解酶为模型的教学案例，将统计力学原理、氨基酸残基旋转异构体库、玻尔兹曼概率-能量关系及酶催化过渡态理论有机结合，指导学生通过分析丝氨酸水解酶不同状态(无配体状态、底物类似物、过渡态类似物)蛋白质结构中催化残基的二面角分布，计算构象偏好对应的统计能量，并由统计能量变化推算酶催化加速倍数。本案例不仅强化了学生的数据库检索、统计分析与编程能力，还加深了对“基态去稳定化”这一酶催化机制的理解，为未来参与蛋白质设计与计算酶工程研究打下了基础。
随着以AlphaFold为代表的人工智能方法和结构生物信息学工具的普及，如何在生物化学教学中培养学生利用蛋白质结构大数据开展定量分析的能力成为新的挑战。本文构建了一个以丝氨酸水解酶为模型的教学案例，将统计力学原理、氨基酸残基旋转异构体库、玻尔兹曼概率-能量关系及酶催化过渡态理论有机结合，指导学生通过分析丝氨酸水解酶不同状态(无配体状态、底物类似物、过渡态类似物)蛋白质结构中催化残基的二面角分布，计算构象偏好对应的统计能量，并由统计能量变化推算酶催化加速倍数。本案例不仅强化了学生的数据库检索、统计分析与编程能力，还加深了对“基态去稳定化”这一酶催化机制的理解，为未来参与蛋白质设计与计算酶工程研究打下了基础。
2026, 41(9): 382-391
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508095
摘要:
类比法作为基于认知心理学的有效教学策略，通过建立已知与未知知识间的关联与对比，显著提升知识理解与迁移能力。本文将类比法应用于有机化学机理教学实践，发现该方法不仅有助于学生构建新、旧知识间的认知联系，强化理解与记忆效果，更能培养其知识迁移能力和问题解决能力。基于有机化学的教学内容，本文以典型的羰基化合物醛、酮及羧酸衍生物为例，从亲核加成、亲核取代和1,2-重排三类重要反应机理入手，系统探讨类比法的教学实施策略，意在帮助学生突破传统教学中的认知障碍，提升其化学思维能力和创新意识，为教师进行有机化学机理教学提供新的实践路径。
类比法作为基于认知心理学的有效教学策略，通过建立已知与未知知识间的关联与对比，显著提升知识理解与迁移能力。本文将类比法应用于有机化学机理教学实践，发现该方法不仅有助于学生构建新、旧知识间的认知联系，强化理解与记忆效果，更能培养其知识迁移能力和问题解决能力。基于有机化学的教学内容，本文以典型的羰基化合物醛、酮及羧酸衍生物为例，从亲核加成、亲核取代和1,2-重排三类重要反应机理入手，系统探讨类比法的教学实施策略，意在帮助学生突破传统教学中的认知障碍，提升其化学思维能力和创新意识，为教师进行有机化学机理教学提供新的实践路径。
2026, 41(9): 392-395
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508086
摘要:
一些《物理化学》教材在介绍三组分两对液体部分互溶相图时，采用的是“乙烯腈-水-乙醇”三组分系统，存在着“乙烯腈”是否存在、温度降低时相图是否反映了溶解度变化特征的疑问。解决这两个疑问的关键是相关教材应给出“乙烯腈”的学名和分子结构式，以能准确获取这种有机化合物，方便学生进行相图测试工作。
一些《物理化学》教材在介绍三组分两对液体部分互溶相图时，采用的是“乙烯腈-水-乙醇”三组分系统，存在着“乙烯腈”是否存在、温度降低时相图是否反映了溶解度变化特征的疑问。解决这两个疑问的关键是相关教材应给出“乙烯腈”的学名和分子结构式，以能准确获取这种有机化合物，方便学生进行相图测试工作。
2026, 41(9): 396-404
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508037
摘要:
本文介绍基于遗传编程的符号回归方法用于从实验数据中自动发现化学反应动力学微分方程的研究。通过选取三组不同文献报道的蔗糖水解旋光度实验数据进行符号回归分析，验证了该方法在化学反应微分方程发现方面的有效性，并考察了数值误差对反应方程式识别的影响。研究结果表明，该方法不仅能准确发现与理论推导一致的蔗糖水解动力学微分方程数学表达式，还能优化动力学参数的评估。本研究不仅有助于学生了解从实验数据到科学规律的提炼过程，弥合从实验观测到规律发现之间的逻辑断层，而且将为“AI辅助科学规律发现”这一新型研究范式在高校化学教学中的实践应用提供可靠的技术支持。
本文介绍基于遗传编程的符号回归方法用于从实验数据中自动发现化学反应动力学微分方程的研究。通过选取三组不同文献报道的蔗糖水解旋光度实验数据进行符号回归分析，验证了该方法在化学反应微分方程发现方面的有效性，并考察了数值误差对反应方程式识别的影响。研究结果表明，该方法不仅能准确发现与理论推导一致的蔗糖水解动力学微分方程数学表达式，还能优化动力学参数的评估。本研究不仅有助于学生了解从实验数据到科学规律的提炼过程，弥合从实验观测到规律发现之间的逻辑断层，而且将为“AI辅助科学规律发现”这一新型研究范式在高校化学教学中的实践应用提供可靠的技术支持。
2026, 41(9): 405-411
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508059
摘要:
针对过渡金属/氧化物催化CO2加H2还原制备甲醇反应机理的碳酸盐与甲酰基路径，基于前线轨道理论，剖析了CO2加H2还原反应推测机理的合理性。建议在结构化学课程教学过程中对CO2、CO、H2等小分子的活化策略、两条路径中关键步骤的反应机理进行简单的对称性分析与介绍，这样既可以加深学生对前线轨道理论的理解，又可及时将前沿研究热点问题转化为教学素材，激发学生学习结构化学的兴趣。
针对过渡金属/氧化物催化CO2加H2还原制备甲醇反应机理的碳酸盐与甲酰基路径，基于前线轨道理论，剖析了CO2加H2还原反应推测机理的合理性。建议在结构化学课程教学过程中对CO2、CO、H2等小分子的活化策略、两条路径中关键步骤的反应机理进行简单的对称性分析与介绍，这样既可以加深学生对前线轨道理论的理解，又可及时将前沿研究热点问题转化为教学素材，激发学生学习结构化学的兴趣。
2026, 41(9): 412-420
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509036
摘要:
基于量子力学基本原理，本文系统阐述了原子模型松紧规律的理论框架及其在解释周期反常现象中的独特价值。通过改进的Slater规则计算屏蔽常数，解释了电子层交替呈现“紧-松-紧-松”状态的内在机制。通过分析铜分族元素性质差异、p区含氧酸氧化性反常等典型案例，展示了松紧规律的解释力；并且采用比较分析法，系统考察了主族和过渡族元素的多项物理化学参数，验证了松紧规律的普适性。
基于量子力学基本原理，本文系统阐述了原子模型松紧规律的理论框架及其在解释周期反常现象中的独特价值。通过改进的Slater规则计算屏蔽常数，解释了电子层交替呈现“紧-松-紧-松”状态的内在机制。通过分析铜分族元素性质差异、p区含氧酸氧化性反常等典型案例，展示了松紧规律的解释力；并且采用比较分析法，系统考察了主族和过渡族元素的多项物理化学参数，验证了松紧规律的普适性。
2026, 41(9): 433-441
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508072
摘要:
本文针对化学平衡教学中较高计量系数复杂化学反应平衡计算解析求解困难的问题，以合成氨反应平衡转化率为研究对象，结合吉布斯函数判据、范特霍夫方程及勒夏特列定律，揭示了温度、压力对反应平衡调节的定性及定量规律。为突破传统教学多分子反应转化率计算瓶颈，引入Aspen HYSYS软件的Gibbs反应器模块，构建数字化实验平台，基于PR-Twu物性包的真实气体逸度修正，模拟了450-550℃和20-30 MPa工况下的氢气转化率，并与理想气体假设理论值相比较。结果表明：高压下逸度效应显著(如30 MPa/450℃时模拟转化率49.3%vs.理论最高转化率62.9%)，证明理想模型在高压体系中失效；温度升高使合成氨转化率降低，压力增大则提升合成氨转化率。本研究通过数字化工具直观验证了热力学理论，为化学平衡教学提供了数据化的实践路径。
本文针对化学平衡教学中较高计量系数复杂化学反应平衡计算解析求解困难的问题，以合成氨反应平衡转化率为研究对象，结合吉布斯函数判据、范特霍夫方程及勒夏特列定律，揭示了温度、压力对反应平衡调节的定性及定量规律。为突破传统教学多分子反应转化率计算瓶颈，引入Aspen HYSYS软件的Gibbs反应器模块，构建数字化实验平台，基于PR-Twu物性包的真实气体逸度修正，模拟了450-550℃和20-30 MPa工况下的氢气转化率，并与理想气体假设理论值相比较。结果表明：高压下逸度效应显著(如30 MPa/450℃时模拟转化率49.3%vs.理论最高转化率62.9%)，证明理想模型在高压体系中失效；温度升高使合成氨转化率降低，压力增大则提升合成氨转化率。本研究通过数字化工具直观验证了热力学理论，为化学平衡教学提供了数据化的实践路径。
2026, 41(9): 442-448
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509012
摘要:
取代芳烃亲电取代反应的区域选择性传统上依赖取代基电子效应的定性解释，但难以定量解析。本文采用自然键轨道(NBO)分析方法，结合前线分子轨道(FMO)理论，系统研究取代芳烃的电荷分布与反应活性。通过量化典型取代基(活化邻对位基团、钝化邻对位基团、间位定位基团)对苯环电荷转移的影响，揭示了电子再分布的本质规律。研究通过可视化电子效应(NBO电荷差图、静电势图)实现了亲电取代定位规则的定量解析，为有机化学教学提供了直观的计算化学案例，有助于深化学生对芳烃亲电取代反应区域选择性和活性的理解。
取代芳烃亲电取代反应的区域选择性传统上依赖取代基电子效应的定性解释，但难以定量解析。本文采用自然键轨道(NBO)分析方法，结合前线分子轨道(FMO)理论，系统研究取代芳烃的电荷分布与反应活性。通过量化典型取代基(活化邻对位基团、钝化邻对位基团、间位定位基团)对苯环电荷转移的影响，揭示了电子再分布的本质规律。研究通过可视化电子效应(NBO电荷差图、静电势图)实现了亲电取代定位规则的定量解析，为有机化学教学提供了直观的计算化学案例，有助于深化学生对芳烃亲电取代反应区域选择性和活性的理解。
2026, 41(9): 449-456
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509025
摘要:
化学平衡是化学学科的重要主题，是“变化观念与平衡思想”培育的主要载体。物理化学教学中，化学平衡体系是宏观可逆热力学体系，不涉及微观问题，由此学生难以从微观层面理解化学平衡状态的特征(动态性，可逆性)。“宏观辨识与微观探析”素养是从学科观念和思维方式视角对化学科学思维的描述，是化学学科核心素养的重要方面。教师尝试选取最新前沿性关联内容教学，以化学史上里程碑式的事件“人造尿素合成”的文献案例呈现物理化学中化学平衡的前沿进展，强调内容综合性与知识迁移应用，从微观视角深入理解化学平衡相关知识，引导学生基于科学研究的视角进行学科理解，体会多学科知识对生产生活的指导作用，促进知识向科学素养的转化。
化学平衡是化学学科的重要主题，是“变化观念与平衡思想”培育的主要载体。物理化学教学中，化学平衡体系是宏观可逆热力学体系，不涉及微观问题，由此学生难以从微观层面理解化学平衡状态的特征(动态性，可逆性)。“宏观辨识与微观探析”素养是从学科观念和思维方式视角对化学科学思维的描述，是化学学科核心素养的重要方面。教师尝试选取最新前沿性关联内容教学，以化学史上里程碑式的事件“人造尿素合成”的文献案例呈现物理化学中化学平衡的前沿进展，强调内容综合性与知识迁移应用，从微观视角深入理解化学平衡相关知识，引导学生基于科学研究的视角进行学科理解，体会多学科知识对生产生活的指导作用，促进知识向科学素养的转化。
2026, 41(9): 457-464
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509072
摘要:
核磁共振碳谱是有机化合物结构解析中最常使用的方法之一。然而，在相关课程中，针对含氟化合物碳谱解析的教学内容往往较为零散且不足。对于这类化合物，化学相关专业学生乃至有机专业研究人员时常会忽略19F与13C之间的自旋耦合对碳谱峰形和裂分模式的影响，从而容易导致核磁共振碳谱解析结果出现偏差。本文通过系统介绍核磁共振碳谱中19F与13C的耦合作用，并结合科研实践中若干典型有机氟化物的核磁共振碳谱实例进行剖析，旨在系统阐述19F-13C耦合裂分模式的规律与特征，为含氟有机物的结构鉴定与确证提供关键参考和实用的解析策略。
核磁共振碳谱是有机化合物结构解析中最常使用的方法之一。然而，在相关课程中，针对含氟化合物碳谱解析的教学内容往往较为零散且不足。对于这类化合物，化学相关专业学生乃至有机专业研究人员时常会忽略19F与13C之间的自旋耦合对碳谱峰形和裂分模式的影响，从而容易导致核磁共振碳谱解析结果出现偏差。本文通过系统介绍核磁共振碳谱中19F与13C的耦合作用，并结合科研实践中若干典型有机氟化物的核磁共振碳谱实例进行剖析，旨在系统阐述19F-13C耦合裂分模式的规律与特征，为含氟有机物的结构鉴定与确证提供关键参考和实用的解析策略。
2026, 41(6): 1-4
doi: 10.12461/PKU.DXHX202605043
摘要:
化学“101计划”《普通化学》核心教材的特色之一是融入了一系列与各章节知识点内容密切关联的教学案例。这些案例不仅是衔接教材抽象原理与学生实际认知的重要桥梁，更是培养学生科学思维、提升科学素养的关键载体。本文以拟纳入下一版教材的案例1.1“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”为切入点，探讨教学案例在核心课程教材体系的定位以及案例的设计与撰写思路，为教材案例的撰写提供参考。
化学“101计划”《普通化学》核心教材的特色之一是融入了一系列与各章节知识点内容密切关联的教学案例。这些案例不仅是衔接教材抽象原理与学生实际认知的重要桥梁，更是培养学生科学思维、提升科学素养的关键载体。本文以拟纳入下一版教材的案例1.1“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”为切入点，探讨教学案例在核心课程教材体系的定位以及案例的设计与撰写思路，为教材案例的撰写提供参考。
2026, 41(6): 5-12
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512009
摘要:
无机合成化学是化学“101计划”无机化学课程的核心模块，其教学目标是培养学生的创新思维与知识应用能力。针对当前教学中抽象概念多、学生科研思维薄弱等痛点，本文基于化学“101计划”拔尖人才培养理念，提出“案例驱动、多维融合、能力递进”的教学方法——通过具象化锚定、生活场景切入、经典案例故事化、研讨式探究、跨学科案例衔接前沿趋势五大路径，将经典与前沿科研成果与基础教学内容深度融合。实践表明，该教学模式能有效降低知识理解门槛，激发学生学习兴趣，提升其分析与解决复杂问题的能力，为拔尖创新人才培养提供有力支撑。
无机合成化学是化学“101计划”无机化学课程的核心模块，其教学目标是培养学生的创新思维与知识应用能力。针对当前教学中抽象概念多、学生科研思维薄弱等痛点，本文基于化学“101计划”拔尖人才培养理念，提出“案例驱动、多维融合、能力递进”的教学方法——通过具象化锚定、生活场景切入、经典案例故事化、研讨式探究、跨学科案例衔接前沿趋势五大路径，将经典与前沿科研成果与基础教学内容深度融合。实践表明，该教学模式能有效降低知识理解门槛，激发学生学习兴趣，提升其分析与解决复杂问题的能力，为拔尖创新人才培养提供有力支撑。
2026, 41(6): 13-17
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510027
摘要:
无机化学是化学“101计划”的核心课程之一，元素化学是其中的重要内容。为了适应新形式对人才培养的要求，课程组编撰了涵盖传统无机基础知识和前沿发展的《无机化学》教材。本文以该教材为指导，介绍s区元素的教学重点及教学方法，为高校化学类专业组织元素教学提供参考。
无机化学是化学“101计划”的核心课程之一，元素化学是其中的重要内容。为了适应新形式对人才培养的要求，课程组编撰了涵盖传统无机基础知识和前沿发展的《无机化学》教材。本文以该教材为指导，介绍s区元素的教学重点及教学方法，为高校化学类专业组织元素教学提供参考。
2026, 41(6): 18-23
doi: 10.12461/PKU.DXHX202605042
摘要:
介绍一个化学“101计划”普通化学教学案例——“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”。本案例以化学中两个非常重要且相互关联的概念：分子极性的量度——偶极矩和电子云易变形程度的量度——极化率为例，阐述化学研究是如何从定性向定量发展的，从而引导学生建立定量思维。定量化模型的建立有助于理解现象背后的深层机制，定量研究方法也推动了科学研究的标准化进程，促进了可重复的科学规范的发展。
介绍一个化学“101计划”普通化学教学案例——“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”。本案例以化学中两个非常重要且相互关联的概念：分子极性的量度——偶极矩和电子云易变形程度的量度——极化率为例，阐述化学研究是如何从定性向定量发展的，从而引导学生建立定量思维。定量化模型的建立有助于理解现象背后的深层机制，定量研究方法也推动了科学研究的标准化进程，促进了可重复的科学规范的发展。
2026, 41(6): 24-29
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512016
摘要:
本教学案例通过剖析Nd2Fe14B的化学组成、电子结构与超强磁性的“构效关系”，将原子结构、化学键等基本原理与材料性能深度融合，实现从“描述化学”向“原理-功能”教学范式的转变。同时，案例采用王震西院士团队攻坚克难、产业报国的真实事迹作为课程思政育人主线，自然融入了家国情怀、创新自信与科学精神等育人要素。该教学设计有效激发了学生兴趣，培养了高阶思维与系统观念，为培养化学拔尖创新人才提供了可借鉴的路径，实现了知识传授、能力培养与价值塑造的有机统一。
本教学案例通过剖析Nd2Fe14B的化学组成、电子结构与超强磁性的“构效关系”，将原子结构、化学键等基本原理与材料性能深度融合，实现从“描述化学”向“原理-功能”教学范式的转变。同时，案例采用王震西院士团队攻坚克难、产业报国的真实事迹作为课程思政育人主线，自然融入了家国情怀、创新自信与科学精神等育人要素。该教学设计有效激发了学生兴趣，培养了高阶思维与系统观念，为培养化学拔尖创新人才提供了可借鉴的路径，实现了知识传授、能力培养与价值塑造的有机统一。
2026, 41(6): 30-34
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510023
摘要:
基于化学“101计划”的人才培养宗旨，金属氧簇合物教学围绕“基础夯实，前沿引领”的核心目标，精准锚定三大教学难点，并针对性地设计教学解决策略。以案例教学为载体，采用四阶递进式教学法，通过构性关系分析训练，在夯实学生基本理论根基的同时，引领他们聚焦前沿研究，拓展学术视野。
基于化学“101计划”的人才培养宗旨，金属氧簇合物教学围绕“基础夯实，前沿引领”的核心目标，精准锚定三大教学难点，并针对性地设计教学解决策略。以案例教学为载体，采用四阶递进式教学法，通过构性关系分析训练，在夯实学生基本理论根基的同时，引领他们聚焦前沿研究，拓展学术视野。
2026, 41(6): 35-39
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509074
摘要:
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。
2026, 41(6): 40-47
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507083
摘要:
面向新工科建设与“101计划”需求，针对元素化学教学中知识碎片化、应用脱节等痛点，以“铬及其化合物”为例实施教学改革。贯彻OBE (成果导向教育，Outcome-Based Education)理念，依托知识图谱诊断学情并重构内容，融入工程伦理与科技强国思政元素。创新构建“BPOPPS (Bridge-in, Pre-test, Objective, Participatory Learning, Post-assessment, Summary)”教学模式，以“价态-性质-应用”为主线、“环境/科技”辩证为暗线，引导学生建立“pH-电极电势-形态”模型。教学实践显示核心知识点掌握度提升25%；小组方案设计完成率100%；90%学生形成三价铬替代工艺的伦理意识，有效提升高阶思维与知行合一能力，为元素化学的教学提供可推广范式。
面向新工科建设与“101计划”需求，针对元素化学教学中知识碎片化、应用脱节等痛点，以“铬及其化合物”为例实施教学改革。贯彻OBE (成果导向教育，Outcome-Based Education)理念，依托知识图谱诊断学情并重构内容，融入工程伦理与科技强国思政元素。创新构建“BPOPPS (Bridge-in, Pre-test, Objective, Participatory Learning, Post-assessment, Summary)”教学模式，以“价态-性质-应用”为主线、“环境/科技”辩证为暗线，引导学生建立“pH-电极电势-形态”模型。教学实践显示核心知识点掌握度提升25%；小组方案设计完成率100%；90%学生形成三价铬替代工艺的伦理意识，有效提升高阶思维与知行合一能力，为元素化学的教学提供可推广范式。
2026, 41(6): 48-52
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511060
摘要:
以胺类化合物合成所涉及的部分人名反应的教学为例，介绍化学“101计划”背景下一堂45 min课程的教案设计。所涵盖的人名反应主要包括Gabriel合成法、Staudinger反应以及以Hofmann重排为代表的系列重排反应。在课堂教学中，可采用BOPPPS教学模式，通过教师引导，充分发挥学生的主体作用，结合经典案例剖析，帮助学生熟练运用所学知识设计合成策略，深入理解反应机理，实现学以致用，并提升知识迁移与融会贯通的能力。同时，培养学生形成“发现问题-设计方案-解决问题”的科研思维。通过引入前沿研究成果，进一步引导学生树立可持续发展理念，增强创新意识。
以胺类化合物合成所涉及的部分人名反应的教学为例，介绍化学“101计划”背景下一堂45 min课程的教案设计。所涵盖的人名反应主要包括Gabriel合成法、Staudinger反应以及以Hofmann重排为代表的系列重排反应。在课堂教学中，可采用BOPPPS教学模式，通过教师引导，充分发挥学生的主体作用，结合经典案例剖析，帮助学生熟练运用所学知识设计合成策略，深入理解反应机理，实现学以致用，并提升知识迁移与融会贯通的能力。同时，培养学生形成“发现问题-设计方案-解决问题”的科研思维。通过引入前沿研究成果，进一步引导学生树立可持续发展理念，增强创新意识。
2026, 41(6): 53-59
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506066
摘要:
面向化学“101计划”拔尖人才培养目标，本研究以卡宾中间体为核心纽带，将单原子骨架编辑前沿成果深度融入有机化学教学。通过“理论学习-文献解析-创新设计”三阶模式，引导学生运用卡宾的基础知识解析吲哚分子单原子骨架编辑的机制。本案例为“基础知识-前沿研究”融合式教学提供可复制范式，助力有机化学课程改革。
面向化学“101计划”拔尖人才培养目标，本研究以卡宾中间体为核心纽带，将单原子骨架编辑前沿成果深度融入有机化学教学。通过“理论学习-文献解析-创新设计”三阶模式，引导学生运用卡宾的基础知识解析吲哚分子单原子骨架编辑的机制。本案例为“基础知识-前沿研究”融合式教学提供可复制范式，助力有机化学课程改革。
2026, 41(6): 60-63
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509131
摘要:
金属有机化学知识体系庞大，在拔尖计划有机化学教学的有限课时中面临如何取舍、避免信息过载的难题。本文建议本着“少即是多”的理念，以“基础性、衔接性和代表性”为原则进行科学取舍，主要讲授配合物结构特征、基元反应以及5个经典过渡金属催化的反应，以期帮助学生建立基本认知并掌握举一反三的能力，为后续进一步学习和科研训练奠定基础。
金属有机化学知识体系庞大，在拔尖计划有机化学教学的有限课时中面临如何取舍、避免信息过载的难题。本文建议本着“少即是多”的理念，以“基础性、衔接性和代表性”为原则进行科学取舍，主要讲授配合物结构特征、基元反应以及5个经典过渡金属催化的反应，以期帮助学生建立基本认知并掌握举一反三的能力，为后续进一步学习和科研训练奠定基础。
2026, 41(6): 64-71
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508048
摘要:
传统遗传学基于中心法则揭示了蛋白质功能的基本框架，但许多复杂的生命调控过程并不完全由基因序列决定，中心法则难以全面阐释其机制。化学生物学通过小分子直接结合并调控生物大分子功能，提供了解码生命过程的全新研究范式。本文以“101计划”《化学生物学》教材第14章“生命过程的化学调控”为例，设计了一种以“细胞膜-细胞质-细胞核”为主线，由外向内的空间层级的教学框架，通过典型案例，系统展示化学生物学如何以“现象→机制→转化”为逻辑链条解码复杂生命过程。通过案例分析与拓展讨论，学生不仅夯实了核心知识点，还能建立从靶点识别到机制解析、从功能调控到疾病干预的化学生物学思维。
传统遗传学基于中心法则揭示了蛋白质功能的基本框架，但许多复杂的生命调控过程并不完全由基因序列决定，中心法则难以全面阐释其机制。化学生物学通过小分子直接结合并调控生物大分子功能，提供了解码生命过程的全新研究范式。本文以“101计划”《化学生物学》教材第14章“生命过程的化学调控”为例，设计了一种以“细胞膜-细胞质-细胞核”为主线，由外向内的空间层级的教学框架，通过典型案例，系统展示化学生物学如何以“现象→机制→转化”为逻辑链条解码复杂生命过程。通过案例分析与拓展讨论，学生不仅夯实了核心知识点，还能建立从靶点识别到机制解析、从功能调控到疾病干预的化学生物学思维。
2026, 41(6): 72-78
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508064
摘要:
为响应教育部“101计划”对化学拔尖人才培养的要求，本研究聚焦有机化学与生物的深度交叉，探索课程教学创新实践。提出有机化学课程应融入化学生物学交叉融合的知识案例，通过从有机反应和分子机制的角度介绍前生命化学反应、生物有机中的酸碱催化反应、氧化还原反应，仿生和人工酶催化等内容，阐释生化反应中的酶作用机制与合成化学原理的辩证统一。融合化学生物交叉知识的课程设计，不仅能强化学生对有机反应本质的理解，也有助于培养其跨学科思维和创新能力，为新时代化学基础学科教学改革提供参考。
为响应教育部“101计划”对化学拔尖人才培养的要求，本研究聚焦有机化学与生物的深度交叉，探索课程教学创新实践。提出有机化学课程应融入化学生物学交叉融合的知识案例，通过从有机反应和分子机制的角度介绍前生命化学反应、生物有机中的酸碱催化反应、氧化还原反应，仿生和人工酶催化等内容，阐释生化反应中的酶作用机制与合成化学原理的辩证统一。融合化学生物交叉知识的课程设计，不仅能强化学生对有机反应本质的理解，也有助于培养其跨学科思维和创新能力，为新时代化学基础学科教学改革提供参考。
2026, 41(6): 79-83
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511198
摘要:
基于化学测量学视角，以NaOH滴定HCl为例，将绘制滴定曲线、选择指示剂和计算终点误差等3个模块的教学内容进行了整合，设计了一个问题驱动的教学方案。该方案的主要流程如下：首先是在绘制滴定曲线后提出如何确定滴定终点的问题，然后分析了测量准确性的含义及指示剂的选择原则，最后基于质子守恒原理计算了选择不同指示剂的终点误差。该方案有助于学生建立以准确性为核心的分析化学基本理论框架，提升学生的科学思维能力，同时可供教师将其作为教学设计的基础模板应用于其他类型的滴定分析教学。
基于化学测量学视角，以NaOH滴定HCl为例，将绘制滴定曲线、选择指示剂和计算终点误差等3个模块的教学内容进行了整合，设计了一个问题驱动的教学方案。该方案的主要流程如下：首先是在绘制滴定曲线后提出如何确定滴定终点的问题，然后分析了测量准确性的含义及指示剂的选择原则，最后基于质子守恒原理计算了选择不同指示剂的终点误差。该方案有助于学生建立以准确性为核心的分析化学基本理论框架，提升学生的科学思维能力，同时可供教师将其作为教学设计的基础模板应用于其他类型的滴定分析教学。
2026, 41(6): 84-91
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510004
摘要:
配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法，在分析化学中具有广泛的应用和重要意义。本文针对副反应的定量计算及配位滴定方法的应用等教学难点进行了课程设计。在重构教学内容基础上，以图示教学法进行展示和讲解。借助应用问题导向学习(PBL)，开展了“+问题”的教学活动。通过对“拔尖班”学生的课程教学实践，取得了较好的教学效果。
配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法，在分析化学中具有广泛的应用和重要意义。本文针对副反应的定量计算及配位滴定方法的应用等教学难点进行了课程设计。在重构教学内容基础上，以图示教学法进行展示和讲解。借助应用问题导向学习(PBL)，开展了“+问题”的教学活动。通过对“拔尖班”学生的课程教学实践，取得了较好的教学效果。
2026, 41(6): 92-99
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511181
摘要:
理想气体摩尔热容可用量子统计热力学定量计算。但液态量子自由度难以确定，目前尚无方法直接从统计热力学计算液态摩尔热容。气态到液态的相变对分子内振动影响有限，只是把气态分子的自由平动和转动自由度转化为类振动自由度。于是，液态物质的摩尔热容可定量关联相应气态的摩尔热容，根据量子自由度演化而算得。
理想气体摩尔热容可用量子统计热力学定量计算。但液态量子自由度难以确定，目前尚无方法直接从统计热力学计算液态摩尔热容。气态到液态的相变对分子内振动影响有限，只是把气态分子的自由平动和转动自由度转化为类振动自由度。于是，液态物质的摩尔热容可定量关联相应气态的摩尔热容，根据量子自由度演化而算得。
2026, 41(6): 100-107
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511184
摘要:
针对普通化学“化学热力学和动力学”部分理论性强、学生难以理解与应用的教学痛点，课程组构建了以“问题驱动”为核心，将“情境线”“知识线”和“问题线”三线有机融合的教学新模式。以“碳中和与降低碳排放的CO2转化技术”这一综合性大问题为引领，将其分解为一系列环环相扣的小问题。通过真实情境导入，设计层层递进的问题链，引导学生运用反应吉布斯自由能变、化学反应平衡、反应速率理论和催化剂等核心知识，逐层深入探究CO2转化反应的热力学可能性与动力学可行性，最终自主构建知识体系并解决复杂工程问题，有效培养了学生创新思维和社会责任感。
针对普通化学“化学热力学和动力学”部分理论性强、学生难以理解与应用的教学痛点，课程组构建了以“问题驱动”为核心，将“情境线”“知识线”和“问题线”三线有机融合的教学新模式。以“碳中和与降低碳排放的CO2转化技术”这一综合性大问题为引领，将其分解为一系列环环相扣的小问题。通过真实情境导入，设计层层递进的问题链，引导学生运用反应吉布斯自由能变、化学反应平衡、反应速率理论和催化剂等核心知识，逐层深入探究CO2转化反应的热力学可能性与动力学可行性，最终自主构建知识体系并解决复杂工程问题，有效培养了学生创新思维和社会责任感。
2026, 41(6): 108-117
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511208
摘要:
针对传统化学类本科生跨学科培养中知识衔接不系统、理论与实践脱节、创新成果转化不足等问题，南京邮电大学化学与生命科学学院以化学“101计划”核心课程体系为基础框架，构建了“课程矩阵-科研实践-竞赛转化-成果反哺”跨学科创新育人闭环模式。该模式通过“基础课程优化+跨学科模块嵌入”的系统整合方式，深度衔接化学“101计划”在核心课程优化、科研反哺教学和拔尖人才培养方面的核心要求。依托多元化课程体系、精准化导师指导、立体化产教融合，通过“知识输入-实践创新-教学迭代”的自然流转，着力提升学生多维创新能力。实践成效显著：本科生科研参与率大幅提升，学术产出与竞赛成绩突出，教学反哺实效凸显，毕业生发展能级显著增强。该模式为基层院校依托自身特色落实化学“101计划”提供了可复制的跨学科育人实践范式。
针对传统化学类本科生跨学科培养中知识衔接不系统、理论与实践脱节、创新成果转化不足等问题，南京邮电大学化学与生命科学学院以化学“101计划”核心课程体系为基础框架，构建了“课程矩阵-科研实践-竞赛转化-成果反哺”跨学科创新育人闭环模式。该模式通过“基础课程优化+跨学科模块嵌入”的系统整合方式，深度衔接化学“101计划”在核心课程优化、科研反哺教学和拔尖人才培养方面的核心要求。依托多元化课程体系、精准化导师指导、立体化产教融合，通过“知识输入-实践创新-教学迭代”的自然流转，着力提升学生多维创新能力。实践成效显著：本科生科研参与率大幅提升，学术产出与竞赛成绩突出，教学反哺实效凸显，毕业生发展能级显著增强。该模式为基层院校依托自身特色落实化学“101计划”提供了可复制的跨学科育人实践范式。
2026, 41(6): 118-124
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512003
摘要:
合成化学实验是教育部化学“101计划”12门核心课程之一，是涵盖有机、无机、高分子、超分子物质和新材料合成与表征的全新实验课程。与课程适配的核心师资团队建设是一项重要任务。本文介绍了合成化学实验课程建设过程中的课堂提升工作，包括机制建立、听课实践、反馈交流等，旨在促进教师间课堂教学实践的交流和借鉴，更好地推动合成化学实验教学质量的提升。
合成化学实验是教育部化学“101计划”12门核心课程之一，是涵盖有机、无机、高分子、超分子物质和新材料合成与表征的全新实验课程。与课程适配的核心师资团队建设是一项重要任务。本文介绍了合成化学实验课程建设过程中的课堂提升工作，包括机制建立、听课实践、反馈交流等，旨在促进教师间课堂教学实践的交流和借鉴，更好地推动合成化学实验教学质量的提升。
2026, 41(6): 125-135
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506043
摘要:
基于教研成果，本文设计了以液相化学还原法制备碳载铂纳米催化剂，并测定其结构和电催化甲醇氧化性能的实验，作为化学“101计划”合成化学实验课程中的典型教学案例。案例经专家组研讨修改，已被编入《合成化学实验》教材，将由高等教育出版社出版。该“合成-表征-测试”全链条实验可培养学生相关技能与科研素养。
基于教研成果，本文设计了以液相化学还原法制备碳载铂纳米催化剂，并测定其结构和电催化甲醇氧化性能的实验，作为化学“101计划”合成化学实验课程中的典型教学案例。案例经专家组研讨修改，已被编入《合成化学实验》教材，将由高等教育出版社出版。该“合成-表征-测试”全链条实验可培养学生相关技能与科研素养。
2026, 41(6): 136-144
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510101
摘要:
“离子液体中的Sonogashira偶联反应”已被收录于最新出版的化学“101计划”《合成化学实验》教材中，归属于“4.4 金属催化偶联反应”这一章节。实验以Pd(PPh3)2Cl2为催化剂，商业可得的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为溶剂，在无铜条件下实现4-甲基碘苯与苯乙炔的交叉偶联，以优异的产率得到内炔化合物。本实验包括简易氮气保护反应装置的搭建、微量注射器加样、薄层色谱检测反应、柱层析分离、旋转蒸发等实验操作。此外，要求学生根据所得的产率，计算反应的原子经济性、反应质量效率、原料回收率、过量物质的消耗，并将结果绘制于一个雷达五边形图中。本文对该实验的背景知识做了补充介绍，详细分析了实验过程中的注意事项，给出了实验实施安排的建议，并提供了数据分析和思考题的参考答案。
“离子液体中的Sonogashira偶联反应”已被收录于最新出版的化学“101计划”《合成化学实验》教材中，归属于“4.4 金属催化偶联反应”这一章节。实验以Pd(PPh3)2Cl2为催化剂，商业可得的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为溶剂，在无铜条件下实现4-甲基碘苯与苯乙炔的交叉偶联，以优异的产率得到内炔化合物。本实验包括简易氮气保护反应装置的搭建、微量注射器加样、薄层色谱检测反应、柱层析分离、旋转蒸发等实验操作。此外，要求学生根据所得的产率，计算反应的原子经济性、反应质量效率、原料回收率、过量物质的消耗，并将结果绘制于一个雷达五边形图中。本文对该实验的背景知识做了补充介绍，详细分析了实验过程中的注意事项，给出了实验实施安排的建议，并提供了数据分析和思考题的参考答案。
2026, 41(6): 145-151
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511028
摘要:
基于化学“101计划”合成化学实验课程建设目标，设计并实施了以电化学合成方法为核心的综合性实验——过二硫酸钾的制备与鉴定。实验通过电解饱和硫酸氢钾溶液合成目标产物，结合化学滴定与X射线衍射技术进行纯度分析和结构表征，构建了“合成-分析-表征”一体化的教学流程。该教学设计不仅使学生掌握电化学合成的基本原理与实验技能，而且理解无机合成、物理化学、仪器分析等多学科知识的交叉与融合。通过计算电流效率、分析产物纯度与结晶度，有效培养学生的处理数据能力、批判性思维和解决复杂问题的科研素养。本实验内容综合、设计严谨，高度契合“101计划”对提升学生创新能力和实践能力的深层目标，为培养新时代高素质化学人才提供了有力支撑。
基于化学“101计划”合成化学实验课程建设目标，设计并实施了以电化学合成方法为核心的综合性实验——过二硫酸钾的制备与鉴定。实验通过电解饱和硫酸氢钾溶液合成目标产物，结合化学滴定与X射线衍射技术进行纯度分析和结构表征，构建了“合成-分析-表征”一体化的教学流程。该教学设计不仅使学生掌握电化学合成的基本原理与实验技能，而且理解无机合成、物理化学、仪器分析等多学科知识的交叉与融合。通过计算电流效率、分析产物纯度与结晶度，有效培养学生的处理数据能力、批判性思维和解决复杂问题的科研素养。本实验内容综合、设计严谨，高度契合“101计划”对提升学生创新能力和实践能力的深层目标，为培养新时代高素质化学人才提供了有力支撑。
2026, 41(6): 152-159
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511100
摘要:
“L-脯氨酸催化的不对称Aldol缩合反应”实验是化学“101计划”合成化学实验课程中手性合成模块的实验项目，对应于不对称催化合成方法的教学。该实验将研究前沿“有机小分子催化不对称合成”融入本科实验教学，内容来源于2021年诺贝尔化学奖获得者Benjamin List在2000年发表的经典研究工作。本文详细介绍了该实验教学的设计与实施过程。通过精心教学设计，引导学生在掌握实验基础知识和基本技能的基础上，理解科学发现的逻辑，培养科学探究精神与创新思维，激发科研兴趣，从而提升基础化学学科人才培养质量。
“L-脯氨酸催化的不对称Aldol缩合反应”实验是化学“101计划”合成化学实验课程中手性合成模块的实验项目，对应于不对称催化合成方法的教学。该实验将研究前沿“有机小分子催化不对称合成”融入本科实验教学，内容来源于2021年诺贝尔化学奖获得者Benjamin List在2000年发表的经典研究工作。本文详细介绍了该实验教学的设计与实施过程。通过精心教学设计，引导学生在掌握实验基础知识和基本技能的基础上，理解科学发现的逻辑，培养科学探究精神与创新思维，激发科研兴趣，从而提升基础化学学科人才培养质量。
2026, 41(6): 160-165
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508082
摘要:
基本操作教学是化学实验教学的重要组成部分。本文介绍了武汉大学基础化学实验教学组在基本操作教学领域的探索与实践。构建了五步闭环教学模式，在开展技能培训的同时注重培养思维能力，使教学过程由“单向推进”转变为“循环优化”，为教学效果的稳定提升提供了关键保障。
基本操作教学是化学实验教学的重要组成部分。本文介绍了武汉大学基础化学实验教学组在基本操作教学领域的探索与实践。构建了五步闭环教学模式，在开展技能培训的同时注重培养思维能力，使教学过程由“单向推进”转变为“循环优化”，为教学效果的稳定提升提供了关键保障。
2026, 41(6): 166-174
doi: 10.12461/PKU.DXHX202605044
摘要:
面向化学“101计划”对综合化学实验课程“高阶性、创新性、挑战度”的要求，本文构建了一个以pH响应型有机金属超分子笼MOC-16的生物成像性能为核心、依托大型仪器共享平台的细胞成像综合实验。该实验涵盖了细胞培养、pH依赖性细胞膜靶向孵育、激光共聚焦单/双光子成像及图像分析等环节，形成了完整的科研训练模式，可系统培养学生操作大型仪器的实战能力与跨学科思维。作为化学“强基计划”现代化学研究方法与实验课程的核心模块，本实验已入选化学“101计划”合成化学实验教材综合部分，既可作为化学生物学实验单独开课，也可与超分子笼的合成与表征内容组合作为面向生物医药应用的综合化学实验开设，不仅凝练了契合拔尖创新人才培养目标的实验教学模式，也为大型仪器共享平台支撑基础学科人才培养提供了可复制、可推广的实践范例。
面向化学“101计划”对综合化学实验课程“高阶性、创新性、挑战度”的要求，本文构建了一个以pH响应型有机金属超分子笼MOC-16的生物成像性能为核心、依托大型仪器共享平台的细胞成像综合实验。该实验涵盖了细胞培养、pH依赖性细胞膜靶向孵育、激光共聚焦单/双光子成像及图像分析等环节，形成了完整的科研训练模式，可系统培养学生操作大型仪器的实战能力与跨学科思维。作为化学“强基计划”现代化学研究方法与实验课程的核心模块，本实验已入选化学“101计划”合成化学实验教材综合部分，既可作为化学生物学实验单独开课，也可与超分子笼的合成与表征内容组合作为面向生物医药应用的综合化学实验开设，不仅凝练了契合拔尖创新人才培养目标的实验教学模式，也为大型仪器共享平台支撑基础学科人才培养提供了可复制、可推广的实践范例。
2026, 41(6): 175-184
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511193
摘要:
面向化学“101计划”的核心教案模块，以“理论-实践”一体化的模式进行了微流控分析教学探索，包含微流控理论教学和微流控核心实验教学两大模块，其中实验教学包含两个案例：转基因大豆核酸检测(LAMP核酸检测案例)和降钙素原快速定量检测(夹心型免疫分析案例)。本课程在传统分析化学教学模式的基础上进行创新，丰富了微流控实验中即时检测(POCT)的理论及实验的课程设计，通过实际案例帮助学生更好地理解微流控的基本原理和实际应用，同时培养学生的实验技能、数据分析能力和综合思维能力。
面向化学“101计划”的核心教案模块，以“理论-实践”一体化的模式进行了微流控分析教学探索，包含微流控理论教学和微流控核心实验教学两大模块，其中实验教学包含两个案例：转基因大豆核酸检测(LAMP核酸检测案例)和降钙素原快速定量检测(夹心型免疫分析案例)。本课程在传统分析化学教学模式的基础上进行创新，丰富了微流控实验中即时检测(POCT)的理论及实验的课程设计，通过实际案例帮助学生更好地理解微流控的基本原理和实际应用，同时培养学生的实验技能、数据分析能力和综合思维能力。
2026, 41(6): 185-195
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512040
摘要:
系统阐述了高分子物理实验模块在化学“101计划”化学测量学实验体系中的设计理念、核心架构、实施策略、建设成效与未来展望。该模块围绕“结构-性能-应用”逻辑主线，构建了涵盖高分子结构表征、聚集态调控、功能特性评价及材料性能测试四大方向的33项实验项目，形成了从基础技能训练到综合创新实践的阶梯式教学体系。实验设计注重理论与实践相结合、传统方法与现代技术相融合、学科交叉与工程应用相贯通，通过模块化组织、分层教学、项目驱动与数字化辅助相结合的实施路径，有效提升了学生的实验操作能力、数据分析能力与创新思维能力。该模块的建设丰富了化学测量学实验的课程内涵，强化了高分子科学与化学测量学的内在联系，为培养符合新时代需求的复合型化学人才提供了有力支撑，对推进化学“101计划”实验教学改革具有积极意义。
系统阐述了高分子物理实验模块在化学“101计划”化学测量学实验体系中的设计理念、核心架构、实施策略、建设成效与未来展望。该模块围绕“结构-性能-应用”逻辑主线，构建了涵盖高分子结构表征、聚集态调控、功能特性评价及材料性能测试四大方向的33项实验项目，形成了从基础技能训练到综合创新实践的阶梯式教学体系。实验设计注重理论与实践相结合、传统方法与现代技术相融合、学科交叉与工程应用相贯通，通过模块化组织、分层教学、项目驱动与数字化辅助相结合的实施路径，有效提升了学生的实验操作能力、数据分析能力与创新思维能力。该模块的建设丰富了化学测量学实验的课程内涵，强化了高分子科学与化学测量学的内在联系，为培养符合新时代需求的复合型化学人才提供了有力支撑，对推进化学“101计划”实验教学改革具有积极意义。
2026, 41(6): 196-203
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511180
摘要:
在现有的本科实验教学中，微纳表征常采用扫描探针显微技术、扫描电镜显微技术，而对于光学非接触式测量技术则存在空白。像散位移显微镜是一种基于像散测量的新技术，其具备光学非接触、扫描范围大、成像速度快和轴向纳米级分辨率等优势。为了将其引入化学“101计划”——化学测量学实验，本文自主研发了一款专为教学实验定制的像散位移显微镜仪器，并基于该仪器设计了一套完整的实验教学方案。本实验涉及“化学-光学-电子学-微纳表征”领域，通过开展“位移信号标定-三维成像-振动分析-膜厚测量”这四部分内容，激发学生对微纳表征前沿动态的思考，了解高精尖表征技术对于先进制造的重要性，并在动手实践过程中增强科学仪器自主国产化的信心，培养仪器类人才。
在现有的本科实验教学中，微纳表征常采用扫描探针显微技术、扫描电镜显微技术，而对于光学非接触式测量技术则存在空白。像散位移显微镜是一种基于像散测量的新技术，其具备光学非接触、扫描范围大、成像速度快和轴向纳米级分辨率等优势。为了将其引入化学“101计划”——化学测量学实验，本文自主研发了一款专为教学实验定制的像散位移显微镜仪器，并基于该仪器设计了一套完整的实验教学方案。本实验涉及“化学-光学-电子学-微纳表征”领域，通过开展“位移信号标定-三维成像-振动分析-膜厚测量”这四部分内容，激发学生对微纳表征前沿动态的思考，了解高精尖表征技术对于先进制造的重要性，并在动手实践过程中增强科学仪器自主国产化的信心，培养仪器类人才。
2026, 41(6): 204-210
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503098
摘要:
深入探讨了计算化学实验模块在化学“101计划”化学测量学实验中的设计思路及实施目标。该模块精心设计了涵盖分子体系模拟、周期性体系模拟及分子动力学模拟三大类的12个实验项目，采用由浅入深、循序渐进的教学模式，引导学生从简单分子结构优化和能量计算入手，逐步到复杂体系的反应路径预测、材料性能模拟及生物大分子相互作用分析等高级技能。实验内容不仅注重理论与实际操作的紧密结合，还强调多学科交叉融合，与电子光谱、振动光谱、先进表征技术和物理化学测量等实验模块形成有效关联。该模块的引入不仅丰富了化学测量学实验课程的内容，还能显著提升学生的科研素养和创新能力，对推动化学“101计划”实验教学改革具有重要意义。
深入探讨了计算化学实验模块在化学“101计划”化学测量学实验中的设计思路及实施目标。该模块精心设计了涵盖分子体系模拟、周期性体系模拟及分子动力学模拟三大类的12个实验项目，采用由浅入深、循序渐进的教学模式，引导学生从简单分子结构优化和能量计算入手，逐步到复杂体系的反应路径预测、材料性能模拟及生物大分子相互作用分析等高级技能。实验内容不仅注重理论与实际操作的紧密结合，还强调多学科交叉融合，与电子光谱、振动光谱、先进表征技术和物理化学测量等实验模块形成有效关联。该模块的引入不仅丰富了化学测量学实验课程的内容，还能显著提升学生的科研素养和创新能力，对推动化学“101计划”实验教学改革具有重要意义。
2026, 41(6): 211-220
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502016
摘要:
反应速率及活化能测定实验面向化学专业大一学生开设，是无机化学实验中不可缺少的内容，与无机化学理论知识相互衔接。本文基于化学“101计划”，以解决问题、锻炼能力为导向，对原实验进行了半微量化设计、协作式教学与信息化技术的融合创新，旨在培养学生的环保意识，强化学生的团队协作精神，提升学生的信息化能力，锻炼学生解决问题的能力；学生通过反复讨论、验证应用Arrhenius方程处理实验数据降低实验结果的误差，不仅内化提升理论知识，也让学生建立应用理论知识解决实际问题的科学思维，培养学生认真严谨的科学态度，为化学拔尖创新人才的培养奠定基础。
反应速率及活化能测定实验面向化学专业大一学生开设，是无机化学实验中不可缺少的内容，与无机化学理论知识相互衔接。本文基于化学“101计划”，以解决问题、锻炼能力为导向，对原实验进行了半微量化设计、协作式教学与信息化技术的融合创新，旨在培养学生的环保意识，强化学生的团队协作精神，提升学生的信息化能力，锻炼学生解决问题的能力；学生通过反复讨论、验证应用Arrhenius方程处理实验数据降低实验结果的误差，不仅内化提升理论知识，也让学生建立应用理论知识解决实际问题的科学思维，培养学生认真严谨的科学态度，为化学拔尖创新人才的培养奠定基础。
2026, 41(6): 221-229
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506079
摘要:
对标“101计划”化学测量学教学改革要求，设计和开发了一项基于电化学原位拉曼光谱技术的创新仪器分析实验。主要基于电催化硝酸根还原合成氨这一绿色合成工艺，借助先进的电化学原位拉曼光谱技术实时追踪催化剂表面活性位点与关键中间体的动态演变，以准确鉴定真实的催化活性位点，推断可能的反应路径。本实验构建了完整的“反应-表征-机理”一体化的实验教学体系，聚焦于帮助学生掌握知识、提升能力以及全面培育素养。并且，充分展现出前沿科学对先进表征技术的依赖和需求，填补了“原位表征-电催化反应”交叉课程的空白，可作为“科研-教学双螺旋驱动”模式下新工科实验教学改革的典型范例。
对标“101计划”化学测量学教学改革要求，设计和开发了一项基于电化学原位拉曼光谱技术的创新仪器分析实验。主要基于电催化硝酸根还原合成氨这一绿色合成工艺，借助先进的电化学原位拉曼光谱技术实时追踪催化剂表面活性位点与关键中间体的动态演变，以准确鉴定真实的催化活性位点，推断可能的反应路径。本实验构建了完整的“反应-表征-机理”一体化的实验教学体系，聚焦于帮助学生掌握知识、提升能力以及全面培育素养。并且，充分展现出前沿科学对先进表征技术的依赖和需求，填补了“原位表征-电催化反应”交叉课程的空白，可作为“科研-教学双螺旋驱动”模式下新工科实验教学改革的典型范例。
2026, 41(6): 230-236
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508002
摘要:
硫酸亚铁铵的制备实验是无机化学实验中的经典案例之一。传统的硫酸亚铁铵的制备实验仅涉及晶体制备与表征分析两部分，内容单薄乏味。本文基于化学“101计划”的新要求，以开拓学生视野、引领学生发展为导向，将晶体形貌调控技术与原实验巧妙融合，并使用智能手机的AI相机功能对晶体形貌进行观察。这一创新性的改进有效地增强了实验趣味性，强化了学生对无机化学前沿领域的认识，提升了学生的科研探究能力，同时让学生体会到了化学之美，为培养有能力、有内涵的高素质化学专业拔尖创新人才奠定了一定的基础。
硫酸亚铁铵的制备实验是无机化学实验中的经典案例之一。传统的硫酸亚铁铵的制备实验仅涉及晶体制备与表征分析两部分，内容单薄乏味。本文基于化学“101计划”的新要求，以开拓学生视野、引领学生发展为导向，将晶体形貌调控技术与原实验巧妙融合，并使用智能手机的AI相机功能对晶体形貌进行观察。这一创新性的改进有效地增强了实验趣味性，强化了学生对无机化学前沿领域的认识，提升了学生的科研探究能力，同时让学生体会到了化学之美，为培养有能力、有内涵的高素质化学专业拔尖创新人才奠定了一定的基础。
2026, 41(6): 237-243
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512039
摘要:
建设具有中国特色的一流核心教材是教育部基础学科系列“101计划”的“四个一流”建设内容之一，在加快推进国家基础学科拔尖人才培养中有着重要的作用。化学“101计划”化学测量学实验课程组聚焦化学拔尖创新人才培养目标，将参与高校的分析化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、高分子物理实验以及部分的综合化学实验等实验课程的内容进行有机融合提升，并结合前沿科学研究，进行“模块化”设计，围绕76个核心知识点组织教材内容。本文以《化学测量学实验动态电子教案》数字化教材为例，介绍化学“101计划”化学测量学实验教材的设计和建设情况，以期推动高等学校化学实验教学的整体提升。
建设具有中国特色的一流核心教材是教育部基础学科系列“101计划”的“四个一流”建设内容之一，在加快推进国家基础学科拔尖人才培养中有着重要的作用。化学“101计划”化学测量学实验课程组聚焦化学拔尖创新人才培养目标，将参与高校的分析化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、高分子物理实验以及部分的综合化学实验等实验课程的内容进行有机融合提升，并结合前沿科学研究，进行“模块化”设计，围绕76个核心知识点组织教材内容。本文以《化学测量学实验动态电子教案》数字化教材为例，介绍化学“101计划”化学测量学实验教材的设计和建设情况，以期推动高等学校化学实验教学的整体提升。
2026, 41(6): 244-250
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510011
摘要:
作为化学“101计划”普通化学核心课程教学改革的重要成果，《普通化学动态电子教案》与《普通化学》核心教材相辅相成、配套建设并协同使用。“101计划”普通化学课程组在系统凝练普通化学课程核心知识体系的基础上，针对7个模块48个知识点精心制作并审核修订了教学课件与参考教案，同时推进可动态更新的典型案例课件和特色教学课件的持续建设。这一成果推动了普通化学课程在教学内容、方法及资源建设与共享等方面的全面升级，并在全国多所高校开展试点应用。
作为化学“101计划”普通化学核心课程教学改革的重要成果，《普通化学动态电子教案》与《普通化学》核心教材相辅相成、配套建设并协同使用。“101计划”普通化学课程组在系统凝练普通化学课程核心知识体系的基础上，针对7个模块48个知识点精心制作并审核修订了教学课件与参考教案，同时推进可动态更新的典型案例课件和特色教学课件的持续建设。这一成果推动了普通化学课程在教学内容、方法及资源建设与共享等方面的全面升级，并在全国多所高校开展试点应用。
2026, 41(6): 251-255
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511197
摘要:
“101计划”教材《物理化学教程》从原子分子水平出发，对物理化学课程内容进行了重塑，展现了与众不同的几个重要特征：全篇贯彻了从原子分子水平出发的热力学认知；系统构建了分子间相互作用的热力学；建立起溶液结构的新认知以及对活度系数的全新理解；大量的科学史分析，凝练了科学智慧。从一轮教学实践后学生反馈来看，该教材能够帮助学生掌握对热力学微观层面的理解及应用，对化学学科拔尖创新人才的培养起到了积极作用。
“101计划”教材《物理化学教程》从原子分子水平出发，对物理化学课程内容进行了重塑，展现了与众不同的几个重要特征：全篇贯彻了从原子分子水平出发的热力学认知；系统构建了分子间相互作用的热力学；建立起溶液结构的新认知以及对活度系数的全新理解；大量的科学史分析，凝练了科学智慧。从一轮教学实践后学生反馈来看，该教材能够帮助学生掌握对热力学微观层面的理解及应用，对化学学科拔尖创新人才的培养起到了积极作用。
2026, 41(6): 256-264
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509061
摘要:
本文以化学“101计划”《普通化学》教材中“人体内的缓冲体系及调节作用”案例为例，探讨了教材案例的撰写思路与技巧。撰写案例需注重案例内容与核心知识点的关联，跨学科知识和思政元素的融入，以及案例内容的逻辑框架建立。本文还强调了教材案例在学科教学、科普教育及智慧课程建设中的潜在应用，为教学实践提供参考。
本文以化学“101计划”《普通化学》教材中“人体内的缓冲体系及调节作用”案例为例，探讨了教材案例的撰写思路与技巧。撰写案例需注重案例内容与核心知识点的关联，跨学科知识和思政元素的融入，以及案例内容的逻辑框架建立。本文还强调了教材案例在学科教学、科普教育及智慧课程建设中的潜在应用，为教学实践提供参考。
2026, 41(6): 265-272
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503048
摘要:
立足农林高等教育，在“新农科”建设背景下，以学生发展为中心，紧扣“知识、能力、素养”三个方面的教学目标，遵循“两性一度”标准，开展了以“目标导向、价值引领、交融创新、信息赋能、科学评价”为核心的教学探索与实践。通过教学实践，有效实现了知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，解决了公共基础课与专业教育需求脱节的问题，发挥了化学实验在“新农科”人才培养中的作用，为培养出更多对“三农”有认知、情怀与担当的新时代卓越农林人才提供了坚实的基础。
立足农林高等教育，在“新农科”建设背景下，以学生发展为中心，紧扣“知识、能力、素养”三个方面的教学目标，遵循“两性一度”标准，开展了以“目标导向、价值引领、交融创新、信息赋能、科学评价”为核心的教学探索与实践。通过教学实践，有效实现了知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，解决了公共基础课与专业教育需求脱节的问题，发挥了化学实验在“新农科”人才培养中的作用，为培养出更多对“三农”有认知、情怀与担当的新时代卓越农林人才提供了坚实的基础。
2026, 41(6): 273-281
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503049
摘要:
以“稀溶液的凝固点降低”这一知识点为例，探索并实践“理论-实验-思政-专创”多维联动教学模式。通过线上线下结合，以及问题式/案例式、翻转课堂、分组任务等多措并举，完成知识的理论讲授、实验强化、思政浸润和第二课堂拓展环节，充分调动了学生学习的主动性，激发学生创新意识，在学会、学懂知识的同时，获得探索并解决实际问题的能力，达到树人育人效果。
以“稀溶液的凝固点降低”这一知识点为例，探索并实践“理论-实验-思政-专创”多维联动教学模式。通过线上线下结合，以及问题式/案例式、翻转课堂、分组任务等多措并举，完成知识的理论讲授、实验强化、思政浸润和第二课堂拓展环节，充分调动了学生学习的主动性，激发学生创新意识，在学会、学懂知识的同时，获得探索并解决实际问题的能力，达到树人育人效果。
2026, 41(6): 282-287
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503060
摘要:
在“有组织科研”背景下，针对大科研团队，提出“一主多辅”实验室内部轮转制度。“一主”即以承担国家重大工程项目的导师团队为主，“多辅”即辅以团队内部不同研究方向，在明确学生实验室隶属关系的前提下，对学生实施不同研究方向间的轮转。“实验室内部轮转”制度在学生个人成长、教师开展多学科创新型研究以及工科院校承担国家重大工程项目等方面具有建设性指导意义。
在“有组织科研”背景下，针对大科研团队，提出“一主多辅”实验室内部轮转制度。“一主”即以承担国家重大工程项目的导师团队为主，“多辅”即辅以团队内部不同研究方向，在明确学生实验室隶属关系的前提下，对学生实施不同研究方向间的轮转。“实验室内部轮转”制度在学生个人成长、教师开展多学科创新型研究以及工科院校承担国家重大工程项目等方面具有建设性指导意义。
2026, 41(6): 288-296
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503121
摘要:
在新工科背景下，传统有机化学教学面临诸多挑战。本文提出五类教学“新模式”的探索与应用：1) 差异化翻转课堂；2) 真实性项目化学习；3) 竞赛式学习；4) 模块化教学；5) 网络辅助教学。通过案例阐释实施路径，强调有机化学课堂模式创新与改革，旨在有效激发学生学习兴趣，培养能够应对复杂工程问题的高素质复合型人才。
在新工科背景下，传统有机化学教学面临诸多挑战。本文提出五类教学“新模式”的探索与应用：1) 差异化翻转课堂；2) 真实性项目化学习；3) 竞赛式学习；4) 模块化教学；5) 网络辅助教学。通过案例阐释实施路径，强调有机化学课堂模式创新与改革，旨在有效激发学生学习兴趣，培养能够应对复杂工程问题的高素质复合型人才。
2026, 41(6): 297-309
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504065
摘要:
推进课程思政建设不仅是落实高校立德树人根本任务的战略举措，也是提高人才培养质量的关键抓手。本团队针对应用化学(放射化学方向)的专业特点进行顶层设计，深入挖掘、分类整理出有机化学课程中的两类思政元素——经典通用元素与放射化学特色元素，通过课程设计及教学实践，融知识传授、能力培养和价值塑造为一体，增强了有机化学课程思政内容的丰富性、趣味性和实用性，有助于学生更好地适应未来的学习和工作。
推进课程思政建设不仅是落实高校立德树人根本任务的战略举措，也是提高人才培养质量的关键抓手。本团队针对应用化学(放射化学方向)的专业特点进行顶层设计，深入挖掘、分类整理出有机化学课程中的两类思政元素——经典通用元素与放射化学特色元素，通过课程设计及教学实践，融知识传授、能力培养和价值塑造为一体，增强了有机化学课程思政内容的丰富性、趣味性和实用性，有助于学生更好地适应未来的学习和工作。
2026, 41(6): 310-314
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505024
摘要:
本科毕业论文作为本科教育的最后一个重要环节，是一流本科专业建设的核心内容之一。如何改进与优化本科毕业论文的管理，做好一流本科专业建设，培养一流人才，全面振兴本科教育，具有重要的现实意义。近些年，针对化学类专业本科生毕业论文工作中存在的认知观念偏差、论文格式规范、研究工作质量等问题，结合教育部关于一流本科专业建设和论文抽检等要求，学院通过完善质量管理和监控体系等措施，有效地保障了本科毕业论文的质量。本文将对这些探索与结果进行讨论，为高校本科毕业论文的质量管理提供参考。
本科毕业论文作为本科教育的最后一个重要环节，是一流本科专业建设的核心内容之一。如何改进与优化本科毕业论文的管理，做好一流本科专业建设，培养一流人才，全面振兴本科教育，具有重要的现实意义。近些年，针对化学类专业本科生毕业论文工作中存在的认知观念偏差、论文格式规范、研究工作质量等问题，结合教育部关于一流本科专业建设和论文抽检等要求，学院通过完善质量管理和监控体系等措施，有效地保障了本科毕业论文的质量。本文将对这些探索与结果进行讨论，为高校本科毕业论文的质量管理提供参考。
2026, 41(6): 315-320
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503046
摘要:
结合非化学专业人才培养需求，分析当前高校在化学课程设计、教学方法和实验资源分配等方面的现状，并结合具体案例，充分展示了创新化学课程对非化学专业学生在学术与职业发展中的积极影响。展望未来，大学非化学专业的化学课程设置应结合学生的专业背景，进一步推动个性化和跨学科教育模式的发展，以期更好地服务于社会发展和人才需求。
结合非化学专业人才培养需求，分析当前高校在化学课程设计、教学方法和实验资源分配等方面的现状，并结合具体案例，充分展示了创新化学课程对非化学专业学生在学术与职业发展中的积极影响。展望未来，大学非化学专业的化学课程设置应结合学生的专业背景，进一步推动个性化和跨学科教育模式的发展，以期更好地服务于社会发展和人才需求。
2026, 41(6): 321-327
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503131
摘要:
机械化学合成是一种利用研磨、剪切等机械能输入方式促进合成反应的实施手段，具有绿色环保、高效节能等显著优势。近年来，机械力与光化学的协同作用逐渐成为研究热点。通过交错或同步进行机械研磨与光照操作，可实现二者的优势互补。本文系统性综述了机械力驱动光化学反应的原理、装置及研究进展。这些创新方法不仅有效拓展了机械化学的应用边界，还推动了有机合成、纳米材料制备等领域的绿色转型。未来，机械光化学有望在药物开发、能源存储及可持续合成等领域发挥关键作用，并为多学科交叉研究提供新的思路。该介绍有助于拓宽学生对不同化学领域的认知，加深对化学反应本质的理解，提升学习兴趣，并激发探索未知的好奇心。
机械化学合成是一种利用研磨、剪切等机械能输入方式促进合成反应的实施手段，具有绿色环保、高效节能等显著优势。近年来，机械力与光化学的协同作用逐渐成为研究热点。通过交错或同步进行机械研磨与光照操作，可实现二者的优势互补。本文系统性综述了机械力驱动光化学反应的原理、装置及研究进展。这些创新方法不仅有效拓展了机械化学的应用边界，还推动了有机合成、纳米材料制备等领域的绿色转型。未来，机械光化学有望在药物开发、能源存储及可持续合成等领域发挥关键作用，并为多学科交叉研究提供新的思路。该介绍有助于拓宽学生对不同化学领域的认知，加深对化学反应本质的理解，提升学习兴趣，并激发探索未知的好奇心。
2026, 41(6): 328-334
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504013
摘要:
以独特的视角，通过主人公的奇幻冒险，深入探索了3-甲基吲哚(粪臭素)这一物质。从臭豆腐的发酵过程，到香水调配中的应用，再到实验室中的人工合成，逐步揭示了粪臭素在自然界中的产生机制、气味变化的奥秘以及人工合成的具体步骤。旨在让读者不仅对粪臭素有直观的认识，更能深入理解其结构与制备方法，展现化学在日常生活中的奇妙与魅力。
以独特的视角，通过主人公的奇幻冒险，深入探索了3-甲基吲哚(粪臭素)这一物质。从臭豆腐的发酵过程，到香水调配中的应用，再到实验室中的人工合成，逐步揭示了粪臭素在自然界中的产生机制、气味变化的奥秘以及人工合成的具体步骤。旨在让读者不仅对粪臭素有直观的认识，更能深入理解其结构与制备方法，展现化学在日常生活中的奇妙与魅力。
2026, 41(6): 335-342
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504074
摘要:
我们设计了一个以酚酞变色机理为背景的分子模拟实验项目，实验内容涵盖分子模型构建、结构优化、前线轨道分析和光谱计算，使学生能够从电子结构层面深入理解pH诱导的酚酞分子结构变化与颜色变化的内在关联。作为酸碱滴定实验的延伸拓展，本项目通过可视化分子模型将酚酞分子颜色的变化具象化，有效促进了学生对酸碱指示剂作用原理的深层次理解。
我们设计了一个以酚酞变色机理为背景的分子模拟实验项目，实验内容涵盖分子模型构建、结构优化、前线轨道分析和光谱计算，使学生能够从电子结构层面深入理解pH诱导的酚酞分子结构变化与颜色变化的内在关联。作为酸碱滴定实验的延伸拓展，本项目通过可视化分子模型将酚酞分子颜色的变化具象化，有效促进了学生对酸碱指示剂作用原理的深层次理解。
2026, 41(6): 343-352
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504006
摘要:
溶胶的制备在中学时代便已被学生所了解，本科阶段，它进一步成为物理化学的一个经典实验。在以往设计中，存在制备方法过于简单、结构与性能表征单薄、应用设计缺位等问题，与学科前沿的快速发展不相适应。近年的教学实践中，我们对原有实验进行了改进。一方面弃去了原实验中部分陈旧内容，同时使整个实验过程更加绿色环保；另一方面，在制备过程中引入表面活性剂调控胶体颗粒的生长，增加了胶体材料的结构与性能表征，并以水凝胶添加剂为例，探讨了所制备的胶体颗粒在软物质结构调节方面的应用。改进后，实验跨度大，综合性强，知识联结度高，便于学生拓宽视野，深刻洞察胶体材料的构效关系，提高基础知识综合运用能力与综合实验技能，加深对胶体体系的认识与思考。
溶胶的制备在中学时代便已被学生所了解，本科阶段，它进一步成为物理化学的一个经典实验。在以往设计中，存在制备方法过于简单、结构与性能表征单薄、应用设计缺位等问题，与学科前沿的快速发展不相适应。近年的教学实践中，我们对原有实验进行了改进。一方面弃去了原实验中部分陈旧内容，同时使整个实验过程更加绿色环保；另一方面，在制备过程中引入表面活性剂调控胶体颗粒的生长，增加了胶体材料的结构与性能表征，并以水凝胶添加剂为例，探讨了所制备的胶体颗粒在软物质结构调节方面的应用。改进后，实验跨度大，综合性强，知识联结度高，便于学生拓宽视野，深刻洞察胶体材料的构效关系，提高基础知识综合运用能力与综合实验技能，加深对胶体体系的认识与思考。
2026, 41(6): 353-361
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504040
摘要:
酸催化蔗糖水解反应是众高校基础物理化学一个经典的动力学实验，硫酸、盐酸作为常用催化剂，因其强酸性和强腐蚀性，学生操作有安全隐患、仪器易锈蚀、环境受污染、废液需回收等情况。针对以上问题，我们以固体酸阳离子交换树脂替代液体强酸作为催化剂，新方法安全无污染，绿色环保，实验结果与液体酸催化类似，呈明显的准一级反应。优化了树脂用量、糖溶液浓度、反应温度等实验条件，使用自制的T型旋光管和双层夹套烧杯，学生操作方便可行。同时设计课程思政教育，以“家国情怀、辩证思维、科学素养、环保意识”为主要思政目标，提高学生辩证思维和环保意识，激发学生爱校爱国热情，培养兼具科研素养和家国情怀的高素质人才。
酸催化蔗糖水解反应是众高校基础物理化学一个经典的动力学实验，硫酸、盐酸作为常用催化剂，因其强酸性和强腐蚀性，学生操作有安全隐患、仪器易锈蚀、环境受污染、废液需回收等情况。针对以上问题，我们以固体酸阳离子交换树脂替代液体强酸作为催化剂，新方法安全无污染，绿色环保，实验结果与液体酸催化类似，呈明显的准一级反应。优化了树脂用量、糖溶液浓度、反应温度等实验条件，使用自制的T型旋光管和双层夹套烧杯，学生操作方便可行。同时设计课程思政教育，以“家国情怀、辩证思维、科学素养、环保意识”为主要思政目标，提高学生辩证思维和环保意识，激发学生爱校爱国热情，培养兼具科研素养和家国情怀的高素质人才。
2026, 41(6): 362-373
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503106
摘要:
利用欠电位沉积和方波伏安法相结合对水样中微量铅进行电分析研究，利用唯物主义理论、物理化学及电化学理论知识对电化学实验现象进行阐述。利用铅在多晶金电极上的欠电位沉积与方波伏安法相结合对水体样品中痕量铅进行分析研究的综合实验课程具有理论性强、可操作性强的特点，以问题导向性模式教学及唯物主义理论提升实验教学效果。
利用欠电位沉积和方波伏安法相结合对水样中微量铅进行电分析研究，利用唯物主义理论、物理化学及电化学理论知识对电化学实验现象进行阐述。利用铅在多晶金电极上的欠电位沉积与方波伏安法相结合对水体样品中痕量铅进行分析研究的综合实验课程具有理论性强、可操作性强的特点，以问题导向性模式教学及唯物主义理论提升实验教学效果。
2026, 41(6): 374-384
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507082
摘要:
有机长余辉发光材料在撤去激发源后仍可持续发光，表现出独特的光物理性质，在光电器件、柔性显示、信息加密及生物成像等领域具有广阔的应用前景。有机长余辉性能高度依赖于三重态激子的寿命及磷光辐射速率等关键参数，传统实验手段难以精准解析微观有机分子电子结构与宏观发光行为之间的构效关系，而计算化学方法为揭示其内在机制提供了重要途径。本实验以典型有机小分子吩噻嗪体系长余辉材料为研究对象，采用密度泛函理论优化基态与激发态几何构型，并计算自旋轨道耦合常数，结合含时密度泛函理论评估能级跃迁特性及辐射衰减通道，揭示有机分子三线态寿命与长余辉发光辐射速率等之间的内在关系。通过将前沿研究成果转化为教学资源，本实验有效提升了学生对激发态动力学与材料性能关联机制的理解，为计算化学课程提供了兼具学术深度与应用价值的有益探索。
有机长余辉发光材料在撤去激发源后仍可持续发光，表现出独特的光物理性质，在光电器件、柔性显示、信息加密及生物成像等领域具有广阔的应用前景。有机长余辉性能高度依赖于三重态激子的寿命及磷光辐射速率等关键参数，传统实验手段难以精准解析微观有机分子电子结构与宏观发光行为之间的构效关系，而计算化学方法为揭示其内在机制提供了重要途径。本实验以典型有机小分子吩噻嗪体系长余辉材料为研究对象，采用密度泛函理论优化基态与激发态几何构型，并计算自旋轨道耦合常数，结合含时密度泛函理论评估能级跃迁特性及辐射衰减通道，揭示有机分子三线态寿命与长余辉发光辐射速率等之间的内在关系。通过将前沿研究成果转化为教学资源，本实验有效提升了学生对激发态动力学与材料性能关联机制的理解，为计算化学课程提供了兼具学术深度与应用价值的有益探索。
2026, 41(6): 385-394
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507095
摘要:
针对传统试剂柜溯源难、监管不足等问题，中国科学院南京土壤研究所研发出基于二维码与蓝牙技术的低成本、高适配智能化改造方案，实现试剂全流程记录与监管，并通过手机端便捷操作。方案适配多数国产试剂柜，打破了智能柜价格高、功能冗余、兼容性差的局限，可为高校及科研机构传统试剂柜智能化升级提供可复用的技术路径与实践范例。
针对传统试剂柜溯源难、监管不足等问题，中国科学院南京土壤研究所研发出基于二维码与蓝牙技术的低成本、高适配智能化改造方案，实现试剂全流程记录与监管，并通过手机端便捷操作。方案适配多数国产试剂柜，打破了智能柜价格高、功能冗余、兼容性差的局限，可为高校及科研机构传统试剂柜智能化升级提供可复用的技术路径与实践范例。
2026, 41(6): 395-403
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508073
摘要:
铯铅卤钙钛矿量子点(CsPbX3，X = Cl/Br/I)因其优异的光学性能，在显示技术、光伏器件、光电探测等领域展现出广阔的应用前景。本文对科学热点CsPbX3量子点的合成和表征进行教学化改进，通过热注射法制备不同卤素组分的量子点，结合紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、离子色谱及电感耦合等离子体发射光谱等表征手段对所制备量子点进行表征，并系统探究了卤素组分(X = Cl/Br/I)对材料光学性能的影响。通过此实验，学生亲身体验了纳米材料制备与表征的完整过程，帮助学生直观地理解材料结构与性能的关联，在引导学生将理论与实践相结合的同时，激发学生自主探究热情，掌握科学系统的研究方法，最终提升学生解决复杂科学问题的能力。
铯铅卤钙钛矿量子点(CsPbX3，X = Cl/Br/I)因其优异的光学性能，在显示技术、光伏器件、光电探测等领域展现出广阔的应用前景。本文对科学热点CsPbX3量子点的合成和表征进行教学化改进，通过热注射法制备不同卤素组分的量子点，结合紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、离子色谱及电感耦合等离子体发射光谱等表征手段对所制备量子点进行表征，并系统探究了卤素组分(X = Cl/Br/I)对材料光学性能的影响。通过此实验，学生亲身体验了纳米材料制备与表征的完整过程，帮助学生直观地理解材料结构与性能的关联，在引导学生将理论与实践相结合的同时，激发学生自主探究热情，掌握科学系统的研究方法，最终提升学生解决复杂科学问题的能力。
2026, 41(6): 404-414
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509023
摘要:
本实验聚焦电容去离子(Capacitive deionization，CDI)技术处理稀土废水领域，设计了一个利用电沉积法制备羟基氧化铁@不锈钢网(FeOOH@SSC)自支撑电极材料并对其进行结构表征、电化学性能测试及CDI吸附稀土离子性能测试的综合化学实验。本实验将CDI技术处理稀土废水前沿科研成果引入本科教学实验，实验内容涵盖物理化学中电化学理论知识，且有效衔接无机化学、仪器分析、材料物理与化学等多学科。在巩固基础理论知识的同时，增强学生化学专业素养，对培养能够服务于国家重大战略和地区经济特色发展需求的化学拔尖本科人才具有重要意义。
本实验聚焦电容去离子(Capacitive deionization，CDI)技术处理稀土废水领域，设计了一个利用电沉积法制备羟基氧化铁@不锈钢网(FeOOH@SSC)自支撑电极材料并对其进行结构表征、电化学性能测试及CDI吸附稀土离子性能测试的综合化学实验。本实验将CDI技术处理稀土废水前沿科研成果引入本科教学实验，实验内容涵盖物理化学中电化学理论知识，且有效衔接无机化学、仪器分析、材料物理与化学等多学科。在巩固基础理论知识的同时，增强学生化学专业素养，对培养能够服务于国家重大战略和地区经济特色发展需求的化学拔尖本科人才具有重要意义。
2026, 41(6): 415-424
doi: 10.12461/PKU.DXHX202603025
摘要:
将利用电化学手段使尿素分子定向转化为高附加值亚硝酸盐的方法引入本科教学实验中，设计了一个Co掺杂Ni3S2 (Co-Ni3S2)催化剂用于尿素分子的定向催化转化。实验以Co-Ni3S2为阳极催化剂，在碱性尿素电解液中，采用三电极测试系统开展电催化性能评估。通过系统考察施加电位与Co掺杂策略对产物选择性的影响，筛选最优反应条件，结合NO2-的定量检测，进一步计算其法拉第效率和产率等关键评价指标。该实验将无机材料制备、电化学测试与分析化学定量检测有机结合，使学生了解尿素资源化“变废为宝”的意义及NO2-在化学工业中的重要经济价值。通过该实验的实施培养了学生的科学思维能力、实验设计与科研创新能力，具有较好的教学可实施性与推广价值。
将利用电化学手段使尿素分子定向转化为高附加值亚硝酸盐的方法引入本科教学实验中，设计了一个Co掺杂Ni3S2 (Co-Ni3S2)催化剂用于尿素分子的定向催化转化。实验以Co-Ni3S2为阳极催化剂，在碱性尿素电解液中，采用三电极测试系统开展电催化性能评估。通过系统考察施加电位与Co掺杂策略对产物选择性的影响，筛选最优反应条件，结合NO2-的定量检测，进一步计算其法拉第效率和产率等关键评价指标。该实验将无机材料制备、电化学测试与分析化学定量检测有机结合，使学生了解尿素资源化“变废为宝”的意义及NO2-在化学工业中的重要经济价值。通过该实验的实施培养了学生的科学思维能力、实验设计与科研创新能力，具有较好的教学可实施性与推广价值。
2026, 41(6): 425-433
doi: 10.12461/PKU.DXHX202601047
摘要:
在化学、材料科学等前沿领域，定性定量分析技术已成为驱动学科发展和提升科研与工程实践水平的关键。仪器分析实验，正是培养学生掌握这门跨学科“通用语言”的核心环节。然而，传统仪器分析实验多侧重于原理认知与基础操作，与科研和工程实践存在显著差距，难以有效支撑实践型人才的培养目标。针对这一教学痛点，开展仪器分析实验的教学改革显得尤为重要，这是打破课堂教学与真实实践之间壁垒、系统构建两者有效衔接桥梁的关键。因此，本文以“实践育人”理念为指导，引入真实场景设计了一个开放探究型仪器分析实验项目——市售膳食补充剂中微量元素的测定。该实验内容包含引导式预习、开放式讨论、探究式实验三部分。实验重点聚焦谱线干扰的应对和方法可靠性的探究，使学生理解谱线选择和方法质量监控对于微量元素分析的重要性，培养学生设计并建立一个面向实际应用的、科学完整的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测流程。教学实践结果表明，贴近生活的实验对象和未知的实验结果，极大提高了学生的学习兴趣，同时也提高了学生的思考能力、表达能力和实践能力。
在化学、材料科学等前沿领域，定性定量分析技术已成为驱动学科发展和提升科研与工程实践水平的关键。仪器分析实验，正是培养学生掌握这门跨学科“通用语言”的核心环节。然而，传统仪器分析实验多侧重于原理认知与基础操作，与科研和工程实践存在显著差距，难以有效支撑实践型人才的培养目标。针对这一教学痛点，开展仪器分析实验的教学改革显得尤为重要，这是打破课堂教学与真实实践之间壁垒、系统构建两者有效衔接桥梁的关键。因此，本文以“实践育人”理念为指导，引入真实场景设计了一个开放探究型仪器分析实验项目——市售膳食补充剂中微量元素的测定。该实验内容包含引导式预习、开放式讨论、探究式实验三部分。实验重点聚焦谱线干扰的应对和方法可靠性的探究，使学生理解谱线选择和方法质量监控对于微量元素分析的重要性，培养学生设计并建立一个面向实际应用的、科学完整的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测流程。教学实践结果表明，贴近生活的实验对象和未知的实验结果，极大提高了学生的学习兴趣，同时也提高了学生的思考能力、表达能力和实践能力。
2026, 41(6): 434-440
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503125
摘要:
通过研究四氮杂金刚烷(C6H12N4)分子结构，运用化学空间思维方法建构出分析金刚烷分子的结构模型——“正四面体”模型。发现一种以同环同碳、同环异碳、异环异碳进行讨论金刚烷及四氮杂金刚烷二取代物立体异构(对映异构)的方法。运用“正四面体”模型系统分析了四氮杂金刚烷(C6H12N4)和金刚烷(C10H16)二取代物的立体结构。三维“正四面体”模型可降维成二维“平面三角形”，建立了一种新的分析金刚烷及四氮杂金刚烷分子二取代物立体结构的方法，可能为研究类似立体结构提供新的思路。
通过研究四氮杂金刚烷(C6H12N4)分子结构，运用化学空间思维方法建构出分析金刚烷分子的结构模型——“正四面体”模型。发现一种以同环同碳、同环异碳、异环异碳进行讨论金刚烷及四氮杂金刚烷二取代物立体异构(对映异构)的方法。运用“正四面体”模型系统分析了四氮杂金刚烷(C6H12N4)和金刚烷(C10H16)二取代物的立体结构。三维“正四面体”模型可降维成二维“平面三角形”，建立了一种新的分析金刚烷及四氮杂金刚烷分子二取代物立体结构的方法，可能为研究类似立体结构提供新的思路。
2026, 41(6): 441-448
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503051
摘要:
标准态的概念贯穿于化学热力学教学的始终，是理解化学反应自发性和平衡状态的基础。本文从标准态的定义出发，深入剖析了其在热力学状态函数与化学势教学中的应用，以期帮助学生更好地理解和掌握标准态的概念及其应用，提高他们的科学思维和分析解决实际问题的能力。
标准态的概念贯穿于化学热力学教学的始终，是理解化学反应自发性和平衡状态的基础。本文从标准态的定义出发，深入剖析了其在热力学状态函数与化学势教学中的应用，以期帮助学生更好地理解和掌握标准态的概念及其应用，提高他们的科学思维和分析解决实际问题的能力。
2026, 41(6): 449-456
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504038
摘要:
X射线单晶结构分析是确定结构的重要手段，传统结构精修基于独立原子模型，忽略了化学键中的非球形电子分布，导致了氢原子位置的较大误差。利用非球形原子模型，不仅可以提升晶体结构精修结果，而且能够精准确定氢原子位置。本文介绍了非球形结构精修方法，以Olex2平台集成的非球形原子精修工具NoSpherA2为例，用一个共晶分子作为案例演示，展示了该方法在提升晶体结构解析精度方面的优势。通过本文的学习，化学专业学生和晶体学研究者能够掌握非球形结构精修方法，拓展量子晶体学的研究前沿知识。
X射线单晶结构分析是确定结构的重要手段，传统结构精修基于独立原子模型，忽略了化学键中的非球形电子分布，导致了氢原子位置的较大误差。利用非球形原子模型，不仅可以提升晶体结构精修结果，而且能够精准确定氢原子位置。本文介绍了非球形结构精修方法，以Olex2平台集成的非球形原子精修工具NoSpherA2为例，用一个共晶分子作为案例演示，展示了该方法在提升晶体结构解析精度方面的优势。通过本文的学习，化学专业学生和晶体学研究者能够掌握非球形结构精修方法，拓展量子晶体学的研究前沿知识。
2026, 41(6): 457-466
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504002
摘要:
物理化学实验中会涉及到大量的实验数据，人为处理数据会引起个人误差，而采用数据处理软件则可克服这一问题。目前存在多样的数据处理软件，这些软件都具有不同的优势。本文探讨了不种计算机数据处理软件在物理化学实验中的应用，主要包括Excel、Origin、SPSS、MATLAB和Python软件。结合具体物理化学实验(弱电解质醋酸的平衡电离常数)数据处理过程对各软件的功能特点进行了介绍，并进一步阐述了不同软件在数据记录、整理、分析、拟合以及可视化展示等方面的优势和适用场景，结果表明对于中等数据处理量的实验，Origin在数据处理及图形绘制两方面的综合能力要优于其他软件，更适用于大部分科研工作。
物理化学实验中会涉及到大量的实验数据，人为处理数据会引起个人误差，而采用数据处理软件则可克服这一问题。目前存在多样的数据处理软件，这些软件都具有不同的优势。本文探讨了不种计算机数据处理软件在物理化学实验中的应用，主要包括Excel、Origin、SPSS、MATLAB和Python软件。结合具体物理化学实验(弱电解质醋酸的平衡电离常数)数据处理过程对各软件的功能特点进行了介绍，并进一步阐述了不同软件在数据记录、整理、分析、拟合以及可视化展示等方面的优势和适用场景，结果表明对于中等数据处理量的实验，Origin在数据处理及图形绘制两方面的综合能力要优于其他软件，更适用于大部分科研工作。
2026, 41(6): 467-476
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503050
摘要:
本文从碳正离子的稳定性、生成难易与溶剂解的快慢、相关反应与机理、速率与平衡出发，结合文献信息对第38届中国化学奥林匹克(决赛)第二场第9题以及近两年的两道高考试题进行了解析、拓展与延伸，以期实现碳正离子作为主题的有机化学综合性知识考查与教学。
本文从碳正离子的稳定性、生成难易与溶剂解的快慢、相关反应与机理、速率与平衡出发，结合文献信息对第38届中国化学奥林匹克(决赛)第二场第9题以及近两年的两道高考试题进行了解析、拓展与延伸，以期实现碳正离子作为主题的有机化学综合性知识考查与教学。
