-
-
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。
期刊内检索
期刊内热点文章
期刊内下载排行
2025, 40(11): 1-10
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412060
摘要:
甲烷(CH4)，作为一种强效的温室气体，常被称为“隐形杀手”，其产生的温室效应是二氧化碳的二十多倍。本文将探讨甲烷的主要来源，包括自然来源和人为来源，以及甲烷加剧全球变暖效应。随着全球经济的不断发展和人口的增加，甲烷的排放量也在上升，导致气候变化问题愈发严峻。通过深入分析甲烷的影响及其化学转化与高值化利用，旨在提高公众对这一“隐形杀手”的认识，并推动有效的转化措施，以保护我们的地球环境。
甲烷(CH4)，作为一种强效的温室气体，常被称为“隐形杀手”，其产生的温室效应是二氧化碳的二十多倍。本文将探讨甲烷的主要来源，包括自然来源和人为来源，以及甲烷加剧全球变暖效应。随着全球经济的不断发展和人口的增加，甲烷的排放量也在上升，导致气候变化问题愈发严峻。通过深入分析甲烷的影响及其化学转化与高值化利用，旨在提高公众对这一“隐形杀手”的认识，并推动有效的转化措施，以保护我们的地球环境。
2025, 40(11): 11-17
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412051
摘要:
随着专业学位研究生教育规模的日益扩大以及社会对应用型人才需求的不断增长，培养高素质的应用型、复合型专业人才是目前高校教育面临的重要挑战。针对地方院校专业学位研究生培养的现存问题，本文以河南工业大学材料与化工专业为例，介绍了新时代背景下专业学位研究生培养在双导师制度、课程教学、专业实践、质量评价和奖助体系方面的改革与实践。
随着专业学位研究生教育规模的日益扩大以及社会对应用型人才需求的不断增长，培养高素质的应用型、复合型专业人才是目前高校教育面临的重要挑战。针对地方院校专业学位研究生培养的现存问题，本文以河南工业大学材料与化工专业为例，介绍了新时代背景下专业学位研究生培养在双导师制度、课程教学、专业实践、质量评价和奖助体系方面的改革与实践。
2025, 40(11): 18-23
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412080
摘要:
深入剖析研讨班模式在知识前沿性、学术多样性、实践结合性及交流促进性方面的关键作用，旨在解决研究生培养中的教学内容相对滞后、科研训练系统性不足、学术资源共享不足等问题中发挥了积极作用，为促进跨单位研究生教学质量的全面提升，为培养具有国际竞争力的高层次化学人才开辟新路径。
深入剖析研讨班模式在知识前沿性、学术多样性、实践结合性及交流促进性方面的关键作用，旨在解决研究生培养中的教学内容相对滞后、科研训练系统性不足、学术资源共享不足等问题中发挥了积极作用，为促进跨单位研究生教学质量的全面提升，为培养具有国际竞争力的高层次化学人才开辟新路径。
2025, 40(11): 24-30
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412143
摘要:
为积极响应国家课程思政建设政策，优化环境类专业课程的教学设计，本文以我校环境科学与工程专业《无机化学》课程中的“弱酸解离平衡”章节为案例，探索了将经典环境问题(如酸雨)与全球热点问题(如海洋酸化)融入教学的路径。基于问题导向的案例教学方法，设计了理论与实际相结合的教学模式，通过启发式和探究式学习，引导学生在课堂讨论与课后自主探究中深刻理解弱酸解离平衡的科学原理及其在环境保护中的应用。教学实践表明，该设计不仅显著提升了学生的学习兴趣和参与度，还有效培养了其社会责任感、科学思维能力及独立思考能力，为课程思政与专业教育的深度融合提供了有益参考。
为积极响应国家课程思政建设政策，优化环境类专业课程的教学设计，本文以我校环境科学与工程专业《无机化学》课程中的“弱酸解离平衡”章节为案例，探索了将经典环境问题(如酸雨)与全球热点问题(如海洋酸化)融入教学的路径。基于问题导向的案例教学方法，设计了理论与实际相结合的教学模式，通过启发式和探究式学习，引导学生在课堂讨论与课后自主探究中深刻理解弱酸解离平衡的科学原理及其在环境保护中的应用。教学实践表明，该设计不仅显著提升了学生的学习兴趣和参与度，还有效培养了其社会责任感、科学思维能力及独立思考能力，为课程思政与专业教育的深度融合提供了有益参考。
2025, 40(11): 31-36
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412031
摘要:
《水盐体系相图》课程是化学工程与工艺本科专业制盐与盐化工方向的特色核心课程。基于“双碳”背景和“新工科”理念，为进一步改进教学效果并实现学科交叉融合，天津科技大学《水盐体系相图》课程团队以国际前沿热点研究为导向，提出将二氧化碳碳化后的带压体系引入水盐体系相图的课堂。本文重点介绍二氧化碳碳化体系在解决碳酸盐体系中碱回收、钠钾高效分离的教学案例，引导学生以相图为基础解决实际工程问题，实现减碳的资源化利用，拓展水盐体系相图和绿色化工的前沿知识，培养学生创新意识和实践能力。
《水盐体系相图》课程是化学工程与工艺本科专业制盐与盐化工方向的特色核心课程。基于“双碳”背景和“新工科”理念，为进一步改进教学效果并实现学科交叉融合，天津科技大学《水盐体系相图》课程团队以国际前沿热点研究为导向，提出将二氧化碳碳化后的带压体系引入水盐体系相图的课堂。本文重点介绍二氧化碳碳化体系在解决碳酸盐体系中碱回收、钠钾高效分离的教学案例，引导学生以相图为基础解决实际工程问题，实现减碳的资源化利用，拓展水盐体系相图和绿色化工的前沿知识，培养学生创新意识和实践能力。
2025, 40(11): 37-41
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412116
摘要:
大学化学联合教学团队结合海洋强国战略，积极推动化学基础课程建设。通过系列教材编写、信息化教学平台构建、本科生创新能力培养及基于任职需求的实践，深化化学课程教学改革。编写特色教材，运用信息化手段丰富教学资源，强化学生实验与实践能力，为培育高素质化学人才奠定坚实基础。
大学化学联合教学团队结合海洋强国战略，积极推动化学基础课程建设。通过系列教材编写、信息化教学平台构建、本科生创新能力培养及基于任职需求的实践，深化化学课程教学改革。编写特色教材，运用信息化手段丰富教学资源，强化学生实验与实践能力，为培育高素质化学人才奠定坚实基础。
2025, 40(11): 42-51
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412076
摘要:
在能源化学工程专业的无机化学课程教学中，秉持“学生中心”和成果导向教育(OBE)理念，构建了“五环一心”教学新形态。通过教师主导，充分利用“互联网+”，从课程资源的精选与建设、教学方式方法的改革，到专业引领、深度融入课程思政，再到全程多元化课程评价，引导和激励学生在线上、线下和课前、课中、课后努力学习，同时提升综合能力和素养，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。
在能源化学工程专业的无机化学课程教学中，秉持“学生中心”和成果导向教育(OBE)理念，构建了“五环一心”教学新形态。通过教师主导，充分利用“互联网+”，从课程资源的精选与建设、教学方式方法的改革，到专业引领、深度融入课程思政，再到全程多元化课程评价，引导和激励学生在线上、线下和课前、课中、课后努力学习，同时提升综合能力和素养，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。
2025, 40(11): 52-58
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412105
摘要:
无机化学实验是本科阶段生物、化学、环境、食品、材料等专业学生的第一门实验课，也是化学实验技能进阶的基础课程。对此，作者首先对诸如吉首大学之类的普通地方高校的无机化学实验课程教学现状进行了深入分析，然后剖析了实验教学过程中存在的问题和难点，最后对无机化学实验课程教学改革方案进行了初步设计，以期促进学生创新能力的培养，综合素质的提高，达到立德树人的根本目的。
无机化学实验是本科阶段生物、化学、环境、食品、材料等专业学生的第一门实验课，也是化学实验技能进阶的基础课程。对此，作者首先对诸如吉首大学之类的普通地方高校的无机化学实验课程教学现状进行了深入分析，然后剖析了实验教学过程中存在的问题和难点，最后对无机化学实验课程教学改革方案进行了初步设计，以期促进学生创新能力的培养，综合素质的提高，达到立德树人的根本目的。
2025, 40(11): 59-65
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412123
摘要:
教育部明确提出实施“慕课西部行计划”，强调数智赋能，更好地实现因材施教。新疆师范大学化学专业核心课程教学团队，以新时代党的治疆方略为指引，以培养西部区域性人才为导向，依托“智慧树”平台，借助东西部高校课程共享联盟优质资源，运用知识图谱与AI共享课程，作为合作方与疆外名校合作，又作为开课方与疆内高校合作，开展同步课堂，共建知识图谱，实现多校教学资源共享、多向同步课堂共享、数智赋能平台共享，构建了多校多向同步课堂新型合作模式与基于人工智能知识图谱的新型教学形态。
教育部明确提出实施“慕课西部行计划”，强调数智赋能，更好地实现因材施教。新疆师范大学化学专业核心课程教学团队，以新时代党的治疆方略为指引，以培养西部区域性人才为导向，依托“智慧树”平台，借助东西部高校课程共享联盟优质资源，运用知识图谱与AI共享课程，作为合作方与疆外名校合作，又作为开课方与疆内高校合作，开展同步课堂，共建知识图谱，实现多校教学资源共享、多向同步课堂共享、数智赋能平台共享，构建了多校多向同步课堂新型合作模式与基于人工智能知识图谱的新型教学形态。
2025, 40(11): 66-75
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412097
摘要:
提高大学生“创新创业”能力是目前我国各高等院校课程建设的重心，也成为我国高等教育教学质量的一个重要标尺。《无机化学实验》作为化学相关专业的一门重要基础实践课程，不仅担负验证化学理论知识和训练实验技能的重要职责，更应该注重学生分析问题、解决问题能力，特别是创新思维与创新创业能力培养。本文从目前《无机化学实验》课程教学存在的问题角度出发，提出了《无机化学实验》课程创新创业能力的培养的创新和改革几点举措，包括优化教学设计、创新实验内容、完善资源建设和提高现代信息化以及评价方式多元化，并逐一进行详细的阐述，以达到提高无机化学教学效果和培养学生的实验技能和创新创业等综合素养，促进全面发展。
提高大学生“创新创业”能力是目前我国各高等院校课程建设的重心，也成为我国高等教育教学质量的一个重要标尺。《无机化学实验》作为化学相关专业的一门重要基础实践课程，不仅担负验证化学理论知识和训练实验技能的重要职责，更应该注重学生分析问题、解决问题能力，特别是创新思维与创新创业能力培养。本文从目前《无机化学实验》课程教学存在的问题角度出发，提出了《无机化学实验》课程创新创业能力的培养的创新和改革几点举措，包括优化教学设计、创新实验内容、完善资源建设和提高现代信息化以及评价方式多元化，并逐一进行详细的阐述，以达到提高无机化学教学效果和培养学生的实验技能和创新创业等综合素养，促进全面发展。
2025, 40(11): 76-82
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502090
摘要:
针对分析化学课程授课过程中存在的学生基础差异大、学科发展快，课程知识点杂、多、散、难度大，学生不易掌握等问题，课程系统建设了“应用化学专业谱图”、“分析化学智慧课程”和“智能学伴”三大平台，并依托平台，立足化学基础学科拔尖创新人才培养目标，面向应用化学强基班和拔尖班学生尝试了品德为先、能力为要、数据驱动的精准教学探索实践，对教学模式、教学内容、教学流程和考核模式进行了全流程、全要素改革，取得了初步成效。
针对分析化学课程授课过程中存在的学生基础差异大、学科发展快，课程知识点杂、多、散、难度大，学生不易掌握等问题，课程系统建设了“应用化学专业谱图”、“分析化学智慧课程”和“智能学伴”三大平台，并依托平台，立足化学基础学科拔尖创新人才培养目标，面向应用化学强基班和拔尖班学生尝试了品德为先、能力为要、数据驱动的精准教学探索实践，对教学模式、教学内容、教学流程和考核模式进行了全流程、全要素改革，取得了初步成效。
2025, 40(11): 83-91
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412067
摘要:
地方应用型高校化学与材料类“新工科”专业为地方经济社会发展承担着培养高素质、应用型人才的重任。本文阐述了巢湖学院化学与材料工程学院化材类“一体两翼”创新人才培养模式的探索与实践，着重介绍了校企共组双能师资队伍、共修人才培养方案、共设特色课程、共创实践平台“四共双赢”产教融合育人新局面和1个核心理念、2个科研团队、2类项目驱动、5个科教转化、5个递进阶段、6个育人成效“122556”科教融汇育人机制实施路径及主要成效，为“新工科”背景下地方应用型高校化材类人才培养模式探索提供参考。
地方应用型高校化学与材料类“新工科”专业为地方经济社会发展承担着培养高素质、应用型人才的重任。本文阐述了巢湖学院化学与材料工程学院化材类“一体两翼”创新人才培养模式的探索与实践，着重介绍了校企共组双能师资队伍、共修人才培养方案、共设特色课程、共创实践平台“四共双赢”产教融合育人新局面和1个核心理念、2个科研团队、2类项目驱动、5个科教转化、5个递进阶段、6个育人成效“122556”科教融汇育人机制实施路径及主要成效，为“新工科”背景下地方应用型高校化材类人才培养模式探索提供参考。
2025, 40(11): 92-99
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412056
摘要:
针对当前物理化学教学中存在的诸多问题，本文以物理化学中“电解质溶液的电导”这一教学内容为例，提出了一种基于教学目标导向、以学生为中心的教学改革策略。通过拓展传统的“课前预习、课堂讲授、课后作业”模式，结合课程思政理念，引入双线P-BOPPPS-E教学模式，并采用过程性考核评价方案对教学效果进行系统性量化评估。该教学体系旨在激发学生的学习主动性，全面提升学生的“知识-能力-素质”三位一体的综合能力，为物理化学教学改革提供有效的理论支持和实践指导。
针对当前物理化学教学中存在的诸多问题，本文以物理化学中“电解质溶液的电导”这一教学内容为例，提出了一种基于教学目标导向、以学生为中心的教学改革策略。通过拓展传统的“课前预习、课堂讲授、课后作业”模式，结合课程思政理念，引入双线P-BOPPPS-E教学模式，并采用过程性考核评价方案对教学效果进行系统性量化评估。该教学体系旨在激发学生的学习主动性，全面提升学生的“知识-能力-素质”三位一体的综合能力，为物理化学教学改革提供有效的理论支持和实践指导。
2025, 40(11): 100-107
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412133
摘要:
高效液相色谱(HPLC)被广泛应用于生命科学研究、临床医学检验、药物研发、司法鉴定等领域。提升HPLC仪器操作的教学效果，对培养高素质、高技能的医学技术人才尤为重要。由于学生人数多、仪器少、不能重复操作等局限，导致学习效果受到影响。因此利用超星学习通、虚拟仿真实验等教学平台，将线上线下混合式教学融入其中，优化课前、课中、课后教学内容。通过任务驱动、线上自主学习、线下小组实操练习、课后总结和拓展知识，全面激发学生的积极性和主动性。实践结果表明，该教学模式能提升教学效果，受到学生欢迎。
高效液相色谱(HPLC)被广泛应用于生命科学研究、临床医学检验、药物研发、司法鉴定等领域。提升HPLC仪器操作的教学效果，对培养高素质、高技能的医学技术人才尤为重要。由于学生人数多、仪器少、不能重复操作等局限，导致学习效果受到影响。因此利用超星学习通、虚拟仿真实验等教学平台，将线上线下混合式教学融入其中，优化课前、课中、课后教学内容。通过任务驱动、线上自主学习、线下小组实操练习、课后总结和拓展知识，全面激发学生的积极性和主动性。实践结果表明，该教学模式能提升教学效果，受到学生欢迎。
2025, 40(11): 108-114
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412025
摘要:
新医科视阈下，以立德树人为根本任务，以“医药为民，健康中国”为价值引领，以分析化学氧化还原滴定法为例，探索课前、课中、课后教学三阶段融入思政的教学方法。以专业知识学习为本，以真实案例为辅，以解决行业“卡脖子”问题为导向，层层引导，激发学生科技报国的决心，培养学生爱国情怀和环保理念等，以实现三全育人。
新医科视阈下，以立德树人为根本任务，以“医药为民，健康中国”为价值引领，以分析化学氧化还原滴定法为例，探索课前、课中、课后教学三阶段融入思政的教学方法。以专业知识学习为本，以真实案例为辅，以解决行业“卡脖子”问题为导向，层层引导，激发学生科技报国的决心，培养学生爱国情怀和环保理念等，以实现三全育人。
2025, 40(11): 115-126
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412108
摘要:
近年来电动车火灾事故频发，这些事故多与锂离子电池隔膜有关。以“揭秘锂离子电池隔膜”为项目式教学主题，开展大学“高分子结构与性能”课程“高分子凝聚态结构”的教学。学生通过完成明确锂离子电池工作原理、掌握锂离子电池隔膜作用和性能、探究隔膜类型及制备工艺、设计制备和改进电池隔膜等多个项目任务，理解并掌握高分子不同凝聚态结构的特征、高分子结晶的形成与熔融、高分子取向态，并构建成型工艺–凝聚态结构–物理性能之间的联系，设计方案提升电池性能，强化学生团队协作及沟通表达能力，培养其严谨的科学思维、创新意识和学科核心素养。
近年来电动车火灾事故频发，这些事故多与锂离子电池隔膜有关。以“揭秘锂离子电池隔膜”为项目式教学主题，开展大学“高分子结构与性能”课程“高分子凝聚态结构”的教学。学生通过完成明确锂离子电池工作原理、掌握锂离子电池隔膜作用和性能、探究隔膜类型及制备工艺、设计制备和改进电池隔膜等多个项目任务，理解并掌握高分子不同凝聚态结构的特征、高分子结晶的形成与熔融、高分子取向态，并构建成型工艺–凝聚态结构–物理性能之间的联系，设计方案提升电池性能，强化学生团队协作及沟通表达能力，培养其严谨的科学思维、创新意识和学科核心素养。
2025, 40(11): 127-133
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412122
摘要:
有机化学作为中医药相关专业的重要基础课程，其教学质量直接影响到学生的专业素养和未来的职业发展。面对中医药院校学生化学基础参差不齐、教学模式和考核形式单一等问题，提出了基于“线上线下+BOPPPS”教学模式的创新实践。通过创新教学理念、教学内容、教学方法、教学设计以及多元化的教学评价体系，激发学生的学习兴趣、提高学生参与度，培养学生的自主学习和创新能力。
有机化学作为中医药相关专业的重要基础课程，其教学质量直接影响到学生的专业素养和未来的职业发展。面对中医药院校学生化学基础参差不齐、教学模式和考核形式单一等问题，提出了基于“线上线下+BOPPPS”教学模式的创新实践。通过创新教学理念、教学内容、教学方法、教学设计以及多元化的教学评价体系，激发学生的学习兴趣、提高学生参与度，培养学生的自主学习和创新能力。
2025, 40(11): 134-140
doi: 10.12461/PKU.DXHX202501017
摘要:
在大情境“宁夏煤制油”中，以设定反应条件(温度和压力)作为大任务开展物理化学的大单元教学。通过构建主题化和结构化的知识框架，整合热力学和动力学内容。依托国家级慕课和中英论文等教学资源设计丰富的课型活动，在小情境“水煤气反应”和“费托合成反应”中设计问题，训练学生的科学思维，提高问题解决能力。
在大情境“宁夏煤制油”中，以设定反应条件(温度和压力)作为大任务开展物理化学的大单元教学。通过构建主题化和结构化的知识框架，整合热力学和动力学内容。依托国家级慕课和中英论文等教学资源设计丰富的课型活动，在小情境“水煤气反应”和“费托合成反应”中设计问题，训练学生的科学思维，提高问题解决能力。
2025, 40(11): 141-149
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504031
摘要:
随着教育信息化的深入发展，传统化学教学模式面临知识碎片化、学习路径不清晰、学为中心不突出等问题，亟需通过知识图谱技术实现知识系统化整合、自适应学习与个性化教学支持。本文重点研究了大学化学课程知识图谱的构建以及课程改革的实施。基于课程知识图谱的数据分析、智能推荐、路径规划等功能，开展“预-测-学-练-导”五阶递进的课程教学模式，实现“课前预摹画像、精准施策，课中聚焦能力、多样教学，课后个性练评、智慧辅导”个性化教学。相关研究为大学化学课程改革提供了新的视角和实践路径，可为学生自适应学习模式及教师个性化教学策略提供理论指导，推动课程向智能化、数字化发展。
随着教育信息化的深入发展，传统化学教学模式面临知识碎片化、学习路径不清晰、学为中心不突出等问题，亟需通过知识图谱技术实现知识系统化整合、自适应学习与个性化教学支持。本文重点研究了大学化学课程知识图谱的构建以及课程改革的实施。基于课程知识图谱的数据分析、智能推荐、路径规划等功能，开展“预-测-学-练-导”五阶递进的课程教学模式，实现“课前预摹画像、精准施策，课中聚焦能力、多样教学，课后个性练评、智慧辅导”个性化教学。相关研究为大学化学课程改革提供了新的视角和实践路径，可为学生自适应学习模式及教师个性化教学策略提供理论指导，推动课程向智能化、数字化发展。
2025, 40(11): 150-159
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412113
摘要:
从仪器分析实验“课程思政”建设背景出发，挖掘实验教学中所蕴含的社会责任感等思政元素，探讨学科知识与思政元素深度融合的策略与方法；采用“自主设计”与“虚实结合”实验教学方法，构建了“电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定家乡饮用水源金属元素含量”综合实验教学模式，在“自主设计”环节显性地融入了“社会责任感提升”等思政主题，在“虚实结合”环节则隐性地引入了“朋辈榜样”等思政元素，实现了思政元素在实验过程中的多方位深度融合。实践表明，“自主设计+虚实结合”的综合实验教学模式可以较好地将实验教学内容、教学方法与思政元素多维度深度融合，实现学生自主学习积极性的提升，有利于学生综合实验技能和科学素养的协同并进。
从仪器分析实验“课程思政”建设背景出发，挖掘实验教学中所蕴含的社会责任感等思政元素，探讨学科知识与思政元素深度融合的策略与方法；采用“自主设计”与“虚实结合”实验教学方法，构建了“电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定家乡饮用水源金属元素含量”综合实验教学模式，在“自主设计”环节显性地融入了“社会责任感提升”等思政主题，在“虚实结合”环节则隐性地引入了“朋辈榜样”等思政元素，实现了思政元素在实验过程中的多方位深度融合。实践表明，“自主设计+虚实结合”的综合实验教学模式可以较好地将实验教学内容、教学方法与思政元素多维度深度融合，实现学生自主学习积极性的提升，有利于学生综合实验技能和科学素养的协同并进。
2025, 40(11): 160-166
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412091
摘要:
高分子化学是化学化工和材料类专业的专业课程，也是高校国际化办学全英文授课的重要课程。在“课程思政”背景下，针对国内高分子化学全英文授课思政元素缺失的问题，从大纲思政目标融合、多维度案例资源发掘和全过程档案建立进行“课程思政”建设实践，旨在培养具有家国情怀、全球视野、专业本领和创新能力的复合型人才。
高分子化学是化学化工和材料类专业的专业课程，也是高校国际化办学全英文授课的重要课程。在“课程思政”背景下，针对国内高分子化学全英文授课思政元素缺失的问题，从大纲思政目标融合、多维度案例资源发掘和全过程档案建立进行“课程思政”建设实践，旨在培养具有家国情怀、全球视野、专业本领和创新能力的复合型人才。
2025, 40(11): 167-174
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412005
摘要:
笔者通过与中国科学院二十余年的近距离接触及亲身实践，深刻了解到中国科学院与高等院校在研究生培养方面的变革及差异，从中国科学院和高等院校制度改革、历史发展出发，对中国科学院和高等院校学位设立、研究生培养、招生录取，以及课程设计等方面进行对照分析，总结两个体系在建设目标、研究方向、培养目标及培养方式方面存在的差异。
笔者通过与中国科学院二十余年的近距离接触及亲身实践，深刻了解到中国科学院与高等院校在研究生培养方面的变革及差异，从中国科学院和高等院校制度改革、历史发展出发，对中国科学院和高等院校学位设立、研究生培养、招生录取，以及课程设计等方面进行对照分析，总结两个体系在建设目标、研究方向、培养目标及培养方式方面存在的差异。
2025, 40(11): 175-183
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505050
摘要:
计算材料学课程是材料科学与工程等专业的必修课程，针对计算材料学课程特点和教学现状，结合课题组的非线性光学研究方向，以“材料的本征属性——能带结构”为例，简述在《计算材料学》课程中应用科研案例教学法，激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习能力，提升教学效果，为学生进一步掌握专业技能和提高实践技能打下坚实的基础。
计算材料学课程是材料科学与工程等专业的必修课程，针对计算材料学课程特点和教学现状，结合课题组的非线性光学研究方向，以“材料的本征属性——能带结构”为例，简述在《计算材料学》课程中应用科研案例教学法，激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习能力，提升教学效果，为学生进一步掌握专业技能和提高实践技能打下坚实的基础。
2025, 40(11): 184-190
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412054
摘要:
本文聚焦于Petasis-硼酸-Mannich反应，系统阐述其起源、反应机理、研究进展及其在有机合成中的应用。该反应作为有机硼化学领域的重要反应，为传统Mannich反应提供了创新性的拓展，丰富了大学有机化学教学内容。通过对Petasis-硼酸-Mannich反应的介绍，有助于学生在掌握经典Mannich反应知识的基础上，激发对有机硼化学领域的学习兴趣与探索热情。
本文聚焦于Petasis-硼酸-Mannich反应，系统阐述其起源、反应机理、研究进展及其在有机合成中的应用。该反应作为有机硼化学领域的重要反应，为传统Mannich反应提供了创新性的拓展，丰富了大学有机化学教学内容。通过对Petasis-硼酸-Mannich反应的介绍，有助于学生在掌握经典Mannich反应知识的基础上，激发对有机硼化学领域的学习兴趣与探索热情。
2025, 40(11): 191-198
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412136
摘要:
共价键的概念最早由美国化学家Lewis提出，其中σ键是共价键基本类型之一，经典的σ键是由两个原子共用一对电子而形成。作为一种特殊的σ键——单电子σ键，是由两个原子共用一个电子所形成，早在1931年由美国化学家Pauling从理论上提出其存在的可能性。然而由于这种化学键的稳定性较差，在此后较长的时间里都没有相关的有机化合物被合成出来。本文重点介绍近二十几年来陆续被发现的若干有机化合物(含有机金属化合物)中单电子σ键的形成和性质相关研究进展，其中主要包括磷磷单电子σ键、硼硼单电子σ键、碳碳单电子σ键，以及极性的硼/铝/镓和铜原子之间的单电子σ键。
共价键的概念最早由美国化学家Lewis提出，其中σ键是共价键基本类型之一，经典的σ键是由两个原子共用一对电子而形成。作为一种特殊的σ键——单电子σ键，是由两个原子共用一个电子所形成，早在1931年由美国化学家Pauling从理论上提出其存在的可能性。然而由于这种化学键的稳定性较差，在此后较长的时间里都没有相关的有机化合物被合成出来。本文重点介绍近二十几年来陆续被发现的若干有机化合物(含有机金属化合物)中单电子σ键的形成和性质相关研究进展，其中主要包括磷磷单电子σ键、硼硼单电子σ键、碳碳单电子σ键，以及极性的硼/铝/镓和铜原子之间的单电子σ键。
2025, 40(11): 199-209
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412064
摘要:
β-羟基砜结构单元广泛存在于多种生物活性分子中，同时也是有机合成中重要的合成砌块和中间体。近年来，通过对烯烃双官能团化直接构建β-羟基砜引起了化学家们的广泛关注。本文首先对含有β-羟基砜结构的典型化合物进行了介绍，然后，综述了通过直接官能团化合成β-羟基砜类化合物的研究进展。在文章结尾，对该领域的未来发展方向进行了展望。
β-羟基砜结构单元广泛存在于多种生物活性分子中，同时也是有机合成中重要的合成砌块和中间体。近年来，通过对烯烃双官能团化直接构建β-羟基砜引起了化学家们的广泛关注。本文首先对含有β-羟基砜结构的典型化合物进行了介绍，然后，综述了通过直接官能团化合成β-羟基砜类化合物的研究进展。在文章结尾，对该领域的未来发展方向进行了展望。
2025, 40(11): 210-215
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412032
摘要:
介绍了一场以推广环保理念为核心的产品发布会，重点展示了四款基于无患子的环保产品：无患子天然洗手液、无患子天然洗发水、无患子皂苷杀虫剂和无患子生物柴油。这些产品不仅利用了无患子的天然特性，而且在减少化学污染、保护环境方面发挥了重要作用。文章强调了每款产品如何体现无患子的环保价值，并概述了发布会的目标：激发公众环保意识，弘扬可持续发展理念，倡导“无患无忧”生活方式。通过这些创新产品，发布会旨在展示无患子在现代生活中的重要性，并鼓励人们采取行动，共同为环境保护工作做出贡献。
介绍了一场以推广环保理念为核心的产品发布会，重点展示了四款基于无患子的环保产品：无患子天然洗手液、无患子天然洗发水、无患子皂苷杀虫剂和无患子生物柴油。这些产品不仅利用了无患子的天然特性，而且在减少化学污染、保护环境方面发挥了重要作用。文章强调了每款产品如何体现无患子的环保价值，并概述了发布会的目标：激发公众环保意识，弘扬可持续发展理念，倡导“无患无忧”生活方式。通过这些创新产品，发布会旨在展示无患子在现代生活中的重要性，并鼓励人们采取行动，共同为环境保护工作做出贡献。
2025, 40(11): 216-220
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412048
摘要:
左旋肉碱，细胞城的“能量使者”，负责将长链脂肪酸送入线粒体进行β-氧化，释放能量。本文拟人化地描绘了其生物合成、组织分布、运输机制及在脂肪酸代谢中的关键作用，强调其在促进减肥和健康改善中的重要性，旨在普及左旋肉碱的科学知识，提升公众对其重要性的认识。
左旋肉碱，细胞城的“能量使者”，负责将长链脂肪酸送入线粒体进行β-氧化，释放能量。本文拟人化地描绘了其生物合成、组织分布、运输机制及在脂肪酸代谢中的关键作用，强调其在促进减肥和健康改善中的重要性，旨在普及左旋肉碱的科学知识，提升公众对其重要性的认识。
2025, 40(11): 221-232
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412046
摘要:
为进一步让学生理解“双碳”战略，本实验教学设计从可重复加工橡胶材料出发。首先，用1,4-苯二硼和(3-巯丙基)三乙氧基硅烷反应得到了一种新型交联剂(B-KH580)；其次，将B-KH580与丁苯橡胶(SBR)共混；最后，160 °C热压成型得到硼酸酯键交联的SBR。由于该橡胶材料中含有大量的可发生可逆易位反应的可逆动态共价键硼氧键(—B—O—)，从而使其表现出良好的可重复加工性能，橡胶经过重复加工后拉伸强度可以恢复到95%以上，断裂伸长率可以恢复到84%以上，杨氏模量可以恢复到87%以上。通过该实验教学，不仅可以将最新的科研进展引入到课堂实验教学中，同时可以让学生更加直观地明晰“双碳”战略。
为进一步让学生理解“双碳”战略，本实验教学设计从可重复加工橡胶材料出发。首先，用1,4-苯二硼和(3-巯丙基)三乙氧基硅烷反应得到了一种新型交联剂(B-KH580)；其次，将B-KH580与丁苯橡胶(SBR)共混；最后，160 °C热压成型得到硼酸酯键交联的SBR。由于该橡胶材料中含有大量的可发生可逆易位反应的可逆动态共价键硼氧键(—B—O—)，从而使其表现出良好的可重复加工性能，橡胶经过重复加工后拉伸强度可以恢复到95%以上，断裂伸长率可以恢复到84%以上，杨氏模量可以恢复到87%以上。通过该实验教学，不仅可以将最新的科研进展引入到课堂实验教学中，同时可以让学生更加直观地明晰“双碳”战略。
2025, 40(11): 233-240
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412118
摘要:
“从红辣椒中提取辣椒红色素”是天然产物化学课程教学中设置的一个综合性实验，实验步骤包含了辣椒红色素的提取、分离及纯化，涉及到多个实验影响因素，以及昂贵仪器的使用、教学学时的限制等难题。数字化教学设计的有效融入，不仅让学生可以提前对路径进行优化，也可加深对实验理论的理解以及实验内容的掌握。数字化设计内容主要包含两个方面：一是采取线下“分段式”数据采集，利用数学建模对提取温度及溶剂、展开剂及洗脱剂比例配置、柱层析硅胶的高度等因素进行数值模拟，学生可通过设置不同条件数值，对预测结果进行分析，并继续进行条件优化；二是利用虚拟仿真技术，实现实验结果的动态可视化展示，帮助学生进行回流等实验装置的搭建，以及高效液相色谱(HPLC)等仪器的操作，该部分教学评价将会根据实验结果以及操作的重复次数进行自动评分。数字化设计将充分调动起学生的主观能动性，在保证有效成分活性的同时，也能提高对植物利用与保护的意识，建立起环保理念。
“从红辣椒中提取辣椒红色素”是天然产物化学课程教学中设置的一个综合性实验，实验步骤包含了辣椒红色素的提取、分离及纯化，涉及到多个实验影响因素，以及昂贵仪器的使用、教学学时的限制等难题。数字化教学设计的有效融入，不仅让学生可以提前对路径进行优化，也可加深对实验理论的理解以及实验内容的掌握。数字化设计内容主要包含两个方面：一是采取线下“分段式”数据采集，利用数学建模对提取温度及溶剂、展开剂及洗脱剂比例配置、柱层析硅胶的高度等因素进行数值模拟，学生可通过设置不同条件数值，对预测结果进行分析，并继续进行条件优化；二是利用虚拟仿真技术，实现实验结果的动态可视化展示，帮助学生进行回流等实验装置的搭建，以及高效液相色谱(HPLC)等仪器的操作，该部分教学评价将会根据实验结果以及操作的重复次数进行自动评分。数字化设计将充分调动起学生的主观能动性，在保证有效成分活性的同时，也能提高对植物利用与保护的意识，建立起环保理念。
2025, 40(11): 241-248
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412073
摘要:
大类招生背景下的基础化学实验室通常承担全校化学类基础实验教学任务，实验教学对象复杂且实验课程项目庞大，科学高效的管理是提高实验教学质量的重要保障。中山大学公共化学实验平台将精细化管理理念贯穿于每个实验项目的实施全过程，以师生为中心，以教学质量为根本，多措并举完善实验安全管理、规范实验准备工作、强化教学过程管理，不断持续改进，切实提升教学质量，提高实验室效率和实验教学经费使用效益。本文有效实践和经验对其他基础化学实验室具有普遍意义。
大类招生背景下的基础化学实验室通常承担全校化学类基础实验教学任务，实验教学对象复杂且实验课程项目庞大，科学高效的管理是提高实验教学质量的重要保障。中山大学公共化学实验平台将精细化管理理念贯穿于每个实验项目的实施全过程，以师生为中心，以教学质量为根本，多措并举完善实验安全管理、规范实验准备工作、强化教学过程管理，不断持续改进，切实提升教学质量，提高实验室效率和实验教学经费使用效益。本文有效实践和经验对其他基础化学实验室具有普遍意义。
2025, 40(11): 249-253
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412004
摘要:
中国科学技术大学化学工程基础实验教学团队，多年来践行学校科教融合的教学理念，积极将功能膜研究室的科研成果转化为实验教学内容，在理科化学工程实验内容设置前沿化方面开展了一定的工作。同时积极和企业合作，定制了一系列膜分离教学仪器，用于本科教学。
中国科学技术大学化学工程基础实验教学团队，多年来践行学校科教融合的教学理念，积极将功能膜研究室的科研成果转化为实验教学内容，在理科化学工程实验内容设置前沿化方面开展了一定的工作。同时积极和企业合作，定制了一系列膜分离教学仪器，用于本科教学。
2025, 40(11): 254-262
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412121
摘要:
化工实验气体流量计的校正中，湿式气体流量计操作相对单一，其校正方法用的是平均校正系数法，该法对于测量较小体积的气体误差较大。本文对教学内容进行改进，提出一种新的校正方法，即分段逼近校正法，推导得到湿式气体流量计不同步长的分段校正方程。验证实验表明分段逼近校正结果准确度有显著提高。
化工实验气体流量计的校正中，湿式气体流量计操作相对单一，其校正方法用的是平均校正系数法，该法对于测量较小体积的气体误差较大。本文对教学内容进行改进，提出一种新的校正方法，即分段逼近校正法，推导得到湿式气体流量计不同步长的分段校正方程。验证实验表明分段逼近校正结果准确度有显著提高。
2025, 40(11): 263-271
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504055
摘要:
电动势法测定电解质溶液的平均活度系数是一个经典的物理化学实验。然而，实验过程中，需要持续向溶液中通入氢气以形成氢电极，导致存在氢气泄漏引发爆炸的安全隐患。为解决该问题，本实验提出了一种改进方法：利用电解法制备氢电极来替代原有持续通入氢气的方法。改进后，测量过程中无需持续通入氢气，实验不再需要氢气钢瓶或氢气发生器，从根本上杜绝氢气泄漏和爆炸的风险，确保了实验的安全性。另外，本实验设计不但有助于学生理解物理化学理论课讲授的更多知识点，而且训练了学生掌握电解法制备氢电极的新技能。
电动势法测定电解质溶液的平均活度系数是一个经典的物理化学实验。然而，实验过程中，需要持续向溶液中通入氢气以形成氢电极，导致存在氢气泄漏引发爆炸的安全隐患。为解决该问题，本实验提出了一种改进方法：利用电解法制备氢电极来替代原有持续通入氢气的方法。改进后，测量过程中无需持续通入氢气，实验不再需要氢气钢瓶或氢气发生器，从根本上杜绝氢气泄漏和爆炸的风险，确保了实验的安全性。另外，本实验设计不但有助于学生理解物理化学理论课讲授的更多知识点，而且训练了学生掌握电解法制备氢电极的新技能。
2025, 40(11): 272-280
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412052
摘要:
电子皮肤在健康监测、假肢交互和机器人智能化等领域发挥着重要作用。化学气相沉积石墨烯具有优异的光电性能和生物相容性，是制备电子皮肤的理想材料。我们将石墨烯电子皮肤的制备表征和肌电信号采集交互融入实验课程，全面锻炼学生的科研能力。同时注重思政教育，旨在培养品德优良、富有社会责任感的科学人才。
电子皮肤在健康监测、假肢交互和机器人智能化等领域发挥着重要作用。化学气相沉积石墨烯具有优异的光电性能和生物相容性，是制备电子皮肤的理想材料。我们将石墨烯电子皮肤的制备表征和肌电信号采集交互融入实验课程，全面锻炼学生的科研能力。同时注重思政教育，旨在培养品德优良、富有社会责任感的科学人才。
2025, 40(11): 281-288
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412047
摘要:
微电极技术发展迅速，其理论已被纳入理论课教材中，但缺乏实验教学内容。为了推动实验教学与科学前沿的高效衔接，我们设计了新型的微电极教学实验。从简便的碳纤维微电极制备入手，通过比较式学习，实现了从电极过程到性能分析的多维度知识融合。同时创新地引入试错式教学模式，有效提高学生独立探索的能力，助力人才培养。
微电极技术发展迅速，其理论已被纳入理论课教材中，但缺乏实验教学内容。为了推动实验教学与科学前沿的高效衔接，我们设计了新型的微电极教学实验。从简便的碳纤维微电极制备入手，通过比较式学习，实现了从电极过程到性能分析的多维度知识融合。同时创新地引入试错式教学模式，有效提高学生独立探索的能力，助力人才培养。
2025, 40(11): 289-299
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412062
摘要:
超长有机室温磷光(UORTP)材料凭借其独特的低成本、低毒性、刺激响应特性和可调光学性能在生物成像、先进加密和防伪以及高灵敏度传感器方面具有广阔的应用前景。本实验以7H-苯并[c]咔唑(BCz)和3-溴-5-氟苯腈为原料，通过芳香族化合物取代反应合成供体-受体(D-A)型分子CNBrBCz，利用核磁共振氢谱、碳谱和高分辨率质谱表征CNBrBCz的化学结构。之后将BCz、CNBrBCz分别掺入聚丙烯酸甲酯(PMMA)膜并探究掺杂薄膜的磷光性能。有机磷光材料为功能材料化学重要研究方向之一，通过将前沿的科学研究方法与性质表征引入基础化学实验中，进一步丰富了化学实验的教学内容，锻炼了学生的实验基础操作能力与精密仪器使用能力，培养了学生学以致用的科学素养和科学创新能力，同时也可以让学生观察到奇妙的发光现象，感受到化学之美。
超长有机室温磷光(UORTP)材料凭借其独特的低成本、低毒性、刺激响应特性和可调光学性能在生物成像、先进加密和防伪以及高灵敏度传感器方面具有广阔的应用前景。本实验以7H-苯并[c]咔唑(BCz)和3-溴-5-氟苯腈为原料，通过芳香族化合物取代反应合成供体-受体(D-A)型分子CNBrBCz，利用核磁共振氢谱、碳谱和高分辨率质谱表征CNBrBCz的化学结构。之后将BCz、CNBrBCz分别掺入聚丙烯酸甲酯(PMMA)膜并探究掺杂薄膜的磷光性能。有机磷光材料为功能材料化学重要研究方向之一，通过将前沿的科学研究方法与性质表征引入基础化学实验中，进一步丰富了化学实验的教学内容，锻炼了学生的实验基础操作能力与精密仪器使用能力，培养了学生学以致用的科学素养和科学创新能力，同时也可以让学生观察到奇妙的发光现象，感受到化学之美。
2025, 40(11): 300-309
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412075
摘要:
本文以“结晶玫瑰合成路线的改进与拓展”为实验目标，基于以问题为导向的探究型学习模式，将有机合成方法学的基本研究过程与实验操作训练融合于问题设计之中，引导学生理解表面活性剂的催化与超声辅助合成对于传统有机合成反应的影响，强化训练学生掌握各种实验操作技能与结构表征方法，提升学生的科学研究素养与综合实践能力。建议课程学时7–8。
本文以“结晶玫瑰合成路线的改进与拓展”为实验目标，基于以问题为导向的探究型学习模式，将有机合成方法学的基本研究过程与实验操作训练融合于问题设计之中，引导学生理解表面活性剂的催化与超声辅助合成对于传统有机合成反应的影响，强化训练学生掌握各种实验操作技能与结构表征方法，提升学生的科学研究素养与综合实践能力。建议课程学时7–8。
2025, 40(11): 310-317
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503078
摘要:
数字化实验相较于现有教材实验，具有较强的综合性、创新性和直观性。本文将数字化传感技术引入有机化学实验基本操作中，借助温度传感器和压强传感器对常压蒸馏、减压蒸馏和分馏实验开展改进与创新探索。研究结果表明，通过运用温度传感器、压强传感器对实验装置进行优化，能够实时监测常压蒸馏、减压蒸馏与分馏等基本操作过程中的温度和压强变化情况，并自动采集、记录时间–温度曲线及时间–压强曲线。这一融合举措实现了有机化学实验的数字化转变，提高了学生学习的深度与广度，可在本科有机化学实验教学中推广实施。
数字化实验相较于现有教材实验，具有较强的综合性、创新性和直观性。本文将数字化传感技术引入有机化学实验基本操作中，借助温度传感器和压强传感器对常压蒸馏、减压蒸馏和分馏实验开展改进与创新探索。研究结果表明，通过运用温度传感器、压强传感器对实验装置进行优化，能够实时监测常压蒸馏、减压蒸馏与分馏等基本操作过程中的温度和压强变化情况，并自动采集、记录时间–温度曲线及时间–压强曲线。这一融合举措实现了有机化学实验的数字化转变，提高了学生学习的深度与广度，可在本科有机化学实验教学中推广实施。
2025, 40(11): 318-326
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502077
摘要:
本实验将白酒组分分析与大学化学仪器分析实验相结合，设计了包含气相色谱、核磁共振波谱和气相色谱-质谱联用的探究实验，让学生通过文献检索、实验设计、实验探究，对市面上常见的25种白酒的酒精度、风味成分进行定性及定量分析，让学生深度参与到仪器分析实验课程中，提高实验教学效果，锻炼学生的综合思维能力和自主创新能力。
本实验将白酒组分分析与大学化学仪器分析实验相结合，设计了包含气相色谱、核磁共振波谱和气相色谱-质谱联用的探究实验，让学生通过文献检索、实验设计、实验探究，对市面上常见的25种白酒的酒精度、风味成分进行定性及定量分析，让学生深度参与到仪器分析实验课程中，提高实验教学效果，锻炼学生的综合思维能力和自主创新能力。
2025, 40(11): 327-336
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505106
摘要:
通过引入氨辅助浸渍和载体预处理等关键变量，对综合化学实验“负载型镍基催化剂上的甲烷选择氧化反应”进行了系统优化。通过催化剂制备、性能评价、程序升温还原表征以及物理/化学吸附测试等完整实验流程，让学生在实验过程中深刻体验酸洗载体消减杂质和氨辅助浸渍提高金属分散度对Ni/SiO2催化性能的显著提升作用，全面认识影响催化性能的多重因素，激发深入研究催化化学复杂作用机制的兴趣。改进后的实验有效克服了传统实验内容单一、缺乏对比维度等不足，在教学实践中取得了良好的效果。
通过引入氨辅助浸渍和载体预处理等关键变量，对综合化学实验“负载型镍基催化剂上的甲烷选择氧化反应”进行了系统优化。通过催化剂制备、性能评价、程序升温还原表征以及物理/化学吸附测试等完整实验流程，让学生在实验过程中深刻体验酸洗载体消减杂质和氨辅助浸渍提高金属分散度对Ni/SiO2催化性能的显著提升作用，全面认识影响催化性能的多重因素，激发深入研究催化化学复杂作用机制的兴趣。改进后的实验有效克服了传统实验内容单一、缺乏对比维度等不足，在教学实践中取得了良好的效果。
2025, 40(11): 337-345
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502083
摘要:
将前沿科研成果融入实验课程，有助于提升本科生的实践和创新能力。基于动态共价反应，从四苯基乙烯衍生物出发设计合成了一种聚集诱导发光型有机笼状分子TPE-Cage。采用核磁共振波谱仪、紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪对其化学结构和发光性质进行了测试和表征。该综合实验分子结构设计新颖、反应路线重复性好、实验现象明显，可以激发学生的探索兴趣，锻炼知识的实践能力，增强科研创新意识。
将前沿科研成果融入实验课程，有助于提升本科生的实践和创新能力。基于动态共价反应，从四苯基乙烯衍生物出发设计合成了一种聚集诱导发光型有机笼状分子TPE-Cage。采用核磁共振波谱仪、紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪对其化学结构和发光性质进行了测试和表征。该综合实验分子结构设计新颖、反应路线重复性好、实验现象明显，可以激发学生的探索兴趣，锻炼知识的实践能力，增强科研创新意识。
2025, 40(11): 346-353
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506078
摘要:
西北大学化学国家级实验教学示范中心以“教育奠基、准入把关、监管护航”为核心理念，创新构建了“教育-准入-监管”三位一体的实验室安全管理体系，实现了实验室安全管理从被动应对到主动预防的转型升级。安全教育奠定了扎实的知识基础，准入制度明确了严格的准入要求，实时监管则形成了全天候的安全防护网。这一模式不仅实现了安全管理效能的全面提升，更通过持续的教育浸润和智能化的制度约束，培育了师生的安全文化认同，为高校实验室安全管理提供了可复制、可推广的模式，有力支撑了教学科研工作的高质量发展。
西北大学化学国家级实验教学示范中心以“教育奠基、准入把关、监管护航”为核心理念，创新构建了“教育-准入-监管”三位一体的实验室安全管理体系，实现了实验室安全管理从被动应对到主动预防的转型升级。安全教育奠定了扎实的知识基础，准入制度明确了严格的准入要求，实时监管则形成了全天候的安全防护网。这一模式不仅实现了安全管理效能的全面提升，更通过持续的教育浸润和智能化的制度约束，培育了师生的安全文化认同，为高校实验室安全管理提供了可复制、可推广的模式，有力支撑了教学科研工作的高质量发展。
2025, 40(11): 354-361
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506059
摘要:
本文报道了一种无过渡金属参与的次磺酰胺氧化磺胺化，实现磺酰胺-亚磺脒分子的高效快速合成。非常适合作为高年级本科生综合实验教学，整个实验流程涵盖底物与产物的制备、反应进程监测与分离纯化、产物结构表征等。不仅可以系统提升有机合成与结构解析等核心实验技能；更通过引入原创性研究成果，激发学生科研探索兴趣，强化实践能力与创新意识，为复合型人才的成长奠定基础。该实验已经在本科生实验教学中进行了验证。
本文报道了一种无过渡金属参与的次磺酰胺氧化磺胺化，实现磺酰胺-亚磺脒分子的高效快速合成。非常适合作为高年级本科生综合实验教学，整个实验流程涵盖底物与产物的制备、反应进程监测与分离纯化、产物结构表征等。不仅可以系统提升有机合成与结构解析等核心实验技能；更通过引入原创性研究成果，激发学生科研探索兴趣，强化实践能力与创新意识，为复合型人才的成长奠定基础。该实验已经在本科生实验教学中进行了验证。
2025, 40(11): 362-368
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502003
摘要:
在仪器分析领域，高效液相色谱(HPLC)具有举足轻重的作用，然而大学仪器分析课程未能深刻剖析固定相的精细结构和van Deemter方程中关键变量对分离效果的影响。本文以自由基聚合法和点击聚合法所制备有机聚合物整体柱为例，探讨了其结构和形貌对van Deemter方程中A、B、C三项的影响，力求使学生能够更加清晰地把握van Deemter方程的核心。
在仪器分析领域，高效液相色谱(HPLC)具有举足轻重的作用，然而大学仪器分析课程未能深刻剖析固定相的精细结构和van Deemter方程中关键变量对分离效果的影响。本文以自由基聚合法和点击聚合法所制备有机聚合物整体柱为例，探讨了其结构和形貌对van Deemter方程中A、B、C三项的影响，力求使学生能够更加清晰地把握van Deemter方程的核心。
2025, 40(11): 369-375
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412087
摘要:
在物理化学课程学习的过程中，如何高效准确地理解并总结化学热力学公式是学生所面临的主要难题。一方面体现在学生对公式理解不够深入，另一方面是热力学理论体系复杂，八个状态函数之间的关系容易混淆。本文旨在探讨涉及热力学中八个状态方程之间的关系式，及快速记忆掌握方法。内容包括探讨热力学基本方程、对应系数关系式，及麦克斯韦关系式的记忆方法和利用动画视频协助记忆。通过引入新的教学策略和记忆方法，帮助学生更好地理解和掌握这些公式，提高学习效果并打好热力学基础。
在物理化学课程学习的过程中，如何高效准确地理解并总结化学热力学公式是学生所面临的主要难题。一方面体现在学生对公式理解不够深入，另一方面是热力学理论体系复杂，八个状态函数之间的关系容易混淆。本文旨在探讨涉及热力学中八个状态方程之间的关系式，及快速记忆掌握方法。内容包括探讨热力学基本方程、对应系数关系式，及麦克斯韦关系式的记忆方法和利用动画视频协助记忆。通过引入新的教学策略和记忆方法，帮助学生更好地理解和掌握这些公式，提高学习效果并打好热力学基础。
2025, 40(11): 376-381
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412127
摘要:
基于BOPPPS有效教学模式，本文对物理化学课程中“稀溶液的依数性”内容进行教学设计并实施教学实践，通过六大模块“起承转合”地巧妙转换及参与式学习的深度应用，充分调动学生的学习积极性。教学过程还结合了雨课堂，实现教学实时互动，同时“润物细无声”地在课程中融入课程思政，为物理化学课程的有效教学设计提供实操性案例。
基于BOPPPS有效教学模式，本文对物理化学课程中“稀溶液的依数性”内容进行教学设计并实施教学实践，通过六大模块“起承转合”地巧妙转换及参与式学习的深度应用，充分调动学生的学习积极性。教学过程还结合了雨课堂，实现教学实时互动，同时“润物细无声”地在课程中融入课程思政，为物理化学课程的有效教学设计提供实操性案例。
2025, 40(11): 382-390
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412055
摘要:
文物作为文化和自然遗产的一部分，对建设中国式现代化具有积极意义。其系统性保护涉及化学化工、材料科学、检测分析、历史考古、美术鉴赏等学科领域，其弘扬和传承与强调科学、技术、工程、艺术与数学等学科交叉融合的STEAM教育理念相一致。鉴于此，本文以出水陶瓷、出土青铜和再现壁绘为切入点，通过化学-历史-艺术融合教学的模式，让学生在文物系统性保护的实际过程中，先了解相关化学知识，串联传统文物系统性保护中蕴含的历史知识与艺术价值开展教学，提升学生对中华传统文物的了解和对中华文化的归属感，增强学生科技和文化自信，从而培养学生的综合素质和能力。
文物作为文化和自然遗产的一部分，对建设中国式现代化具有积极意义。其系统性保护涉及化学化工、材料科学、检测分析、历史考古、美术鉴赏等学科领域，其弘扬和传承与强调科学、技术、工程、艺术与数学等学科交叉融合的STEAM教育理念相一致。鉴于此，本文以出水陶瓷、出土青铜和再现壁绘为切入点，通过化学-历史-艺术融合教学的模式，让学生在文物系统性保护的实际过程中，先了解相关化学知识，串联传统文物系统性保护中蕴含的历史知识与艺术价值开展教学，提升学生对中华传统文物的了解和对中华文化的归属感，增强学生科技和文化自信，从而培养学生的综合素质和能力。
2025, 40(11): 391-396
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412089
摘要:
李正名院士是我国著名的教育家、化学家和农药学家。在李先生逝世3周年之际，李正名奖学金捐赠暨首届颁奖仪式在南开大学举行。本文结合一部分典型的具体事例，对李正名先生的教育家精神和科学家精神进行了介绍，从中折射出他始终如一的坚定爱国信念和无私奉献精神。青年学子通过学习李先生的光辉事迹，可以深入了解老一辈科学家浓厚的家国情怀。本文有助于激励当代大学生厚植爱国主义理想与信念，增强自主创新意识和能力，立志为中华民族的伟大复兴贡献自己的全部力量。
李正名院士是我国著名的教育家、化学家和农药学家。在李先生逝世3周年之际，李正名奖学金捐赠暨首届颁奖仪式在南开大学举行。本文结合一部分典型的具体事例，对李正名先生的教育家精神和科学家精神进行了介绍，从中折射出他始终如一的坚定爱国信念和无私奉献精神。青年学子通过学习李先生的光辉事迹，可以深入了解老一辈科学家浓厚的家国情怀。本文有助于激励当代大学生厚植爱国主义理想与信念，增强自主创新意识和能力，立志为中华民族的伟大复兴贡献自己的全部力量。
2025, 40(11): 397-401
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412008
摘要:
随着教育技术的发展，接触角测量仪已广泛应用于课堂教学中，除理论教学外，还可通过实践操作和案例分析，引导学生掌握材料表面特性。研究接触角测量仪在教学中的应用，对于改进教学策略、激发学生的创新思维，以及培养具备实践能力和科研素养的高素质人才具有重要意义。
随着教育技术的发展，接触角测量仪已广泛应用于课堂教学中，除理论教学外，还可通过实践操作和案例分析，引导学生掌握材料表面特性。研究接触角测量仪在教学中的应用，对于改进教学策略、激发学生的创新思维，以及培养具备实践能力和科研素养的高素质人才具有重要意义。
2025, 40(11): 402-408
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505045
摘要:
量热实验是物理化学实验课程中验证能量守恒定律和测定焓变的经典热力学实验。然而，传统手动操作存在数据采集效率低、处理繁琐等问题。为此，基于Python自主开发了具有图形界面的量热实验软件。集成数据采集、智能处理与可视化功能，实现了溶解热与燃烧热实验的数字化改造。软件通过串口通信模块实时获取温差数据，利用科学计算库自动完成雷诺校正与热力学计算，并结合交互式界面直观呈现实验数据。实践表明，该软件可缩短实验操作时长约30%，释放的课时资源为实验教学创造了更多探究空间。其教学应用有效推动了实验教学从操作训练向热力学原理深度理解的转型，并构建了“基础-进阶-创新”三级培养体系，为高校实验教学数字化转型提供了可复制的技术路径。
量热实验是物理化学实验课程中验证能量守恒定律和测定焓变的经典热力学实验。然而，传统手动操作存在数据采集效率低、处理繁琐等问题。为此，基于Python自主开发了具有图形界面的量热实验软件。集成数据采集、智能处理与可视化功能，实现了溶解热与燃烧热实验的数字化改造。软件通过串口通信模块实时获取温差数据，利用科学计算库自动完成雷诺校正与热力学计算，并结合交互式界面直观呈现实验数据。实践表明，该软件可缩短实验操作时长约30%，释放的课时资源为实验教学创造了更多探究空间。其教学应用有效推动了实验教学从操作训练向热力学原理深度理解的转型，并构建了“基础-进阶-创新”三级培养体系，为高校实验教学数字化转型提供了可复制的技术路径。
2025, 40(11): 409-415
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412034
摘要:
在“硫代硫酸钠标准液的配制和标定”实验的操作过程中，大一新生因使用了未经稀释的硫代硫酸钠溶液意外在滴定环节产生大量淡黄色沉淀；学生们经过自主探究，重现了实验现象，调控体系pH ≈ 5时制备出较为稳定的硫胶体体系。通过课外文献调研、估算和分析，学生们推断沉淀成分并推测了硫单质的均相成核沉淀过程，提出可以使用硫胶体替代传统Fe(OH)3胶体用于实验教学与课堂演示。
在“硫代硫酸钠标准液的配制和标定”实验的操作过程中，大一新生因使用了未经稀释的硫代硫酸钠溶液意外在滴定环节产生大量淡黄色沉淀；学生们经过自主探究，重现了实验现象，调控体系pH ≈ 5时制备出较为稳定的硫胶体体系。通过课外文献调研、估算和分析，学生们推断沉淀成分并推测了硫单质的均相成核沉淀过程，提出可以使用硫胶体替代传统Fe(OH)3胶体用于实验教学与课堂演示。
2025, 40(11): 416-420
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412138
摘要:
介绍了第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛无机及分析化学实验操作试题的命题思路，对实验操作中存在的主要问题及成绩情况进行了分析。
介绍了第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛无机及分析化学实验操作试题的命题思路，对实验操作中存在的主要问题及成绩情况进行了分析。
2025, 40(11): 421-426
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412126
摘要:
介绍了全国大学生化学实验竞赛及总决赛的进展情况和第13届总决赛实验理论试题的命题思路，对参赛选手的答题情况和反映出的问题进行了分析总结。
介绍了全国大学生化学实验竞赛及总决赛的进展情况和第13届总决赛实验理论试题的命题思路，对参赛选手的答题情况和反映出的问题进行了分析总结。
2025, 40(11): 427-434
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412125
摘要:
卟啉类化合物作为天然氮杂环功能分子，在自然界和生命科学中具有重要地位。第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛有机化学实验试题的设计特别关注了5-苯基-二吡咯甲烷的合成，这种化合物是构建多样化卟啉类化合物的基本结构单元。本实验让学生使用三氯化铟作为催化剂，利用苯甲醛和吡咯溶剂一步缩合合成目标分子。竞赛结果显示，学生在简单蒸馏、仪器组装和薄层层析(TLC)追踪等基本操作方面表现良好，但仍有部分学生的基本操作技能有待提升。另外，大多数学生对三氯化铟催化剂作用机制的理解还不够深入。这提示我们在今后的实验教学中，在注重基本操作技能训练的同时，仍需加强理论知识与实验操作的结合。
卟啉类化合物作为天然氮杂环功能分子，在自然界和生命科学中具有重要地位。第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛有机化学实验试题的设计特别关注了5-苯基-二吡咯甲烷的合成，这种化合物是构建多样化卟啉类化合物的基本结构单元。本实验让学生使用三氯化铟作为催化剂，利用苯甲醛和吡咯溶剂一步缩合合成目标分子。竞赛结果显示，学生在简单蒸馏、仪器组装和薄层层析(TLC)追踪等基本操作方面表现良好，但仍有部分学生的基本操作技能有待提升。另外，大多数学生对三氯化铟催化剂作用机制的理解还不够深入。这提示我们在今后的实验教学中，在注重基本操作技能训练的同时，仍需加强理论知识与实验操作的结合。
2025, 40(9): 1-4
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502013
摘要:
人工智能(Artificial Intelligence，AI)的出现正在极大地改变人类社会发展的进程，教育不可能置之度外。本文结合作者最近一次跟随ChatGPT-4进行学习的经历浅议AI对教育的可能作用，以及AI赋能教育背景下学会学习的极端重要性。在此基础上，对AI赋能教育，特别是AI赋能化学教育提出建议。
人工智能(Artificial Intelligence，AI)的出现正在极大地改变人类社会发展的进程，教育不可能置之度外。本文结合作者最近一次跟随ChatGPT-4进行学习的经历浅议AI对教育的可能作用，以及AI赋能教育背景下学会学习的极端重要性。在此基础上，对AI赋能教育，特别是AI赋能化学教育提出建议。
2025, 40(9): 5-10
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408132
摘要:
人工智能在教育领域的应用近年来受到越来越多的关注。作者分析了大学化学实验的特点——综合性与系统性、探索性与创新性、安全性与规范性以及基础性与挑战性。概述了人工智能在化学实验教学中的应用现状，主要包括智能教学辅助系统、智能学习平台、虚拟现实技术应用等方面，在化学实验最核心的实验操作教学中尚极少应用。分析了人工智能在大学化学实验教学中的发展前景，提出了在理解符号系统、捕捉动作细节、综合辅助能力和保障实验安全等方面的发展需求。最后展望了大学化学实验教学中人工智能的应用。
人工智能在教育领域的应用近年来受到越来越多的关注。作者分析了大学化学实验的特点——综合性与系统性、探索性与创新性、安全性与规范性以及基础性与挑战性。概述了人工智能在化学实验教学中的应用现状，主要包括智能教学辅助系统、智能学习平台、虚拟现实技术应用等方面，在化学实验最核心的实验操作教学中尚极少应用。分析了人工智能在大学化学实验教学中的发展前景，提出了在理解符号系统、捕捉动作细节、综合辅助能力和保障实验安全等方面的发展需求。最后展望了大学化学实验教学中人工智能的应用。
2025, 40(9): 11-18
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408123
摘要:
本研究深入探讨了生成式人工智能技术在酸碱中和滴定图像模拟领域的创新应用。通过实践，我们使用生成式人工智能技术编写了酸碱中和滴定动态图像的代码，并据此建立了一个“实验图像代码生成+调优”的范式。该范式紧密结合教育场景与教学的实际需求，旨在为化学教育工作者在实验教学中提供创新的技术支持，同时为学生在化学学习过程中构建智能、交互式的学习场景。
本研究深入探讨了生成式人工智能技术在酸碱中和滴定图像模拟领域的创新应用。通过实践，我们使用生成式人工智能技术编写了酸碱中和滴定动态图像的代码，并据此建立了一个“实验图像代码生成+调优”的范式。该范式紧密结合教育场景与教学的实际需求，旨在为化学教育工作者在实验教学中提供创新的技术支持，同时为学生在化学学习过程中构建智能、交互式的学习场景。
2025, 40(9): 19-24
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408095
摘要:
模拟退火算法是人工智能组合优化算法，在此算法的基础上，提出了一种改进的模拟退火算法，用于预测有机化合物分子式。算法开始，设计使用遗传算法计算种群各个体的适应度函数值，从中选择最优个体作为模拟退火算法初始解。然后在这个初始解的基础上，随机扰动生成新解，并计算其适应度函数值。若适应度函数值的增量小于等于零，则接受新解，否则按Metropolis准则判断是否接受新解。随着退火温度的缓慢降低，依据算法终止条件判断是否搜索到全局最优解。实验证明，该算法提高了搜索到全局最优解的成功率。将其用于预测有机化合物分子式时，其适应度函数收敛性明显优于经典模拟退火算法。
模拟退火算法是人工智能组合优化算法，在此算法的基础上，提出了一种改进的模拟退火算法，用于预测有机化合物分子式。算法开始，设计使用遗传算法计算种群各个体的适应度函数值，从中选择最优个体作为模拟退火算法初始解。然后在这个初始解的基础上，随机扰动生成新解，并计算其适应度函数值。若适应度函数值的增量小于等于零，则接受新解，否则按Metropolis准则判断是否接受新解。随着退火温度的缓慢降低，依据算法终止条件判断是否搜索到全局最优解。实验证明，该算法提高了搜索到全局最优解的成功率。将其用于预测有机化合物分子式时，其适应度函数收敛性明显优于经典模拟退火算法。
2025, 40(9): 25-33
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408096
摘要:
生成式AI凭其卓越的自然语言处理与知识生成力，深刻影响着教育变革。本文探讨了生成式AI在分析化学教学中的应用，剖析了其在教学过程中的多重角色，并对智能备课、学生个性化学习路径的设计、考试结果分析的实施过程进行了详细探索，提升了学生和教师的学习体验与教学效率，为教学模式现代化提供新视角。同时，本文客观分析了AI在教学中的挑战，并提出应对策略，为生成式AI在分析化学及更广泛教育领域的深入应用提供参考。
生成式AI凭其卓越的自然语言处理与知识生成力，深刻影响着教育变革。本文探讨了生成式AI在分析化学教学中的应用，剖析了其在教学过程中的多重角色，并对智能备课、学生个性化学习路径的设计、考试结果分析的实施过程进行了详细探索，提升了学生和教师的学习体验与教学效率，为教学模式现代化提供新视角。同时，本文客观分析了AI在教学中的挑战，并提出应对策略，为生成式AI在分析化学及更广泛教育领域的深入应用提供参考。
2025, 40(9): 34-42
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412002
摘要:
近年来人工智能技术与化学课堂教学的融合催生了高等院校专业化学教育发展的新赛道，如何改造化学教学内容、创新教学方法、推动课程建设成为改革前沿之一。本文介绍了天津大学化学信息学与人工智能化学课程建设概况，阐述了课程立项建设的必要性，归纳了课程教学目标、知识领域与授课内容、创新特色及运行成效，提出了不足和未来改进计划，希望能为相关领域教学同行提供借鉴参考。
近年来人工智能技术与化学课堂教学的融合催生了高等院校专业化学教育发展的新赛道，如何改造化学教学内容、创新教学方法、推动课程建设成为改革前沿之一。本文介绍了天津大学化学信息学与人工智能化学课程建设概况，阐述了课程立项建设的必要性，归纳了课程教学目标、知识领域与授课内容、创新特色及运行成效，提出了不足和未来改进计划，希望能为相关领域教学同行提供借鉴参考。
2025, 40(9): 43-52
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410097
摘要:
针对通识课程教学中普遍存在的问题和“化学与人类文明”课程的教学现状，聚焦课程的“智慧性”建设，建设知识图谱，开设AI助教，创新SCIENCE教学模式，增加学习任务的挑战度，改革评价方式，加强学习过程的评价。将知识图谱和AI助教应用于不同专业学生的个性化学习导航和精准的学习评价。通过教学实践初步证实了AI赋能的教学改革解决了通识课程教学中的痛点问题，转变了师生对通识课程的态度，提高了学生的参与度，提升了学生的科学素养和高阶学习能力。
针对通识课程教学中普遍存在的问题和“化学与人类文明”课程的教学现状，聚焦课程的“智慧性”建设，建设知识图谱，开设AI助教，创新SCIENCE教学模式，增加学习任务的挑战度，改革评价方式，加强学习过程的评价。将知识图谱和AI助教应用于不同专业学生的个性化学习导航和精准的学习评价。通过教学实践初步证实了AI赋能的教学改革解决了通识课程教学中的痛点问题，转变了师生对通识课程的态度，提高了学生的参与度，提升了学生的科学素养和高阶学习能力。
2025, 40(9): 53-60
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410064
摘要:
本研究整合Bohrium云计算平台和国产开源软件ABACUS，构建了一种创新的混合式教学模式，并将其应用于天津大学“新能源材料与化学”课程。课程设计结合理论与实践，涵盖自洽计算、结构优化、电子态密度、能带结构和声子特征等内容。其中，云计算平台的引入显著降低了操作难度，提高了课堂互动性，同时激发了学生的自主学习与创新思维。该教学方法有效提升了教学质量，为培养具有国际视野和创新能力的化学专业人才提供了新的思路。
本研究整合Bohrium云计算平台和国产开源软件ABACUS，构建了一种创新的混合式教学模式，并将其应用于天津大学“新能源材料与化学”课程。课程设计结合理论与实践，涵盖自洽计算、结构优化、电子态密度、能带结构和声子特征等内容。其中，云计算平台的引入显著降低了操作难度，提高了课堂互动性，同时激发了学生的自主学习与创新思维。该教学方法有效提升了教学质量，为培养具有国际视野和创新能力的化学专业人才提供了新的思路。
2025, 40(9): 61-68
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411002
摘要:
物理化学作为化学学科的重要理论分支，其严密的逻辑体系和实践应用是落实课程思政的重要载体。本文进一步提出结合数字技术和人工智能技术构建物理化学课程思政资源库，促进思政与科技前沿融合；在教学中利用数字技术创新课程思政情境创设，实现多通道、立体化课程思政融入，并利用数字技术赋能，建立课程思政的反馈机制。
物理化学作为化学学科的重要理论分支，其严密的逻辑体系和实践应用是落实课程思政的重要载体。本文进一步提出结合数字技术和人工智能技术构建物理化学课程思政资源库，促进思政与科技前沿融合；在教学中利用数字技术创新课程思政情境创设，实现多通道、立体化课程思政融入，并利用数字技术赋能，建立课程思政的反馈机制。
2025, 40(9): 69-75
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411067
摘要:
随着计算化学和人工智能技术的迅猛进步，它们在化学教育领域的应用愈发关键。本实验项目专门为化学高年级本科生及研究生搭建了一个综合性的实验平台，将计算化学与机器学习方法加以融合，对有机化合物的键解离能展开深入探究。课程内容包含量子化学计算方法的基础原理、实操技巧，还有机器学习模型的构建、训练以及验证等多个方面。学生将借由实际操作，学会运用先进的计算工具和算法来预测与分析化学键能，进而增进对化学反应机理的深度认知。课程的目标在于让学生不但能够熟练掌控数据处理和分析的技能，并且能够独立凭借这些技能从事化学问题的研究，为日后的科研工作或者跨学科领域的探索筑牢根基。
随着计算化学和人工智能技术的迅猛进步，它们在化学教育领域的应用愈发关键。本实验项目专门为化学高年级本科生及研究生搭建了一个综合性的实验平台，将计算化学与机器学习方法加以融合，对有机化合物的键解离能展开深入探究。课程内容包含量子化学计算方法的基础原理、实操技巧，还有机器学习模型的构建、训练以及验证等多个方面。学生将借由实际操作，学会运用先进的计算工具和算法来预测与分析化学键能，进而增进对化学反应机理的深度认知。课程的目标在于让学生不但能够熟练掌控数据处理和分析的技能，并且能够独立凭借这些技能从事化学问题的研究，为日后的科研工作或者跨学科领域的探索筑牢根基。
2025, 40(9): 76-86
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411058
摘要:
针对信息技术迅猛发展的背景下化学史教学中存在的问题，基于线上的课程资源建设知识图谱，开设AI助教，初步探索了AI赋能的化学史教学方式。将知识图谱与AI助教应用于教学中，助力个性化的学习与学情诊断，通过教学实践初步证实了AI赋能的化学史教学改革解决了目前教学中存在的问题，提升了学生的学习兴趣与数字素养。教师借助知识图谱和AI助教的数据有助于全面诊断学情，为课堂教学的优化提供依据。
针对信息技术迅猛发展的背景下化学史教学中存在的问题，基于线上的课程资源建设知识图谱，开设AI助教，初步探索了AI赋能的化学史教学方式。将知识图谱与AI助教应用于教学中，助力个性化的学习与学情诊断，通过教学实践初步证实了AI赋能的化学史教学改革解决了目前教学中存在的问题，提升了学生的学习兴趣与数字素养。教师借助知识图谱和AI助教的数据有助于全面诊断学情，为课堂教学的优化提供依据。
2025, 40(9): 87-98
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411062
摘要:
在本科实验设计中，需要经过大量的试错实验来寻找最优的反应条件，这一过程需要消耗大量的时间和成本。为了简化复杂的实验设计过程，同时激发学生对先进技术和跨学科领域的兴趣，培养多学科交叉的创新型人才，本研究创新性地提出了智能反应优化的模型框架以预测最优产率下的反应条件组合，并将这一模块加入到本科有机实验乙酰水杨酸的合成中。本研究收集了1054个符合这一反应机理的反应数据作为模型的训练数据，主要包括了产物、反应物、催化剂、溶剂、主要反应试剂、反应温度和产率。首先预训练了一个基于化学多模态的产率预测模型，作为后续反应优化的目标函数；接着采用贝叶斯优化算法，以最小化产率的负值(即最大化产率)为目标，确定最优的反应条件组合；最后将模型预测的产率和实际产率进行了实验验证，在100次模型测试下的预测产率都完美地落在了实际产率范围内，效果优异的同时还给出了产率高达90.1%的反应试剂组合，为这一本科实验提供了多样化的实验方案。
在本科实验设计中，需要经过大量的试错实验来寻找最优的反应条件，这一过程需要消耗大量的时间和成本。为了简化复杂的实验设计过程，同时激发学生对先进技术和跨学科领域的兴趣，培养多学科交叉的创新型人才，本研究创新性地提出了智能反应优化的模型框架以预测最优产率下的反应条件组合，并将这一模块加入到本科有机实验乙酰水杨酸的合成中。本研究收集了1054个符合这一反应机理的反应数据作为模型的训练数据，主要包括了产物、反应物、催化剂、溶剂、主要反应试剂、反应温度和产率。首先预训练了一个基于化学多模态的产率预测模型，作为后续反应优化的目标函数；接着采用贝叶斯优化算法，以最小化产率的负值(即最大化产率)为目标，确定最优的反应条件组合；最后将模型预测的产率和实际产率进行了实验验证，在100次模型测试下的预测产率都完美地落在了实际产率范围内，效果优异的同时还给出了产率高达90.1%的反应试剂组合，为这一本科实验提供了多样化的实验方案。
2025, 40(9): 99-106
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410085
摘要:
本文探讨了人工智能(AI)技术在化学教学组织形式中的创新路径，并通过具体的案例来揭示AI如何改变传统教学。针对传统化学教学中的不足，提出了基于AI技术的自适应学习系统、智能实验平台与虚拟实验室，以及合作学习与智能协作三大创新路径。自适应学习系统通过个性化数据分析，为学生动态调整学习路径，解决了“一刀切”教学模式的问题；虚拟实验室和智能实验平台则打破了物理实验的局限，为学生提供安全、灵活的实验操作环境；智能协作工具在合作学习中优化了分组方式，并通过实时反馈提升学习效率。然而，上述创新路径在推广过程中仍面临教育资源分配不均、教师技术掌握不足等挑战。本文建议通过优化资源配置、强化教师培训和推动虚拟与传统教学结合，进一步提升AI技术在化学教育中的应用效果。展望未来，AI技术将继续为化学教学提供创新动力，推动教育模式的智能化转型，为实现教育公平和教学质量的提升提供重要支持。
本文探讨了人工智能(AI)技术在化学教学组织形式中的创新路径，并通过具体的案例来揭示AI如何改变传统教学。针对传统化学教学中的不足，提出了基于AI技术的自适应学习系统、智能实验平台与虚拟实验室，以及合作学习与智能协作三大创新路径。自适应学习系统通过个性化数据分析，为学生动态调整学习路径，解决了“一刀切”教学模式的问题；虚拟实验室和智能实验平台则打破了物理实验的局限，为学生提供安全、灵活的实验操作环境；智能协作工具在合作学习中优化了分组方式，并通过实时反馈提升学习效率。然而，上述创新路径在推广过程中仍面临教育资源分配不均、教师技术掌握不足等挑战。本文建议通过优化资源配置、强化教师培训和推动虚拟与传统教学结合，进一步提升AI技术在化学教育中的应用效果。展望未来，AI技术将继续为化学教学提供创新动力，推动教育模式的智能化转型，为实现教育公平和教学质量的提升提供重要支持。
2025, 40(9): 107-117
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412135
摘要:
DNA计算作为一种开创性的技术，利用生物分子执行数据存储、问题求解和逻辑操作等计算任务，为突破传统计算的瓶颈提供了新途径。随着其技术的不断发展，DNA计算在复杂性、错误率及效率等方面的挑战愈加凸显。人工智能(AI)的发展为DNA计算带来了优化与提升的重要契机。特别是在数据分析、模型优化及错误修正领域，AI技术的运用显著提升了DNA计算的效率、精确性和稳定性。本文综述了AI算法的分类，深入探讨了AI如何赋能DNA计算，特别是在优化计算流程、强化逻辑门功能及改进错误修正机制方面。此外，本文还总结了AI与DNA计算在生物信息学前沿的重要应用，包括基因组学、蛋白质结构预测、疾病诊断与精准医疗等领域。展望未来，随着AI技术与DNA计算的持续革新，两者结合的应用范围将进一步拓宽，有望成为推动生物科学发展的重要驱动力。
DNA计算作为一种开创性的技术，利用生物分子执行数据存储、问题求解和逻辑操作等计算任务，为突破传统计算的瓶颈提供了新途径。随着其技术的不断发展，DNA计算在复杂性、错误率及效率等方面的挑战愈加凸显。人工智能(AI)的发展为DNA计算带来了优化与提升的重要契机。特别是在数据分析、模型优化及错误修正领域，AI技术的运用显著提升了DNA计算的效率、精确性和稳定性。本文综述了AI算法的分类，深入探讨了AI如何赋能DNA计算，特别是在优化计算流程、强化逻辑门功能及改进错误修正机制方面。此外，本文还总结了AI与DNA计算在生物信息学前沿的重要应用，包括基因组学、蛋白质结构预测、疾病诊断与精准医疗等领域。展望未来，随着AI技术与DNA计算的持续革新，两者结合的应用范围将进一步拓宽，有望成为推动生物科学发展的重要驱动力。
2025, 40(9): 118-125
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503062
摘要:
本研究基于海洋特色物理化学实验教学，探索人工智能赋能实验教学的创新路径。介绍了知识图谱在系统化学习与跨学科知识方面的有效运用，并结合DeepSeek与Python开源大模型，提升了数据处理智能化水平，推动了实验教学智能化发展。
本研究基于海洋特色物理化学实验教学，探索人工智能赋能实验教学的创新路径。介绍了知识图谱在系统化学习与跨学科知识方面的有效运用，并结合DeepSeek与Python开源大模型，提升了数据处理智能化水平，推动了实验教学智能化发展。
2025, 40(9): 126-131
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412151
摘要:
实验室安全教育是研究生培养的重要环节，对高校教学与科研环境的安全至关重要。论文基于东北林业大学材料学院林业工程专业研究生课程，探讨了AI赋能的实验室安全教育体系。针对传统模式理论与实践脱节、教学方式单一等问题，构建了理论学习、虚拟仿真与实践演练三大模块。AI技术不仅提供沉浸式安全培训，还通过智能考核和个性化反馈优化学习效果。实践演练强化应急处理能力，提高实验安全素养。该体系显著提升学生安全意识，降低事故风险，为高校实验室安全教育的优化和推广提供了重要参考。
实验室安全教育是研究生培养的重要环节，对高校教学与科研环境的安全至关重要。论文基于东北林业大学材料学院林业工程专业研究生课程，探讨了AI赋能的实验室安全教育体系。针对传统模式理论与实践脱节、教学方式单一等问题，构建了理论学习、虚拟仿真与实践演练三大模块。AI技术不仅提供沉浸式安全培训，还通过智能考核和个性化反馈优化学习效果。实践演练强化应急处理能力，提高实验安全素养。该体系显著提升学生安全意识，降低事故风险，为高校实验室安全教育的优化和推广提供了重要参考。
2025, 40(9): 132-141
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502004
摘要:
从数据驱动到化学符号的建立，是化学学科学习发展的核心过程。通过逻辑思维和模型建立相结合的方式是理解抽象化学符号的重要途径，也是衔接式化学教育的重要基石。本文以Transformer模型来模拟和演算阿伏伽德罗常数，以Scikit-learn内置模型来推导最概然分布，运用三重表征教学策略，探讨AI模型在化学衔接教育中的应用，特别是在理解阿伏伽德罗常数本质上是一个比例常数的基础上，将这一探索过程进一步延伸至玻尔兹曼常数、玻尔兹曼公式(熵的含义)，以及温度的定义及公式推演，帮助学生掌握并理解化学符号，深刻理会化学是一门研究聚集体的学科。
从数据驱动到化学符号的建立，是化学学科学习发展的核心过程。通过逻辑思维和模型建立相结合的方式是理解抽象化学符号的重要途径，也是衔接式化学教育的重要基石。本文以Transformer模型来模拟和演算阿伏伽德罗常数，以Scikit-learn内置模型来推导最概然分布，运用三重表征教学策略，探讨AI模型在化学衔接教育中的应用，特别是在理解阿伏伽德罗常数本质上是一个比例常数的基础上，将这一探索过程进一步延伸至玻尔兹曼常数、玻尔兹曼公式(熵的含义)，以及温度的定义及公式推演，帮助学生掌握并理解化学符号，深刻理会化学是一门研究聚集体的学科。
2025, 40(9): 142-147
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502035
摘要:
随着生成式人工智能(GAI)的迅速发展，其在教育领域的应用也受到广泛关注，多所高校陆续开展了AI+课程的探索。本课程基于超星平台，利用教材、课程视频、课程相关资料训练AI助教，使其能完成“医用有机化学”课程中一般性问题的解答，满足了部分学生全时段答疑的需求，并在实践中积累了改进AI助教功能的经验。
随着生成式人工智能(GAI)的迅速发展，其在教育领域的应用也受到广泛关注，多所高校陆续开展了AI+课程的探索。本课程基于超星平台，利用教材、课程视频、课程相关资料训练AI助教，使其能完成“医用有机化学”课程中一般性问题的解答，满足了部分学生全时段答疑的需求，并在实践中积累了改进AI助教功能的经验。
2025, 40(9): 148-155
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412099
摘要:
在全球人工智能技术飞速发展的大背景下，高校应如何应对时代命题，将传统科学研究与人工智能结合起来，快速拓展工科研究生的视野，激发其创新思维，提高创新产出效率，为国家和社会培育出复合型人才，是目前高校教育所面临的重大挑战。鉴于此，本文以双碳目标背景下的二氧化碳电催化还原为例，阐述科学研究融合人工智能提高科研产出和准确性的重要性，总结了人工智能(AI)计算帮助筛选和预测高性能催化剂，帮助研究者深入理解复杂反应机理，优化电解液和设计实验方案等应用，促进了多学科交叉融合，为高校工科研究生实验入门提供参考。
在全球人工智能技术飞速发展的大背景下，高校应如何应对时代命题，将传统科学研究与人工智能结合起来，快速拓展工科研究生的视野，激发其创新思维，提高创新产出效率，为国家和社会培育出复合型人才，是目前高校教育所面临的重大挑战。鉴于此，本文以双碳目标背景下的二氧化碳电催化还原为例，阐述科学研究融合人工智能提高科研产出和准确性的重要性，总结了人工智能(AI)计算帮助筛选和预测高性能催化剂，帮助研究者深入理解复杂反应机理，优化电解液和设计实验方案等应用，促进了多学科交叉融合，为高校工科研究生实验入门提供参考。
2025, 40(9): 156-163
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502107
摘要:
随着人工智能(AI)技术的迅速崛起，传统教育模式的弊端有望得到解决。本文基于当前高校化学教育现状，详细分析了传统大学化学教学存在的不足及原因，并结合AI技术的优势，从AI赋能化学教学的角度提出了相应的举措，希望有效地推动大学化学教学方法改革，提高高校化学学科教育质量。
随着人工智能(AI)技术的迅速崛起，传统教育模式的弊端有望得到解决。本文基于当前高校化学教育现状，详细分析了传统大学化学教学存在的不足及原因，并结合AI技术的优势，从AI赋能化学教学的角度提出了相应的举措，希望有效地推动大学化学教学方法改革，提高高校化学学科教育质量。
2025, 40(9): 164-170
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502087
摘要:
在“新质生产力”背景下，化工行业智能化进程的不断推进使得对具备智能技术素养的高素质化工人才的需求愈发迫切。如何在化工领域实现此类人才的有效培养，已成为高等教育教学改革中备受关注的课题。基于此，本文围绕“新质生产力”这一理念，深入探讨化工智能人才培养的路径与策略，以期为化工专业的教育教学改革提供一些思路与建议。
在“新质生产力”背景下，化工行业智能化进程的不断推进使得对具备智能技术素养的高素质化工人才的需求愈发迫切。如何在化工领域实现此类人才的有效培养，已成为高等教育教学改革中备受关注的课题。基于此，本文围绕“新质生产力”这一理念，深入探讨化工智能人才培养的路径与策略，以期为化工专业的教育教学改革提供一些思路与建议。
2025, 40(9): 171-177
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502109
摘要:
借助DeepSeek大模型进行模拟学习，挖掘DeepSeek大模型对无机化学教与学的有效元素，思考数智赋能时代下化学课程教与学的创新方向，以应对社会发展对无机化学教学提出的要求和挑战。
借助DeepSeek大模型进行模拟学习，挖掘DeepSeek大模型对无机化学教与学的有效元素，思考数智赋能时代下化学课程教与学的创新方向，以应对社会发展对无机化学教学提出的要求和挑战。
2025, 40(9): 178-188
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503010
摘要:
随着人工智能(AI)迅猛发展，高分子化学教学迎来了诸多革新机遇，却也面临一系列挑战。本文深度剖析AI在教学内容、方法、课堂模式以及师生角色转变等方面的创新实践，并探讨其面临的问题。通过实际案例提出提升教师素养、完善教学资源建设等应对策略，旨在推动AI与高分子化学教学深度融合，全方位提升教学质量。
随着人工智能(AI)迅猛发展，高分子化学教学迎来了诸多革新机遇，却也面临一系列挑战。本文深度剖析AI在教学内容、方法、课堂模式以及师生角色转变等方面的创新实践，并探讨其面临的问题。通过实际案例提出提升教师素养、完善教学资源建设等应对策略，旨在推动AI与高分子化学教学深度融合，全方位提升教学质量。
2025, 40(9): 189-195
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412072
摘要:
在人工智能快速发展的背景下，智慧教学为高等教育课程改革提供了全新思路。本文通过设计课程层次，细化能力培养路径，深度融合学科知识与智能技术，构建了以学生为中心的智慧教学。该模式以有机化学课程为例，结合人工智能、大数据分析等先进技术，优化了教学资源的分配与利用，实现了教学过程的个性化和精准化。通过引入虚拟实验室、智能问答系统和在线学习平台，学生能够在课前、课中和课后全方位参与学习，提升了自主学习能力和实践操作技能。教学实践表明，该模式有效增强了学生的课堂参与度、综合能力和学习成效。
在人工智能快速发展的背景下，智慧教学为高等教育课程改革提供了全新思路。本文通过设计课程层次，细化能力培养路径，深度融合学科知识与智能技术，构建了以学生为中心的智慧教学。该模式以有机化学课程为例，结合人工智能、大数据分析等先进技术，优化了教学资源的分配与利用，实现了教学过程的个性化和精准化。通过引入虚拟实验室、智能问答系统和在线学习平台，学生能够在课前、课中和课后全方位参与学习，提升了自主学习能力和实践操作技能。教学实践表明，该模式有效增强了学生的课堂参与度、综合能力和学习成效。
2025, 40(9): 196-205
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503029
摘要:
本文阐述了物理化学课程的特点及传统教学存在的问题，分析了AI与雨课堂结合的优势，介绍了利用AI赋能雨课堂开展物理化学混合式教学的具体实施过程，包括课前、课中、课后的教学环节设计。通过教学实践和学生反馈，探讨了混合式教学模式对学生学习效果、学习兴趣、自主学习能力和创新实践能力的影响，结果表明学生成绩提升明显且未有不及格学生，学习兴趣大幅提升且参与度提高约3倍，学习能力和实践能力也有所提升。本文旨在为物理化学教学改革提供新的思路和方法，推动教育技术与学科教学的深度融合。
本文阐述了物理化学课程的特点及传统教学存在的问题，分析了AI与雨课堂结合的优势，介绍了利用AI赋能雨课堂开展物理化学混合式教学的具体实施过程，包括课前、课中、课后的教学环节设计。通过教学实践和学生反馈，探讨了混合式教学模式对学生学习效果、学习兴趣、自主学习能力和创新实践能力的影响，结果表明学生成绩提升明显且未有不及格学生，学习兴趣大幅提升且参与度提高约3倍，学习能力和实践能力也有所提升。本文旨在为物理化学教学改革提供新的思路和方法，推动教育技术与学科教学的深度融合。
2025, 40(9): 206-219
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503069
摘要:
化学是化工、材料、环境、生物、能源及药学等多个专业的基础课程，生成式人工智能(Generative AI，GAI)的快速发展正在深刻改变化学教育的实践模式。本综述旨在聚焦生成式人工智能驱动化学创新教学这一领域，通过分析现状探寻其发展趋势。首先从教学设计和课程建设、个性化学习路径设计、教学方法改革三大维度，系统回顾了GAI在化学教学中的应用现状。随后，从多模态可视化教学融合以及师生个性化学习的教学实践路径两大方面深入探讨了GAI在化学教学中的创新方法。最后，我们客观分析了GAI驱动化学创新教学研究中的关键挑战并详细讨论了未来的发展方向，为GAI在化学创新教学领域的深入应用提供参考。
化学是化工、材料、环境、生物、能源及药学等多个专业的基础课程，生成式人工智能(Generative AI，GAI)的快速发展正在深刻改变化学教育的实践模式。本综述旨在聚焦生成式人工智能驱动化学创新教学这一领域，通过分析现状探寻其发展趋势。首先从教学设计和课程建设、个性化学习路径设计、教学方法改革三大维度，系统回顾了GAI在化学教学中的应用现状。随后，从多模态可视化教学融合以及师生个性化学习的教学实践路径两大方面深入探讨了GAI在化学教学中的创新方法。最后，我们客观分析了GAI驱动化学创新教学研究中的关键挑战并详细讨论了未来的发展方向，为GAI在化学创新教学领域的深入应用提供参考。
2025, 40(9): 220-227
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503124
摘要:
为进一步提升人工智能在大学化学教育中的应用价值，并强化学生的信息化与智能化素养，本文提出了一系列教学改革与实践措施。基于对当前化学教育现状的分析，探讨了人工智能、大数据与大模型在化学教学中的深度融合，重点阐述其在提升学生数据处理、智能决策与创新思维能力方面的作用。围绕自适应学习平台、AI赋能的数据分析等前沿技术，本文提出了构建智能教学平台、引入先进数据分析工具、优化学科研究流程、鼓励学生参与跨学科竞赛及推动学科交叉融合等具体策略。实践表明，智能技术与教学改革的深度融合显著提升了学生的自主学习、科研创新与实践应用能力，有助于构建面向未来科技发展的现代化化学教育体系。本研究为高校化学教学的智能化转型提供了重要参考，并展望了未来发展方向。
为进一步提升人工智能在大学化学教育中的应用价值，并强化学生的信息化与智能化素养，本文提出了一系列教学改革与实践措施。基于对当前化学教育现状的分析，探讨了人工智能、大数据与大模型在化学教学中的深度融合，重点阐述其在提升学生数据处理、智能决策与创新思维能力方面的作用。围绕自适应学习平台、AI赋能的数据分析等前沿技术，本文提出了构建智能教学平台、引入先进数据分析工具、优化学科研究流程、鼓励学生参与跨学科竞赛及推动学科交叉融合等具体策略。实践表明，智能技术与教学改革的深度融合显著提升了学生的自主学习、科研创新与实践应用能力，有助于构建面向未来科技发展的现代化化学教育体系。本研究为高校化学教学的智能化转型提供了重要参考，并展望了未来发展方向。
2025, 40(9): 228-237
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504052
摘要:
在教育数字化转型背景下，针对传统无机化学实验教学存在的知识离散、资源整合度低、个性化支持不足等问题，提出“知识图谱+AI”融合模型，构建“概念-操作-资源”三元组网络，实现实验原理、操作规范等要素的结构化映射。通过智能导学系统和动态推理算法，支持个性化学习路径规划及过程性评价。教学实践表明，该模式显著提升学生知识整合效率与创新能力，为实验教学数字化转型提供新路径。
在教育数字化转型背景下，针对传统无机化学实验教学存在的知识离散、资源整合度低、个性化支持不足等问题，提出“知识图谱+AI”融合模型，构建“概念-操作-资源”三元组网络，实现实验原理、操作规范等要素的结构化映射。通过智能导学系统和动态推理算法，支持个性化学习路径规划及过程性评价。教学实践表明，该模式显著提升学生知识整合效率与创新能力，为实验教学数字化转型提供新路径。
2025, 40(9): 238-244
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504069
摘要:
随着生成式人工智能(GAI)技术的突破性发展，其在教育领域的应用为传统课程改革提供了全新思路。本文以物理化学课程为切入点，提出并实践了一种以人工智能赋能的教学改革方案，借助DeepSeek的自然语言理解和推理能力，与Xmind、Mathematica以及即梦AI有机整合，构建层级清晰、结构系统的思维脑图，实现动态知识关联与智能扩展；并将复杂数学模型以动态、可交互的形式呈现，突破抽象数学障碍；同时将相关知识点以高精度的示意图或小视频形式展示，实现教学内容的“可视化、可交互、可移动”传达，为化学教育数字化转型提供实践路径。
随着生成式人工智能(GAI)技术的突破性发展，其在教育领域的应用为传统课程改革提供了全新思路。本文以物理化学课程为切入点，提出并实践了一种以人工智能赋能的教学改革方案，借助DeepSeek的自然语言理解和推理能力，与Xmind、Mathematica以及即梦AI有机整合，构建层级清晰、结构系统的思维脑图，实现动态知识关联与智能扩展；并将复杂数学模型以动态、可交互的形式呈现，突破抽象数学障碍；同时将相关知识点以高精度的示意图或小视频形式展示，实现教学内容的“可视化、可交互、可移动”传达，为化学教育数字化转型提供实践路径。
2025, 40(9): 245-252
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504085
摘要:
实现大学教学的数智化转型，将经典的课堂教学与数智化技术有机结合，成为当今教学改革的主要潮流。生成式AI对高等教育的赋能形式之一，是引入能辅助教学和答疑的智能AI助教系统，以重构教学空间与教学活动。本文探索将超星泛雅平台增设的AI助教系统应用于普通化学原理课程教学，构建AI赋能的普通化学原理混合式教学模式。以“原子结构”教学章节为例，剖析AI助教在教学内容生成、个性化学习、智能化助学等方面对师生的赋能和支持，在备课、教学、答疑、学情分析等各个教学环节中融入AI助教并展开研究，助力教学改革，为学生提供个性化学习辅助，综合提升教师的教学质量。
实现大学教学的数智化转型，将经典的课堂教学与数智化技术有机结合，成为当今教学改革的主要潮流。生成式AI对高等教育的赋能形式之一，是引入能辅助教学和答疑的智能AI助教系统，以重构教学空间与教学活动。本文探索将超星泛雅平台增设的AI助教系统应用于普通化学原理课程教学，构建AI赋能的普通化学原理混合式教学模式。以“原子结构”教学章节为例，剖析AI助教在教学内容生成、个性化学习、智能化助学等方面对师生的赋能和支持，在备课、教学、答疑、学情分析等各个教学环节中融入AI助教并展开研究，助力教学改革，为学生提供个性化学习辅助，综合提升教师的教学质量。
2025, 40(9): 253-263
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503020
摘要:
在形成和发展新质生产力的背景下，人工智能(AI)已成为化学研究及教育教学领域的强大工具。本研究基于东北林业大学材料化学专业在产教融合背景下的“学-知-用”培养模式改革，结合AI技术，通过构建智能虚拟仿真实验平台和产教协同智能评估系统，有效解决了传统教育模式中理论实践脱节(学用转化率不足42%)、知识体系碎片化(跨课程知识关联度仅31.7%)、创新成果转化迟滞(平均转化周期超18个月)等突出问题。项目实施三年来取得显著成效：学生创新成果转化周期缩短至5.8个月，较传统模式提升67.8%；在中国国际大学生创新大赛等国家级竞赛中获奖数量增长147.8%。本研究验证了AI技术在破解产教融合深层矛盾中的独特价值，构建的“技术赋能-实践强化-产业反哺”教育生态体系，为新工科背景下材料化学专业人才培养提供了可复制范式。
在形成和发展新质生产力的背景下，人工智能(AI)已成为化学研究及教育教学领域的强大工具。本研究基于东北林业大学材料化学专业在产教融合背景下的“学-知-用”培养模式改革，结合AI技术，通过构建智能虚拟仿真实验平台和产教协同智能评估系统，有效解决了传统教育模式中理论实践脱节(学用转化率不足42%)、知识体系碎片化(跨课程知识关联度仅31.7%)、创新成果转化迟滞(平均转化周期超18个月)等突出问题。项目实施三年来取得显著成效：学生创新成果转化周期缩短至5.8个月，较传统模式提升67.8%；在中国国际大学生创新大赛等国家级竞赛中获奖数量增长147.8%。本研究验证了AI技术在破解产教融合深层矛盾中的独特价值，构建的“技术赋能-实践强化-产业反哺”教育生态体系，为新工科背景下材料化学专业人才培养提供了可复制范式。
2025, 40(9): 264-272
doi: 10.12461/PKU.DXHX202501006
摘要:
在日新月异的技术变革中，人工智能(AI)正以前所未有的速度重塑教育教学的面貌，极大丰富了高等教育的教学资源和教学方式。在“新工科”背景下，本文以无机化学课程为例，针对传统课程教学环节存在的问题，积极探索改革路径。本课程充分利用信息化技术手段，综合运用“AI赋能”的线上线下混合式教学，营造全方位育人的智慧课堂教学体系，增强学生学习的积极性和主动性；同时在教学中深入有效地融入“AI赋能”的课程思政教育，实现价值引领、知识传授和能力培养的有机融合。
在日新月异的技术变革中，人工智能(AI)正以前所未有的速度重塑教育教学的面貌，极大丰富了高等教育的教学资源和教学方式。在“新工科”背景下，本文以无机化学课程为例，针对传统课程教学环节存在的问题，积极探索改革路径。本课程充分利用信息化技术手段，综合运用“AI赋能”的线上线下混合式教学，营造全方位育人的智慧课堂教学体系，增强学生学习的积极性和主动性；同时在教学中深入有效地融入“AI赋能”的课程思政教育，实现价值引领、知识传授和能力培养的有机融合。
2025, 40(9): 273-278
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411018
摘要:
在数字化推动下，将有安全风险且耗时长的科研课题“氯化氢催化氧化及反应动力学研究”以虚拟仿真的形式设计为应用化学综合实验，使难以开展现场教学的科研课题实现课堂化，内容从微观化学结构到宏观化工工艺，契合新工科建设理念和要求。实验内容涉及了催化剂的制备、催化剂的表征、晶体结构分析、化学反应机理预测、催化反应动力学测试等多项内容，以数字化虚拟仿真的形式展开，确保了实验安全，提高了实验教学效率和学生的学习效率，三维效果提升了学生的体验感，互动性增加了学生的参与感。在课程时间内学生学习了催化学科的前沿研究内容并经历了从微观化学结构到宏观化工工艺的完整研究过程，激发了学生的学习兴趣和积极性，培养了学生的信息素养和科研素养。
在数字化推动下，将有安全风险且耗时长的科研课题“氯化氢催化氧化及反应动力学研究”以虚拟仿真的形式设计为应用化学综合实验，使难以开展现场教学的科研课题实现课堂化，内容从微观化学结构到宏观化工工艺，契合新工科建设理念和要求。实验内容涉及了催化剂的制备、催化剂的表征、晶体结构分析、化学反应机理预测、催化反应动力学测试等多项内容，以数字化虚拟仿真的形式展开，确保了实验安全，提高了实验教学效率和学生的学习效率，三维效果提升了学生的体验感，互动性增加了学生的参与感。在课程时间内学生学习了催化学科的前沿研究内容并经历了从微观化学结构到宏观化工工艺的完整研究过程，激发了学生的学习兴趣和积极性，培养了学生的信息素养和科研素养。
2025, 40(9): 279-286
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410094
摘要:
有机化学实验作为高等学校化学专业本科生的四大基础实验课程之一，对提高学生动手能力，拓展创新思维有不可替代的作用。而全英文教学对于学生跟踪前沿科技及国际化交流等有极大助力。我校有机化学实验英文课程采用“翻转课堂+慕课”教学模式，教学中“以学生为中心，以问题为导向”，提升学生自主学习及知识整合的能力。该课程有效帮助学生实现“深度学习”，拓宽实验教学的深度和广度，提升国际化人才培养水平。
有机化学实验作为高等学校化学专业本科生的四大基础实验课程之一，对提高学生动手能力，拓展创新思维有不可替代的作用。而全英文教学对于学生跟踪前沿科技及国际化交流等有极大助力。我校有机化学实验英文课程采用“翻转课堂+慕课”教学模式，教学中“以学生为中心，以问题为导向”，提升学生自主学习及知识整合的能力。该课程有效帮助学生实现“深度学习”，拓宽实验教学的深度和广度，提升国际化人才培养水平。
2025, 40(9): 287-294
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410026
摘要:
分别从学生和教师的角度分析了化学专业英语学与教的现状，基于BOPPPS (导言(B)、目标(O)、前测(P)、参与式学习(P)、后测(P)、总结(S))模型对化学专业英语线上线下混合式教学模式进行了探索。该模式极大地调动了学生的学习积极性，提高教师教学质量和效率，培养学生的自学能力、团队合作能力、表达能力、归纳总结能力等。真正践行了“以生为心、以师为导、生学以用”的教学理念。该教学模式不仅在化学专业英语课程教学中取得了有益的成效，同时也适用于其他课程的教学，具有一定的普适性。
分别从学生和教师的角度分析了化学专业英语学与教的现状，基于BOPPPS (导言(B)、目标(O)、前测(P)、参与式学习(P)、后测(P)、总结(S))模型对化学专业英语线上线下混合式教学模式进行了探索。该模式极大地调动了学生的学习积极性，提高教师教学质量和效率，培养学生的自学能力、团队合作能力、表达能力、归纳总结能力等。真正践行了“以生为心、以师为导、生学以用”的教学理念。该教学模式不仅在化学专业英语课程教学中取得了有益的成效，同时也适用于其他课程的教学，具有一定的普适性。
2025, 40(9): 295-302
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410095
摘要:
设立并有效开展化学课程全英文教学，是建设世界一流学科、培养核心竞争力人才的重要途径。化学课程的全英文教学立足于专业基础知识传授，以拓展学生国际化视野、掌握世界通用的化学语言、在国际舞台展示、交流化学研究成果为宗旨。本文针对非母语环境下的全英文分析化学课程教学的难点，考虑学生在英语语言能力、职业规划，以及化学专业基础与英语基础的匹配度等个性化差异，设计和实施全英文课程教学，探索了具有普适性的化学学科英文教学方法与策略，使学生在国际化的专业课程学习中取得实质性的收获与成长。
设立并有效开展化学课程全英文教学，是建设世界一流学科、培养核心竞争力人才的重要途径。化学课程的全英文教学立足于专业基础知识传授，以拓展学生国际化视野、掌握世界通用的化学语言、在国际舞台展示、交流化学研究成果为宗旨。本文针对非母语环境下的全英文分析化学课程教学的难点，考虑学生在英语语言能力、职业规划，以及化学专业基础与英语基础的匹配度等个性化差异，设计和实施全英文课程教学，探索了具有普适性的化学学科英文教学方法与策略，使学生在国际化的专业课程学习中取得实质性的收获与成长。
2025, 40(9): 303-309
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502027
摘要:
溶液是化学学科的核心研究体系之一，电解质溶液是溶液体系的重要组成部分。本文选取了8本国内外代表性物理化学教材，以电解质溶液为研究对象，详细比较了不同教材中该部分的章节设置、内容安排，并对教材中的习题进行了介绍，期望为物理化学的教材编写和一线教学提供参考。
溶液是化学学科的核心研究体系之一，电解质溶液是溶液体系的重要组成部分。本文选取了8本国内外代表性物理化学教材，以电解质溶液为研究对象，详细比较了不同教材中该部分的章节设置、内容安排，并对教材中的习题进行了介绍，期望为物理化学的教材编写和一线教学提供参考。
2025, 40(9): 310-317
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412098
摘要:
地方高校仪器分析实验课程普遍存在教学模式与学生需求脱节的问题，以至于无法发挥出其独有的教育功能。针对这一问题，我们通过有意识培养“领头羊”，激发学生学习的内源驱动力，充分发掘学生的潜力，提出了双重预习基础上的“头羊效应”新型实验教学模式，实现理论知识与实践实操的交叉融合。教学实践证明这种新型教学模式能够弥补地方高校学时紧张、学生基础薄弱的不足，显著增强了学生分析和解决问题的高阶思维与综合能力，为高素质化工人才的培养奠定了基础，为仪器分析实验课程的教学改革走深、走实，提供了可靠的参考。
地方高校仪器分析实验课程普遍存在教学模式与学生需求脱节的问题，以至于无法发挥出其独有的教育功能。针对这一问题，我们通过有意识培养“领头羊”，激发学生学习的内源驱动力，充分发掘学生的潜力，提出了双重预习基础上的“头羊效应”新型实验教学模式，实现理论知识与实践实操的交叉融合。教学实践证明这种新型教学模式能够弥补地方高校学时紧张、学生基础薄弱的不足，显著增强了学生分析和解决问题的高阶思维与综合能力，为高素质化工人才的培养奠定了基础，为仪器分析实验课程的教学改革走深、走实，提供了可靠的参考。
2025, 40(9): 318-325
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506072
摘要:
针对分析化学理论与实验教学模式改革，运用CiteSpace 6.3 R1文献计量工具对我国分析化学教学模式改革领域文献进行了深入分析。通过可视化分析识别出翻转课堂、教学改革、新工科等分析化学教学模式改革的热点，同时探讨了思政课程、新工科、科教融合和线上线下混合式教学的前沿教学模式，旨在为分析化学的教学模式改革提供理论依据。
针对分析化学理论与实验教学模式改革，运用CiteSpace 6.3 R1文献计量工具对我国分析化学教学模式改革领域文献进行了深入分析。通过可视化分析识别出翻转课堂、教学改革、新工科等分析化学教学模式改革的热点，同时探讨了思政课程、新工科、科教融合和线上线下混合式教学的前沿教学模式，旨在为分析化学的教学模式改革提供理论依据。
2025, 40(9): 326-331
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411008
摘要:
碳是一种重要的非金属元素，也是地球上一切生命的基础，其化学结构一般符合“八隅规则”。然而，随着科学的发展，人们逐渐发现了多种特殊价电子结构的碳物种，例如：七价层电子的碳自由基和六价层电子的碳正离子与卡宾，它们的发现极大地推动了有机合成、药物化学及天然产物化学的发展。长久以来，少于六价层电子的碳物种因稳定性差而难以合成与表征。近期，这一科学难题在Bertrand等人的不懈努力下终于实现了突破。本文主要介绍了具有四价层电子双阳离子卡宾的合成、表征及反应活性，意在帮助学生了解最新的化学前沿知识，开拓思维，提高自主学习能力，并进一步激发他们学习化学的兴趣。
碳是一种重要的非金属元素，也是地球上一切生命的基础，其化学结构一般符合“八隅规则”。然而，随着科学的发展，人们逐渐发现了多种特殊价电子结构的碳物种，例如：七价层电子的碳自由基和六价层电子的碳正离子与卡宾，它们的发现极大地推动了有机合成、药物化学及天然产物化学的发展。长久以来，少于六价层电子的碳物种因稳定性差而难以合成与表征。近期，这一科学难题在Bertrand等人的不懈努力下终于实现了突破。本文主要介绍了具有四价层电子双阳离子卡宾的合成、表征及反应活性，意在帮助学生了解最新的化学前沿知识，开拓思维，提高自主学习能力，并进一步激发他们学习化学的兴趣。
2025, 40(9): 332-343
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410072
摘要:
多羟基阳离子高分子材料是一类富含羟基基团的正电性高分子材料，结合了羟基的低毒性、高生物相容性和阳离子高分子的高细胞亲和性，目前在基因治疗、药物递送、抗菌抗感染和伤口止血等医用领域得到应用。本文主要对当前多羟基阳离子高分子的种类以及在生命健康领域的应用进行了总结，提高对该材料的认知并推动其发展。
多羟基阳离子高分子材料是一类富含羟基基团的正电性高分子材料，结合了羟基的低毒性、高生物相容性和阳离子高分子的高细胞亲和性，目前在基因治疗、药物递送、抗菌抗感染和伤口止血等医用领域得到应用。本文主要对当前多羟基阳离子高分子的种类以及在生命健康领域的应用进行了总结，提高对该材料的认知并推动其发展。
2025, 40(9): 344-353
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503066
摘要:
随着“双碳”目标的提出，氢能作为清洁高效的二次能源备受关注。通过电催化析氢反应(HER)制备“绿氢”是实现氢能社会的最佳策略之一。单原子催化剂因具有最大的原子利用率和独特的电子结构等特征，在HER中表现出优异的催化性能。本文详细介绍了金属单原子催化剂的合成方法及其HER应用研究进展。通过分析具体案例，旨在帮助学生了解单原子催化领域的研究前沿，理解其在电催化析氢应用中的重要性。
随着“双碳”目标的提出，氢能作为清洁高效的二次能源备受关注。通过电催化析氢反应(HER)制备“绿氢”是实现氢能社会的最佳策略之一。单原子催化剂因具有最大的原子利用率和独特的电子结构等特征，在HER中表现出优异的催化性能。本文详细介绍了金属单原子催化剂的合成方法及其HER应用研究进展。通过分析具体案例，旨在帮助学生了解单原子催化领域的研究前沿，理解其在电催化析氢应用中的重要性。
2025, 40(9): 354-360
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410086
摘要:
无机化学实验是化学素质教育和创新教育的良好载体，在教学过程中融合思政元素并精心设计教学环节，不仅可以增强学生的实验技能、提高研究报告撰写能力及巩固无机化学理论知识，而且有助于培养学生的家国情怀、科学精神、创新思维和环保意识。本文以聚合硫酸铁的制备及性能测定实验为例，探讨了在无机化学实验教学中引入思政元素并结合无机化学理论知识，预期达到实验技能培养和思政教育的有机融合，从而实现知识传授、能力培养和价值引领同向同行的教育目标。
无机化学实验是化学素质教育和创新教育的良好载体，在教学过程中融合思政元素并精心设计教学环节，不仅可以增强学生的实验技能、提高研究报告撰写能力及巩固无机化学理论知识，而且有助于培养学生的家国情怀、科学精神、创新思维和环保意识。本文以聚合硫酸铁的制备及性能测定实验为例，探讨了在无机化学实验教学中引入思政元素并结合无机化学理论知识，预期达到实验技能培养和思政教育的有机融合，从而实现知识传授、能力培养和价值引领同向同行的教育目标。
2025, 40(9): 361-367
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410062
摘要:
有机化学综合实验是化学教育中不可或缺的一环，它不仅能够显著提高本科生的基本实验技能，而且有助于加深本科生对专业知识的理解和掌握，为未来的学术探索和职业生涯奠定坚实的基础。本文介绍了一个有机化学综合实验，以茚-2-甲醛和4-乙烯基苯并噁嗪酮为反应物，利用钯催化串联环化反应合成12-乙烯基-7,12-二氢苯并[双]茚并[1,2-e]氮杂卓化合物，并且使用高分辨质谱(HRMS)、核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)等技术手段对产物结构进行表征。
有机化学综合实验是化学教育中不可或缺的一环，它不仅能够显著提高本科生的基本实验技能，而且有助于加深本科生对专业知识的理解和掌握，为未来的学术探索和职业生涯奠定坚实的基础。本文介绍了一个有机化学综合实验，以茚-2-甲醛和4-乙烯基苯并噁嗪酮为反应物，利用钯催化串联环化反应合成12-乙烯基-7,12-二氢苯并[双]茚并[1,2-e]氮杂卓化合物，并且使用高分辨质谱(HRMS)、核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)等技术手段对产物结构进行表征。
2025, 40(9): 368-374
doi: 10.12461/PKU.DXHX202410084
摘要:
随着不断加快的经济全球化进程，教育国际化成为我国高等教育发展的必然趋势和紧迫要求。本文以山西大学来华留学生与本土研究生的全英文专业课程“化学与生物传感器”为例，阐述了高等教育国际化背景下化学专业研究生全英文教学课程建设的理念、现状和面临的挑战及相应的解决策略，结合国际与国内研究生的具体情况和本课程自身特点，总结了全英文教学的经验，指出了教与学过程中存在的问题以及教学资源等方面的问题，并提出了针对性的改进建议。
随着不断加快的经济全球化进程，教育国际化成为我国高等教育发展的必然趋势和紧迫要求。本文以山西大学来华留学生与本土研究生的全英文专业课程“化学与生物传感器”为例，阐述了高等教育国际化背景下化学专业研究生全英文教学课程建设的理念、现状和面临的挑战及相应的解决策略，结合国际与国内研究生的具体情况和本课程自身特点，总结了全英文教学的经验，指出了教与学过程中存在的问题以及教学资源等方面的问题，并提出了针对性的改进建议。
2025, 40(9): 375-382
doi: 10.12461/PKU.DXHX202411015
摘要:
类氢轨道是结构化学的重要教学内容，现有教材多以简化示意图呈现其图像。本文通过编写MATLAB代码，系统绘制了类氢轨道波函数及其角度部分的空间图像，并对其进行了详细分析。通过对比可视化图像，澄清了一些教学中常见的误区，并指出了Orbital Viewer等常用软件中的错误。本文结果为可视化教学提供了重要素材，为加深学生对类氢轨道性质的理解提供了一定的指导。
类氢轨道是结构化学的重要教学内容，现有教材多以简化示意图呈现其图像。本文通过编写MATLAB代码，系统绘制了类氢轨道波函数及其角度部分的空间图像，并对其进行了详细分析。通过对比可视化图像，澄清了一些教学中常见的误区，并指出了Orbital Viewer等常用软件中的错误。本文结果为可视化教学提供了重要素材，为加深学生对类氢轨道性质的理解提供了一定的指导。
