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大学化学
University Chemistry
主管 : 教育部
刊期 : 月刊主编 : 王颖霞
语种 : 中文主办 : 北京大学、中国化学会
ISSN : 1000-8438 CN : 11-1815/O6展开 >《大学化学》是教育部主管、北京大学和中国化学会共同主办的教育研究性学术刊物，本刊以深化大学化学教育改革为宗旨，为促进教师知识更新、扩大学生知识面、提高化学教学水平服务。读者对象为高等学校化学教师、研究生、本科生、中学化学教师和对化学有浓厚兴趣的中学生，以及化学教育领域的各级管理人员和其他岗位上的化学工作者。现已被中国期刊网全文数据库、万方数据库、台湾华艺数据库、中文科技期刊数据库（全文版）、美国化学文摘等多家数据库收录。
主要栏目内容和要求包括：
（1）今日化学――介绍化学各学科前沿领域及与化学相关交叉学科的发展动向、前景；在国民经济中的应用和展望。要求文章内容新颖，有学术见解，文字表述深入浅出，有启发性。
（2）教学研究与改革――研究高校化学教育改革中的重大问题，对化学教学中具有普遍性的问题发表创见；交流化学教学改革的经验，讨论教学中的难点和重点；介绍新的教学内容和方法等。要求观点有新意，经验有实践基础，避免空泛议论和设想；文字精练，图表清晰准确。
（3）知识介绍――介绍化学学科领域在理论、实践、应用方面的新知识与新发展。要求概念准确，避免重复书刊的内容；文字简练，内容具有启发性。
（4）计算机与化学――介绍计算机化学的最新进展；开展计算机化学应用软件和辅助化学教学软件的交流。
（5）化学实验――实验教学的目标研究；新实验的设计和现有实验的改进；现代化仪器设备在实验中的应用；实验室管理的新经验等。要求内容翔实，数据可靠，方法具有推广使用价值。
（6）师生笔谈－－交流学习心得；探讨能启发创造性思维的问题；介绍具有启发性的解题方法等。要求文章内容生动，主题突出。
（7）自学之友――刊登疑难解释，专题辅导，点滴经验，一事一议。要求文章观点明确，短小精悍。
本刊还设有化学史、国外化学教育、书刊评介、科技书讯、动态与信息等栏目。
欢迎高校师生及其他部门的化学教学、科研人员为本刊撰写稿件。
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2024, 39(1): 1-6
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311076
摘要:
随着化学学科的发展，人们能够制备出的化合物种类越来越多，对物质的研究也遍及不同的尺度：从宏观到微观以及二者之间的介观——通常在纳米量级。在纳米尺度上，很多材料的性质表现出与尺寸之间的关联效应，量子点就是其中最典型的代表。量子点指尺寸与其激子波尔半径相近时表现出尺寸依赖的量子效应的一类半导体，在保持组成不变的前提下，通过尺寸调控就可以改变其带隙以及相应的吸收和发射光谱。这一特性为半导体纳米材料的研究与应用带来了新的机遇。2023年诺贝尔化学奖授予量子点的工作，赞扬其点亮纳米科学。本文主要围绕三位获奖科学家的工作，从量子点的发现和合成的研究历程出发，对相关的科学发展和事件做简要的总结和评述。
随着化学学科的发展，人们能够制备出的化合物种类越来越多，对物质的研究也遍及不同的尺度：从宏观到微观以及二者之间的介观——通常在纳米量级。在纳米尺度上，很多材料的性质表现出与尺寸之间的关联效应，量子点就是其中最典型的代表。量子点指尺寸与其激子波尔半径相近时表现出尺寸依赖的量子效应的一类半导体，在保持组成不变的前提下，通过尺寸调控就可以改变其带隙以及相应的吸收和发射光谱。这一特性为半导体纳米材料的研究与应用带来了新的机遇。2023年诺贝尔化学奖授予量子点的工作，赞扬其点亮纳米科学。本文主要围绕三位获奖科学家的工作，从量子点的发现和合成的研究历程出发，对相关的科学发展和事件做简要的总结和评述。
2024, 39(1): 7-14
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305078
摘要:
仪器分析实验课程是化学相关专业实践性与应用性极强的核心实验课程之一。在“双一流”建设的大背景下，针对目前仪器分析实验教学存在的问题，从教学模式、教学内容和教学方法三方面进行改革，打造了线上线下相结合，常规实验、虚拟仿真实验和自主创新设计实验相结合，翻转课堂和问题导向学习法相结合的多元混合式教学课程体系。教学实践证明，这种新型的教学课程体系有利于激发学生的学习兴趣与主动性，引导学生内化知识，培养分析和解决问题的高阶思维与综合能力，提高教学效率，优化教学效果。
仪器分析实验课程是化学相关专业实践性与应用性极强的核心实验课程之一。在“双一流”建设的大背景下，针对目前仪器分析实验教学存在的问题，从教学模式、教学内容和教学方法三方面进行改革，打造了线上线下相结合，常规实验、虚拟仿真实验和自主创新设计实验相结合，翻转课堂和问题导向学习法相结合的多元混合式教学课程体系。教学实践证明，这种新型的教学课程体系有利于激发学生的学习兴趣与主动性，引导学生内化知识，培养分析和解决问题的高阶思维与综合能力，提高教学效率，优化教学效果。
2024, 39(1): 15-21
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305091
摘要:
以系统视角审视专业思政建设具有理论与实践意义。当前化学师范类专业思政存在思政元素分散、培养目标泛化、课程目标离散、教育主体单一等问题。运用整体性思维明确专业思政内容的统领性，精用层次性思维提高培养目标的进阶性，巧用协同性思维增强各类课程的融通性，活用开放性思维提升育人的聚合性，进而推进化学师范类专业思政建设。
以系统视角审视专业思政建设具有理论与实践意义。当前化学师范类专业思政存在思政元素分散、培养目标泛化、课程目标离散、教育主体单一等问题。运用整体性思维明确专业思政内容的统领性，精用层次性思维提高培养目标的进阶性，巧用协同性思维增强各类课程的融通性，活用开放性思维提升育人的聚合性，进而推进化学师范类专业思政建设。
2024, 39(1): 22-28
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305081
摘要:
新形态出版的大连理工大学《有机化学实验（第六版）》融合了纸质版教材和网上数字资源，整合了第五版书附教学光盘、网站资源及新建数字资源，优化为新版数字资源作为纸质版教材的支撑和拓展。第六版教材参考了国内外实验教学论文，编著了反应机理证明、可视化制备、黄鸣龙还原及烯烃交互置换专题下14个基本性实验；编著了天然肉桂醛提取及羟醛缩合、脯氨酸催化不对称合成和LED光催化发光体制备等3个综合性实验；编著了费舍尔酯化法合成工业香料羧酸酯的设计性实验与优化微波辅助威廉森法制备4-硝基苯乙醚反应条件的研究性实验。第六版教材搭建了个性化学习平台，有助于提升学生实验能力，培养学生严谨创新的学风。
新形态出版的大连理工大学《有机化学实验（第六版）》融合了纸质版教材和网上数字资源，整合了第五版书附教学光盘、网站资源及新建数字资源，优化为新版数字资源作为纸质版教材的支撑和拓展。第六版教材参考了国内外实验教学论文，编著了反应机理证明、可视化制备、黄鸣龙还原及烯烃交互置换专题下14个基本性实验；编著了天然肉桂醛提取及羟醛缩合、脯氨酸催化不对称合成和LED光催化发光体制备等3个综合性实验；编著了费舍尔酯化法合成工业香料羧酸酯的设计性实验与优化微波辅助威廉森法制备4-硝基苯乙醚反应条件的研究性实验。第六版教材搭建了个性化学习平台，有助于提升学生实验能力，培养学生严谨创新的学风。
2024, 39(1): 29-37
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306036
摘要:
基于“以学生为中心”的现代教育理念，借助现代媒体、新型教学方法，融合课程思政重构分析化学课程。基于专业培养目标，重构课程内容；借助中国大学MOOC、虚拟仿真实验平台、学习通等现代媒体手段实施教学内容；选择新型教学方法，激发学生的学习热情和提高学生运用理论知识分析、解决复杂问题的能力；贯穿整个教学环节的课程思政突出课程的价值引领作用。基于教学环节，制定多元考核体系，检验教学效果和学生学习成效。
基于“以学生为中心”的现代教育理念，借助现代媒体、新型教学方法，融合课程思政重构分析化学课程。基于专业培养目标，重构课程内容；借助中国大学MOOC、虚拟仿真实验平台、学习通等现代媒体手段实施教学内容；选择新型教学方法，激发学生的学习热情和提高学生运用理论知识分析、解决复杂问题的能力；贯穿整个教学环节的课程思政突出课程的价值引领作用。基于教学环节，制定多元考核体系，检验教学效果和学生学习成效。
2024, 39(1): 38-43
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307005
摘要:
依照创新人才培养目标，针对传统仪器分析教学中存在的弊端，以竞赛为依托，将科研前沿引入课堂，以线上教学为纽带，开展“教研赛”融合式教学模式改革探索。该教学模式着重培养学生的创新意识、创新思维、创新能力，以及综合分析问题、解决问题的能力；同时，该教学模式也促进理论与实验教学的衔接，形成“虚实结合、理实一体化”的教学体系。
依照创新人才培养目标，针对传统仪器分析教学中存在的弊端，以竞赛为依托，将科研前沿引入课堂，以线上教学为纽带，开展“教研赛”融合式教学模式改革探索。该教学模式着重培养学生的创新意识、创新思维、创新能力，以及综合分析问题、解决问题的能力；同时，该教学模式也促进理论与实验教学的衔接，形成“虚实结合、理实一体化”的教学体系。
2024, 39(1): 44-48
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306066
摘要:
将思想政治教育融入专业课程教学已经成为教育改革面临的挑战。仪器分析课程作为现代化学教育中不可缺少的一环，也必须与思想政治教育相结合，培养学生掌握知识技能的同时加强思想政治教育，培养具备高尚的道德操守和职业素养的综合性人才。本文介绍了仪器分析的发展简史和两种常用仪器分析方法的发展，探索其中的思政元素；同时探讨了思政元素融入现代教学的多元化方式。期望做到将思政元素自然地融入教学语言、教学环境和教学平台中，强化榜样的作用，使学生体会到学习的乐趣与成就感，对化学学科产生心理认同感。
将思想政治教育融入专业课程教学已经成为教育改革面临的挑战。仪器分析课程作为现代化学教育中不可缺少的一环，也必须与思想政治教育相结合，培养学生掌握知识技能的同时加强思想政治教育，培养具备高尚的道德操守和职业素养的综合性人才。本文介绍了仪器分析的发展简史和两种常用仪器分析方法的发展，探索其中的思政元素；同时探讨了思政元素融入现代教学的多元化方式。期望做到将思政元素自然地融入教学语言、教学环境和教学平台中，强化榜样的作用，使学生体会到学习的乐趣与成就感，对化学学科产生心理认同感。
2024, 39(1): 49-56
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306080
摘要:
培养卓越的能源化学专业人才，既可以促进能源行业的发展，也是这类应用型理工科专业建设的重要内容。本文基于国际先进的成果导向教育（OBE）理念，以能源化学专业导论课程为例，提出一系列交叉学科专业课程教学改革探索的建议。以提升学生能力和学习成果为目的，融合OBE教育理念，注重学生知识的理解及运用，强调学生的主动参与和合作，传授学习技能和分析思维等。教学中以学生为中心，通过教学课程的实践对能源化学专业导论课程目标、能力标准、教学评估、学习资源、学习方法等进行改革，采用OBE教育理念使得能源化学课程更具有针对性和实用性，更好地掌握所学内容，并将其应用到实际生活和工作中，最终实现教学质量的提高及学生综合能力的全面提升，为新型交叉学科专业课程教学改革提供新思路。
培养卓越的能源化学专业人才，既可以促进能源行业的发展，也是这类应用型理工科专业建设的重要内容。本文基于国际先进的成果导向教育（OBE）理念，以能源化学专业导论课程为例，提出一系列交叉学科专业课程教学改革探索的建议。以提升学生能力和学习成果为目的，融合OBE教育理念，注重学生知识的理解及运用，强调学生的主动参与和合作，传授学习技能和分析思维等。教学中以学生为中心，通过教学课程的实践对能源化学专业导论课程目标、能力标准、教学评估、学习资源、学习方法等进行改革，采用OBE教育理念使得能源化学课程更具有针对性和实用性，更好地掌握所学内容，并将其应用到实际生活和工作中，最终实现教学质量的提高及学生综合能力的全面提升，为新型交叉学科专业课程教学改革提供新思路。
2024, 39(1): 57-62
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307078
摘要:
依据素质教育中知识-能力-素质有机融合的思想指导，对《无机化学》酸碱解离内容进行重组，构建新的课程设计模块。内容重组扩充为5个模块，包括电解质溶液基础、酸碱理论概述、酸碱强度、弱酸弱碱解离平衡和酸碱滴定与误差基本概念。教学内容的重构在保证基本面知识结构完整的前提下与时俱进，从专业能力方面促进学生发展。
依据素质教育中知识-能力-素质有机融合的思想指导，对《无机化学》酸碱解离内容进行重组，构建新的课程设计模块。内容重组扩充为5个模块，包括电解质溶液基础、酸碱理论概述、酸碱强度、弱酸弱碱解离平衡和酸碱滴定与误差基本概念。教学内容的重构在保证基本面知识结构完整的前提下与时俱进，从专业能力方面促进学生发展。
2024, 39(1): 63-68
doi: 10.3866/PKU.DXHX202308043
摘要:
随着ChatGPT-4的推出，人工智能技术的发展与应用进入了一个崭新的时代，也必然对现代科技人才的培养产生深远的影响。本文首先简述了人工智能技术及其在化学研究中的应用；其次，探讨了在人工智能新时代下化学专业学生创新能力培养的新要求；最后，介绍了我院《化学信息学》课程教学改革的探索与实践。
随着ChatGPT-4的推出，人工智能技术的发展与应用进入了一个崭新的时代，也必然对现代科技人才的培养产生深远的影响。本文首先简述了人工智能技术及其在化学研究中的应用；其次，探讨了在人工智能新时代下化学专业学生创新能力培养的新要求；最后，介绍了我院《化学信息学》课程教学改革的探索与实践。
2024, 39(1): 69-72
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307062
摘要:
“医用有机化学”是医学院各专业一年级学生的必修课，该课程难度较高，核心内容与临床实践相关性较低，容易使学生产生畏难情绪。我们在教学中通过引入真实临床案例，使学生认识到有机化学知识与临床的相关性，进而激发医学生们对课程学习的热情。
“医用有机化学”是医学院各专业一年级学生的必修课，该课程难度较高，核心内容与临床实践相关性较低，容易使学生产生畏难情绪。我们在教学中通过引入真实临床案例，使学生认识到有机化学知识与临床的相关性，进而激发医学生们对课程学习的热情。
2024, 39(1): 73-79
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307080
摘要:
针对传统课堂的教学“痛点”问题，团队教师以课程思政为主导，以现代信息技术为媒介，优化教学目标，重构教学内容，重塑教学过程，强化互动辩论，完善考评机制，持续改进，探索出“三融合，四突出”的教学创新路径。全面解决课程“痛点”问题，全力打造“两性一度”金课，促进学生创新能力和综合素质的提升。
针对传统课堂的教学“痛点”问题，团队教师以课程思政为主导，以现代信息技术为媒介，优化教学目标，重构教学内容，重塑教学过程，强化互动辩论，完善考评机制，持续改进，探索出“三融合，四突出”的教学创新路径。全面解决课程“痛点”问题，全力打造“两性一度”金课，促进学生创新能力和综合素质的提升。
2024, 39(1): 80-86
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306008
摘要:
在课程教学中融入科学前沿实例不仅可以阐明所学基本原理的实际意义，还可以为基本原理的灵活应用提供范例，启发学生独立思考能力。界面化学是物理化学课程中的重要学习内容，但由于在常规尺度的多相体系中界面现象并不显著，学生对该部分知识常有忽视。近年来纳米材料已成为国内外研究的热点。纳米材料由于其高界面分子比例而表现出更为显著的界面现象。将界面化学的基本原理应用于纳米材料的研究中，已取得了一系列令人瞩目的成果。本文首先对附加压力、接触角等相关界面现象的基本原理进行梳理，然后分别介绍根据这些基本原理所发展出的分子马达、光控微流控器件、液体门控技术以及超疏水表面四项科技突破。
在课程教学中融入科学前沿实例不仅可以阐明所学基本原理的实际意义，还可以为基本原理的灵活应用提供范例，启发学生独立思考能力。界面化学是物理化学课程中的重要学习内容，但由于在常规尺度的多相体系中界面现象并不显著，学生对该部分知识常有忽视。近年来纳米材料已成为国内外研究的热点。纳米材料由于其高界面分子比例而表现出更为显著的界面现象。将界面化学的基本原理应用于纳米材料的研究中，已取得了一系列令人瞩目的成果。本文首先对附加压力、接触角等相关界面现象的基本原理进行梳理，然后分别介绍根据这些基本原理所发展出的分子马达、光控微流控器件、液体门控技术以及超疏水表面四项科技突破。
2024, 39(1): 87-94
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306052
摘要:
烯烃是一类非常重要的化合物，人们可以由烯烃通过一系列转化得到复杂的有机分子。本文主要对基于烯烃碳-氢键活化的碳-碳交叉偶联反应进行了详细介绍，基于烯烃的碳-氢键活化，利用铑、钯、钴等过渡金属催化剂，通过碳-碳交叉偶联反应，构建各类碳-碳键。对于烯烃碳-氢键活化反应的介绍，能够丰富和拓展有机化学课程中烯烃的知识点，帮助学生了解有机化学的发展前沿，提高学生学习的积极性和主动性，培养学生的科研素养。
烯烃是一类非常重要的化合物，人们可以由烯烃通过一系列转化得到复杂的有机分子。本文主要对基于烯烃碳-氢键活化的碳-碳交叉偶联反应进行了详细介绍，基于烯烃的碳-氢键活化，利用铑、钯、钴等过渡金属催化剂，通过碳-碳交叉偶联反应，构建各类碳-碳键。对于烯烃碳-氢键活化反应的介绍，能够丰富和拓展有机化学课程中烯烃的知识点，帮助学生了解有机化学的发展前沿，提高学生学习的积极性和主动性，培养学生的科研素养。
2024, 39(1): 95-104
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306015
摘要:
手性的研究在化学特别在有机化学领域具有非常重要的理论意义和应用前景，随着科学技术的发展及人们认识的提高，新概念新技术层出不穷。固有手性是无垂直对称面的曲面引起的手性，它不同于一般的中心手性、轴手性、面手性、螺旋手性，具有特殊的立体化学和广泛的应用前景。本文综述了天然固有手性化合物，合成的固有手性杯芳烃、柱芳烃、环三藜芦烃、三苯三戊并烯、马鞍状八元环、素馨烯、笼状化合物等的结构特点、合成及拆分，并展望了该领域的未来发展方向和新机遇。
手性的研究在化学特别在有机化学领域具有非常重要的理论意义和应用前景，随着科学技术的发展及人们认识的提高，新概念新技术层出不穷。固有手性是无垂直对称面的曲面引起的手性，它不同于一般的中心手性、轴手性、面手性、螺旋手性，具有特殊的立体化学和广泛的应用前景。本文综述了天然固有手性化合物，合成的固有手性杯芳烃、柱芳烃、环三藜芦烃、三苯三戊并烯、马鞍状八元环、素馨烯、笼状化合物等的结构特点、合成及拆分，并展望了该领域的未来发展方向和新机遇。
2024, 39(1): 105-110
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306022
摘要:
立体化学纯的肟被广泛应用于有机合成、药物、食品添加剂等领域。传统方法合成肟的立体选择性取决于底物取代基的空间位阻，其立体选择性合成一直是有机合成领域的难点与挑战。本文简要介绍了立体选择性合成肟的新方法和技术的研究进展。本文的内容来源于基础有机化学，将此内容融入到教学中可以拓展学生的视野，也有助于激发学生发现和解决难题的兴趣。
立体化学纯的肟被广泛应用于有机合成、药物、食品添加剂等领域。传统方法合成肟的立体选择性取决于底物取代基的空间位阻，其立体选择性合成一直是有机合成领域的难点与挑战。本文简要介绍了立体选择性合成肟的新方法和技术的研究进展。本文的内容来源于基础有机化学，将此内容融入到教学中可以拓展学生的视野，也有助于激发学生发现和解决难题的兴趣。
2024, 39(1): 111-118
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306039
摘要:
酰胺作为具有独特物理化学性质和生物活性的含氮化合物，其在医药、材料等领域已展现出了广泛的应用前景。与传统酰胺相比，扭曲型酰胺由于其分子内的p–π共轭被不同程度地破坏，致使酰胺平面结构发生不同程度的扭曲，进而呈现出独特的反应活性。扭曲角τ和角锥化参数χN是衡量扭曲型酰胺扭曲程度的两个重要指标，τ描述了N―C（O）键的扭曲程度，χN则描述了氮原子的角锥化程度。τ = 40°，χN = 40°更是其在反应性上区别平面酰胺的关键阈值。本文着重介绍了当τ > 40°，χN > 40°时环状扭曲型酰胺和无环扭曲型酰胺的特殊结构与反应性能。
酰胺作为具有独特物理化学性质和生物活性的含氮化合物，其在医药、材料等领域已展现出了广泛的应用前景。与传统酰胺相比，扭曲型酰胺由于其分子内的p–π共轭被不同程度地破坏，致使酰胺平面结构发生不同程度的扭曲，进而呈现出独特的反应活性。扭曲角τ和角锥化参数χN是衡量扭曲型酰胺扭曲程度的两个重要指标，τ描述了N―C（O）键的扭曲程度，χN则描述了氮原子的角锥化程度。τ = 40°，χN = 40°更是其在反应性上区别平面酰胺的关键阈值。本文着重介绍了当τ > 40°，χN > 40°时环状扭曲型酰胺和无环扭曲型酰胺的特殊结构与反应性能。
2024, 39(1): 119-125
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305068
摘要:
以研究持久性有机氯污染物检测的样品前处理方法为基础，设计了一个综合性仪器分析实验，内容包括红外光谱表征、同步热分析表征、固相微萃取实验条件优化及气相色谱对样品中持久性有机氯污染物进行定性与定量分析。在实验过程中，学生充分参与完整的仪器分析实验流程，有效提高了学生的综合思维能力和解决实际问题的能力。
以研究持久性有机氯污染物检测的样品前处理方法为基础，设计了一个综合性仪器分析实验，内容包括红外光谱表征、同步热分析表征、固相微萃取实验条件优化及气相色谱对样品中持久性有机氯污染物进行定性与定量分析。在实验过程中，学生充分参与完整的仪器分析实验流程，有效提高了学生的综合思维能力和解决实际问题的能力。
2024, 39(1): 126-133
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305057
摘要:
为了使化学及相关专业本科生掌握水凝胶材料的基本特点及其在宏观非平衡超分子自组装领域的应用，介绍了一个研究型大学化学综合实验——宏观非平衡超分子自组装综合实验。本实验主要包括基于均相自由基聚合的聚电解质水凝胶的制备方法、基于尿素-脲酶计时反应的宏观非平衡超分子自组装体系的构建方法、组装体性能表征、非平衡组装及解组装的机制探究等内容。通过本实验的实践，可加深学生对超分子相互作用的理解；掌握相关的聚合物水凝胶的制备和表征方法；以及巩固一些常用仪器的使用方法。通过教学和实践相结合的方法，建立起教学和科研的桥梁，扩宽学生科学视野，激发研究兴趣，培养学生的创新能力以及科学思维。
为了使化学及相关专业本科生掌握水凝胶材料的基本特点及其在宏观非平衡超分子自组装领域的应用，介绍了一个研究型大学化学综合实验——宏观非平衡超分子自组装综合实验。本实验主要包括基于均相自由基聚合的聚电解质水凝胶的制备方法、基于尿素-脲酶计时反应的宏观非平衡超分子自组装体系的构建方法、组装体性能表征、非平衡组装及解组装的机制探究等内容。通过本实验的实践，可加深学生对超分子相互作用的理解；掌握相关的聚合物水凝胶的制备和表征方法；以及巩固一些常用仪器的使用方法。通过教学和实践相结合的方法，建立起教学和科研的桥梁，扩宽学生科学视野，激发研究兴趣，培养学生的创新能力以及科学思维。
2024, 39(1): 134-141
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305088
摘要:
“海藻酸盐微胶囊的制备、药物包封及缓控释分析实验”是II型分析化学实验中非常典型的一个研究型实验，它涵盖了微胶囊形成原理探究、实验条件设计、微胶囊性能表征等科研基本能力的训练。将海藻酸钠与亚甲基蓝混合溶液分别滴加至3% CaCl2溶液和1%壳聚糖溶液中，从而制备出两种不同性能的微胶囊。通过分光光度法测得不同时间溶液的浓度，从而得到缓释曲线，并对两种胶囊的缓释性进行对比分析。后续探究实验采用一步法和两步法制备微胶囊，将两种体系的优点结合起来，得到缓释性和稳定性均较好的微胶囊。
“海藻酸盐微胶囊的制备、药物包封及缓控释分析实验”是II型分析化学实验中非常典型的一个研究型实验，它涵盖了微胶囊形成原理探究、实验条件设计、微胶囊性能表征等科研基本能力的训练。将海藻酸钠与亚甲基蓝混合溶液分别滴加至3% CaCl2溶液和1%壳聚糖溶液中，从而制备出两种不同性能的微胶囊。通过分光光度法测得不同时间溶液的浓度，从而得到缓释曲线，并对两种胶囊的缓释性进行对比分析。后续探究实验采用一步法和两步法制备微胶囊，将两种体系的优点结合起来，得到缓释性和稳定性均较好的微胶囊。
2024, 39(1): 142-147
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306056
摘要:
“火焰原子吸收光谱”是本科生仪器分析实验教学中的重要实验之一。原子吸收光谱用于实际样品中某一特定元素的定量测定，具有测定准确度高、精密度高和选择性好等优点。葡萄糖酸锌口服液是生活中常见的口服补锌类非处方药，通过本科生自主实验，建立火焰原子吸收实验方法，测定葡萄糖酸锌口服液中锌含量，方法简便、易于操作。通过该自主实验，培养学生利用课堂所学理论知识解决实际问题的能力，实现“学以致用，用以促学”的育人目标。
“火焰原子吸收光谱”是本科生仪器分析实验教学中的重要实验之一。原子吸收光谱用于实际样品中某一特定元素的定量测定，具有测定准确度高、精密度高和选择性好等优点。葡萄糖酸锌口服液是生活中常见的口服补锌类非处方药，通过本科生自主实验，建立火焰原子吸收实验方法，测定葡萄糖酸锌口服液中锌含量，方法简便、易于操作。通过该自主实验，培养学生利用课堂所学理论知识解决实际问题的能力，实现“学以致用，用以促学”的育人目标。
2024, 39(1): 148-156
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305074
摘要:
通过几十毫克级别的微量反应，在相同的反应条件下，分别合成了两种同时具有光致发光和化学发光性能的功能染料。红色的染料具有红光发光性能，而蓝色染料具有近红外发光性能。通过紫外光谱仪和荧光光谱仪测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和化学发光光谱。本实验通过薄层色谱监测了反应的进程，并用制备薄层色谱板分离纯化了产品，尽量减少染料合成可能带来的污染。采用红色和绿色激光笔分别照射染料的溶液和含有染料的薄膜，可以直观观察到光致发光现象。绿色激光可以被红色染料吸收，通过光致发光现象转化为红光。而红色激光可以被近红外发光染料直接转化为近红外发光。在化学发光体系中，两种染料分别发出了明亮的红光和近红外光。本实验将光功能材料引入本科教学实验中，不仅锻炼了学生微量有机合成和分离的技术，更能激发学生的好奇心，增强实验的趣味性。
通过几十毫克级别的微量反应，在相同的反应条件下，分别合成了两种同时具有光致发光和化学发光性能的功能染料。红色的染料具有红光发光性能，而蓝色染料具有近红外发光性能。通过紫外光谱仪和荧光光谱仪测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和化学发光光谱。本实验通过薄层色谱监测了反应的进程，并用制备薄层色谱板分离纯化了产品，尽量减少染料合成可能带来的污染。采用红色和绿色激光笔分别照射染料的溶液和含有染料的薄膜，可以直观观察到光致发光现象。绿色激光可以被红色染料吸收，通过光致发光现象转化为红光。而红色激光可以被近红外发光染料直接转化为近红外发光。在化学发光体系中，两种染料分别发出了明亮的红光和近红外光。本实验将光功能材料引入本科教学实验中，不仅锻炼了学生微量有机合成和分离的技术，更能激发学生的好奇心，增强实验的趣味性。
2024, 39(1): 157-165
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305093
摘要:
现有的大学化学实验教学内容虽然已经非常丰富和完善，但缺乏与科研领域尤其是前沿和热点领域的联系。在与时俱进的发展背景下，本文介绍了天然产物山奈酚的聚集诱导发光特性及其在Al3+检测方面的应用，把该实验引入到教学实践中，可使学生了解中国科学家在聚集诱导发光研究领域的贡献，理解荧光的基本原理和应用，直观感受聚集诱导发光和聚集诱导猝灭的区别。该实验涵盖配合物结构分析、光谱分析和产物仪器表征，综合性强而易操作。该教学实践过程有助于学生创新意识和综合能力的培养，同时加强学生的绿色发展理念和增强民族自豪感。
现有的大学化学实验教学内容虽然已经非常丰富和完善，但缺乏与科研领域尤其是前沿和热点领域的联系。在与时俱进的发展背景下，本文介绍了天然产物山奈酚的聚集诱导发光特性及其在Al3+检测方面的应用，把该实验引入到教学实践中，可使学生了解中国科学家在聚集诱导发光研究领域的贡献，理解荧光的基本原理和应用，直观感受聚集诱导发光和聚集诱导猝灭的区别。该实验涵盖配合物结构分析、光谱分析和产物仪器表征，综合性强而易操作。该教学实践过程有助于学生创新意识和综合能力的培养，同时加强学生的绿色发展理念和增强民族自豪感。
2024, 39(1): 166-172
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306034
摘要:
介绍了一个长余辉发光材料的制备、表征，及性能测试的大学化学综合性实验。内容包括：尖晶石型碱土铝酸盐发光材料的制备，物相纯度的表征，以及发光性能的测试。本实验安全、简单、迅速，富有观赏性。学生通过本实验可以掌握溶液燃烧的物理化学原理，提高基本实验技能，更重要的是呈现化学之美，激发学生科学研究的兴趣。
介绍了一个长余辉发光材料的制备、表征，及性能测试的大学化学综合性实验。内容包括：尖晶石型碱土铝酸盐发光材料的制备，物相纯度的表征，以及发光性能的测试。本实验安全、简单、迅速，富有观赏性。学生通过本实验可以掌握溶液燃烧的物理化学原理，提高基本实验技能，更重要的是呈现化学之美，激发学生科学研究的兴趣。
2024, 39(1): 173-177
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306079
摘要:
目前的变压吸附实验中通常使用商品化设备，存在尺寸大、成本高、气路复杂等问题，不利于大规模开展本科实验教学。本文对变压吸附装置进行了小型化、低成本化改进，学生可以使用实验室常见材料自行搭建变压吸附装置，了解并掌握设备搭建、调试、运行的整个流程。以Li交换分子筛作为吸附剂，该设备的制氧效果与商用制氧机相当，出口氧气浓度可达95.8%。该装置具有安全性高、可反复拆装的特点，搭建、调试过程具有一定趣味性，适合用于应用化学、化学工程等本科专业的变压吸附实验教学，有利于激发学生对创制实验装置的兴趣，锻炼学生的动手能力，提高学生理论结合实际解决问题的能力。
目前的变压吸附实验中通常使用商品化设备，存在尺寸大、成本高、气路复杂等问题，不利于大规模开展本科实验教学。本文对变压吸附装置进行了小型化、低成本化改进，学生可以使用实验室常见材料自行搭建变压吸附装置，了解并掌握设备搭建、调试、运行的整个流程。以Li交换分子筛作为吸附剂，该设备的制氧效果与商用制氧机相当，出口氧气浓度可达95.8%。该装置具有安全性高、可反复拆装的特点，搭建、调试过程具有一定趣味性，适合用于应用化学、化学工程等本科专业的变压吸附实验教学，有利于激发学生对创制实验装置的兴趣，锻炼学生的动手能力，提高学生理论结合实际解决问题的能力。
2024, 39(1): 178-184
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307004
摘要:
通过介孔碳包覆纳米氧化铁的制备、表征及储锂性能测试，帮助学生熟悉材料结构的表征手段，了解电池的制作工艺和测试技术，理解材料结构与性能间的关联，培养学生的实验技能、科学素养和实践创新能力。本实验帮助学生了解新能源领域的科学前沿，激发学生的科研兴趣，适合作为化学相关专业高年级本科生的综合实验课程。
通过介孔碳包覆纳米氧化铁的制备、表征及储锂性能测试，帮助学生熟悉材料结构的表征手段，了解电池的制作工艺和测试技术，理解材料结构与性能间的关联，培养学生的实验技能、科学素养和实践创新能力。本实验帮助学生了解新能源领域的科学前沿，激发学生的科研兴趣，适合作为化学相关专业高年级本科生的综合实验课程。
2024, 39(1): 185-190
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306024
摘要:
不同于大学低年级的基础化学实验课，高年级开设自主设计实验，侧重于独立思考、主动探索。以“TiCN基合金中N含量测定”为例，介绍自主设计实验全过程，包含自选题目、设计方案、固体样品的消解、待测物质的提取、分析测试、数据处理与评估，将理论知识引入到实际问题中，用实验手段将两者深度融合，提高了学生判断思维、解决问题的能力以及综合素质。
不同于大学低年级的基础化学实验课，高年级开设自主设计实验，侧重于独立思考、主动探索。以“TiCN基合金中N含量测定”为例，介绍自主设计实验全过程，包含自选题目、设计方案、固体样品的消解、待测物质的提取、分析测试、数据处理与评估，将理论知识引入到实际问题中，用实验手段将两者深度融合，提高了学生判断思维、解决问题的能力以及综合素质。
2024, 39(1): 191-200
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306049
摘要:
近年来，新能源研发和太阳能储能在“双碳”背景下受到广大学生的关注。然而，在本科生教学实验中，缺乏涉及能源转换的实验，导致学生对低碳和绿色化学的理解停留在理论层面。本实验方案深入结合科学前沿的热门领域，利用模拟太阳光制备过氧化氢（H2O2），实现太阳能到化学能的转换和储存。整个实验过程不使用任何有毒有害试剂，充分体现绿色低碳的化学宗旨。本实验以双氰胺合成石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片为例，分析聚合反应机制，充分融合了无机、物化和分析的基本操作，同时结合一些现代分析手段，进行g-C3N4催化H2O2生成和含量测定的开放性综合实验。实验中结合无机到有机材料的聚合反应，基于有氧实验环境的处理，利用紫外分光光度计测定产率，可有效提升学生的综合素质和创新能力，实现了“融时政于教学，培育全面发展的学生”的目标。
近年来，新能源研发和太阳能储能在“双碳”背景下受到广大学生的关注。然而，在本科生教学实验中，缺乏涉及能源转换的实验，导致学生对低碳和绿色化学的理解停留在理论层面。本实验方案深入结合科学前沿的热门领域，利用模拟太阳光制备过氧化氢（H2O2），实现太阳能到化学能的转换和储存。整个实验过程不使用任何有毒有害试剂，充分体现绿色低碳的化学宗旨。本实验以双氰胺合成石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片为例，分析聚合反应机制，充分融合了无机、物化和分析的基本操作，同时结合一些现代分析手段，进行g-C3N4催化H2O2生成和含量测定的开放性综合实验。实验中结合无机到有机材料的聚合反应，基于有氧实验环境的处理，利用紫外分光光度计测定产率，可有效提升学生的综合素质和创新能力，实现了“融时政于教学，培育全面发展的学生”的目标。
2024, 39(1): 201-209
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306004
摘要:
低维钙钛矿太阳能电池（Low-Dimensional Perovskite Solar Cells，LD PSCs）是一种稳定性好、疏水性强的新型钙钛矿光伏器件，在新能源领域受到了广泛的关注。本实验以领域内的前沿进展为出发点，提供丁胺（Butylammonium，BA）离子、半胱氨酸（2-氨基-3-巯基丙酸，Cysteine，Cys）离子作为有机间隔阳离子，合成了低维钙钛矿晶体并制备出以（BA）2（MA）n-1PbnI3n+1或（Cys）2（MA）n-1PbnI3n+1为活性层的钙钛矿太阳能电池，并通过X射线衍射检测、紫外-可见吸收检测等手段对产品进行表征，之后测定了钙钛矿器件的能量转换效率。本实验难度适中，涉及光伏器件的制备与表征，旨在激励本科生对前沿光电研究产生兴趣、培养其科研能力。
低维钙钛矿太阳能电池（Low-Dimensional Perovskite Solar Cells，LD PSCs）是一种稳定性好、疏水性强的新型钙钛矿光伏器件，在新能源领域受到了广泛的关注。本实验以领域内的前沿进展为出发点，提供丁胺（Butylammonium，BA）离子、半胱氨酸（2-氨基-3-巯基丙酸，Cysteine，Cys）离子作为有机间隔阳离子，合成了低维钙钛矿晶体并制备出以（BA）2（MA）n-1PbnI3n+1或（Cys）2（MA）n-1PbnI3n+1为活性层的钙钛矿太阳能电池，并通过X射线衍射检测、紫外-可见吸收检测等手段对产品进行表征，之后测定了钙钛矿器件的能量转换效率。本实验难度适中，涉及光伏器件的制备与表征，旨在激励本科生对前沿光电研究产生兴趣、培养其科研能力。
2024, 39(1): 210-217
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306046
摘要:
光-镍协同催化反应是一种新兴的合成方法，具有产率高、条件温和、适用范围广等多种优点。我们以可持续发展理念为出发点，利用常见的工业原料芳香羧酸化合物和乙烯在温和的反应条件下高效合成了高附加值的芳基酮类化合物。该反应是第一例在空气氛围下光镍协同催化的芳基羧酸和工业气体乙烯的反应。这种方法实现了资源高效利用，操作简单，易于学生掌握，填补了基础有机化学实验教学中光化学反应相关内容的空白，具有重要的应用价值和教学价值。
光-镍协同催化反应是一种新兴的合成方法，具有产率高、条件温和、适用范围广等多种优点。我们以可持续发展理念为出发点，利用常见的工业原料芳香羧酸化合物和乙烯在温和的反应条件下高效合成了高附加值的芳基酮类化合物。该反应是第一例在空气氛围下光镍协同催化的芳基羧酸和工业气体乙烯的反应。这种方法实现了资源高效利用，操作简单，易于学生掌握，填补了基础有机化学实验教学中光化学反应相关内容的空白，具有重要的应用价值和教学价值。
2024, 39(1): 218-228
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306054
摘要:
在能源需求不断增加和实现“双碳”目标的双重压力下，发展清洁能源迫在眉睫。氢能以其独特的优势脱颖而出，未来有望以氢循环助力碳循环实现“双碳”目标。本文聚焦于氢循环中的制氢环节，详细介绍光伏电催化和光催化两种分解水制氢方法，并针对不同群体设计了科普方案，使其了解光化学制取绿氢的优势，普及发展氢能的意义。
在能源需求不断增加和实现“双碳”目标的双重压力下，发展清洁能源迫在眉睫。氢能以其独特的优势脱颖而出，未来有望以氢循环助力碳循环实现“双碳”目标。本文聚焦于氢循环中的制氢环节，详细介绍光伏电催化和光催化两种分解水制氢方法，并针对不同群体设计了科普方案，使其了解光化学制取绿氢的优势，普及发展氢能的意义。
2024, 39(1): 229-238
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307007
摘要:
以大学化学实验中“电聚合制备导电高分子”为基础，融入分子印迹聚合物与食品安全元素，成功将简单的任务式制备实验，改进为集分子印迹导电聚合物制备、性能表征及饮料中兴奋剂的高选择性检测应用为一体的综合性实验。改进后实验内容丰富有趣，贴近现实，引入前沿分析技术，有助于学生综合技能的提升和科学思维的培养。
以大学化学实验中“电聚合制备导电高分子”为基础，融入分子印迹聚合物与食品安全元素，成功将简单的任务式制备实验，改进为集分子印迹导电聚合物制备、性能表征及饮料中兴奋剂的高选择性检测应用为一体的综合性实验。改进后实验内容丰富有趣，贴近现实，引入前沿分析技术，有助于学生综合技能的提升和科学思维的培养。
2024, 39(1): 239-247
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306025
摘要:
Beckmann反应是含有羰基的醛、酮与羟胺反应生成有机肟，在催化剂作用下发生重排，在有机合成中具有重要意义。针对实验教学中有机肟Beckmann重排反应的实验原理直观性不足、反应机理佐证性欠缺等问题，通过二苯甲酮与盐酸羟胺反应生成二苯甲酮肟，多聚磷酸催化分子重排反应生成苯甲酰基苯胺为案例，交叉运用无机化学、分析化学、仪器分析的知识和实验技能，测定阶段产物和终产物的熔点、红外光谱、核磁共振谱并表征其结构，将宏观理化性质与微观结构相结合，解析和验证反应机理，达到Beckmann重排反应实验原理直观、反应机理佐证完善的结果，实验的综合设计与交叉创新提升了Beckmann重排实验的教学效果，并激发学生的创新意识。本文既可为肟类Beckmann重排反应的综合性、设计性实验提供借鉴，也可为教材及实验的改进提供有价值的参考。
Beckmann反应是含有羰基的醛、酮与羟胺反应生成有机肟，在催化剂作用下发生重排，在有机合成中具有重要意义。针对实验教学中有机肟Beckmann重排反应的实验原理直观性不足、反应机理佐证性欠缺等问题，通过二苯甲酮与盐酸羟胺反应生成二苯甲酮肟，多聚磷酸催化分子重排反应生成苯甲酰基苯胺为案例，交叉运用无机化学、分析化学、仪器分析的知识和实验技能，测定阶段产物和终产物的熔点、红外光谱、核磁共振谱并表征其结构，将宏观理化性质与微观结构相结合，解析和验证反应机理，达到Beckmann重排反应实验原理直观、反应机理佐证完善的结果，实验的综合设计与交叉创新提升了Beckmann重排实验的教学效果，并激发学生的创新意识。本文既可为肟类Beckmann重排反应的综合性、设计性实验提供借鉴，也可为教材及实验的改进提供有价值的参考。
2024, 39(1): 248-253
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307059
摘要:
本文针对原电池电动势测定实验中被忽略的液接电势，设计了一套测定原电池总电动势的实验装置，将其纳入实验内容，并引入液接电势、可逆电池电动势与原电池总电动势的关系的探究。改进装置简单、成本低，所测液接电势具有较好的稳定性、重现性。改进后的实验更完整、真实地体现了原电池总电动势的组成，而并非仅局限于可逆电池电动势的测定，有助于学生建立完整、正确的原电池认知和电化学知识体系。此外，测出的浓差液接电势可应用于离子迁移数的计算，将电动势法测离子迁移数融入教学，实现课程融合，提升学生对知识的综合运用能力。
本文针对原电池电动势测定实验中被忽略的液接电势，设计了一套测定原电池总电动势的实验装置，将其纳入实验内容，并引入液接电势、可逆电池电动势与原电池总电动势的关系的探究。改进装置简单、成本低，所测液接电势具有较好的稳定性、重现性。改进后的实验更完整、真实地体现了原电池总电动势的组成，而并非仅局限于可逆电池电动势的测定，有助于学生建立完整、正确的原电池认知和电化学知识体系。此外，测出的浓差液接电势可应用于离子迁移数的计算，将电动势法测离子迁移数融入教学，实现课程融合，提升学生对知识的综合运用能力。
2024, 39(1): 254-263
doi: 10.3866/PKU.DXHX202308024
摘要:
为了促进科教融合，将“MXene合成、油墨配制及柔性微型超电容丝网印刷制备”前沿研究转化为高年级本科生综合化学实验。该实验涉及新材料、新器件及新工艺，将化学、材料、电子及能源学科交叉融合，内蕴思政元素，可以培养学生实践能力、探索精神和创新意识，增强其科技报国之心，最终助力培养化学与材料领域德才兼备的尖端人才。
为了促进科教融合，将“MXene合成、油墨配制及柔性微型超电容丝网印刷制备”前沿研究转化为高年级本科生综合化学实验。该实验涉及新材料、新器件及新工艺，将化学、材料、电子及能源学科交叉融合，内蕴思政元素，可以培养学生实践能力、探索精神和创新意识，增强其科技报国之心，最终助力培养化学与材料领域德才兼备的尖端人才。
2024, 39(1): 264-272
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306016
摘要:
传统发光材料由于聚集诱导荧光淬灭效应降低了实验教学的趣味性，开发反传统的荧光材料具有极其重要的研究意义。本文利用Knoevenagel缩合反应制备了一系列含有丙烯腈结构的荧光分子，将我国科学家引领的科学前沿——聚集诱导发光（AIE）引入实验教学，可有效增强学生的民族自豪感。通过本实验，不仅可以学习Knoevenagel缩合反应机理，掌握基础有机实验操作，而且还可提升学生学习兴趣，培养科学思维，有利于推动“有机实验”的课程思政建设。
传统发光材料由于聚集诱导荧光淬灭效应降低了实验教学的趣味性，开发反传统的荧光材料具有极其重要的研究意义。本文利用Knoevenagel缩合反应制备了一系列含有丙烯腈结构的荧光分子，将我国科学家引领的科学前沿——聚集诱导发光（AIE）引入实验教学，可有效增强学生的民族自豪感。通过本实验，不仅可以学习Knoevenagel缩合反应机理，掌握基础有机实验操作，而且还可提升学生学习兴趣，培养科学思维，有利于推动“有机实验”的课程思政建设。
2024, 39(1): 273-279
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307045
摘要:
在创新教育背景下，以硝酸根电催化还原制氨为反应案例，将科研成果融入到实验教学中。基于学生已掌握的实验技能和基础电化学知识，利用电化学测量技术、核磁共振波谱法、紫外分光光度法等探究催化剂电催化硝酸根还原制氨的性能。通过具体的实验操作，让学生进一步认识电催化的基本原理，掌握基础的电化学测量技术，激发学生对电化学合成的兴趣。本教学实验内容丰富，涉及多学科知识，满足多学科交叉融合发展需求，有利于学生创新发散思维的培养，符合新时代学科教育要求。
在创新教育背景下，以硝酸根电催化还原制氨为反应案例，将科研成果融入到实验教学中。基于学生已掌握的实验技能和基础电化学知识，利用电化学测量技术、核磁共振波谱法、紫外分光光度法等探究催化剂电催化硝酸根还原制氨的性能。通过具体的实验操作，让学生进一步认识电催化的基本原理，掌握基础的电化学测量技术，激发学生对电化学合成的兴趣。本教学实验内容丰富，涉及多学科知识，满足多学科交叉融合发展需求，有利于学生创新发散思维的培养，符合新时代学科教育要求。
2024, 39(1): 280-286
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307031
摘要:
质谱分析实验是仪器分析中的重要课程。我们在长期的实践摸索中，选择水杨酸甲酯（邻羟基苯甲酸甲酯）为实验对象进行质谱分析，并与其同分异构体尼泊金甲酯（对羟基苯甲酸甲酯）、间羟基苯甲酸甲酯、香兰素（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）、2，4-二羟基苯乙酮及3，4-二羟基苯乙酮进行比较。通过本实验，学生掌握了苯环、羰基、甲氧基、醛基、酚类等特征基团的质谱裂解特征，又熟悉了“芳环邻位效应”这一分子重排裂解现象。此实验兼具实用性、趣味性，难度适中，既能巩固理论知识，又能锻炼思维，提升应用实践能力，适合药学、化学、食品及相关专业学生选用，亦可作为研究生质谱解析实验训练素材。
质谱分析实验是仪器分析中的重要课程。我们在长期的实践摸索中，选择水杨酸甲酯（邻羟基苯甲酸甲酯）为实验对象进行质谱分析，并与其同分异构体尼泊金甲酯（对羟基苯甲酸甲酯）、间羟基苯甲酸甲酯、香兰素（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）、2，4-二羟基苯乙酮及3，4-二羟基苯乙酮进行比较。通过本实验，学生掌握了苯环、羰基、甲氧基、醛基、酚类等特征基团的质谱裂解特征，又熟悉了“芳环邻位效应”这一分子重排裂解现象。此实验兼具实用性、趣味性，难度适中，既能巩固理论知识，又能锻炼思维，提升应用实践能力，适合药学、化学、食品及相关专业学生选用，亦可作为研究生质谱解析实验训练素材。
2024, 39(1): 287-293
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307042
摘要:
6，6'-二溴-1，1'-联-2-萘酚是1，1'-联-2-萘酚（BINOL）的衍生物，两者同为典型的轴手性有机物分子，这类分子的合成与拆分研究对于本科生深入认识和理解轴手性类化合物具有重要意义，本实验考虑到（±）-BINOL及其衍生物的价格较为高昂，不适合开展大批量合成和拆分的教学实验，因此采用了微波合成的方式实现6，6'-二溴-1，1'-联-2-萘酚的偶联合成。除此之外，本实验还开发了拆分剂N-苄基氯化辛可尼丁的微波合成方法，并用合成的N-苄基氯化辛可尼丁直接对6，6'-二溴-1，1'-联-2-萘酚进行化学拆分。本实验通过引入微波合成、改良合成反应用溶剂以及回收拆分剂等方式使实验更加符合绿色化学的宗旨。在教学效果上，本实验涉及的操作较多，有助于考查学生的综合实验水平，更富教学价值，具有强的实践意义。
6，6'-二溴-1，1'-联-2-萘酚是1，1'-联-2-萘酚（BINOL）的衍生物，两者同为典型的轴手性有机物分子，这类分子的合成与拆分研究对于本科生深入认识和理解轴手性类化合物具有重要意义，本实验考虑到（±）-BINOL及其衍生物的价格较为高昂，不适合开展大批量合成和拆分的教学实验，因此采用了微波合成的方式实现6，6'-二溴-1，1'-联-2-萘酚的偶联合成。除此之外，本实验还开发了拆分剂N-苄基氯化辛可尼丁的微波合成方法，并用合成的N-苄基氯化辛可尼丁直接对6，6'-二溴-1，1'-联-2-萘酚进行化学拆分。本实验通过引入微波合成、改良合成反应用溶剂以及回收拆分剂等方式使实验更加符合绿色化学的宗旨。在教学效果上，本实验涉及的操作较多，有助于考查学生的综合实验水平，更富教学价值，具有强的实践意义。
2024, 39(1): 294-304
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307044
摘要:
设计了荧光和羟基修饰聚天冬氨酸的制备、表征和阻垢性能的综合实验。首先合成了水溶性荧光物质和聚琥珀酰亚胺（PSI），然后用该荧光物质和乙醇胺修饰PSI并碱性水解，获得目标阻垢剂。用1H NMR、凝胶渗透色谱和荧光分光光度计表征该阻垢剂，并通过静态阻垢试验测试该阻垢剂的阻垢性能。本实验融合了高分子化学、有机化学和分析化学内容，体现了“合成–表征–分析”的科学研究过程，强调了“物质–结构–性能”的科研思维模式，可以培养学生的实验素养和科研能力。
设计了荧光和羟基修饰聚天冬氨酸的制备、表征和阻垢性能的综合实验。首先合成了水溶性荧光物质和聚琥珀酰亚胺（PSI），然后用该荧光物质和乙醇胺修饰PSI并碱性水解，获得目标阻垢剂。用1H NMR、凝胶渗透色谱和荧光分光光度计表征该阻垢剂，并通过静态阻垢试验测试该阻垢剂的阻垢性能。本实验融合了高分子化学、有机化学和分析化学内容，体现了“合成–表征–分析”的科学研究过程，强调了“物质–结构–性能”的科研思维模式，可以培养学生的实验素养和科研能力。
2024, 39(1): 305-308
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305080
摘要:
NaHCO3水溶液中存在多个质子转移反应和多重化学平衡。随溶液浓度改变，各质子反应所占的相对比重将发生变化，与质子转移相关的产物H2CO3、H+、OH-和CO32-的相对含量也会发生变化。绘制了[H2CO3]、[H+]、[OH-]和[CO32-]随溶液浓度c变化的动态图。从动态图上，可以直观地观察到哪些酸碱组分是主要组分，哪些组分是次要组分。较浓溶液中，[H2CO3] ≈ [CO32-]>> [OH-] >> [H+]，表明能够产生H+或OH-的质子反应占据次要地位，质子反应HCO3- + HCO3- ⇌ H2CO3+ CO32-占据支配地位。9.1×10-6 mol·L-1溶液中，[OH-] ≈ [H2CO3] >> [H+] ≈ [CO32-]，表明质子反应H2O+ HCO3- ⇌ H2CO3+ OH-占据支配地位。极稀溶液中，[OH-] ≈ [H+] >> [H2CO3] > [CO32-]，表明H2O ⇌ H++ OH-占据支配地位。溶液的酸碱性质主要由起支配作用的质子转移反应控制。
NaHCO3水溶液中存在多个质子转移反应和多重化学平衡。随溶液浓度改变，各质子反应所占的相对比重将发生变化，与质子转移相关的产物H2CO3、H+、OH-和CO32-的相对含量也会发生变化。绘制了[H2CO3]、[H+]、[OH-]和[CO32-]随溶液浓度c变化的动态图。从动态图上，可以直观地观察到哪些酸碱组分是主要组分，哪些组分是次要组分。较浓溶液中，[H2CO3] ≈ [CO32-]>> [OH-] >> [H+]，表明能够产生H+或OH-的质子反应占据次要地位，质子反应HCO3- + HCO3- ⇌ H2CO3+ CO32-占据支配地位。9.1×10-6 mol·L-1溶液中，[OH-] ≈ [H2CO3] >> [H+] ≈ [CO32-]，表明质子反应H2O+ HCO3- ⇌ H2CO3+ OH-占据支配地位。极稀溶液中，[OH-] ≈ [H+] >> [H2CO3] > [CO32-]，表明H2O ⇌ H++ OH-占据支配地位。溶液的酸碱性质主要由起支配作用的质子转移反应控制。
2024, 39(1): 309-313
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305062
摘要:
根据矩阵乘法，推出不同对称操作之积所等价的第三个对称操作，并提出了含有不同对称元素的群如何由子群直积得出，同时得出了群元素相乘所衍生出所有新的对称元素。
根据矩阵乘法，推出不同对称操作之积所等价的第三个对称操作，并提出了含有不同对称元素的群如何由子群直积得出，同时得出了群元素相乘所衍生出所有新的对称元素。
2024, 39(1): 314-319
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306053
摘要:
以化工传递课程中热传导章节的讲解为例，阐述了基于“趣、学、用”三层次教学法的创新教学思考。分析了烹饪中的非稳态和稳态传热过程，增加了教学的趣味性；同时进行了类比教学，从传热类比到传质过程，让学生学习到传热和传质的相似性；进一步拓展传热和传质的类比性到新材料的合成中，让学生学会如何应用所学知识。
以化工传递课程中热传导章节的讲解为例，阐述了基于“趣、学、用”三层次教学法的创新教学思考。分析了烹饪中的非稳态和稳态传热过程，增加了教学的趣味性；同时进行了类比教学，从传热类比到传质过程，让学生学习到传热和传质的相似性；进一步拓展传热和传质的类比性到新材料的合成中，让学生学会如何应用所学知识。
2024, 39(1): 320-324
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306057
摘要:
大学物理化学教学中，Arrhenius公式阐述了反应的速率常数与温度及活化能的关系，但是，单纯从公式的表达式进行讲解，难免枯燥乏味，不利于学生理解和掌握。本文以硝酸异丙酯与Cl原子、OH和NO3自由基反应为例，基于反应的势能面，用过渡态理论计算不同温度下反应的速率常数，直观形象地分析了在不同反应能垒时，反应速率常数随温度的变化情况，以期帮助学生从本质上理解Arrhenius公式，拓宽他们的知识面，培养其科学探究的意识和能力。
大学物理化学教学中，Arrhenius公式阐述了反应的速率常数与温度及活化能的关系，但是，单纯从公式的表达式进行讲解，难免枯燥乏味，不利于学生理解和掌握。本文以硝酸异丙酯与Cl原子、OH和NO3自由基反应为例，基于反应的势能面，用过渡态理论计算不同温度下反应的速率常数，直观形象地分析了在不同反应能垒时，反应速率常数随温度的变化情况，以期帮助学生从本质上理解Arrhenius公式，拓宽他们的知识面，培养其科学探究的意识和能力。
2024, 39(1): 325-331
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307060
摘要:
烷烃的构象及其稳定性是基础有机化学中重要的知识点，其中乙烷的交叉式与重叠式构象是其中最基础的部分。现行的国内外本科基础有机化学教材中关于乙烷的交叉式构象比重叠式构象稳定的原因给出了不同的解释，比较混乱，不易于本科教学。本文调研了文献，梳理出乙烷交叉式构象稳定性来源的不同论点和论据，并指出先前文献分析与计算方法的不足。通过文献调研，我们认为超共轭效应和空间位阻效应两种因素都需要写入教材中。
烷烃的构象及其稳定性是基础有机化学中重要的知识点，其中乙烷的交叉式与重叠式构象是其中最基础的部分。现行的国内外本科基础有机化学教材中关于乙烷的交叉式构象比重叠式构象稳定的原因给出了不同的解释，比较混乱，不易于本科教学。本文调研了文献，梳理出乙烷交叉式构象稳定性来源的不同论点和论据，并指出先前文献分析与计算方法的不足。通过文献调研，我们认为超共轭效应和空间位阻效应两种因素都需要写入教材中。
2024, 39(1): 332-339
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305082
摘要:
将Materials Studio软件使用引入计算化学和计算材料学等课程教学，采取“计算理论方法讲解 + 计算软件实践操作科研案例”模式进行高效课程教学，实现科研反哺高质量教学。让学生在软件实践操作中运用、巩固理论知识概念，实现理论方法水平和软件操作技能的双重提升。同时使课程教学内容变得形象具体，激发学生对计算化学和计算材料学课程的学习兴趣，培养学生的科研思维和探索能力，实现教学支撑高水平科研。
将Materials Studio软件使用引入计算化学和计算材料学等课程教学，采取“计算理论方法讲解 + 计算软件实践操作科研案例”模式进行高效课程教学，实现科研反哺高质量教学。让学生在软件实践操作中运用、巩固理论知识概念，实现理论方法水平和软件操作技能的双重提升。同时使课程教学内容变得形象具体，激发学生对计算化学和计算材料学课程的学习兴趣，培养学生的科研思维和探索能力，实现教学支撑高水平科研。
2024, 39(1): 340-350
doi: 10.3866/PKU.DXHX202305077
摘要:
酸碱滴定曲线和滴定终点误差是分析化学课程中酸碱滴定章节的重要教学内容。针对此内容提出了“强模型化、融信息化、增可视化和去公式化”的总教学策略，形成了以电荷平衡关系式、稀释定律和形态分布系数等为底层逻辑的“三步模型法”滴定方程推演过程；采用GeoGebra软件为信息化手段，实现了滴定方程的可视化和数字解。
酸碱滴定曲线和滴定终点误差是分析化学课程中酸碱滴定章节的重要教学内容。针对此内容提出了“强模型化、融信息化、增可视化和去公式化”的总教学策略，形成了以电荷平衡关系式、稀释定律和形态分布系数等为底层逻辑的“三步模型法”滴定方程推演过程；采用GeoGebra软件为信息化手段，实现了滴定方程的可视化和数字解。
2024, 39(1): 351-358
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306006
摘要:
环辛四烯为八个sp2碳原子构成的环状轮烯，对其结构和性能的理解涉及一系列化学基本理论和基本概念的应用。本文通过本科生创新实验指导学生用计算化学方法研究了环辛四烯的电子结构、几何构型、芳香性、异构化反应等内容，以期引导学生达成如下学习目标：1） 充分认识结构决定性能、性能反映结构的科学思想；2） 了解Hückel分子轨道法（HMO）处理4n型π电子体系的局限性；3） 区分芳香性、反芳香性和非芳香性等基本概念，理解判定共轭π电子体系基态（单重态）芳香性的Hückel规则以及激发态（三重态）芳香性的Baird规则；4） 明确计算化学方法是理解物质结构和性能的重要手段。
环辛四烯为八个sp2碳原子构成的环状轮烯，对其结构和性能的理解涉及一系列化学基本理论和基本概念的应用。本文通过本科生创新实验指导学生用计算化学方法研究了环辛四烯的电子结构、几何构型、芳香性、异构化反应等内容，以期引导学生达成如下学习目标：1） 充分认识结构决定性能、性能反映结构的科学思想；2） 了解Hückel分子轨道法（HMO）处理4n型π电子体系的局限性；3） 区分芳香性、反芳香性和非芳香性等基本概念，理解判定共轭π电子体系基态（单重态）芳香性的Hückel规则以及激发态（三重态）芳香性的Baird规则；4） 明确计算化学方法是理解物质结构和性能的重要手段。
2024, 39(1): 359-363
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307025
摘要:
通过引入组分B的摩尔重力势能，导出了在重力场中多组分系统的热力学基本方程。定义了重力化学势，据此判断变化的方向和限度。最后列举了重力化学势判据的应用实例：理想气体压力随高度分布公式，溶胶粒子在介质中沉降平衡公式。
通过引入组分B的摩尔重力势能，导出了在重力场中多组分系统的热力学基本方程。定义了重力化学势，据此判断变化的方向和限度。最后列举了重力化学势判据的应用实例：理想气体压力随高度分布公式，溶胶粒子在介质中沉降平衡公式。
2024, 39(1): 364-368
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307033
摘要:
石墨烯和六方氮化硼（h-BN）属于等电子体。二者具有类似的结构，但导电性能截然不同。石墨烯具有良好的导电性能，但h-BN是电绝缘体。本文基于量子化学计算，通过自然键轨道分析、电子密度拓扑分析、核独立化学位移（NICS）和磁感应电流密度（AICD）等方法对模型分子C24H12及B12N12H12的电子结构进行了分析，对石墨烯和h-BN导电性差异进行了理论解释。研究结果有助于加深学生对等电子体、定域、离域π键等基本概念的理解。
石墨烯和六方氮化硼（h-BN）属于等电子体。二者具有类似的结构，但导电性能截然不同。石墨烯具有良好的导电性能，但h-BN是电绝缘体。本文基于量子化学计算，通过自然键轨道分析、电子密度拓扑分析、核独立化学位移（NICS）和磁感应电流密度（AICD）等方法对模型分子C24H12及B12N12H12的电子结构进行了分析，对石墨烯和h-BN导电性差异进行了理论解释。研究结果有助于加深学生对等电子体、定域、离域π键等基本概念的理解。
2024, 39(1): 369-376
doi: 10.3866/PKU.DXHX202307061
摘要:
BET多分子层吸附理论抽象但应用广泛，BET公式的推导过程涉及较多数学知识，学生很难透彻理解BET公式的物理意义。面对比表面分析仪输出的吸附脱附等温线和比表面积，学生只能生搬硬套，难以达到预期的教学效果。本文利用计算机模拟气体分子在固体表面的吸附脱附过程，通过调整吸附脱附常数，可分别得到第I、II、III类吸附等温线；结合实时可视化使学生能直观看到气体分子在固体表面的吸附脱附动力学，从而能更好地理解BET理论。计算机模拟辅助教学还能活跃课堂气氛，实现教与学互动，激发学生的求知欲和科研兴趣，提高教学质量。
BET多分子层吸附理论抽象但应用广泛，BET公式的推导过程涉及较多数学知识，学生很难透彻理解BET公式的物理意义。面对比表面分析仪输出的吸附脱附等温线和比表面积，学生只能生搬硬套，难以达到预期的教学效果。本文利用计算机模拟气体分子在固体表面的吸附脱附过程，通过调整吸附脱附常数，可分别得到第I、II、III类吸附等温线；结合实时可视化使学生能直观看到气体分子在固体表面的吸附脱附动力学，从而能更好地理解BET理论。计算机模拟辅助教学还能活跃课堂气氛，实现教与学互动，激发学生的求知欲和科研兴趣，提高教学质量。
2024, 39(1): 377-385
doi: 10.3866/PKU.DXHX202306026
摘要:
基于Python自主设计开发的图形用户界面（GUI）酸碱滴定学习软件，实现了一元强酸（碱）、一元弱酸（碱）、多元酸（碱）和混合酸（碱）等不同酸碱体系滴定曲线图像的可视化绘制，化学计量点和滴定突跃范围以及滴定误差的计算。软件的运用使得教学内容更加直观、形象化，有助于获得滴定曲线变化的感性认识，深刻理解其概念与原理。
基于Python自主设计开发的图形用户界面（GUI）酸碱滴定学习软件，实现了一元强酸（碱）、一元弱酸（碱）、多元酸（碱）和混合酸（碱）等不同酸碱体系滴定曲线图像的可视化绘制，化学计量点和滴定突跃范围以及滴定误差的计算。软件的运用使得教学内容更加直观、形象化，有助于获得滴定曲线变化的感性认识，深刻理解其概念与原理。
2024, 39(1): 386-395
doi: 10.3866/PKU.DXHX202311002
摘要:
栏目
2023, 38(6): 1-9
doi: 10.3866/PKU.DXHX202301034
摘要:
基于对高等教育出版社、科学出版社和化学工业出版社三家出版社出版的化学类教材的调研，对国内主要化学类核心课程教材的建设历史、发展现状、技术进展等进行了分析，概括出我国化学类核心课程建设存在的优势与不足，指出今后教材改革与建设的重点，对今后我国化学类核心课程教材建设具有一定的借鉴意义。
基于对高等教育出版社、科学出版社和化学工业出版社三家出版社出版的化学类教材的调研，对国内主要化学类核心课程教材的建设历史、发展现状、技术进展等进行了分析，概括出我国化学类核心课程建设存在的优势与不足，指出今后教材改革与建设的重点，对今后我国化学类核心课程教材建设具有一定的借鉴意义。
2023, 38(6): 10-14
doi: 10.3866/PKU.DXHX202301039
摘要:
本文详细回顾了新中国成立以来高等学校化学类专业基础课程教材编写与出版的历史，着重介绍了高等教育出版社所经历的教材建设阶段及具有代表性的建设成果。在此基础上，以高等教育出版社现有的教材为例，综合分析了多种教材出版形式对课堂教学模式的影响和信息技术的发展对传统纸质教材出版的影响与改变。文末，对今后如何有效提升国内同类教材的编写和出版质量，更好地服务于我国高等学校化学类专业的人才培养事业，提出了若干建议。
本文详细回顾了新中国成立以来高等学校化学类专业基础课程教材编写与出版的历史，着重介绍了高等教育出版社所经历的教材建设阶段及具有代表性的建设成果。在此基础上，以高等教育出版社现有的教材为例，综合分析了多种教材出版形式对课堂教学模式的影响和信息技术的发展对传统纸质教材出版的影响与改变。文末，对今后如何有效提升国内同类教材的编写和出版质量，更好地服务于我国高等学校化学类专业的人才培养事业，提出了若干建议。
2023, 38(6): 15-20
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302062
摘要:
自1997年重启高等教育出版业务以来，科学出版社高教出版与中国高等教育事业同步发展，出版了一大批适合人才培养要求的特色精品教材。本文围绕教材建设现状、教材创新、教材建设成绩和未来建设思路等方面，详细阐述了科学出版社化学类核心课程教材建设的历史经验，分析了面临的问题与挑战，为今后化学类核心课程教材建设提供了新的思路。
自1997年重启高等教育出版业务以来，科学出版社高教出版与中国高等教育事业同步发展，出版了一大批适合人才培养要求的特色精品教材。本文围绕教材建设现状、教材创新、教材建设成绩和未来建设思路等方面，详细阐述了科学出版社化学类核心课程教材建设的历史经验，分析了面临的问题与挑战，为今后化学类核心课程教材建设提供了新的思路。
2023, 38(6): 21-26
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303078
摘要:
化学工业出版社以服务工科院校本科教学为基础，理、工、农、林、医兼具，品种齐全，覆盖专业基础课和专业方向课。在销品种约300种，其中“十二五”规划教材20种，“十一五”规划教材24种，四大化学理论课教材约80种。目前，出版社已经借助云服务、公众号、教学平台等开展在线资源和新形态教材建设。未来我社将紧跟教改动态，积极利用信息技术，着重策划出版一批特色突出的高质量教材，同时加大对国外优秀化学教材的引进力度。
化学工业出版社以服务工科院校本科教学为基础，理、工、农、林、医兼具，品种齐全，覆盖专业基础课和专业方向课。在销品种约300种，其中“十二五”规划教材20种，“十一五”规划教材24种，四大化学理论课教材约80种。目前，出版社已经借助云服务、公众号、教学平台等开展在线资源和新形态教材建设。未来我社将紧跟教改动态，积极利用信息技术，着重策划出版一批特色突出的高质量教材，同时加大对国外优秀化学教材的引进力度。
2023, 38(6): 27-35
doi: 10.3866/PKU.DXHX202211003
摘要:
为了充分了解国外高等教育化学类教材建设情况，为我国化学教材建设提供借鉴依据，本文从化学外国教材中心的建设历史和建设内容出发，调研国外化学教材发展与现状，分析国外化学教材的建设情况、学科结构和教材技术特点等内容。揭示我国在进行国外化学教材建设过程中存在的问题，提出了推进国外教材建设的建议。
为了充分了解国外高等教育化学类教材建设情况，为我国化学教材建设提供借鉴依据，本文从化学外国教材中心的建设历史和建设内容出发，调研国外化学教材发展与现状，分析国外化学教材的建设情况、学科结构和教材技术特点等内容。揭示我国在进行国外化学教材建设过程中存在的问题，提出了推进国外教材建设的建议。
2023, 38(6): 36-40
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302051
摘要:
通过比较三十本国内外流行的无机化学类教材，分析国内无机化学课程的构成，找出能够与之对应的国际流行教材，发现我国的无机化学课程相当于国际上化学原理或普通化学课程与描述无机化学的叠加。在特色上，国内无机化学教材覆盖面广，内容较深，文字精炼，但不易自学；国外无机化学教材中化学原理教材通常内容较浅，图文并茂，循序渐进，理论与应用及前沿有很好的结合；国外描述无机化学教材有的覆盖面窄，有的覆盖面宽，同时紧贴前沿。这些好的地方值得我们在教材建设时借鉴。
通过比较三十本国内外流行的无机化学类教材，分析国内无机化学课程的构成，找出能够与之对应的国际流行教材，发现我国的无机化学课程相当于国际上化学原理或普通化学课程与描述无机化学的叠加。在特色上，国内无机化学教材覆盖面广，内容较深，文字精炼，但不易自学；国外无机化学教材中化学原理教材通常内容较浅，图文并茂，循序渐进，理论与应用及前沿有很好的结合；国外描述无机化学教材有的覆盖面窄，有的覆盖面宽，同时紧贴前沿。这些好的地方值得我们在教材建设时借鉴。
2023, 38(6): 41-45
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302055
摘要:
Zumdahl夫妇和DeCoste合著的Chemistry是一本在国内外广受赞誉的化学原理类教材。本文以此教材为例，介绍了国外化学原理类的教材。Chemistry这本教材内容既有广度同时也具有深度，具有可读性强、适用面广和拓展性强的特点。教材编写紧扣其培养学生化学思维和知识应用能力的基本理念，在内容和形式设计上运用了多种策略培养学生分析解决问题的能力和批判性思维能力。
Zumdahl夫妇和DeCoste合著的Chemistry是一本在国内外广受赞誉的化学原理类教材。本文以此教材为例，介绍了国外化学原理类的教材。Chemistry这本教材内容既有广度同时也具有深度，具有可读性强、适用面广和拓展性强的特点。教材编写紧扣其培养学生化学思维和知识应用能力的基本理念，在内容和形式设计上运用了多种策略培养学生分析解决问题的能力和批判性思维能力。
2023, 38(6): 46-51
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302057
摘要:
Catherine Housecroft和Alan G. Sharpe合著的Inorganic Chemistry是一本经历了时间检验的经典教材，其内容涵盖了无机化学的基础原理、元素化学、生物无机化学以及这些知识在催化、工业生产和材料等领域的应用。本文希望通过对该教材的介绍及其与国内教材的编写内容和排版等的对照分析，为国内无机化学的教材编写提供一些有价值的参考，同时为从事无机化学教学的教师提供一个选择参考教材的选项。
Catherine Housecroft和Alan G. Sharpe合著的Inorganic Chemistry是一本经历了时间检验的经典教材，其内容涵盖了无机化学的基础原理、元素化学、生物无机化学以及这些知识在催化、工业生产和材料等领域的应用。本文希望通过对该教材的介绍及其与国内教材的编写内容和排版等的对照分析，为国内无机化学的教材编写提供一些有价值的参考，同时为从事无机化学教学的教师提供一个选择参考教材的选项。
2023, 38(6): 52-56
doi: 10.3866/PKU.DXHX202304005
摘要:
结合教材修订的时代背景，回顾总结了吉林大学等三校编写的各版次《无机化学》编写的背景、特色和主要修订内容，提出教材内容必须紧扣教学大纲要求，注意与高中化学课程的衔接，知识讲授上要照顾到大一学生的知识基础，始终保持可读性、可讲授性的教材建设理念，并对新时期新版《无机化学》教材修订进行了展望，以期能为“互联网+”时代的高校无机化学教材建设提供一定的参考。
结合教材修订的时代背景，回顾总结了吉林大学等三校编写的各版次《无机化学》编写的背景、特色和主要修订内容，提出教材内容必须紧扣教学大纲要求，注意与高中化学课程的衔接，知识讲授上要照顾到大一学生的知识基础，始终保持可读性、可讲授性的教材建设理念，并对新时期新版《无机化学》教材修订进行了展望，以期能为“互联网+”时代的高校无机化学教材建设提供一定的参考。
2023, 38(6): 57-61
doi: 10.3866/PKU.DXHX202212080
摘要:
“普通化学”是理工科大多数专业所必修的一门基础课程，而无论是课程建设，还是人才培养，都需要有高质量的教材做支撑。同济大学无机及普通化学教学科研团队几十年来对“普通化学”教材经过多版本、多形式、多维度的系统建设，使之推到《普通化学》(第二版)的新高度。这套教材的系统建设成果主要体现在如下三个方面：1) 针对不同人才培养模式的工科普通化学课程，系统建设了满足不同人才培养层次的知识结构教材体系，并布局了符合新工科要求的教材知识点；2) 建立了与基础扎实且视野广阔的高素质人才培养目标相适应的教材体系；3) 构建了紧跟时代发展步伐的动态更新机制。基于该教材建设体系的组织思路，能将基础知识、拓展知识和化学前沿讲座有机结合交融，体现了知识的先进性、交叉性和综合性的特色。总而言之，同济大学的《普通化学》(第二版)经过教材的系统建设，既符合当今学科交叉的时代特色，又适应了新工科人才培养的要求。
“普通化学”是理工科大多数专业所必修的一门基础课程，而无论是课程建设，还是人才培养，都需要有高质量的教材做支撑。同济大学无机及普通化学教学科研团队几十年来对“普通化学”教材经过多版本、多形式、多维度的系统建设，使之推到《普通化学》(第二版)的新高度。这套教材的系统建设成果主要体现在如下三个方面：1) 针对不同人才培养模式的工科普通化学课程，系统建设了满足不同人才培养层次的知识结构教材体系，并布局了符合新工科要求的教材知识点；2) 建立了与基础扎实且视野广阔的高素质人才培养目标相适应的教材体系；3) 构建了紧跟时代发展步伐的动态更新机制。基于该教材建设体系的组织思路，能将基础知识、拓展知识和化学前沿讲座有机结合交融，体现了知识的先进性、交叉性和综合性的特色。总而言之，同济大学的《普通化学》(第二版)经过教材的系统建设，既符合当今学科交叉的时代特色，又适应了新工科人才培养的要求。
2023, 38(6): 62-68
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303089
摘要:
为适应“新工科”全新人才培养目标和化学类通识课程教学的诉求，本教研组在多年开设此类课程和编写相关教材的基础上，探索和实践了“新工科”视域下化学通识类新形态立体化教材建设的总体思路和主要举措，形成了“三个转变、四项措施、五个特色”的教材建设新范式体系。
为适应“新工科”全新人才培养目标和化学类通识课程教学的诉求，本教研组在多年开设此类课程和编写相关教材的基础上，探索和实践了“新工科”视域下化学通识类新形态立体化教材建设的总体思路和主要举措，形成了“三个转变、四项措施、五个特色”的教材建设新范式体系。
2023, 38(6): 69-74
doi: 10.3866/PKU.DXHX202212035
摘要:
介绍了北京大学化学分析教材《定量化学分析简明教程》的内容特色以及各版次的内容演进。从分析化学工作者解决问题思路的角度出发实现各版次内容的演进。在此过程中，强调解决分析化学问题的基础与基本工具，如系统深入介绍化学平衡以及增加对数据处理的内容，以应用实例为载体，阐释解决分析化学问题的思维方式。
介绍了北京大学化学分析教材《定量化学分析简明教程》的内容特色以及各版次的内容演进。从分析化学工作者解决问题思路的角度出发实现各版次内容的演进。在此过程中，强调解决分析化学问题的基础与基本工具，如系统深入介绍化学平衡以及增加对数据处理的内容，以应用实例为载体，阐释解决分析化学问题的思维方式。
2023, 38(6): 75-81
doi: 10.3866/PKU.DXHX202212061
摘要:
本文比较了北京大学《定量化学分析简明教程》与国外主要分析化学教材中定量化学分析的一部分内容，主要涉及误差与分析数据处理、溶液中的化学平衡与容量滴定分析。各教材对化学分析部分的基本内容、方法与思路基本一致，对内容展示的方式、顺序、切入点有所不同，为读者提供了不同的视角。《定量化学分析简明教程》在保证阐明基本概念、原理与方法的前提下，保持简明特色。国外大部分教材对溶液中的化学平衡基本概念进行详细介绍，适合没有学过普化原理的学生学习。未来的分析化学教材中，化学分析的内容可能会因为学科前沿的发展、新方法的出现而精简，建议适当加强在建立分析方法中涉及的步骤或流程、误差与数据处理的内容，建议涵盖建立分析化学方法应考虑的问题(即分析化学语言)以及分析方法特性评价的部分，建议进一步凝练溶液中化学平衡问题处理的思想方法，因为这些构成了理解分析化学思路的基础，以及发展分析方法和实施认证新方法的保证。
本文比较了北京大学《定量化学分析简明教程》与国外主要分析化学教材中定量化学分析的一部分内容，主要涉及误差与分析数据处理、溶液中的化学平衡与容量滴定分析。各教材对化学分析部分的基本内容、方法与思路基本一致，对内容展示的方式、顺序、切入点有所不同，为读者提供了不同的视角。《定量化学分析简明教程》在保证阐明基本概念、原理与方法的前提下，保持简明特色。国外大部分教材对溶液中的化学平衡基本概念进行详细介绍，适合没有学过普化原理的学生学习。未来的分析化学教材中，化学分析的内容可能会因为学科前沿的发展、新方法的出现而精简，建议适当加强在建立分析方法中涉及的步骤或流程、误差与数据处理的内容，建议涵盖建立分析化学方法应考虑的问题(即分析化学语言)以及分析方法特性评价的部分，建议进一步凝练溶液中化学平衡问题处理的思想方法，因为这些构成了理解分析化学思路的基础，以及发展分析方法和实施认证新方法的保证。
2023, 38(6): 82-86
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303002
摘要:
梳理了部分国内综合性院校本科化学类实验的课程设置及所用化学实验教材，同时简单介绍了科学仪器的分类。针对各类化学实验教材中分析仪器部分的内容重复、更新不及时、深度不够等问题，提出了解决方案，希望能对今后化学实验教材的编写提供不同的视角和有益的借鉴。
梳理了部分国内综合性院校本科化学类实验的课程设置及所用化学实验教材，同时简单介绍了科学仪器的分类。针对各类化学实验教材中分析仪器部分的内容重复、更新不及时、深度不够等问题，提出了解决方案，希望能对今后化学实验教材的编写提供不同的视角和有益的借鉴。
2023, 38(6): 87-93
doi: 10.3866/PKU.DXHX202304038
摘要:
对国内外14本具有代表性的有机化学教材进行了对比研究，对教材的主要教学内容、内容编排、信息化建设、教学目标和出版情况等方面进行了对比，分析了我国有机化学教材建设的优势与不足，为未来有机化学教材建设提出了一些建议。
对国内外14本具有代表性的有机化学教材进行了对比研究，对教材的主要教学内容、内容编排、信息化建设、教学目标和出版情况等方面进行了对比，分析了我国有机化学教材建设的优势与不足，为未来有机化学教材建设提出了一些建议。
2023, 38(6): 94-98
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303013
摘要:
回顾了北京大学有机化学教材建设的历程，介绍了《基础有机化学》第四版的主要内容和特色。指出教材的建设过程和教材内容、格式的渐进变化要紧跟时代步伐，不断推陈出新，为培养创造性的人才做出贡献。
回顾了北京大学有机化学教材建设的历程，介绍了《基础有机化学》第四版的主要内容和特色。指出教材的建设过程和教材内容、格式的渐进变化要紧跟时代步伐，不断推陈出新，为培养创造性的人才做出贡献。
2023, 38(6): 99-103
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303057
摘要:
介绍了《基础有机化学》(第三、四版)编写过程中的思考和体会，重点介绍了部分章节的编写理念，尝试说明教材建设与学科同步发展的重要性和必要性。
介绍了《基础有机化学》(第三、四版)编写过程中的思考和体会，重点介绍了部分章节的编写理念，尝试说明教材建设与学科同步发展的重要性和必要性。
2023, 38(6): 104-109
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302025
摘要:
《基础有机化学反应》和《基础有机化学合成》两部教材将基础有机化学中的核心内容——有机反应和有机合成的知识点进行“模块化”，并采用“微课式”编排。本文介绍了此系列教材的编写情况。
《基础有机化学反应》和《基础有机化学合成》两部教材将基础有机化学中的核心内容——有机反应和有机合成的知识点进行“模块化”，并采用“微课式”编排。本文介绍了此系列教材的编写情况。
2023, 38(6): 110-114
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303001
摘要:
为了提升化学学科本硕贯通高层次人才的培养质量，我们编写了实验课程“现代化学实验与技术”教材——《高分子结构与性能的现代测试技术》。本教材构建了本硕贯通实验课程教学的新模式，体现出夯实专业基础知识、面向高分子学科前沿性科学研究、注重“个性化”培养学生科研实践能力以及通识性和实用性的特色。
为了提升化学学科本硕贯通高层次人才的培养质量，我们编写了实验课程“现代化学实验与技术”教材——《高分子结构与性能的现代测试技术》。本教材构建了本硕贯通实验课程教学的新模式，体现出夯实专业基础知识、面向高分子学科前沿性科学研究、注重“个性化”培养学生科研实践能力以及通识性和实用性的特色。
2023, 38(6): 115-123
doi: 10.3866/PKU.DXHX202212033
摘要:
高质量的教材是支撑高水平教学的重要基础。本文对国内外15本具有代表性的物理化学教材进行了对比研究，对编写理念、教学内容、编排体系、教学目标以及教材的编写和出版情况等16个方面进行了对比研究，分析了我国物理化学教材的优势与不足，提出了十四五期间开展物理化学教材建设需要重视的7个方面建议，对教材的编写和出版具有一定的参考价值。
高质量的教材是支撑高水平教学的重要基础。本文对国内外15本具有代表性的物理化学教材进行了对比研究，对编写理念、教学内容、编排体系、教学目标以及教材的编写和出版情况等16个方面进行了对比研究，分析了我国物理化学教材的优势与不足，提出了十四五期间开展物理化学教材建设需要重视的7个方面建议，对教材的编写和出版具有一定的参考价值。
2023, 38(6): 124-128
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303058
摘要:
从编写指导思想、主要内容、章节编排、主要特色、存在的不足等多个维度，对国际著名的Atkins物理化学第11版英文教材进行了较为全面的介绍，对国内物理化学教材建设具有一定的启示和借鉴作用，也有利于国内物理化学相关课程师生了解、学习和使用该教材。
从编写指导思想、主要内容、章节编排、主要特色、存在的不足等多个维度，对国际著名的Atkins物理化学第11版英文教材进行了较为全面的介绍，对国内物理化学教材建设具有一定的启示和借鉴作用，也有利于国内物理化学相关课程师生了解、学习和使用该教材。
2023, 38(6): 129-133
doi: 10.3866/PKU.DXHX202303070
摘要:
从编写指导思想、主要内容和章节编排、主要特色、存在的不足等多个维度，对Levine编写的Physical Chemistry (6th edition)以及McQuarrie和Simon编写的Physical Chemistry-A Molecular Approach两本英文教材进行了较为全面的介绍，对国内物理化学教材建设具有一定的启示和借鉴作用，也有利于国内物理化学相关课程师生了解、学习和使用这两本教材。
从编写指导思想、主要内容和章节编排、主要特色、存在的不足等多个维度，对Levine编写的Physical Chemistry (6th edition)以及McQuarrie和Simon编写的Physical Chemistry-A Molecular Approach两本英文教材进行了较为全面的介绍，对国内物理化学教材建设具有一定的启示和借鉴作用，也有利于国内物理化学相关课程师生了解、学习和使用这两本教材。
2023, 38(6): 134-141
doi: 10.3866/PKU.DXHX202212051
摘要:
以物理化学教材中界面化学与胶体化学的内容编写为研究对象，详细比较了不同版本中英文教材中对该部分知识的概念表述、内容取舍、编排方式等，其中中文教材按照学科类别(如理科版、工科版、农林版等)和同一主编不同版本两种方式进行了比较，英文版物理化学教材比较了五个版本，其中对Atkins主编的教材进行了三个版次的分析。追溯、剖析了该部分内容编写方式的差异和演进变化，为相关学科的教材编写和课堂教学提供参考。
以物理化学教材中界面化学与胶体化学的内容编写为研究对象，详细比较了不同版本中英文教材中对该部分知识的概念表述、内容取舍、编排方式等，其中中文教材按照学科类别(如理科版、工科版、农林版等)和同一主编不同版本两种方式进行了比较，英文版物理化学教材比较了五个版本，其中对Atkins主编的教材进行了三个版次的分析。追溯、剖析了该部分内容编写方式的差异和演进变化，为相关学科的教材编写和课堂教学提供参考。
2023, 38(6): 142-145
doi: 10.3866/PKU.DXHX202301020
摘要:
电化学是物理化学重要的三级学科，已成为物理化学教材中不可缺少的部分。本文对国内外13本具有代表性的物理化学教材中电化学部分的编写理念、教学内容的组织、教学内容的选择以及新知识的引入等几个角度展开对比研究，对物理化学教材中电化学部分的编写和教学具有一定的参考价值。
电化学是物理化学重要的三级学科，已成为物理化学教材中不可缺少的部分。本文对国内外13本具有代表性的物理化学教材中电化学部分的编写理念、教学内容的组织、教学内容的选择以及新知识的引入等几个角度展开对比研究，对物理化学教材中电化学部分的编写和教学具有一定的参考价值。
2023, 38(6): 146-151
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302066
摘要:
目前物理化学教学在“量子先行”和“热力学先行”两种策略的选择上依然存在争论，热力学是物理化学的重要组成部分，本文分析和比较了国内外10本典型教材在热力学教学内容安排上的现状，提出了发展方向和建议，希望对物理化学教学和教材建设提供依据。
目前物理化学教学在“量子先行”和“热力学先行”两种策略的选择上依然存在争论，热力学是物理化学的重要组成部分，本文分析和比较了国内外10本典型教材在热力学教学内容安排上的现状，提出了发展方向和建议，希望对物理化学教学和教材建设提供依据。
2023, 38(6): 152-157
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302072
摘要:
回顾了新中国成立后物理化学教材建设的历史。根据作者建设物理化学教材40年的经历，认为要正确认识教材和讲课的关系，正确处理教材和科硏的关系。教材建设要紧跟时代步伐，力争做到教材建设的多元化和立体化。
回顾了新中国成立后物理化学教材建设的历史。根据作者建设物理化学教材40年的经历，认为要正确认识教材和讲课的关系，正确处理教材和科硏的关系。教材建设要紧跟时代步伐，力争做到教材建设的多元化和立体化。
2023, 38(6): 158-163
doi: 10.3866/PKU.DXHX202302064
摘要:
在高等教育高质量、现代化发展的趋势下，对学生高阶思维能力的培养成为高等教育发展的重要方向。本文在对高阶思维能力与STS (Science, Technology, Society)教育内涵理解的基础上，梳理STS习题中实物条件、数量条件、特征条件、闲置条件等已知条件与高阶思维能力培养的关系，设计物理化学STS习题。以热力学基本定律为例，结合教学目标、学情、高阶思维能力培养的STS习题设计规划，建立其知识点与STS教育结合的双向明细表，考虑习题题型和难度，采用习题的筛选、改编、自编形式进行STS习题设计，并应用于物理化学教学实践，促使学生高阶思维能力的提升，为物理化学习题内容、形式的改进提供了新思路。
在高等教育高质量、现代化发展的趋势下，对学生高阶思维能力的培养成为高等教育发展的重要方向。本文在对高阶思维能力与STS (Science, Technology, Society)教育内涵理解的基础上，梳理STS习题中实物条件、数量条件、特征条件、闲置条件等已知条件与高阶思维能力培养的关系，设计物理化学STS习题。以热力学基本定律为例，结合教学目标、学情、高阶思维能力培养的STS习题设计规划，建立其知识点与STS教育结合的双向明细表，考虑习题题型和难度，采用习题的筛选、改编、自编形式进行STS习题设计，并应用于物理化学教学实践，促使学生高阶思维能力的提升，为物理化学习题内容、形式的改进提供了新思路。
2023, 38(6): 164-170
doi: 10.3866/PKU.DXHX202210034
摘要:
本文介绍在物理化学教材中，以化学势为主线，籍此系统而又完整地导出各类化学反应的等温式。一方面可进一步巩固和强化学生对各类物质化学势及其表达式的理解和应用，另一方面还可以非常直接地明晰各类化学反应等温式的来龙去脉，并帮助学生正确理解和计算各类化学反应标准摩尔Gibbs自由能ΔrGmϴ、标准平衡常数(又称热力学平衡常数) Kϴ和反应商Q，从而有助于取得较好的教学效果。
本文介绍在物理化学教材中，以化学势为主线，籍此系统而又完整地导出各类化学反应的等温式。一方面可进一步巩固和强化学生对各类物质化学势及其表达式的理解和应用，另一方面还可以非常直接地明晰各类化学反应等温式的来龙去脉，并帮助学生正确理解和计算各类化学反应标准摩尔Gibbs自由能ΔrGmϴ、标准平衡常数(又称热力学平衡常数) Kϴ和反应商Q，从而有助于取得较好的教学效果。
2023, 38(6): 171-181
doi: 10.3866/PKU.DXHX202208123
摘要:
以高等教育出版社2022年出版的南京大学第六版《物理化学》为研究对象，借鉴Gkitzia等人开发的分析框架，运用内容分析法对教材中的视觉表征进行分析。从表征的类型、表征与文本的关联情况、合适的标题和表面特征注释四个维度对教材进行编码分析评价。研究发现：(1) 在表征类型方面，存在符号、宏观、微观、多种表征四种形式，但是没有出现多重、多类表征。其中符号表征(72.85%)比例较大，且超过其他几种表征类型的总和，而宏观表征(3.31%)、微观表征(5.63%)明显较少，其中多种表征(18.21%)主要是“宏观-符号”和“微观-符号”的组合。(2) 在表征呈现方面，总体质量较高。具体表现为98.34%的视觉表征和文本完全相关并有连接，98.34%的视觉表征有合适的标题，97.68%的视觉表征有清晰的表征注释。最后讨论了研究结果对于物理化学教学的启示。
以高等教育出版社2022年出版的南京大学第六版《物理化学》为研究对象，借鉴Gkitzia等人开发的分析框架，运用内容分析法对教材中的视觉表征进行分析。从表征的类型、表征与文本的关联情况、合适的标题和表面特征注释四个维度对教材进行编码分析评价。研究发现：(1) 在表征类型方面，存在符号、宏观、微观、多种表征四种形式，但是没有出现多重、多类表征。其中符号表征(72.85%)比例较大，且超过其他几种表征类型的总和，而宏观表征(3.31%)、微观表征(5.63%)明显较少，其中多种表征(18.21%)主要是“宏观-符号”和“微观-符号”的组合。(2) 在表征呈现方面，总体质量较高。具体表现为98.34%的视觉表征和文本完全相关并有连接，98.34%的视觉表征有合适的标题，97.68%的视觉表征有清晰的表征注释。最后讨论了研究结果对于物理化学教学的启示。
2023, 38(6): 182-188
doi: 10.3866/PKU.DXHX202301040
摘要:
选取具有代表性的10本国内外结构化学教材进行了教学内容对比研究。介绍了国内结构化学教材的发展历史和特点，从内容、习题和特色几方面比较了国内外教材的差异，并为今后结构化学教材的建设提出了相应的建议。
选取具有代表性的10本国内外结构化学教材进行了教学内容对比研究。介绍了国内结构化学教材的发展历史和特点，从内容、习题和特色几方面比较了国内外教材的差异，并为今后结构化学教材的建设提出了相应的建议。
2023, 38(6): 189-196
doi: 10.3866/PKU.DXHX202212034
摘要:
教材建设是课程建设的重要一环，本文重点对山东大学分子模拟实验国家一流课程的教材建设情况进行了介绍。从历史与传承、发展与创新、总结与展望三个方面对山东大学化学学科的教材编写历史、国内外分子模拟相关教材的建设情况、《分子模拟》教材的主要内容和特色之处，以及下一步的修订计划进行了详细介绍，以期对相关教材的编写与修订提供启发与借鉴。
教材建设是课程建设的重要一环，本文重点对山东大学分子模拟实验国家一流课程的教材建设情况进行了介绍。从历史与传承、发展与创新、总结与展望三个方面对山东大学化学学科的教材编写历史、国内外分子模拟相关教材的建设情况、《分子模拟》教材的主要内容和特色之处，以及下一步的修订计划进行了详细介绍，以期对相关教材的编写与修订提供启发与借鉴。
