华法林:从毒药到良方
方洲, 张致豪, 蒋炜涵, 陈建成
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406038
源起于发霉甜苜蓿,脱胎于生化实验室,华法林先生起初作为一种强力灭鼠毒药大杀四方。然而,在进入医药领域的道路上,他却因毒药的身份标签和种种流言而饱受质疑和反对。科学家们揭示了华法林抗凝血的机制,并证明了华法林抗凝治疗对患者的益处。从此,华法林先生以及他的衍生物们成为了抗凝治疗和防治鼠害的前线战士。
关键词: 抗凝药物, 双香豆素, 维生素K, 维生素K环氧化物还原酶
CO2的“感谢信”:科技的发展,改变了我的形象
林琛, 许环军
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502048
二氧化碳作为“温室气体”的主要组成之一,但随着科技的进步,科学家可对其进行各种转化。本文通过二氧化碳自述的方式,借用拟人化的手法,介绍了二氧化碳通过催化转化制备各类化合物以及其他类物质、作为超临界流体使用、作为充电宝使用,让读者以生动活泼的方式了解二氧化碳的大有可为,也为在小朋友心中埋下一颗勇于探索的种子,激发他们实现各种变废为宝的勇气。
关键词: 二氧化碳, 温室气体, 科技发展, 转化利用
神秘的皮克林乳液探索之旅——推荐一个化学科普实验
李覃, 贾子瑶, 陈烨, 马铭泽, 李琳, 黄涛
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202306035
皮克林乳液——一种由胶体尺寸固体颗粒稳定水油界面所形成的乳液——是科学研究和生活生产的热点话题。本文对“皮克林乳液”这一概念进行科普,介绍了传统乳液和皮克林乳液的基本概念、形成原理、制备方法、实验室表征结果及在光催化等领域的应用等,让大学生、青少年、幼小学生乃至社会大众通过皮克林乳液体会化学之美和化学之趣。
关键词: 皮克林乳液, 接触角, 光催化, 科普实验
基于数智化装置的甲基橙合成实验改进
张晓慧, 何星晨, 周元一, 刘鹏宇, 秦煜翔, 徐彦芹, 熊燕
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506018
在甲基橙合成原型实验的基础上,将自制的“自动化加料和数字化控温”装置引入实验中,增加了实验安全性,避免了由人力加料导致的反应不均匀、副反应过多等问题,优化了实验流程,提升了实验安全性。在实现原教学目标基础上,使学生能专注于实验现象的观察以及对实验原理的理解,更侧重学生素质能力提升。
关键词: 自动化技术, 温度控制, 化学实验数字化
智识智绘,碘量铜真——基于颜色识别间接碘量法测铜
朱天容, 余凡, 刘宇航, 徐海义, 马婷婷, 李铭, 薛宇航, 王亚珍, 李艾华, 肖标, 彭晓伦
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503096
数字化实验因数据采集方便、可视化及智能化等优点适用于化学实验教学。间接碘量法测铜含量需准确判别滴定至浅黄色加淀粉指示剂、滴定至浅蓝色加KSCN和滴定终点米白色这三处关键颜色。通过大量实验建立数据库,明确关键颜色HSV (色调-饱和度-明度)阈值,开发辅助滴定App。数字化设计后相对平均偏差为0.11%,较人眼观察提高了实验精密度,激发学生多学科交叉兴趣。
关键词: 间接碘量法, 铜含量, HSV颜色识别, 实验数字化
高等学校化学实验室数智化建设建议
杜静, 马骁飞, 张树永, 李厚金, 张大伟, 于湛
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202603014
立足新时代教育数智化战略发展要求,结合化学学科实践育人核心功能,针对当前高校化学实验室建设中存在的数智资源分散、虚实融合不足、管理效率偏低、安全管控薄弱等问题,明确化学实验室数智化建设的核心目标与定位,从数智教学资源建设、智能装置设备升级、AI赋能安全与教学管理、建设实施路径及成效考核等方面,提出系统的建设建议与实施方案。构建了“资源共谋共建、成果开放共享、线上线下融合、虚实结合、数智赋能、双创实践育人”的化学实验室数智化建设体系,为全国高校化学实验室数智化转型升级、提升实验教学质量与人才培养能力提供理论参考与实操指导。
关键词: 化学实验室, 实验教学, 数智化建设, 共谋共建, 开放共享, AI赋能
数智赋能专业实验课程教学模式探索与实践
刘娟丽, 张文博, 李丽, 罗兴平, 哈斯其美格, 李振华
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505042
本文以数智赋能仪器分析实验课程为例,构建了线上线下混合式教学、虚拟仿真与线下实验结合、人工智能(AI)赋能项目式学习与设计性实验项目相融合等实践课程教学改革模式,探究了理论与实践相结合、虚拟仿真与现实场景互补、实验技能与创新实践并重、课程思政与考核评价双驱联动等全场域、多元融合实践课程教学新模式,探索有效促进数智技术赋能实践课程的融合路径,切实推进高校实践课程智慧教学改革创新。
关键词: 仪器分析实验, 教学改革, 多元融合, 任务引擎
基于微信小程序和动画视频数字化赋能的磁化率测定实验的改进
张春芳, 张翠妙, 刘帅, 郑亚铎, 杨林, 姜克寒, 闰明涛
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505056
教育数字化为高校化学实验教学带来机遇与挑战。本文以磁化率测定实验为例,探讨了融合微观原理、晶体结构和电子排布的动画视频,集成实验原理、数据处理和师生反馈的微信小程序等数字化赋能。实践证明这些举措实现了抽象原理形象化、微观结构可视化、数据处理便捷化和师生互动跨时空化,提升了实验数字化水平和教学效果。
关键词: 磁化率的测定, 数据处理, 原子分子尺度结构, 教学互动, 两性一度教学
“双碳”战略下的数智融合:等离子体反应和分离耦合驱动CO2加氢制甲醇
包至朋, 王艺霖, 陈愉, 贾贝蕊, 王从聪, 解则安, 于学华, 赵震
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506009
传统的热催化CO2转化要求高温高压条件,等离子体能实现常温常压下驱动CO2加氢制甲醇,是节能降碳、实现“双碳”目标的重要举措。本作品设计新型介质阻挡放电(DBD)等离子体液膜反应器,克服高CO2转化率和高甲醇选择性不可兼得的困难,实现了等离子体反应和分离的高效耦合。本实验中针对等离子体反应控温难和工艺参数优化过程复杂两大问题进行数字化设计:利用红外热成像仪对放电区域温度实时监控,克服传统热电偶存在的测量局部性及容易与高压电极尖端放电等缺点,并通过自动控制模块调节冷凝液温度和流速,维持等离子体放电产热与散热的动态平衡,实现精准控温;通过训练人工神经网络(ANN)模型,定量分析复杂工艺参数与反应性能的关系,并确定其影响权重,实现最优条件的智能预测与工艺优化。本专业实验课程融合数字化技术与人工智能方法,通过智能化实验设计培养学生跨学科创新能力,契合新工科人才培养需求。
关键词: 红外热成像, 自动控温, 人工神经网络, 反应和分离耦合技术
数智赋能碳纤维前体共聚聚丙烯腈合成及应用实验的探究
杨晴羽, 于渊海, 吴艳柳, 杨婷, 钟乐, 阮文红, 李洁
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506010
碳纤维作为国防、航空航天、轨道交通等领域的关键材料,已被纳入国家战略发展规划。其前体(如共聚聚丙烯腈)的结构组成是影响碳纤维结构与性能的核心因素。然而,我国在碳纤维共聚前体的合成及应用方面仍面临技术瓶颈,亟需通过本科相关教学实验培养具备专业知识与创新能力的复合型人才。目前,本科高分子化学实验课程多以均聚物自由基聚合实验为主,并采用单变量控制的非探究性模式进行。由于实验时长有限、单体种类与比例选择复杂以及仪器条件不足等因素,具有重要应用的共聚物的合成实验难以纳入传统的实验教学中。随着人工智能等数字化技术的快速发展,这一困境有望被突破。本研究设计了一套基于共聚物合成及应用的数字化实验教学方案,通过利用开源数据库训练神经网络,借助人工智能程序预测不同合成策略的结果,学生可在虚拟实验平台上优化相关参数,模拟聚丙烯腈基碳纤维的全流程合成及性能测试,进而指导开展线下探究性碳纤维共聚前体的合成实验,产生的实验数据可上传至平台,用于微调预训练模型,从而逐步提高人工智能模型的预测精度。最终,通过与相关虚拟仿真实验的链接,构建了碳纤维前体“合成–结构–性能–应用”的全流程模块化实验体系,为学生提供了一个系统性、探究性及创新性的数字化综合实验,有效提升了人才培养的质量。
关键词: 碳纤维前体, 共聚聚丙烯腈, 自由基聚合, 人工智能, 数字化综合实验

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