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。

基于第一性原理方法，通过在石墨烯中掺杂不同类型的氮(吡啶氮、吡咯氮、石墨氮)和负载铁单原子构建了Fe-N-C结构，并通过改变吡啶氮与铁单原子的配位数(x=3~6)，研究了铁单原子、氮原子以及其旁边的碳原子分别作为活性位点时析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)的反应机理。结果表明，氮掺杂和铁单原子负载均有利于提高石墨烯的OER/ORR活性，但在Fe-N-C中石墨氮旁边的碳原子是最佳的OER活性位点，而与吡啶氮形成四配位结构的铁单原子是最佳的ORR活性位点。