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大学化学
University Chemistry
主管 : 教育部
刊期 : 月刊主编 : 王颖霞
语种 : 中文主办 : 北京大学、中国化学会
ISSN : 1000-8438 CN : 11-1815/O6展开 >《大学化学》是教育部主管、北京大学和中国化学会共同主办的教育研究性学术刊物，本刊以深化大学化学教育改革为宗旨，为促进教师知识更新、扩大学生知识面、提高化学教学水平服务。读者对象为高等学校化学教师、研究生、本科生、中学化学教师和对化学有浓厚兴趣的中学生，以及化学教育领域的各级管理人员和其他岗位上的化学工作者。现已被中国期刊网全文数据库、万方数据库、台湾华艺数据库、中文科技期刊数据库（全文版）、美国化学文摘等多家数据库收录。
主要栏目内容和要求包括：
（1）今日化学――介绍化学各学科前沿领域及与化学相关交叉学科的发展动向、前景；在国民经济中的应用和展望。要求文章内容新颖，有学术见解，文字表述深入浅出，有启发性。
（2）教学研究与改革――研究高校化学教育改革中的重大问题，对化学教学中具有普遍性的问题发表创见；交流化学教学改革的经验，讨论教学中的难点和重点；介绍新的教学内容和方法等。要求观点有新意，经验有实践基础，避免空泛议论和设想；文字精练，图表清晰准确。
（3）知识介绍――介绍化学学科领域在理论、实践、应用方面的新知识与新发展。要求概念准确，避免重复书刊的内容；文字简练，内容具有启发性。
（4）计算机与化学――介绍计算机化学的最新进展；开展计算机化学应用软件和辅助化学教学软件的交流。
（5）化学实验――实验教学的目标研究；新实验的设计和现有实验的改进；现代化仪器设备在实验中的应用；实验室管理的新经验等。要求内容翔实，数据可靠，方法具有推广使用价值。
（6）师生笔谈－－交流学习心得；探讨能启发创造性思维的问题；介绍具有启发性的解题方法等。要求文章内容生动，主题突出。
（7）自学之友――刊登疑难解释，专题辅导，点滴经验，一事一议。要求文章观点明确，短小精悍。
本刊还设有化学史、国外化学教育、书刊评介、科技书讯、动态与信息等栏目。
欢迎高校师生及其他部门的化学教学、科研人员为本刊撰写稿件。
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2026, 41(10): 1-9
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509086
摘要:
针对教育强国建设场域下思政引领力与课程思政协同推进的现实问题，本文以化学史课程为载体，基于“产出导向教育”(简称“OBE”)理念构建思政教育与专业融合的教学模式。通过精准化课前调研锚定需求、宽泛化课程资源挖掘思政元素、高效化组织教学凸显学生主体、科学化评价完善育人闭环，实现“知识-能力-价值”三位一体培养。实践表明，该模式能有效提升课程思政实效性，为高校理工科同类课程思政建设提供参考范式。
针对教育强国建设场域下思政引领力与课程思政协同推进的现实问题，本文以化学史课程为载体，基于“产出导向教育”(简称“OBE”)理念构建思政教育与专业融合的教学模式。通过精准化课前调研锚定需求、宽泛化课程资源挖掘思政元素、高效化组织教学凸显学生主体、科学化评价完善育人闭环，实现“知识-能力-价值”三位一体培养。实践表明，该模式能有效提升课程思政实效性，为高校理工科同类课程思政建设提供参考范式。
2026, 41(10): 10-18
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509095
摘要:
本文以无机化学课程为载体，探讨传统文化元素与专业基础课教学的有机融合路径。通过挖掘传统文化中的与无机化学学科相关的化学智慧，提出传统文化融入专业课程的策略。教学实践表明，传统文化融入教学能有效增强理工科课堂的文化性、知识性和趣味性，提升学生的文化自信，为理工科课程思政建设提供新思路。
本文以无机化学课程为载体，探讨传统文化元素与专业基础课教学的有机融合路径。通过挖掘传统文化中的与无机化学学科相关的化学智慧，提出传统文化融入专业课程的策略。教学实践表明，传统文化融入教学能有效增强理工科课堂的文化性、知识性和趣味性，提升学生的文化自信，为理工科课程思政建设提供新思路。
2026, 41(10): 19-26
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509132
摘要:
在“新工科”战略与本硕贯通人才培养体系不断深化的背景下，大学化学理论教材正从学科传授型向能力建构型转变。传统教材虽在知识体系完整性与逻辑性上具备优势，但在工程导向、跨学科融合与数字化支撑方面仍存在不足，难以全面服务于复合型工程人才的培养需求。法国MPSI (数学-物理-工程科学)预科体系在数理逻辑、工程能力和跨学科建构方面的课程理念，与我国新工科“厚基础、强能力、重交叉”的育人目标高度契合。本文基于中法工程教育的比较视角，从理论层面对大学化学教材的结构逻辑与能力导向关系进行系统分析，强调以工程需求为牵引，通过“基础原理-工程应用-交叉拓展-科学前沿”四维内容结构实现教材的系统化与开放化。教材目前已完成初稿，并在北京航空航天大学中法航空学院试用，通过教学过程数据与学生能力测评的对比分析，验证框架的可行性与育人实效。研究的主要贡献在于为我国大学化学教材提供了一种理论与实践并重的建设范式，既丰富了工程教育背景下教材改革的理论研究，也为未来教材的编写、试用与推广提供了可操作的结构化路径。
在“新工科”战略与本硕贯通人才培养体系不断深化的背景下，大学化学理论教材正从学科传授型向能力建构型转变。传统教材虽在知识体系完整性与逻辑性上具备优势，但在工程导向、跨学科融合与数字化支撑方面仍存在不足，难以全面服务于复合型工程人才的培养需求。法国MPSI (数学-物理-工程科学)预科体系在数理逻辑、工程能力和跨学科建构方面的课程理念，与我国新工科“厚基础、强能力、重交叉”的育人目标高度契合。本文基于中法工程教育的比较视角，从理论层面对大学化学教材的结构逻辑与能力导向关系进行系统分析，强调以工程需求为牵引，通过“基础原理-工程应用-交叉拓展-科学前沿”四维内容结构实现教材的系统化与开放化。教材目前已完成初稿，并在北京航空航天大学中法航空学院试用，通过教学过程数据与学生能力测评的对比分析，验证框架的可行性与育人实效。研究的主要贡献在于为我国大学化学教材提供了一种理论与实践并重的建设范式，既丰富了工程教育背景下教材改革的理论研究，也为未来教材的编写、试用与推广提供了可操作的结构化路径。
2026, 41(10): 27-35
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510017
摘要:
研讨式(Seminar)教学作为一种历史悠久的教学模式，从古代哲学思辨到现代教育实践，已演变为高等教育体系中强调学生主体性和互动协作的核心形式。本文回顾研讨式教学简史、剖析其核心特征，结合西北农林大学农林生物类有机化学课堂的研讨环节设计与长期实践，以及西北农大和华中农大两校引入外籍教师开展的暑期“生命与有机化学”(Life & Organic Chemistry，简称LOC)分子研讨课的8年实践经验，展开系统分析与梳理。课程内容与模块持续迭代优化，单期研讨班Nature、Science (NS)顶刊研读量最高达45篇，通过学生组队主题混合(Tx)展示及多维度综合考核，高难度学习挑战显著提升学生后续课程适应性和创新潜力。该模式经校际协同扩展至应用化学专业跨年级教学。采用多年持续问卷调查、座谈反馈及在线评估等多种方法，量化实践成效。数据表明，分子研讨课显著强化学生的学习策略构建、协作研讨能力、分子前沿视野、信息整合与阅读素养等关键要素。结合2023-2025年学生人工智能(AI)辅助学习调查，提出研讨课未来发展的6大特征：技术赋能互动、跨学科融创、学生主导课堂、个性化与协作并重、应用导向实践及全球化视野融入。这些特征在AI时代下，赋予研讨课更具前瞻性的育人价值。
研讨式(Seminar)教学作为一种历史悠久的教学模式，从古代哲学思辨到现代教育实践，已演变为高等教育体系中强调学生主体性和互动协作的核心形式。本文回顾研讨式教学简史、剖析其核心特征，结合西北农林大学农林生物类有机化学课堂的研讨环节设计与长期实践，以及西北农大和华中农大两校引入外籍教师开展的暑期“生命与有机化学”(Life & Organic Chemistry，简称LOC)分子研讨课的8年实践经验，展开系统分析与梳理。课程内容与模块持续迭代优化，单期研讨班Nature、Science (NS)顶刊研读量最高达45篇，通过学生组队主题混合(Tx)展示及多维度综合考核，高难度学习挑战显著提升学生后续课程适应性和创新潜力。该模式经校际协同扩展至应用化学专业跨年级教学。采用多年持续问卷调查、座谈反馈及在线评估等多种方法，量化实践成效。数据表明，分子研讨课显著强化学生的学习策略构建、协作研讨能力、分子前沿视野、信息整合与阅读素养等关键要素。结合2023-2025年学生人工智能(AI)辅助学习调查，提出研讨课未来发展的6大特征：技术赋能互动、跨学科融创、学生主导课堂、个性化与协作并重、应用导向实践及全球化视野融入。这些特征在AI时代下，赋予研讨课更具前瞻性的育人价值。
2026, 41(10): 36-40
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510021
摘要:
高端科研仪器设备是科学研究和技术创新的重要基础和条件，当今国际形势下高端科研仪器国产替代日益迫切，重视新一代交叉型人才培养是提升国产化科技仪器替代水平的重要环节。现代仪器分析实验课程作为培养仪器原理扎实、技术实践熟练、报国热忱浓厚的交叉型人才的重要抓手，宜面向高端人才培养需求。据此，透射电镜实验教学遵循“两性一度”课程建设要求，基于前沿式学习内容开发、融合式学习路径设计、浸润式综合素质培养、驱动式学习效果反馈的“四维融合”教学理念，将仪器资源打造为高校交叉型人才培养平台，助力国家高端仪器技术人才战略。
高端科研仪器设备是科学研究和技术创新的重要基础和条件，当今国际形势下高端科研仪器国产替代日益迫切，重视新一代交叉型人才培养是提升国产化科技仪器替代水平的重要环节。现代仪器分析实验课程作为培养仪器原理扎实、技术实践熟练、报国热忱浓厚的交叉型人才的重要抓手，宜面向高端人才培养需求。据此，透射电镜实验教学遵循“两性一度”课程建设要求，基于前沿式学习内容开发、融合式学习路径设计、浸润式综合素质培养、驱动式学习效果反馈的“四维融合”教学理念，将仪器资源打造为高校交叉型人才培养平台，助力国家高端仪器技术人才战略。
2026, 41(10): 41-46
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510045
摘要:
南京大学有机化学实验课程已构建“基础+进阶”教学体系，并配套提出“固定场景+动态师资”新模式。该模式以固定实验室与专属仪器为硬件保障，按“基础操作→科研融合”梯度设计实验内容，通过实施教师轮班制优化师资配置。经三年实践，学生问卷反馈优异，为培养创新型化学人才提供了可行路径。
南京大学有机化学实验课程已构建“基础+进阶”教学体系，并配套提出“固定场景+动态师资”新模式。该模式以固定实验室与专属仪器为硬件保障，按“基础操作→科研融合”梯度设计实验内容，通过实施教师轮班制优化师资配置。经三年实践，学生问卷反馈优异，为培养创新型化学人才提供了可行路径。
2026, 41(10): 47-55
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510050
摘要:
生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence，GenAI)的迅速发展正重塑高等教育的教学形态。作为实验性强、概念抽象且知识体系庞大的核心学科，有机化学教学正面临来自AI的机遇与挑战。一方面，ChatGPT、DeepSeek等模型为学生提供了即时的知识生成、反应机理与核心概念的理解以及写作辅助功能，激发学习兴趣，促进自我解释与知识迁移；另一方面，缺乏引导的使用可能引发依赖性、削弱批判性思维，并带来学术诚信风险。本文以“学生角色重构-教师职责转变-学习迁移促进”为主线，在“批判性乐观主义”的教育哲学视角下，分析AI驱动学习生态中师生关系的再定义。进一步提出以AI素养、提示词设计与迁移性任务为核心的教学框架，并结合课堂实践阐明其实施要点与评价路径，旨在为高校有机化学课程的教学创新与教育评价提供可推广的参考。
生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence，GenAI)的迅速发展正重塑高等教育的教学形态。作为实验性强、概念抽象且知识体系庞大的核心学科，有机化学教学正面临来自AI的机遇与挑战。一方面，ChatGPT、DeepSeek等模型为学生提供了即时的知识生成、反应机理与核心概念的理解以及写作辅助功能，激发学习兴趣，促进自我解释与知识迁移；另一方面，缺乏引导的使用可能引发依赖性、削弱批判性思维，并带来学术诚信风险。本文以“学生角色重构-教师职责转变-学习迁移促进”为主线，在“批判性乐观主义”的教育哲学视角下，分析AI驱动学习生态中师生关系的再定义。进一步提出以AI素养、提示词设计与迁移性任务为核心的教学框架，并结合课堂实践阐明其实施要点与评价路径，旨在为高校有机化学课程的教学创新与教育评价提供可推广的参考。
2026, 41(10): 56-64
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510057
摘要:
在科技革命加速演进与国家创新驱动发展战略深入实施的背景下，传统单一学科、封闭式的人才培养模式难以满足国家和社会对高层次交叉拔尖创新人才的迫切需求。化学生物学具有高度交叉融合的特性，其人才培养面临知识拼盘化、教学与实践脱节、支撑资源匮乏和评价标准单一等核心困境。为破解上述重大挑战，本研究提出并实践了“三性引领、四位一体、六系联动”的化学生物学交叉拔尖人才培养模式。该模式通过顶层设计，系统性地整合分散的育人资源与要素，构建了包括“理念重塑、体系重构、资源整合、机制创新”的全方位育人框架。本文重点阐述了以“三性引领、四位一体、六系联动”为核心的实施架构，并结合暨南大学化学生物学教学的实践案例，详细阐述了协同运作的具体路径与可量化的成效。实践表明，该模式有效破除了学科壁垒，显著提升了学生的创新思维与复杂问题的解决能力(如近5年指导本科生发表SCI论文76篇)。总体而言，本文为新时代化学生物学交叉拔尖人才培养提供了一套系统创新、可供同行探讨与借鉴的解决方案。
在科技革命加速演进与国家创新驱动发展战略深入实施的背景下，传统单一学科、封闭式的人才培养模式难以满足国家和社会对高层次交叉拔尖创新人才的迫切需求。化学生物学具有高度交叉融合的特性，其人才培养面临知识拼盘化、教学与实践脱节、支撑资源匮乏和评价标准单一等核心困境。为破解上述重大挑战，本研究提出并实践了“三性引领、四位一体、六系联动”的化学生物学交叉拔尖人才培养模式。该模式通过顶层设计，系统性地整合分散的育人资源与要素，构建了包括“理念重塑、体系重构、资源整合、机制创新”的全方位育人框架。本文重点阐述了以“三性引领、四位一体、六系联动”为核心的实施架构，并结合暨南大学化学生物学教学的实践案例，详细阐述了协同运作的具体路径与可量化的成效。实践表明，该模式有效破除了学科壁垒，显著提升了学生的创新思维与复杂问题的解决能力(如近5年指导本科生发表SCI论文76篇)。总体而言，本文为新时代化学生物学交叉拔尖人才培养提供了一套系统创新、可供同行探讨与借鉴的解决方案。
2026, 41(10): 65-72
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510067
摘要:
本研究对“金属有机化学与催化”课程进行项目化改革，构建了“基础导入-项目设计-协同指导-过程管理-多元评价”五位一体教学模式。通过系统知识建构、分组课题、校企双导师及过程管理等策略，有效融合理论与实践。实践证明，该模式显著提升了研究生的科研素养、创新思维与团队协作能力，为研究生课程改革提供了有益参考。
本研究对“金属有机化学与催化”课程进行项目化改革，构建了“基础导入-项目设计-协同指导-过程管理-多元评价”五位一体教学模式。通过系统知识建构、分组课题、校企双导师及过程管理等策略，有效融合理论与实践。实践证明，该模式显著提升了研究生的科研素养、创新思维与团队协作能力，为研究生课程改革提供了有益参考。
2026, 41(10): 73-80
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510074
摘要:
针对物理化学教学中前沿内容引入进程缓慢、与核心知识体系衔接不足的问题，我们提出一种基于人工智能(AI)辅助的“核心知识↔学科前沿”双向映射教学策略。这一策略旨在通过AI构建课程核心知识与化学学科前沿研究成果之间的联系，实现教学内容与科研进展的有机融合。我们借助AI识别并匹配核心知识点所对应的前沿研究成果，并将筛选成果教学化、结构化，转化为可直接应用于课堂的“前沿案例”和“教学活动”，以促进学生对核心知识的深度理解与迁移应用。研究设计了包含任务设定、前沿成果挖掘、内容提炼与人工核验的案例开发流程，并以“Joule-Thomson效应”为例展示AI辅助双向映射的构建过程。在此基础上，提出“讲授环-研讨环-考核环”的“三环”融合方法，推动学生从知识掌握到能力养成的递进发展。本文希望为学科前沿成果融入物理化学课程教学提供初步的思路与方法。
针对物理化学教学中前沿内容引入进程缓慢、与核心知识体系衔接不足的问题，我们提出一种基于人工智能(AI)辅助的“核心知识↔学科前沿”双向映射教学策略。这一策略旨在通过AI构建课程核心知识与化学学科前沿研究成果之间的联系，实现教学内容与科研进展的有机融合。我们借助AI识别并匹配核心知识点所对应的前沿研究成果，并将筛选成果教学化、结构化，转化为可直接应用于课堂的“前沿案例”和“教学活动”，以促进学生对核心知识的深度理解与迁移应用。研究设计了包含任务设定、前沿成果挖掘、内容提炼与人工核验的案例开发流程，并以“Joule-Thomson效应”为例展示AI辅助双向映射的构建过程。在此基础上，提出“讲授环-研讨环-考核环”的“三环”融合方法，推动学生从知识掌握到能力养成的递进发展。本文希望为学科前沿成果融入物理化学课程教学提供初步的思路与方法。
2026, 41(10): 81-89
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510086
摘要:
在人工智能技术迅猛发展的时代背景下，如何将传统学科教育与智能技术深度融合，以拓宽学生认知边界，激发创新思维，从而培养适应未来社会的高素质复合型人才，已经成为高等教育改革的重要议题。物理化学作为一门理论体系严密、概念抽象程度高、逻辑关联性强的专业基础课程，长期以来被学生视为学习难点，而传统教学模式在提供个性化学习支持和过程性评价方面存在明显不足。为突破这一教学瓶颈，本研究以学习通泛雅智慧平台为依托，紧扣物理化学学科特点，系统构建了“物理化学”多场景数字题库，并深入探索了生成式人工智能在教学内容智能生成、知识图谱系统性建设以及互动学习模式创新等方面的应用路径。
在人工智能技术迅猛发展的时代背景下，如何将传统学科教育与智能技术深度融合，以拓宽学生认知边界，激发创新思维，从而培养适应未来社会的高素质复合型人才，已经成为高等教育改革的重要议题。物理化学作为一门理论体系严密、概念抽象程度高、逻辑关联性强的专业基础课程，长期以来被学生视为学习难点，而传统教学模式在提供个性化学习支持和过程性评价方面存在明显不足。为突破这一教学瓶颈，本研究以学习通泛雅智慧平台为依托，紧扣物理化学学科特点，系统构建了“物理化学”多场景数字题库，并深入探索了生成式人工智能在教学内容智能生成、知识图谱系统性建设以及互动学习模式创新等方面的应用路径。
2026, 41(10): 90-97
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510091
摘要:
通过对综合化学实验的教学内容、教学模式、评价机制进行系统改革与创新，构建“产业-科研-教学”联动的三维一体教学体系。以人工智能等数字技术为支撑，赋能教学全过程，打造“线上线下”两线教学新范式，优化教学过程；通过“综合性-设计性-创新性”的三模块进阶式教学策略，将能源材料、环境治理、生命科学等前沿成果引入教学，紧密对接产业需求，为培育具备创新能力的化学人才提供了新思路。
通过对综合化学实验的教学内容、教学模式、评价机制进行系统改革与创新，构建“产业-科研-教学”联动的三维一体教学体系。以人工智能等数字技术为支撑，赋能教学全过程，打造“线上线下”两线教学新范式，优化教学过程；通过“综合性-设计性-创新性”的三模块进阶式教学策略，将能源材料、环境治理、生命科学等前沿成果引入教学，紧密对接产业需求，为培育具备创新能力的化学人才提供了新思路。
2026, 41(10): 98-103
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511011
摘要:
高校化学实验中心的文化建设是提升教学质量、培养创新人才的关键支撑。本文采用案例研究方法，以中国海洋大学化学实验中心为研究对象，系统阐述其在管理文化、安全文化、精神文化和环境文化四个维度上的建设路径与实践成效。实验中心秉持“厚基础、重特色、求创新、高素质”的理念，通过制度创新、资源整合、数字化赋能与人文关怀相融合，构建了多层次、开放式、兼具海洋特色与国际化视野的实验教学文化生态。实践表明，该文化建设模式有效提升了学生的创新能力、实践能力与综合素养，为高校实验中心的文化建构与人才培养提供了可借鉴的实践范式。
高校化学实验中心的文化建设是提升教学质量、培养创新人才的关键支撑。本文采用案例研究方法，以中国海洋大学化学实验中心为研究对象，系统阐述其在管理文化、安全文化、精神文化和环境文化四个维度上的建设路径与实践成效。实验中心秉持“厚基础、重特色、求创新、高素质”的理念，通过制度创新、资源整合、数字化赋能与人文关怀相融合，构建了多层次、开放式、兼具海洋特色与国际化视野的实验教学文化生态。实践表明，该文化建设模式有效提升了学生的创新能力、实践能力与综合素养，为高校实验中心的文化建构与人才培养提供了可借鉴的实践范式。
2026, 41(10): 104-111
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511025
摘要:
随着现代社会产业不断升级和人工智能(AI)技术的广泛应用，新工科背景下专业人才培养需求也随之升级。本文探讨了AI技术应用于材料与化工专业硕士研究生培养体系中教学、实践、评价和学术诚信等多方面的改革，为继续深化材化专业硕士研究生教学培养方式改革，建立专业核心能力与AI技术深度融合的培养体系开展了有意义的探索。
随着现代社会产业不断升级和人工智能(AI)技术的广泛应用，新工科背景下专业人才培养需求也随之升级。本文探讨了AI技术应用于材料与化工专业硕士研究生培养体系中教学、实践、评价和学术诚信等多方面的改革，为继续深化材化专业硕士研究生教学培养方式改革，建立专业核心能力与AI技术深度融合的培养体系开展了有意义的探索。
2026, 41(10): 112-117
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511069
摘要:
面向国家对理工科复合型人才的战略需求，化学专业课程改革亟需深化跨学科融合。本文针对“半导体物理”课程中长期存在的学科壁垒问题，结合实际案例，以“理论、科研、产业三元融合”为目标导向，系统阐述三方面教学改革思路：(1) 通过建立费米能级与化学势、能带理论与分子轨道等核心概念的对应关系，实现固体物理与化学知识的理论贯通；(2) 以量子点等前沿材料为例，构建“物理原理-材料特性-前沿应用”教学链条，强化物理化学性质与实际应用的联结；(3) 紧扣钙钛矿光伏等“卡脖子”技术问题，将核心知识融入真实产研案例，培养学生跨学科思维能力。通过系统重构教学内容与方法，有效化解了教学难点，提升了学生的跨学科思维与创新能力，为服务国家战略需求的理工融合课程建设提供了可借鉴的实践路径。
面向国家对理工科复合型人才的战略需求，化学专业课程改革亟需深化跨学科融合。本文针对“半导体物理”课程中长期存在的学科壁垒问题，结合实际案例，以“理论、科研、产业三元融合”为目标导向，系统阐述三方面教学改革思路：(1) 通过建立费米能级与化学势、能带理论与分子轨道等核心概念的对应关系，实现固体物理与化学知识的理论贯通；(2) 以量子点等前沿材料为例，构建“物理原理-材料特性-前沿应用”教学链条，强化物理化学性质与实际应用的联结；(3) 紧扣钙钛矿光伏等“卡脖子”技术问题，将核心知识融入真实产研案例，培养学生跨学科思维能力。通过系统重构教学内容与方法，有效化解了教学难点，提升了学生的跨学科思维与创新能力，为服务国家战略需求的理工融合课程建设提供了可借鉴的实践路径。
2026, 41(10): 118-126
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510003
摘要:
传统Wittig反应需使用化学计量的膦试剂，并不可避免地产生等当量的膦氧化物副产物，难以符合绿色化学理念。近年来，研究人员致力于发展P(III)/P(V)循环催化策略，利用催化量膦试剂实现高效转化，显著提高原子经济性。本文综述了催化型Wittig反应及其机理，旨在加深学生对绿色化学与反应机制的理解，促进科研成果与教学实践的融合。
传统Wittig反应需使用化学计量的膦试剂，并不可避免地产生等当量的膦氧化物副产物，难以符合绿色化学理念。近年来，研究人员致力于发展P(III)/P(V)循环催化策略，利用催化量膦试剂实现高效转化，显著提高原子经济性。本文综述了催化型Wittig反应及其机理，旨在加深学生对绿色化学与反应机制的理解，促进科研成果与教学实践的融合。
2026, 41(10): 127-131
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511012
摘要:
芳香性作为大学有机化学教学中最重要的概念之一，一直受到化学家的关注。最近，在高能密度材料研究中，化学家发现或者预测了多种芳香全氮化合物。本文介绍了三种芳香全氮化合物，包括芳香五唑阴离子(cyclo-N5-)、芳香六嗪阴离子([N6]4-)以及芳香5/6并环多氮阴离子(cyclo-N9-)。笔者认为，这些芳香全氮化合物可以做为大学有机化学中经典芳香化合物的教学补充，不仅可以加深学生对芳香化合物判定标准的理解，而且有助于有机化学科学思维的养成。
芳香性作为大学有机化学教学中最重要的概念之一，一直受到化学家的关注。最近，在高能密度材料研究中，化学家发现或者预测了多种芳香全氮化合物。本文介绍了三种芳香全氮化合物，包括芳香五唑阴离子(cyclo-N5-)、芳香六嗪阴离子([N6]4-)以及芳香5/6并环多氮阴离子(cyclo-N9-)。笔者认为，这些芳香全氮化合物可以做为大学有机化学中经典芳香化合物的教学补充，不仅可以加深学生对芳香化合物判定标准的理解，而且有助于有机化学科学思维的养成。
2026, 41(10): 132-142
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511033
摘要:
为响应国家科技兴邦与可持续战略，本研究将前沿成果融入教学，旨在增强学生社会责任感，拓展专业与学术视野，培养科学思维、创新能力与实践能力，激发科研热情。诺贝尔奖前沿材料金属有机框架(MOFs)，尤其是簇基MOFs，因结构可调、稳定性高且活性位点丰富，在CO2催化转化中展现出广阔前景，已成国内外研究热点。但簇基MOFs合成仍面临“黑箱反应”带来的不可预测性与结构精确调控的挑战。本文以X-射线单晶衍射解析金属团簇结构为起点，系统介绍了从零维金属团簇“自下而上”构筑簇基MOFs的研究进展，并从金属团簇中心、有机配体及孔道客体分子三方面深入探讨调控其CO2催化性能的策略。通过精选的典型案例，有助于本科生直观理解X-射线单晶衍射、簇基MOFs及CO2催化转化等前沿动态，拓展其相关领域认知。
为响应国家科技兴邦与可持续战略，本研究将前沿成果融入教学，旨在增强学生社会责任感，拓展专业与学术视野，培养科学思维、创新能力与实践能力，激发科研热情。诺贝尔奖前沿材料金属有机框架(MOFs)，尤其是簇基MOFs，因结构可调、稳定性高且活性位点丰富，在CO2催化转化中展现出广阔前景，已成国内外研究热点。但簇基MOFs合成仍面临“黑箱反应”带来的不可预测性与结构精确调控的挑战。本文以X-射线单晶衍射解析金属团簇结构为起点，系统介绍了从零维金属团簇“自下而上”构筑簇基MOFs的研究进展，并从金属团簇中心、有机配体及孔道客体分子三方面深入探讨调控其CO2催化性能的策略。通过精选的典型案例，有助于本科生直观理解X-射线单晶衍射、簇基MOFs及CO2催化转化等前沿动态，拓展其相关领域认知。
2026, 41(10): 143-148
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511054
摘要:
Fehling试剂用于鉴定脂肪醛类化合物和还原糖类化合物，也用于还原糖类化合物的定量测定。目前国内外有机化学教材中均未提及Fehling试剂中Cu2+与酒石酸盐螯合物的结构。本文介绍了国内外对于Fehling试剂中Cu2+螯合物结构研究的最新成果，旨在对教材中Fehling试剂及其反应的知识进行补充，弥补教材知识点的局限性。
Fehling试剂用于鉴定脂肪醛类化合物和还原糖类化合物，也用于还原糖类化合物的定量测定。目前国内外有机化学教材中均未提及Fehling试剂中Cu2+与酒石酸盐螯合物的结构。本文介绍了国内外对于Fehling试剂中Cu2+螯合物结构研究的最新成果，旨在对教材中Fehling试剂及其反应的知识进行补充，弥补教材知识点的局限性。
2026, 41(10): 149-156
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509044
摘要:
腐乳作为中国传统发酵豆制品的代表，蕴含着深厚的饮食文化与科学智慧。本文以清代王致和偶得“腐乳”的传说为切入点，通过跨越古今的对话形式，生动讲述了豆腐发酵为腐乳的工艺过程与科学原理。阐述了毛霉在蛋白质分解与风味形成中的作用、美拉德反应机制对色香味的影响，并谈及腐乳的营养价值，提出科学食用建议。该论文不仅解读了传统食品背后的科学内涵，更致力于推动科普传播，提升公众对发酵食品的认知，实现科学知识与饮食文化的有机融合。
腐乳作为中国传统发酵豆制品的代表，蕴含着深厚的饮食文化与科学智慧。本文以清代王致和偶得“腐乳”的传说为切入点，通过跨越古今的对话形式，生动讲述了豆腐发酵为腐乳的工艺过程与科学原理。阐述了毛霉在蛋白质分解与风味形成中的作用、美拉德反应机制对色香味的影响，并谈及腐乳的营养价值，提出科学食用建议。该论文不仅解读了传统食品背后的科学内涵，更致力于推动科普传播，提升公众对发酵食品的认知，实现科学知识与饮食文化的有机融合。
2026, 41(10): 157-162
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509065
摘要:
安宁祥和“生命家园”突遭危机——癌细胞化身“违规工程队”，四处搭建“肿瘤危楼”，手术、化疗两个工程队束手无策。关键时刻，重离子工程队携“智能靶向装备”及时赶来，运用重离子束精准地“拆除”肿瘤和癌细胞，完成了一次零误伤的“精密工程救援”。
安宁祥和“生命家园”突遭危机——癌细胞化身“违规工程队”，四处搭建“肿瘤危楼”，手术、化疗两个工程队束手无策。关键时刻，重离子工程队携“智能靶向装备”及时赶来，运用重离子束精准地“拆除”肿瘤和癌细胞，完成了一次零误伤的“精密工程救援”。
2026, 41(10): 163-173
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509076
摘要:
聚焦自然界定向液体传输(DLT)现象，本实验以棉织物为基体，通过低成本化学改性构建非对称润湿性界面(一侧亲水、一侧疏水)，揭示“定向导液”背后的表面化学原理。结合贻贝仿生黏附(儿茶酚与聚乙烯亚胺改性实现亲水层)与荷叶效应模拟(聚二甲基硅氧烷与二氧化硅构建疏水层)，利用接触角、表面张力等核心概念，解析润湿性差异与微观结构对液体定向传输的驱动机制。科普内容通过梯度化实验体系覆盖多元受众，将抽象的界面化学知识转化为可触可感的实践体验，为科普教育与前沿材料技术的衔接提供实践范式。
聚焦自然界定向液体传输(DLT)现象，本实验以棉织物为基体，通过低成本化学改性构建非对称润湿性界面(一侧亲水、一侧疏水)，揭示“定向导液”背后的表面化学原理。结合贻贝仿生黏附(儿茶酚与聚乙烯亚胺改性实现亲水层)与荷叶效应模拟(聚二甲基硅氧烷与二氧化硅构建疏水层)，利用接触角、表面张力等核心概念，解析润湿性差异与微观结构对液体定向传输的驱动机制。科普内容通过梯度化实验体系覆盖多元受众，将抽象的界面化学知识转化为可触可感的实践体验，为科普教育与前沿材料技术的衔接提供实践范式。
2026, 41(10): 174-181
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509081
摘要:
钧瓷是宋代五大名窑之一，其“入窑一色，出窑万彩”及釉色流动的特征背后蕴含着丰富的物理化学知识。本文将钧瓷拟人并设置一对师徒为主人公，从钧瓷的视角出发，还原钧瓷从原料选取到出窑成品的全生命过程。以物质和能量、微观和宏观科学为基础，力求生动展现胎土选择的化学原因、原料精炼的重要作用、釉料调配的科学讲究、釉烧过程中的精准调控和出窑时的成败判定以及开片玄机，使读者在趣味阅读中了解钧瓷中的物理化学知识并体味工匠精神。
钧瓷是宋代五大名窑之一，其“入窑一色，出窑万彩”及釉色流动的特征背后蕴含着丰富的物理化学知识。本文将钧瓷拟人并设置一对师徒为主人公，从钧瓷的视角出发，还原钧瓷从原料选取到出窑成品的全生命过程。以物质和能量、微观和宏观科学为基础，力求生动展现胎土选择的化学原因、原料精炼的重要作用、釉料调配的科学讲究、釉烧过程中的精准调控和出窑时的成败判定以及开片玄机，使读者在趣味阅读中了解钧瓷中的物理化学知识并体味工匠精神。
2026, 41(10): 182-189
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509101
摘要:
以第20届人体健康卫士先进集体评选陈述会作为拟人化叙事框架，以上届获奖团队代表(受体酪氨酸激酶团队)阿洛为主持人，本届候选团队代表(G蛋白偶联受体团队)阿吉为陈述者。通过阿洛和阿吉的对话，系统展开围绕G蛋白偶联受体的科普叙事。全文涵盖三大核心内容。机制解密：追溯G蛋白的发现历史和结构特征，详解G蛋白偶联受体与G蛋白的结合、解离，鸟苷三磷酸/鸟苷二磷酸交换，构象变化的动态信号调控机制；疾病攻坚：拟人化呈现了G蛋白偶联受体成员在糖尿病血糖调控、高血压血管舒张、哮喘炎症反应中的干预机制；感官探索：系统介绍了G蛋白偶联受体成员介导视觉、嗅觉、甜味、鲜味、苦味、痒觉的信号转导机制。文章通过拟人化叙事手法，全面介绍了与G蛋白偶联受体相关的生物化学、病理生理学知识，既严谨展现了基础前沿知识，又通过“人体健康卫士”的隐喻，传递了珍爱生命、护佑健康、无私奉献的价值观。
以第20届人体健康卫士先进集体评选陈述会作为拟人化叙事框架，以上届获奖团队代表(受体酪氨酸激酶团队)阿洛为主持人，本届候选团队代表(G蛋白偶联受体团队)阿吉为陈述者。通过阿洛和阿吉的对话，系统展开围绕G蛋白偶联受体的科普叙事。全文涵盖三大核心内容。机制解密：追溯G蛋白的发现历史和结构特征，详解G蛋白偶联受体与G蛋白的结合、解离，鸟苷三磷酸/鸟苷二磷酸交换，构象变化的动态信号调控机制；疾病攻坚：拟人化呈现了G蛋白偶联受体成员在糖尿病血糖调控、高血压血管舒张、哮喘炎症反应中的干预机制；感官探索：系统介绍了G蛋白偶联受体成员介导视觉、嗅觉、甜味、鲜味、苦味、痒觉的信号转导机制。文章通过拟人化叙事手法，全面介绍了与G蛋白偶联受体相关的生物化学、病理生理学知识，既严谨展现了基础前沿知识，又通过“人体健康卫士”的隐喻，传递了珍爱生命、护佑健康、无私奉献的价值观。
2026, 41(10): 190-196
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509117
摘要:
采用拟人化叙事风格，以对话访谈形式阐述了防腐剂苯氧乙醇的基本性质、功能、应用领域、生产工艺以及分析方法。另外，本文还探讨了苯氧乙醇与其他防腐剂的复配使用并提供了选择护肤品的指南。
采用拟人化叙事风格，以对话访谈形式阐述了防腐剂苯氧乙醇的基本性质、功能、应用领域、生产工艺以及分析方法。另外，本文还探讨了苯氧乙醇与其他防腐剂的复配使用并提供了选择护肤品的指南。
2026, 41(10): 197-202
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510015
摘要:
从高新科技到日常生活，橡胶制品具有极其广泛的应用。日常使用的橡胶制品多以天然橡胶制成，这些橡胶制品是怎么生产的呢？本科普实验通过制作橡胶徽章、皮筋、橡皮球等小玩具展示橡胶制品生产的碎胶、塑炼、混炼和硫化四大工艺流程，并揭示这些工艺过程中的化学秘密。
从高新科技到日常生活，橡胶制品具有极其广泛的应用。日常使用的橡胶制品多以天然橡胶制成，这些橡胶制品是怎么生产的呢？本科普实验通过制作橡胶徽章、皮筋、橡皮球等小玩具展示橡胶制品生产的碎胶、塑炼、混炼和硫化四大工艺流程，并揭示这些工艺过程中的化学秘密。
2026, 41(10): 203-215
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510031
摘要:
真(霉)菌在自然界中分布广泛。食物中富含的碳水化合物、水分、矿物质、维生素等营养成分，为微生物生长提供了适宜条件，几乎所有食品都存在被霉菌污染的风险。一旦食物(如谷物、坚果、面包等)出现肉眼可见的霉斑，其安全性便已受到严重威胁。真菌在生长繁殖过程中会产生真菌毒素，它严重危害食品质量与安全，可能导致神经系统与内分泌紊乱、肝肾损伤、繁殖障碍、免疫抑制、致癌与致畸等健康问题。然而在日常生活中，许多民众对霉变食物存在错误认知和不当做法，给健康带来隐患。本文介绍了常见食物霉变产生的真菌毒素的化学结构、毒性机制、毒素限量国家安全标准、检测手段、毒素污染控制规范与脱毒方法，以及受控发酵食品与自然长霉食品的核心区别，并提供了科学饮食建议，旨在提升公众对食品安全的重视，纠正对霉变食物的错误认识，并推动健康生活方式的养成。
真(霉)菌在自然界中分布广泛。食物中富含的碳水化合物、水分、矿物质、维生素等营养成分，为微生物生长提供了适宜条件，几乎所有食品都存在被霉菌污染的风险。一旦食物(如谷物、坚果、面包等)出现肉眼可见的霉斑，其安全性便已受到严重威胁。真菌在生长繁殖过程中会产生真菌毒素，它严重危害食品质量与安全，可能导致神经系统与内分泌紊乱、肝肾损伤、繁殖障碍、免疫抑制、致癌与致畸等健康问题。然而在日常生活中，许多民众对霉变食物存在错误认知和不当做法，给健康带来隐患。本文介绍了常见食物霉变产生的真菌毒素的化学结构、毒性机制、毒素限量国家安全标准、检测手段、毒素污染控制规范与脱毒方法，以及受控发酵食品与自然长霉食品的核心区别，并提供了科学饮食建议，旨在提升公众对食品安全的重视，纠正对霉变食物的错误认识，并推动健康生活方式的养成。
2026, 41(10): 216-225
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511032
摘要:
针对食品安全关注度的日益提升，本文聚焦牛奶细菌污染问题，结合刃天青强氧化特性与高灵敏荧光技术，实现了牛奶高浓度细菌污染的可视化比色检测与低浓度细菌污染的荧光检测，并拓展检测维生素C含量。同时，通过层次化科普实践，让不同人群了解化学检测、牛奶相关知识，感受食品安全保障中化学的重要作用与独特魅力。
针对食品安全关注度的日益提升，本文聚焦牛奶细菌污染问题，结合刃天青强氧化特性与高灵敏荧光技术，实现了牛奶高浓度细菌污染的可视化比色检测与低浓度细菌污染的荧光检测，并拓展检测维生素C含量。同时，通过层次化科普实践，让不同人群了解化学检测、牛奶相关知识，感受食品安全保障中化学的重要作用与独特魅力。
2026, 41(10): 226-238
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509092
摘要:
本研究面向全氟烷基化合物污染这一重大环境与健康问题，构建了一个基于共轭聚合物检测技术的本科生综合教学实验。实验整合材料化学、有机化学、分析化学、仪器分析等多学科前沿知识，具备良好的综合性与系统性。针对原科研方案中检测机理抽象难懂、依赖大型荧光分光光度计等教学实施难点，本项目引入数字化技术方法：借助Gaussian软件帮助学生在原子、分子尺度更直观地分析检测机理，深化对“结构-性能”构效关系的理解；采用数字化技术设计智能检测程序，搭建便携式检测设备，降低对大型仪器的依赖，提升实验的可及性。实验内容主要包括共轭聚合物的合成及表征、数字化微观机理探究、数字化可视便携检测三部分，创新性地让学生在实验课堂自主实现对实际水体中全氟辛酸的可视化准确定量检测。实验安全性高、可操作性强，实验时长12小时，适合在高年级学生“综合化学实验”中开设，培养学生的动手能力、科学素养、综合解决复杂问题的能力和创新能力。
本研究面向全氟烷基化合物污染这一重大环境与健康问题，构建了一个基于共轭聚合物检测技术的本科生综合教学实验。实验整合材料化学、有机化学、分析化学、仪器分析等多学科前沿知识，具备良好的综合性与系统性。针对原科研方案中检测机理抽象难懂、依赖大型荧光分光光度计等教学实施难点，本项目引入数字化技术方法：借助Gaussian软件帮助学生在原子、分子尺度更直观地分析检测机理，深化对“结构-性能”构效关系的理解；采用数字化技术设计智能检测程序，搭建便携式检测设备，降低对大型仪器的依赖，提升实验的可及性。实验内容主要包括共轭聚合物的合成及表征、数字化微观机理探究、数字化可视便携检测三部分，创新性地让学生在实验课堂自主实现对实际水体中全氟辛酸的可视化准确定量检测。实验安全性高、可操作性强，实验时长12小时，适合在高年级学生“综合化学实验”中开设，培养学生的动手能力、科学素养、综合解决复杂问题的能力和创新能力。
2026, 41(10): 239-248
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509103
摘要:
本文介绍了一个源于本科生科研训练计划的综合化学实验。以电致变色技术为切入点，改进了基于Menschutkin反应的紫精类小分子合成实验，对其进行结构表征，并进一步将其制备为电致变色器件探索其变色现象，构建了跨学科综合实验体系。通过研究取代基效应，揭示吸电子基团(-NO2 > -CF3 > -COOH > -H)提升电致变色性能的构效规律。实验可以培养学生实验操作及数据处理能力，并以直观可视化的电致变色现象驱动探究学习，将抽象的氧化还原理论转化为直观体验。该实验为本科教学提供了融合“理论学习-文献研读-实验操作-现象观察-机理探讨”模式，强化学生的化学科研思维，提升学生的科学素养与综合能力。
本文介绍了一个源于本科生科研训练计划的综合化学实验。以电致变色技术为切入点，改进了基于Menschutkin反应的紫精类小分子合成实验，对其进行结构表征，并进一步将其制备为电致变色器件探索其变色现象，构建了跨学科综合实验体系。通过研究取代基效应，揭示吸电子基团(-NO2 > -CF3 > -COOH > -H)提升电致变色性能的构效规律。实验可以培养学生实验操作及数据处理能力，并以直观可视化的电致变色现象驱动探究学习，将抽象的氧化还原理论转化为直观体验。该实验为本科教学提供了融合“理论学习-文献研读-实验操作-现象观察-机理探讨”模式，强化学生的化学科研思维，提升学生的科学素养与综合能力。
2026, 41(10): 249-257
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509119
摘要:
设计了一个综合性仪器分析实验，实验内容包括：探针材料的制备和表征；毒死蜱检测的灵敏度和选择性考察；检测机理探究。该实验具有可操作性强、现象明显、重复性好等特点。学生在实验过程中，不仅能够掌握材料制备、表征和分析检测的重要技术，还能深刻体会到不同学科协同解决实际问题的魅力，有效提升综合实践能力。
设计了一个综合性仪器分析实验，实验内容包括：探针材料的制备和表征；毒死蜱检测的灵敏度和选择性考察；检测机理探究。该实验具有可操作性强、现象明显、重复性好等特点。学生在实验过程中，不仅能够掌握材料制备、表征和分析检测的重要技术，还能深刻体会到不同学科协同解决实际问题的魅力，有效提升综合实践能力。
2026, 41(10): 258-267
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509122
摘要:
针对高校化学实验室安全管理中存在的危险源多、学科交叉性强、场所分散、人员流动性大等难点，本研究项目构建了以人员、制度、教育、技术和物资为核心的“五防一体”实验室安全防范体系，并在中山大学化学学院进行了系统实践。通过修订安全管理制度、开展多层次安全教育培训、部署智能化监控与管理系统、配置标准化安全物资、组建专业化管理队伍等措施，实现了实验室安全管理的系统化、标准化和常态化。实践结果表明，该体系有效提升了实验室安全管理水平，实验室安全隐患数量近年逐年下降，实现了“零重大事故”目标，为高校化学及相关学科实验室安全管理提供了可推广的解决方案。
针对高校化学实验室安全管理中存在的危险源多、学科交叉性强、场所分散、人员流动性大等难点，本研究项目构建了以人员、制度、教育、技术和物资为核心的“五防一体”实验室安全防范体系，并在中山大学化学学院进行了系统实践。通过修订安全管理制度、开展多层次安全教育培训、部署智能化监控与管理系统、配置标准化安全物资、组建专业化管理队伍等措施，实现了实验室安全管理的系统化、标准化和常态化。实践结果表明，该体系有效提升了实验室安全管理水平，实验室安全隐患数量近年逐年下降，实现了“零重大事故”目标，为高校化学及相关学科实验室安全管理提供了可推广的解决方案。
2026, 41(10): 268-276
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509134
摘要:
利用水热合成法和置换稳定剂方法制备半胱氨酸修饰的金纳米溶胶，采用紫外-可见分光光度法表征溶胶光学性质，用于考察浓度、pH、时间、金属离子对溶胶稳定性的影响。本实验综合了样品的制备、表征和性质研究，使用了紫外-可见分光光度计，内容涉及仪器分析、物理化学、无机化学等多学科知识和基本操作。通过该实验，学生可进一步了解溶胶的物理化学性质，提高学生综合实验能力，激发学生对金纳米溶胶在化学、医学等领域应用的学习兴趣。
利用水热合成法和置换稳定剂方法制备半胱氨酸修饰的金纳米溶胶，采用紫外-可见分光光度法表征溶胶光学性质，用于考察浓度、pH、时间、金属离子对溶胶稳定性的影响。本实验综合了样品的制备、表征和性质研究，使用了紫外-可见分光光度计，内容涉及仪器分析、物理化学、无机化学等多学科知识和基本操作。通过该实验，学生可进一步了解溶胶的物理化学性质，提高学生综合实验能力，激发学生对金纳米溶胶在化学、医学等领域应用的学习兴趣。
2026, 41(10): 277-286
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510006
摘要:
古埃磁天平法测定配合物磁化率是大多数高校物理化学实验中常用的测定磁化率方法，具有设备简单、操作容易等特点。但其繁琐的数据处理和大样品量的需求，无法满足近年来磁性材料发展的需求。而振动样品磁强计(VSM)因其具有结构简单、精确可靠、测试方便、样品用量少以及用途广泛等优点而成为检测物质内禀磁特性的通用设备。作为表征材料静态磁特性最常用的设备之一，VSM也成为高等学校和科研院所的常见仪器设备。因此，将振动样品磁强计用于本科物理化学实验教学中，不仅能够拓展物理化学实验的前沿性，加强实验教学与科研的紧密结合度，也能提高学生对于物质磁学性能的认识。本文介绍了VSM的工作原理，对VSM测定磁化率的试剂、实验方法和操作步骤进行说明；结合VSM数据处理，对古埃磁天平法和VSM测定配合物磁化率的实验结果进行对比，从而说明VSM测定配合物磁化率的特点；通过绘制超顺磁性纳米材料Fe3O4磁滞回线，介绍超顺磁性的概念以及定义，拓展了学生对材料磁学性质的认识范围，培养学生对磁性材料的研究兴趣。
古埃磁天平法测定配合物磁化率是大多数高校物理化学实验中常用的测定磁化率方法，具有设备简单、操作容易等特点。但其繁琐的数据处理和大样品量的需求，无法满足近年来磁性材料发展的需求。而振动样品磁强计(VSM)因其具有结构简单、精确可靠、测试方便、样品用量少以及用途广泛等优点而成为检测物质内禀磁特性的通用设备。作为表征材料静态磁特性最常用的设备之一，VSM也成为高等学校和科研院所的常见仪器设备。因此，将振动样品磁强计用于本科物理化学实验教学中，不仅能够拓展物理化学实验的前沿性，加强实验教学与科研的紧密结合度，也能提高学生对于物质磁学性能的认识。本文介绍了VSM的工作原理，对VSM测定磁化率的试剂、实验方法和操作步骤进行说明；结合VSM数据处理，对古埃磁天平法和VSM测定配合物磁化率的实验结果进行对比，从而说明VSM测定配合物磁化率的特点；通过绘制超顺磁性纳米材料Fe3O4磁滞回线，介绍超顺磁性的概念以及定义，拓展了学生对材料磁学性质的认识范围，培养学生对磁性材料的研究兴趣。
2026, 41(10): 287-295
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510009
摘要:
针对经典“茶叶中提取咖啡因”实验存在的原料单一、方法固化、探究深度不足及与生活关联性弱等问题，通过多原料选择、多方法比较及多维度分析进行系统性教学优化。实验选取三种不同发酵程度茶叶与两种不同产地的咖啡粉为原料，采用控制变量法设计索氏提取与水煮两种提取方法，并建立气相与液相色谱两种定量分析体系，以实现精准定量。实验保留经典索氏提取核心操作，将纯化环节设为可选拓展模块(升华法与薄层层析法)，课时充足时可灵活补充。结果表明，所测样品中，茶叶中咖啡因绝对含量高于咖啡粉，但结合日常饮用习惯，单份咖啡的咖啡因摄入量反而更高，从而辩证解释了实验数据与日常认知间的差异。改革后的实验从单一操作训练升级为综合探究载体，有效激发了学生兴趣，实现了实验技能、科学思维与创新素养的协同培养。
针对经典“茶叶中提取咖啡因”实验存在的原料单一、方法固化、探究深度不足及与生活关联性弱等问题，通过多原料选择、多方法比较及多维度分析进行系统性教学优化。实验选取三种不同发酵程度茶叶与两种不同产地的咖啡粉为原料，采用控制变量法设计索氏提取与水煮两种提取方法，并建立气相与液相色谱两种定量分析体系，以实现精准定量。实验保留经典索氏提取核心操作，将纯化环节设为可选拓展模块(升华法与薄层层析法)，课时充足时可灵活补充。结果表明，所测样品中，茶叶中咖啡因绝对含量高于咖啡粉，但结合日常饮用习惯，单份咖啡的咖啡因摄入量反而更高，从而辩证解释了实验数据与日常认知间的差异。改革后的实验从单一操作训练升级为综合探究载体，有效激发了学生兴趣，实现了实验技能、科学思维与创新素养的协同培养。
2026, 41(10): 296-308
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510010
摘要:
面向课堂中的机理教学与数据驱动分析训练，本文提出一套标准化、低成本、可复现的聚乙烯热解数字化教学实验。该实验采用反应力场分子动力学方法，在云计算平台完成聚乙烯高温无氧热解过程的分子动力学模拟。为保证计算在课堂环境中可行，选用短链、无支链、无交联的简化聚合物模型。对轨迹数据进行主成分分析和统一流形近似与投影降维，随后在降维嵌入空间上实施聚类分析，结果显示：·H、·CH3、·C2H3等自由基与C2、C3轻质烃为关键物种，机理阶段呈现“氢抽提-β裂解-终止”的演化顺序。实验通过可视化轨迹与降维聚类分析，使热解机理阶段与产物谱的关联清晰可解释，有效服务于机理教学与数据驱动分析训练，显著加深学生对复杂热解过程的理解并培养其跨学科能力，具有良好的教学适用性与推广潜力。
面向课堂中的机理教学与数据驱动分析训练，本文提出一套标准化、低成本、可复现的聚乙烯热解数字化教学实验。该实验采用反应力场分子动力学方法，在云计算平台完成聚乙烯高温无氧热解过程的分子动力学模拟。为保证计算在课堂环境中可行，选用短链、无支链、无交联的简化聚合物模型。对轨迹数据进行主成分分析和统一流形近似与投影降维，随后在降维嵌入空间上实施聚类分析，结果显示：·H、·CH3、·C2H3等自由基与C2、C3轻质烃为关键物种，机理阶段呈现“氢抽提-β裂解-终止”的演化顺序。实验通过可视化轨迹与降维聚类分析，使热解机理阶段与产物谱的关联清晰可解释，有效服务于机理教学与数据驱动分析训练，显著加深学生对复杂热解过程的理解并培养其跨学科能力，具有良好的教学适用性与推广潜力。
2026, 41(10): 309-315
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510028
摘要:
与传统官能团转化化学相比，骨架编辑策略可以实现一个复杂分子到另一个复杂分子的快速转化，从而实现结构多样性合成。但是，在本科教学中，无论是理论教学还是实验教学，都还未涉及到骨架编辑相关知识的传授。本实验将骨架编辑策略这一科研前沿领域引入到本科实验教学，通过形式上的“删氮加碳”过程，建立了一种异喹啉到萘甲醛转化的新方法。本实验融合了有机化学实验教学中的多个实验操作，具有反应时间短(1.5 h)、原料廉价易得、操作简单的优点。产物结构经核磁共振波谱、X-射线单晶衍射、高分辨质谱以及熔点进行表征确认。通过本实验，学生不仅了解了骨架编辑的定义、应用价值和合成挑战，还进一步加深了对Diels-Alder反应的理解，巩固了实验室常用的分离操作和分析手段。本实验有利于培养学生分析问题、解决问题的综合能力，有助于激发学生的科研兴趣，培养其创新能力。
与传统官能团转化化学相比，骨架编辑策略可以实现一个复杂分子到另一个复杂分子的快速转化，从而实现结构多样性合成。但是，在本科教学中，无论是理论教学还是实验教学，都还未涉及到骨架编辑相关知识的传授。本实验将骨架编辑策略这一科研前沿领域引入到本科实验教学，通过形式上的“删氮加碳”过程，建立了一种异喹啉到萘甲醛转化的新方法。本实验融合了有机化学实验教学中的多个实验操作，具有反应时间短(1.5 h)、原料廉价易得、操作简单的优点。产物结构经核磁共振波谱、X-射线单晶衍射、高分辨质谱以及熔点进行表征确认。通过本实验，学生不仅了解了骨架编辑的定义、应用价值和合成挑战，还进一步加深了对Diels-Alder反应的理解，巩固了实验室常用的分离操作和分析手段。本实验有利于培养学生分析问题、解决问题的综合能力，有助于激发学生的科研兴趣，培养其创新能力。
2026, 41(10): 316-325
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510041
摘要:
科教融合是培养学生创新能力、激发学生学习兴趣的重要途径。本文结合本实验室的科研成果，设计了一项以科教融合为导向的化学综合实验。即通过设计合成基于2-吡啶甲酸酯的反应型荧光探针THL-Cu，并借助探针的荧光及颜色变化进行铜离子的含量鉴定。该探针对铜离子表现出高灵敏度，检出限为0.2 μmol·L-1，并具有特异性的荧光增强响应，增强倍数约15倍。通过将探针合成、标准曲线绘制、荧光光谱测定、铜离子含量分析、铜离子回收等过程结合，学生可掌握有机合成、仪器分析、数据处理等专业知识，并融合绿色化学理念。本实验通过科教融合，实现了知识、能力与思政教育的协同培养。
科教融合是培养学生创新能力、激发学生学习兴趣的重要途径。本文结合本实验室的科研成果，设计了一项以科教融合为导向的化学综合实验。即通过设计合成基于2-吡啶甲酸酯的反应型荧光探针THL-Cu，并借助探针的荧光及颜色变化进行铜离子的含量鉴定。该探针对铜离子表现出高灵敏度，检出限为0.2 μmol·L-1，并具有特异性的荧光增强响应，增强倍数约15倍。通过将探针合成、标准曲线绘制、荧光光谱测定、铜离子含量分析、铜离子回收等过程结合，学生可掌握有机合成、仪器分析、数据处理等专业知识，并融合绿色化学理念。本实验通过科教融合，实现了知识、能力与思政教育的协同培养。
2026, 41(10): 326-335
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510046
摘要:
抗风湿中药的安全性与质量控制是中医药监管与研究的重点，非法添加化学药会引发不良反应、干扰疗效评估。部分风湿患者因常规治疗效果差，服用乡镇流通的抗风湿中药胶囊，虽暂缓关节痛，但出现浮肿等反应且停药复发，提示含糖皮质激素。本实验设计以胶体金法快速筛查为基础，结合化学鉴别、高效液相色谱等技术开展定性确证与定量分析，实现了泼尼松龙的精准检测。该设计作为药学专业综合实验项目，可有效提升学生对于药物成分分析检测的实践操作与综合应用能力。
抗风湿中药的安全性与质量控制是中医药监管与研究的重点，非法添加化学药会引发不良反应、干扰疗效评估。部分风湿患者因常规治疗效果差，服用乡镇流通的抗风湿中药胶囊，虽暂缓关节痛，但出现浮肿等反应且停药复发，提示含糖皮质激素。本实验设计以胶体金法快速筛查为基础，结合化学鉴别、高效液相色谱等技术开展定性确证与定量分析，实现了泼尼松龙的精准检测。该设计作为药学专业综合实验项目，可有效提升学生对于药物成分分析检测的实践操作与综合应用能力。
2026, 41(10): 336-343
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510059
摘要:
蔗糖水解反应作为经典化学动力学实验，其速率常数和活化能的精确测定是物理化学实验教学和科研中的关键环节。针对传统旋光管在实验过程中存在的加样效率低、气泡干扰严重及反应初期动力学数据缺失等问题，本研究设计了一种新型旋光管装置。该装置采用两端嵌入式光学玻璃全透明结构，创新性地设置了一体化加样腔与消泡曲面，实现了快速加样与同步消除气泡的双重优化。改进后的设备将加样时间缩短了75%-80%，反应活化能计算准确度提高10%-20%。本研究成果为化学动力学实验教学提供了更精准的测试手段，在反应初期动力学特征捕捉方面具有明显优势。
蔗糖水解反应作为经典化学动力学实验，其速率常数和活化能的精确测定是物理化学实验教学和科研中的关键环节。针对传统旋光管在实验过程中存在的加样效率低、气泡干扰严重及反应初期动力学数据缺失等问题，本研究设计了一种新型旋光管装置。该装置采用两端嵌入式光学玻璃全透明结构，创新性地设置了一体化加样腔与消泡曲面，实现了快速加样与同步消除气泡的双重优化。改进后的设备将加样时间缩短了75%-80%，反应活化能计算准确度提高10%-20%。本研究成果为化学动力学实验教学提供了更精准的测试手段，在反应初期动力学特征捕捉方面具有明显优势。
2026, 41(10): 344-353
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510062
摘要:
面向“双碳”战略育人需求，聚焦界面现象与材料化学的交叉前沿，设计了一个兼具学科交叉性、工程应用性与探究创新性的综合化学实验。实验突破传统验证性实验局限，聚焦“油水分离膜材料助力水资源循环”领域，将静电纺丝技术、功能材料制备与环境治理需求有机融合，引导学生完成“纳米纤维膜制备-性能表征-油水分离应用”的全流程探究，实现学科前沿与实验教学的有机衔接。本实验易操作、现象明显、趣味性较强，可提升学生综合运用多学科知识的能力及创新思维，同时激发学生对新材料的探索热情以及对水资源循环利用理念的思考。
面向“双碳”战略育人需求，聚焦界面现象与材料化学的交叉前沿，设计了一个兼具学科交叉性、工程应用性与探究创新性的综合化学实验。实验突破传统验证性实验局限，聚焦“油水分离膜材料助力水资源循环”领域，将静电纺丝技术、功能材料制备与环境治理需求有机融合，引导学生完成“纳米纤维膜制备-性能表征-油水分离应用”的全流程探究，实现学科前沿与实验教学的有机衔接。本实验易操作、现象明显、趣味性较强，可提升学生综合运用多学科知识的能力及创新思维，同时激发学生对新材料的探索热情以及对水资源循环利用理念的思考。
2026, 41(10): 354-363
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510064
摘要:
分子动力学模拟已广泛应用于化学和材料科学等领域的科学研究，但目前的本科教学对于这方面的训练较少。为了培养学生的化学计算与设计思维，并增强其对锂离子电池这一重要电化学储能器件的理解，我们设计了一个融合分子动力学模拟与电化学测试的综合实验。本课程实验以一种尚未报道的快充锂离子电池电解液为研究对象，涵盖了从分子和溶液结构建模、结构优化，到等温等压(NPT)和等温等容(NVT)系综分子动力学模拟及电解液性质计算等关键步骤。此外，实验还包括基于该电解液的纽扣电池组装与快充性能测试。通过先利用模拟仿真方法分析电解液的微观性质，再结合实验验证其快充性能，学生将在理论分析、软件应用和实验操作等方面得到全面训练，有助于提升学生将理论与实践相结合、解决复杂科学问题的能力。
分子动力学模拟已广泛应用于化学和材料科学等领域的科学研究，但目前的本科教学对于这方面的训练较少。为了培养学生的化学计算与设计思维，并增强其对锂离子电池这一重要电化学储能器件的理解，我们设计了一个融合分子动力学模拟与电化学测试的综合实验。本课程实验以一种尚未报道的快充锂离子电池电解液为研究对象，涵盖了从分子和溶液结构建模、结构优化，到等温等压(NPT)和等温等容(NVT)系综分子动力学模拟及电解液性质计算等关键步骤。此外，实验还包括基于该电解液的纽扣电池组装与快充性能测试。通过先利用模拟仿真方法分析电解液的微观性质，再结合实验验证其快充性能，学生将在理论分析、软件应用和实验操作等方面得到全面训练，有助于提升学生将理论与实践相结合、解决复杂科学问题的能力。
2026, 41(10): 364-369
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510081
摘要:
高校化学实验室安全管理是国家科技创新体系建设中的重要组成部分，但当前管理仍面临安全知识传递碎片化导致人员安全意识与知识储备不足、隐患识别过度依赖人工、管理流程难以形成有效闭环等系统性挑战。本文旨在探索人工智能技术与实验室安全管理深度融合的新路径，提出并实践了一种以“智能体”为核心的化学实验室安全管理模式。研究依托西安交通大学“交晓智”低代码开发平台，设计“隐患猎手HuntRisk”智能体，通过“意图解析-知识库增强-多工作流引擎”的架构体系，整合自然语言处理、计算机视觉及自动化工作流技术，构建了一个集智能问答、多模态隐患识别与自动化处理为一体的实验室安全隐患综合管理系统。
高校化学实验室安全管理是国家科技创新体系建设中的重要组成部分，但当前管理仍面临安全知识传递碎片化导致人员安全意识与知识储备不足、隐患识别过度依赖人工、管理流程难以形成有效闭环等系统性挑战。本文旨在探索人工智能技术与实验室安全管理深度融合的新路径，提出并实践了一种以“智能体”为核心的化学实验室安全管理模式。研究依托西安交通大学“交晓智”低代码开发平台，设计“隐患猎手HuntRisk”智能体，通过“意图解析-知识库增强-多工作流引擎”的架构体系，整合自然语言处理、计算机视觉及自动化工作流技术，构建了一个集智能问答、多模态隐患识别与自动化处理为一体的实验室安全隐患综合管理系统。
2026, 41(10): 370-378
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510100
摘要:
针对机器学习的飞速发展及其在各学科教学科研领域的重要应用，本文将机器学习融入物理化学中一个经典的实验“偶极矩的测定”。实验以正丁醇为模型分子，学生不仅要完成量子化学计算中的结构优化、势能面扫描和偶极矩计算，而且要进一步利用生成的量子化学数据集训练机器学习模型，实现对正丁醇偶极矩的快速准确预测。通过本实验，可以有效衔接本科教学与科研前沿，为学生普及机器学习这一强大工具，培养学生面向未来、跨学科的研究能力。
针对机器学习的飞速发展及其在各学科教学科研领域的重要应用，本文将机器学习融入物理化学中一个经典的实验“偶极矩的测定”。实验以正丁醇为模型分子，学生不仅要完成量子化学计算中的结构优化、势能面扫描和偶极矩计算，而且要进一步利用生成的量子化学数据集训练机器学习模型，实现对正丁醇偶极矩的快速准确预测。通过本实验，可以有效衔接本科教学与科研前沿，为学生普及机器学习这一强大工具，培养学生面向未来、跨学科的研究能力。
2026, 41(10): 379-389
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511036
摘要:
本实验选取截短侧耳素类抗生素泰妙菌素的合成为研究对象，以pleuromutilin为起始原料，通过设计高效连续的汇聚式合成路线实现泰妙菌素的合成。该实验为本校大三本科生的开放性创新实验，通过对本实验的学习不仅可以提高学生有机合成的实验技能，而且还能让其在思政教育的浸润下，厚植家国情怀，为今后投身国家科研事业奠定坚实基础。
本实验选取截短侧耳素类抗生素泰妙菌素的合成为研究对象，以pleuromutilin为起始原料，通过设计高效连续的汇聚式合成路线实现泰妙菌素的合成。该实验为本校大三本科生的开放性创新实验，通过对本实验的学习不仅可以提高学生有机合成的实验技能，而且还能让其在思政教育的浸润下，厚植家国情怀，为今后投身国家科研事业奠定坚实基础。
2026, 41(10): 390-402
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510033
摘要:
在“双碳”战略驱动下，物理化学课程亟需通过教学模式创新推动理论知识与工程实践的深度融合。本文以CO2相图在碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，CCS)系统设计中的应用为主线，通过“CO2相图构建与理论验证”“碳捕集中的CO2相图分析”“CO2管道运输中的相态调控”“CO2地质封存的相图指导”“基于CO2相图的CCS全流程设计”五个递进式任务，将物理化学热力学原理与碳中和关键技术有机结合，引导学生系统掌握CO2相图的工程化应用逻辑，显著提升其复杂工程问题解决能力与系统思维，为物理化学课程项目化教学改革提供了可复制的实践范例。
在“双碳”战略驱动下，物理化学课程亟需通过教学模式创新推动理论知识与工程实践的深度融合。本文以CO2相图在碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，CCS)系统设计中的应用为主线，通过“CO2相图构建与理论验证”“碳捕集中的CO2相图分析”“CO2管道运输中的相态调控”“CO2地质封存的相图指导”“基于CO2相图的CCS全流程设计”五个递进式任务，将物理化学热力学原理与碳中和关键技术有机结合，引导学生系统掌握CO2相图的工程化应用逻辑，显著提升其复杂工程问题解决能力与系统思维，为物理化学课程项目化教学改革提供了可复制的实践范例。
2026, 41(10): 403-412
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510052
摘要:
波谱分析是研究生化学教育中的核心技能，但传统以“四大谱分立讲授”为主的教学模式，难以满足培养创新型科研人才的需要。本文基于案例教学法(CBL)，引入课题组已发表的真实科研成果，将核磁共振(1H NMR、13C NMR)、红外光谱(IR)、高分辨质谱(HRMS)及X射线单晶衍射等多种表征方法有机结合，构建了科研案例驱动型教学模式。在教学过程中，学生通过对多产物体系的波谱解析，逐步完成结构假设、验证与修正，并最终依靠单晶衍射确认目标产物结构。该模式有效弥补了传统教学中“知易行难”的不足，使学生在真实科研语境下掌握谱图解析的方法与思维，提升跨学科整合能力和科研素养。实践表明，案例驱动型教学不仅有助于培养学生解决复杂问题的能力，也为研究生创新能力和独立科研意识的培养提供了新路径。
波谱分析是研究生化学教育中的核心技能，但传统以“四大谱分立讲授”为主的教学模式，难以满足培养创新型科研人才的需要。本文基于案例教学法(CBL)，引入课题组已发表的真实科研成果，将核磁共振(1H NMR、13C NMR)、红外光谱(IR)、高分辨质谱(HRMS)及X射线单晶衍射等多种表征方法有机结合，构建了科研案例驱动型教学模式。在教学过程中，学生通过对多产物体系的波谱解析，逐步完成结构假设、验证与修正，并最终依靠单晶衍射确认目标产物结构。该模式有效弥补了传统教学中“知易行难”的不足，使学生在真实科研语境下掌握谱图解析的方法与思维，提升跨学科整合能力和科研素养。实践表明，案例驱动型教学不仅有助于培养学生解决复杂问题的能力，也为研究生创新能力和独立科研意识的培养提供了新路径。
2026, 41(10): 413-415
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510070
摘要:
“脱氢乙酸钠”曾被用作食品添加剂。本文以课堂讨论为契机，通过梳理其构词和发现历史，指出该名称既不符合化合物结构特点，也偏离了发现者的原意，建议更名为“脱水乙酸钠”。在讨论过程中，学生得以锻炼批判性思维，增强对有机化学的理解。
“脱氢乙酸钠”曾被用作食品添加剂。本文以课堂讨论为契机，通过梳理其构词和发现历史，指出该名称既不符合化合物结构特点，也偏离了发现者的原意，建议更名为“脱水乙酸钠”。在讨论过程中，学生得以锻炼批判性思维，增强对有机化学的理解。
2026, 41(10): 416-422
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510088
摘要:
本文以流程图的形式直观展示了“具有异构发光变色的多核铜(I)配合物的制备及铜含量测定”实验从合成到分析的全过程，引导学生深入分析实验过程中的关键步骤及其对实验结果的影响，并对产物中铜含量测定过程所产生的“异常”现象进行了探讨和论证，对启发、培养学生“生疑、善疑、质疑、探疑”的意识和能力大有裨益。
本文以流程图的形式直观展示了“具有异构发光变色的多核铜(I)配合物的制备及铜含量测定”实验从合成到分析的全过程，引导学生深入分析实验过程中的关键步骤及其对实验结果的影响，并对产物中铜含量测定过程所产生的“异常”现象进行了探讨和论证，对启发、培养学生“生疑、善疑、质疑、探疑”的意识和能力大有裨益。
2026, 41(10): 423-429
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511021
摘要:
应用能斯特方程计算非标准态下化学电源的电动势时，常常需要判别方程中固/液纯相物质的活度然后进行简化。但是，现有的《物理化学》和《电化学原理》教材都没有涉及如何区分电池反应中反应物和生成物哪些是液体纯相，哪些是固体纯相，这使学生在简化能斯特方程时容易出现错误。针对这一问题，本文列举了铅酸蓄电池、锌镍蓄电池、锂离子蓄电池和钠硫蓄电池四种典型的化学电源的能斯特方程的简化方法，总结了方程中纯固相或液相活度的判别依据。
应用能斯特方程计算非标准态下化学电源的电动势时，常常需要判别方程中固/液纯相物质的活度然后进行简化。但是，现有的《物理化学》和《电化学原理》教材都没有涉及如何区分电池反应中反应物和生成物哪些是液体纯相，哪些是固体纯相，这使学生在简化能斯特方程时容易出现错误。针对这一问题，本文列举了铅酸蓄电池、锌镍蓄电池、锂离子蓄电池和钠硫蓄电池四种典型的化学电源的能斯特方程的简化方法，总结了方程中纯固相或液相活度的判别依据。
2026, 41(10): 430-439
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510084
摘要:
本研究面向非化学专业大学生，探讨化学物质中英文命名体系的差异及其教学策略。通过对无机和有机化合物命名法的中英差异进行对比分析，发现语言结构和习惯差异导致命名规则存在显著不同，学生在阅读英文文献时因命名识别困难而产生障碍。基于作者教学实践，设计了一套创新教学策略，包括类比教学、词源解析和结构认知等方法，帮助学生更有效地理解并掌握英文化学命名。教学实践表明，该策略能显著提高学生对英文化学名称的理解力和应用能力，克服命名障碍，提高英文文献阅读效率。研究最后对教学改进提出建议，以期为非化学专业的化学教育提供参考。
本研究面向非化学专业大学生，探讨化学物质中英文命名体系的差异及其教学策略。通过对无机和有机化合物命名法的中英差异进行对比分析，发现语言结构和习惯差异导致命名规则存在显著不同，学生在阅读英文文献时因命名识别困难而产生障碍。基于作者教学实践，设计了一套创新教学策略，包括类比教学、词源解析和结构认知等方法，帮助学生更有效地理解并掌握英文化学命名。教学实践表明，该策略能显著提高学生对英文化学名称的理解力和应用能力，克服命名障碍，提高英文文献阅读效率。研究最后对教学改进提出建议，以期为非化学专业的化学教育提供参考。
2026, 41(10): 440-447
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511005
摘要:
本文基于Python编程语言设计开发了一款实用的滴定分析实验集成仿真软件。该仿真软件界面简洁，操作简便，只需简单的参数设置，即可实现滴定曲线的绘制与数据分析。该软件的利用不仅可以丰富课堂教学内容与形式，还可加强理论知识的理解和掌握，进而为提升学习兴趣和激情，培养创新实践能力及科学研究方法奠定坚实的基础。
本文基于Python编程语言设计开发了一款实用的滴定分析实验集成仿真软件。该仿真软件界面简洁，操作简便，只需简单的参数设置，即可实现滴定曲线的绘制与数据分析。该软件的利用不仅可以丰富课堂教学内容与形式，还可加强理论知识的理解和掌握，进而为提升学习兴趣和激情，培养创新实践能力及科学研究方法奠定坚实的基础。
2026, 41(10): 448-453
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511015
摘要:
以N2O4的分解反应为例，提出了反应体系吉布斯自由能G的估算方法，绘制了G与反应进度ξ的关系图，阐明了化学反应方向判据摩尔反应吉布斯自由能变△rGm(T)的意义，有助于培养学生的数形结合能力，以及建立清晰的概念。
以N2O4的分解反应为例，提出了反应体系吉布斯自由能G的估算方法，绘制了G与反应进度ξ的关系图，阐明了化学反应方向判据摩尔反应吉布斯自由能变△rGm(T)的意义，有助于培养学生的数形结合能力，以及建立清晰的概念。
2026, 41(10): 454-466
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509126
摘要:
第59届国际门捷列夫化学奥林匹克竞赛于2025年5月6日至12日在巴西举行，由南开大学组织的中国代表队获得3枚金牌和3枚银牌。本届赛事的理论考试试题包括考试一和考试二两部分。理论考试一包含8道必答题；理论考试二共有15道选答题，涵盖生命科学与高分子、有机化学、物理化学、无机化学和分析化学五大主题，每个主题包含3道试题。本文精选了其中10道试题，供国内化学爱好者参考。
第59届国际门捷列夫化学奥林匹克竞赛于2025年5月6日至12日在巴西举行，由南开大学组织的中国代表队获得3枚金牌和3枚银牌。本届赛事的理论考试试题包括考试一和考试二两部分。理论考试一包含8道必答题；理论考试二共有15道选答题，涵盖生命科学与高分子、有机化学、物理化学、无机化学和分析化学五大主题，每个主题包含3道试题。本文精选了其中10道试题，供国内化学爱好者参考。
2026, 41(10): 467-472
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509127
摘要:
第59届国际门捷列夫化学奥林匹克竞赛于2025年5月6日至12日在巴西举行。本届赛事的实验考试试题围绕水解反应的不同应用设置了如下4个实验：淀粉的水解及比色法测定葡萄糖浓度(实验 1)，滴定法测定葡萄糖浓度(实验2)，对乙酰氨基酚的水解及其在药物制剂中的含量测定(实验3)，药物成分的定性分析(实验4)，这些实验涵盖了定性分析和定量分析。本文对原试题稍做精简，以供国内化学爱好者参考。
第59届国际门捷列夫化学奥林匹克竞赛于2025年5月6日至12日在巴西举行。本届赛事的实验考试试题围绕水解反应的不同应用设置了如下4个实验：淀粉的水解及比色法测定葡萄糖浓度(实验 1)，滴定法测定葡萄糖浓度(实验2)，对乙酰氨基酚的水解及其在药物制剂中的含量测定(实验3)，药物成分的定性分析(实验4)，这些实验涵盖了定性分析和定量分析。本文对原试题稍做精简，以供国内化学爱好者参考。
2026, 41(9): 1-10
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508038
摘要:
“燃料电池技术”是中国石油大学(华东)储能科学与工程系首门双语核心课程，面向储能、新能源及材料类专业，紧扣国家“双碳”战略和氢能产业发展规划。课程改革聚焦“目标-内容-评价-文化”四链协同，探索思政育人与专业教学的深度融合。第一，在课程大纲重构中，将绿色发展、工程责任、科研诚信等思政目标嵌入各章节知识点；第二，构建多维案例体系，既引入美国国家航空航天局(NASA)燃料电池、丰田Mirai等国际案例，又结合冬奥氢能公交及国产Pt基催化剂突破等国内成就，实现中外对比与价值引领；第三，建立全过程考核机制，通过英文文献导读、国产化材料路线图设计和成长日志等任务，量化学生在认知、表达与责任意识方面的成长轨迹；第四，课程联动科研实践与创新竞赛，推动“课堂-项目-竞赛-转化”贯通式育人。两年实践表明，学生在课堂参与度、国际沟通力和科研实践能力方面呈提升趋势，思政认知平均提升30%以上，绿色创新意识和职业志趣明显增强。课程形成了可复制推广的“双语+双碳+思政”教学范式，为新工科背景下复合型人才培养提供了现实路径。
“燃料电池技术”是中国石油大学(华东)储能科学与工程系首门双语核心课程，面向储能、新能源及材料类专业，紧扣国家“双碳”战略和氢能产业发展规划。课程改革聚焦“目标-内容-评价-文化”四链协同，探索思政育人与专业教学的深度融合。第一，在课程大纲重构中，将绿色发展、工程责任、科研诚信等思政目标嵌入各章节知识点；第二，构建多维案例体系，既引入美国国家航空航天局(NASA)燃料电池、丰田Mirai等国际案例，又结合冬奥氢能公交及国产Pt基催化剂突破等国内成就，实现中外对比与价值引领；第三，建立全过程考核机制，通过英文文献导读、国产化材料路线图设计和成长日志等任务，量化学生在认知、表达与责任意识方面的成长轨迹；第四，课程联动科研实践与创新竞赛，推动“课堂-项目-竞赛-转化”贯通式育人。两年实践表明，学生在课堂参与度、国际沟通力和科研实践能力方面呈提升趋势，思政认知平均提升30%以上，绿色创新意识和职业志趣明显增强。课程形成了可复制推广的“双语+双碳+思政”教学范式，为新工科背景下复合型人才培养提供了现实路径。
2026, 41(9): 11-17
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509034
摘要:
面向研究生《高等有机合成》教材不统一、机制与转化脱节及学术英语薄弱等问题，山东大学化学学院在这门研究生必修课实施“机制先行+表现性评价+双语融合”教学改革。上半学期以“分子轨道与能量”建立统一机制语言，下半学期迁移至合成转化；核心考核为“专题报告”与“关键问题提出”，结果显示二者得分正相关，说明该教学模式切实有效。
面向研究生《高等有机合成》教材不统一、机制与转化脱节及学术英语薄弱等问题，山东大学化学学院在这门研究生必修课实施“机制先行+表现性评价+双语融合”教学改革。上半学期以“分子轨道与能量”建立统一机制语言，下半学期迁移至合成转化；核心考核为“专题报告”与“关键问题提出”，结果显示二者得分正相关，说明该教学模式切实有效。
2026, 41(9): 18-25
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508050
摘要:
随着“双碳”战略的推进，储能技术成为能源转型的核心支撑，而物理化学作为储能科学与工程专业的学科基础课程，其教学模式亟需适应学科交叉与产业需求的双重挑战。本研究以盐城师范学院储能科学与工程专业为试点研究对象，结合盐城市绿色低碳产业布局及学校“应用型、地方性、开放性”的办学定位，提出“知识图谱+科教融汇”的双轮驱动模式。通过构建物理化学课程知识图谱，整合学科交叉知识点，优化教学内容；同时开展科教融汇实践，将最新科学研究成果融入教学，初步培养学生的创新思维能力、科研能力和解决问题的能力。实践表明，该方法有效提升了课程的系统性与实践性，促进了学科知识与产业需求的精准对接，为储能领域创新型人才培养提供了可推广的范式。
随着“双碳”战略的推进，储能技术成为能源转型的核心支撑，而物理化学作为储能科学与工程专业的学科基础课程，其教学模式亟需适应学科交叉与产业需求的双重挑战。本研究以盐城师范学院储能科学与工程专业为试点研究对象，结合盐城市绿色低碳产业布局及学校“应用型、地方性、开放性”的办学定位，提出“知识图谱+科教融汇”的双轮驱动模式。通过构建物理化学课程知识图谱，整合学科交叉知识点，优化教学内容；同时开展科教融汇实践，将最新科学研究成果融入教学，初步培养学生的创新思维能力、科研能力和解决问题的能力。实践表明，该方法有效提升了课程的系统性与实践性，促进了学科知识与产业需求的精准对接，为储能领域创新型人才培养提供了可推广的范式。
2026, 41(9): 26-35
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509028
摘要:
北京航空航天大学面对新一轮科技革命与产业变革对人才培养要求，依托学校高水平科技创新平台，深化科教融合，构建了具有北航特色的“科研课堂”育人新模式。本文以“液晶弹性体张拉整体结构的设计与制备”微课题为例，通过系统化的教学方案与科学的教学效果评价设计，整合并延伸了“高分子物理”理论课程中的关键知识点，探索了“理论课堂”与“科研课堂”双向赋能的高分子物理教学新路径，实现了前沿科研成果向实验教学的有效转化。理论和科研结合的教学模式激发了学生夯实理论基础的主动性，增强了其应对实际工程问题的分析与解决能力，为推动培养适应国家航空航天领域发展需求的高素质复合型材料专业人才新工科实验课程建设提供了有益借鉴。
北京航空航天大学面对新一轮科技革命与产业变革对人才培养要求，依托学校高水平科技创新平台，深化科教融合，构建了具有北航特色的“科研课堂”育人新模式。本文以“液晶弹性体张拉整体结构的设计与制备”微课题为例，通过系统化的教学方案与科学的教学效果评价设计，整合并延伸了“高分子物理”理论课程中的关键知识点，探索了“理论课堂”与“科研课堂”双向赋能的高分子物理教学新路径，实现了前沿科研成果向实验教学的有效转化。理论和科研结合的教学模式激发了学生夯实理论基础的主动性，增强了其应对实际工程问题的分析与解决能力，为推动培养适应国家航空航天领域发展需求的高素质复合型材料专业人才新工科实验课程建设提供了有益借鉴。
2026, 41(9): 36-46
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508053
摘要:
本文系统阐述了一门基于“产学研用”协同育人理念的创新性工程教育课程体系。针对传统化学工程实践教学中存在的基地少、实训资源受限及评价维度单一等痛点问题，提出“四维融合”教学理念：通过产学研深度协同、虚实场景有机融合、思政元素系统融入、多学科交叉创新，构建面向复杂工程问题解决能力培养的教学新范式。课程改革以三维重构为核心：重构教学目标体系，构建动态案例库，有机整合真实工业案例、人工智能技术应用、诺贝尔奖级科研成果等多元教学要素；创新搭建“三位一体”教学平台，形成涵盖理论认知、虚拟仿真、创新实践的立体化培养体系；形成“九维沉浸式”教学模式，通过“观-听-学-感-练-思-研-创-用”递进式教学环节，实现知识内化与能力跃迁的有机统一。创新采用“六步迭代”教学方法论与数据驱动的动态评估模型，有效破解工程教育中理论实践转化断层难题。在评价机制方面，构建了基于大数据的多维度动态评价体系，建立学生综合能力数字画像，实现个性化成长路径的精准赋能。教学实践表明，该模式显著提升了学生工程实践能力与创新素养，培养出具有跨学科视野、数字化思维和产业敏感度的新工科人才。研究成果为新工科背景下实践类课程改革提供了可复制的理论框架与实施路径，对产教融合育人模式创新具有重要借鉴价值。
本文系统阐述了一门基于“产学研用”协同育人理念的创新性工程教育课程体系。针对传统化学工程实践教学中存在的基地少、实训资源受限及评价维度单一等痛点问题，提出“四维融合”教学理念：通过产学研深度协同、虚实场景有机融合、思政元素系统融入、多学科交叉创新，构建面向复杂工程问题解决能力培养的教学新范式。课程改革以三维重构为核心：重构教学目标体系，构建动态案例库，有机整合真实工业案例、人工智能技术应用、诺贝尔奖级科研成果等多元教学要素；创新搭建“三位一体”教学平台，形成涵盖理论认知、虚拟仿真、创新实践的立体化培养体系；形成“九维沉浸式”教学模式，通过“观-听-学-感-练-思-研-创-用”递进式教学环节，实现知识内化与能力跃迁的有机统一。创新采用“六步迭代”教学方法论与数据驱动的动态评估模型，有效破解工程教育中理论实践转化断层难题。在评价机制方面，构建了基于大数据的多维度动态评价体系，建立学生综合能力数字画像，实现个性化成长路径的精准赋能。教学实践表明，该模式显著提升了学生工程实践能力与创新素养，培养出具有跨学科视野、数字化思维和产业敏感度的新工科人才。研究成果为新工科背景下实践类课程改革提供了可复制的理论框架与实施路径，对产教融合育人模式创新具有重要借鉴价值。
2026, 41(9): 47-53
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509013
摘要:
产教融合协同发展在材料与化工专业的硕士培养中起着至关重要的作用，能有效促进教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接。针对地方应用型高校在专业硕士培养过程中存在的问题，本研究以重庆文理学院为例，系统阐述了学校在材料与化工专业硕士人才培养方面的探索与实践。通过优化课程体系、提升师资水平、搭建实践平台、深化协同创新等系列举措，构建了与地方产业发展需求紧密对接的高素质应用型人才培养模式。为新材料、新能源等战略性新兴产业的高层次应用型人才培养提供了可借鉴的方法路径，对深化材料与化工专业学位研究生教育改革具有重要参考价值。
产教融合协同发展在材料与化工专业的硕士培养中起着至关重要的作用，能有效促进教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接。针对地方应用型高校在专业硕士培养过程中存在的问题，本研究以重庆文理学院为例，系统阐述了学校在材料与化工专业硕士人才培养方面的探索与实践。通过优化课程体系、提升师资水平、搭建实践平台、深化协同创新等系列举措，构建了与地方产业发展需求紧密对接的高素质应用型人才培养模式。为新材料、新能源等战略性新兴产业的高层次应用型人才培养提供了可借鉴的方法路径，对深化材料与化工专业学位研究生教育改革具有重要参考价值。
2026, 41(9): 54-61
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508065
摘要:
针对化工本科生对化学反应工程的学习特点，课程教学团队在讲授过程中，融入工程案例、核心装置及研究方法三方面案例，通过将知识点脉络在解决实际化工问题中有机地梳理串联起来，旨在培养学生综合运用所学知识解决实际化工问题的能力，构建以工程案例、核心装置及研究方法“三位一体”的融合集成应用知识点的课程教学思想。教学实践表明，这种“三位一体”教学取得较好的效果，提升了学生综合运用知识解决实际问题的能力。
针对化工本科生对化学反应工程的学习特点，课程教学团队在讲授过程中，融入工程案例、核心装置及研究方法三方面案例，通过将知识点脉络在解决实际化工问题中有机地梳理串联起来，旨在培养学生综合运用所学知识解决实际化工问题的能力，构建以工程案例、核心装置及研究方法“三位一体”的融合集成应用知识点的课程教学思想。教学实践表明，这种“三位一体”教学取得较好的效果，提升了学生综合运用知识解决实际问题的能力。
2026, 41(9): 62-69
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508068
摘要:
随着生成式人工智能技术的飞速发展，教育智能化已成为全球高等教育改革的核心方向。本文以天津大学物理化学课程为例，阐述了AI (人工智能)赋能课程建设的实践路径，重点介绍了“师-生-机”三元交互、线上线下混合式教学模式的构建与应用。通过构建四级知识图谱、配备AI助教等智能工具，实现了教学资源的精准匹配与个性化推送；依托三元交互混合式教学模式和多维智能评价体系，显著提升教师的备课效率、学生的学习成效与AI素养。实践表明，该模式有效解决了传统教学中“一刀切”的局限，为高校相关课程的智能化改革提供了可借鉴的范例。
随着生成式人工智能技术的飞速发展，教育智能化已成为全球高等教育改革的核心方向。本文以天津大学物理化学课程为例，阐述了AI (人工智能)赋能课程建设的实践路径，重点介绍了“师-生-机”三元交互、线上线下混合式教学模式的构建与应用。通过构建四级知识图谱、配备AI助教等智能工具，实现了教学资源的精准匹配与个性化推送；依托三元交互混合式教学模式和多维智能评价体系，显著提升教师的备课效率、学生的学习成效与AI素养。实践表明，该模式有效解决了传统教学中“一刀切”的局限，为高校相关课程的智能化改革提供了可借鉴的范例。
2026, 41(9): 70-81
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509027
摘要:
化学作为一门基础性、前沿性与战略性的学科，在能源开发、环境治理和新材料设计等领域对国家战略具有重要支撑作用。进入新时代，绿色发展与科技自立自强的战略需求对研究生教育提出了更高要求。在此背景下，课程思政在化学研究生教育中展现出独特价值。当前我国研究生教育普遍面临“重科研技能、轻价值引领”的现实困境。在化学这一对国家战略具有重要支撑作用的学科中，破解此难题尤为关键。本研究以兰州大学化学化工学院的“一融双高”模式为范例，探讨了课程思政与研究生科研教育的深度融合路径。研究表明，通过在科研选题、知识学习、成果转化及产学研融合等全过程有机融入价值引领，能够有效强化研究生的家国情怀与社会责任感，实现科研创新与人才培养的协同发展，使科研过程成为学术训练与价值塑造的统一平台。展望未来，深化该模式将为培养兼具创新能力与社会担当的高层次人才提供持续动力，为我国实现绿色低碳转型与科技自立自强贡献力量。
化学作为一门基础性、前沿性与战略性的学科，在能源开发、环境治理和新材料设计等领域对国家战略具有重要支撑作用。进入新时代，绿色发展与科技自立自强的战略需求对研究生教育提出了更高要求。在此背景下，课程思政在化学研究生教育中展现出独特价值。当前我国研究生教育普遍面临“重科研技能、轻价值引领”的现实困境。在化学这一对国家战略具有重要支撑作用的学科中，破解此难题尤为关键。本研究以兰州大学化学化工学院的“一融双高”模式为范例，探讨了课程思政与研究生科研教育的深度融合路径。研究表明，通过在科研选题、知识学习、成果转化及产学研融合等全过程有机融入价值引领，能够有效强化研究生的家国情怀与社会责任感，实现科研创新与人才培养的协同发展，使科研过程成为学术训练与价值塑造的统一平台。展望未来，深化该模式将为培养兼具创新能力与社会担当的高层次人才提供持续动力，为我国实现绿色低碳转型与科技自立自强贡献力量。
2026, 41(9): 82-89
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508106
摘要:
在生成式人工智能(AI)技术普及导致传统课程论文考核区分度与诚信度下降的背景下，针对“仪器分析”课程理论抽象、知识点密集且与实践结合紧密的特点，本文提出以“小视频创作+双评反馈”替代传统论文的考核改革方案。以南开大学2023级强基班为试点，证明了改革有效规避了AI时代考核失真风险，强化了“以创促学、以评提质”的教学效果，为理工科课程考核改革提供了可复制、可推广的模式。
在生成式人工智能(AI)技术普及导致传统课程论文考核区分度与诚信度下降的背景下，针对“仪器分析”课程理论抽象、知识点密集且与实践结合紧密的特点，本文提出以“小视频创作+双评反馈”替代传统论文的考核改革方案。以南开大学2023级强基班为试点，证明了改革有效规避了AI时代考核失真风险，强化了“以创促学、以评提质”的教学效果，为理工科课程考核改革提供了可复制、可推广的模式。
2026, 41(9): 90-100
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509007
摘要:
新时代背景下，提升化学专业学生的工程素养具有重要意义。化学工艺学是提升化学专业学生工程素养的关键课程，但因化学与化工专业培养定位和课程体系差异，现有教学模式让化学专业学生适应性不足。本文从课程内容、教学方法、评价模式等方面系统探索面向化学专业的教学改革，成效显著，为工程素养培养和相关课程改革提供了参考。
新时代背景下，提升化学专业学生的工程素养具有重要意义。化学工艺学是提升化学专业学生工程素养的关键课程，但因化学与化工专业培养定位和课程体系差异，现有教学模式让化学专业学生适应性不足。本文从课程内容、教学方法、评价模式等方面系统探索面向化学专业的教学改革，成效显著，为工程素养培养和相关课程改革提供了参考。
2026, 41(9): 101-106
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509020
摘要:
“配位化合物结构”是无机及结构化学课程的重要内容。本文探讨教研结合模式在该模块教学中的应用，以促进“科教融合”协同育人。将科研新成果转化为教学资源并用于教学实践，可拓宽学生专业视野，培养创新意识与思维；同时，教学可为科研提供理论支撑，并为科研提供人才储备，助推科研发展。通过双向互动，实现教学创新和创新性人才的培养。
“配位化合物结构”是无机及结构化学课程的重要内容。本文探讨教研结合模式在该模块教学中的应用，以促进“科教融合”协同育人。将科研新成果转化为教学资源并用于教学实践，可拓宽学生专业视野，培养创新意识与思维；同时，教学可为科研提供理论支撑，并为科研提供人才储备，助推科研发展。通过双向互动，实现教学创新和创新性人才的培养。
2026, 41(9): 107-115
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509026
摘要:
本文以《有机化学》教材修订工作为契机，分析当前教材若干亟待改进的问题：内容更新滞后；师范特色不鲜明；思政元素融入较少；适用性方面，与地方院校教学实际和学生需求契合度不高等。基于此，我们提出构建“前沿性、师范性、思政性与适用性”四位一体的有机化学教材体系。在修订过程中，积极融入有机化学领域最新科研成果；凸显师范特色；渗透思政元素，培养学生科学精神与家国情怀；从内容编排、难度把控等方面全方位提升教材适用性。通过这些策略实现教材体系的创新升级，为地方院校培养高素质化学教学人才筑牢根基，也为同类院校教材建设提供切实可行的参考范例。
本文以《有机化学》教材修订工作为契机，分析当前教材若干亟待改进的问题：内容更新滞后；师范特色不鲜明；思政元素融入较少；适用性方面，与地方院校教学实际和学生需求契合度不高等。基于此，我们提出构建“前沿性、师范性、思政性与适用性”四位一体的有机化学教材体系。在修订过程中，积极融入有机化学领域最新科研成果；凸显师范特色；渗透思政元素，培养学生科学精神与家国情怀；从内容编排、难度把控等方面全方位提升教材适用性。通过这些策略实现教材体系的创新升级，为地方院校培养高素质化学教学人才筑牢根基，也为同类院校教材建设提供切实可行的参考范例。
2026, 41(9): 116-125
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509069
摘要:
为强化普通化学原理这一基础核心课程，针对课程面对的挑战，本项目以基础要素“小切口”带动解决人才培养“大问题”，将信息技术(小雅平台、量子计算软件、慕课等)、虚拟仿真、模具(实践)赋能课程内容，围绕“课程思政的融入”“科学前沿与实验(实践)的融入”“对比式(Compare & Contrast)教与学的融入”和“问题驱动式教与学的融入”开展教学创新，着力构建“有温度”“有深度”“有广度”的高质量普通化学原理课程体系。课程充分发挥化学专业新生首门专业必修课的载体功能，以学生为中心，帮助新生顺利从高中学习过渡到大学学习，强化从化学角度分析问题和解决问题的能力，建立对化学体系的理解，培养科学思维，提升科学素养和创新思维，树立正确的世界观、人生观、价值观，以期达到从专业基础、科学思维、创新意识和家国情怀四个维度提升化学学科人才培养质量的目标(四融三度四维)。
为强化普通化学原理这一基础核心课程，针对课程面对的挑战，本项目以基础要素“小切口”带动解决人才培养“大问题”，将信息技术(小雅平台、量子计算软件、慕课等)、虚拟仿真、模具(实践)赋能课程内容，围绕“课程思政的融入”“科学前沿与实验(实践)的融入”“对比式(Compare & Contrast)教与学的融入”和“问题驱动式教与学的融入”开展教学创新，着力构建“有温度”“有深度”“有广度”的高质量普通化学原理课程体系。课程充分发挥化学专业新生首门专业必修课的载体功能，以学生为中心，帮助新生顺利从高中学习过渡到大学学习，强化从化学角度分析问题和解决问题的能力，建立对化学体系的理解，培养科学思维，提升科学素养和创新思维，树立正确的世界观、人生观、价值观，以期达到从专业基础、科学思维、创新意识和家国情怀四个维度提升化学学科人才培养质量的目标(四融三度四维)。
2026, 41(9): 126-134
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509071
摘要:
基于对非化学专业《无机及分析化学》教材的文本分析与使用现状的调研，系统剖析了现有教材在学科适配性与内容时效性方面存在的不足。结合新时代高等教育改革要求，提出以“与时俱进、多学科融合”为核心导向的教材建设新路径：首先，依据教育部“教学改革改到实处是教材”的指导方针，构建了跨学科知识整合的教材内容框架；其次，通过《无机及分析化学》教材编写实践，创新性地采用“专业-能力-素质”三维融合的编写范式，在知识体系中有机融入课程思政元素与中华优秀传统文化。本研究形成的教材建设方案建立了动态更新的学科交叉知识模块，构建了以学生发展为中心的能力培养体系，开发了融合社会主义核心价值观的教学案例，强化了教材的育人功能。最终形成的教材将兼具教学工具书与素质培养指南的双重功能，为新时期非化学专业化学课程教材建设提供可借鉴的范式。
基于对非化学专业《无机及分析化学》教材的文本分析与使用现状的调研，系统剖析了现有教材在学科适配性与内容时效性方面存在的不足。结合新时代高等教育改革要求，提出以“与时俱进、多学科融合”为核心导向的教材建设新路径：首先，依据教育部“教学改革改到实处是教材”的指导方针，构建了跨学科知识整合的教材内容框架；其次，通过《无机及分析化学》教材编写实践，创新性地采用“专业-能力-素质”三维融合的编写范式，在知识体系中有机融入课程思政元素与中华优秀传统文化。本研究形成的教材建设方案建立了动态更新的学科交叉知识模块，构建了以学生发展为中心的能力培养体系，开发了融合社会主义核心价值观的教学案例，强化了教材的育人功能。最终形成的教材将兼具教学工具书与素质培养指南的双重功能，为新时期非化学专业化学课程教材建设提供可借鉴的范式。
2026, 41(9): 135-147
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509062
摘要:
物理化学作为大学化学课程中的重要基础课程，在当前人工智能与教育广泛融合应用的新形势下，传统的以教师课堂讲授为中心的授课模式已经无法满足当前我国对教育领域进行数字化发展的需求，需要转向学生通过人工智能和教师教学辅助，自主探索课程内容的新形式。本文通过AI与物理化学课程教育实际相结合的一些范例，从学习方式变化、教学内容设计、创新思维拓展和实践能力培养四方面，对当前物理化学课程改革的方向进行了探讨，以期为物理化学课程教育提供新的路径，提高教学效果和教学质量，培养顺应时代浪潮的科技人才。
物理化学作为大学化学课程中的重要基础课程，在当前人工智能与教育广泛融合应用的新形势下，传统的以教师课堂讲授为中心的授课模式已经无法满足当前我国对教育领域进行数字化发展的需求，需要转向学生通过人工智能和教师教学辅助，自主探索课程内容的新形式。本文通过AI与物理化学课程教育实际相结合的一些范例，从学习方式变化、教学内容设计、创新思维拓展和实践能力培养四方面，对当前物理化学课程改革的方向进行了探讨，以期为物理化学课程教育提供新的路径，提高教学效果和教学质量，培养顺应时代浪潮的科技人才。
2026, 41(9): 148-155
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509047
摘要:
化工类专业学生培养过程中，传统产教融合模式以解决工艺技术难题为目标，缺乏对学生创新思维的培养。本文以“有机化工工艺学”课程改革为例，提出了创客思维导向下的针对高校化工类创新人才的产教深度融合培养模式，从教学设计、运行机制和实施方法等方面详细阐述了创客式产教深度融合培养模式的教学改革方案。创客式产教深度融合培养模式的核心是以社会发展需求为导向更新课程设置，深化课程内容改革，注重理论到实践的探索过程，力图构建“高校主导-校企协同-师生共创”的合作式教学关系，集聚整合高校与企业的创新要素和优势资源，采用线上线下混合、虚实结合、学科交叉等形式持续完善理论教学与实践应用，通过创业载体引导学生开展创意、设计和推广等活动，通过短期考评与长期培育相结合，推进产教深度融合教学改革做深做实，实现教学到产业的转化，力促化工类专业创新型人才培养方式创新。
化工类专业学生培养过程中，传统产教融合模式以解决工艺技术难题为目标，缺乏对学生创新思维的培养。本文以“有机化工工艺学”课程改革为例，提出了创客思维导向下的针对高校化工类创新人才的产教深度融合培养模式，从教学设计、运行机制和实施方法等方面详细阐述了创客式产教深度融合培养模式的教学改革方案。创客式产教深度融合培养模式的核心是以社会发展需求为导向更新课程设置，深化课程内容改革，注重理论到实践的探索过程，力图构建“高校主导-校企协同-师生共创”的合作式教学关系，集聚整合高校与企业的创新要素和优势资源，采用线上线下混合、虚实结合、学科交叉等形式持续完善理论教学与实践应用，通过创业载体引导学生开展创意、设计和推广等活动，通过短期考评与长期培育相结合，推进产教深度融合教学改革做深做实，实现教学到产业的转化，力促化工类专业创新型人才培养方式创新。
2026, 41(9): 156-161
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509085
摘要:
面向国家理工科人才培养需求，武汉大学化学实验教学示范中心针对传统有机化学教学中存在的操作碎片化、科研思维培养不足等问题，在“基础-综合-创新”三阶递进式课程框架下，通过序列实验项目的科学设计，来实现有机化学实验教学在思维训练与创新能力培养的目标。序列化递进式实验项目的实施依托模块化设计与开放实验室机制，实施方法包括开发多步骤合成序列实验，融入绿色化学理念，并设计分离方法对比模块培养学生科学解决问题的能力；推动前沿科研成果向教学转化，形成全流程科研实践链条。教学实践表明，该教学探索不仅能深化有机化学实验基本操作的综合运用，更搭建了学生从技能训练向科研实践过渡的桥梁，显著提升了学生综合分析与解决问题的能力，为新工科背景下实验教学的系统性创新提供了可操作的实践路径。
面向国家理工科人才培养需求，武汉大学化学实验教学示范中心针对传统有机化学教学中存在的操作碎片化、科研思维培养不足等问题，在“基础-综合-创新”三阶递进式课程框架下，通过序列实验项目的科学设计，来实现有机化学实验教学在思维训练与创新能力培养的目标。序列化递进式实验项目的实施依托模块化设计与开放实验室机制，实施方法包括开发多步骤合成序列实验，融入绿色化学理念，并设计分离方法对比模块培养学生科学解决问题的能力；推动前沿科研成果向教学转化，形成全流程科研实践链条。教学实践表明，该教学探索不仅能深化有机化学实验基本操作的综合运用，更搭建了学生从技能训练向科研实践过渡的桥梁，显著提升了学生综合分析与解决问题的能力，为新工科背景下实验教学的系统性创新提供了可操作的实践路径。
2026, 41(9): 162-172
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508027
摘要:
双环[1.1.0]丁烷(Bicyclo[1.1.0]butane，BCB)是碳原子最少的桥环化合物之一，具有高环张力和独特反应性，是一类构建功能化小分子的重要有机物，在药物化学、合成化学等领域引发广泛关注。本文系统梳理了BCBs的主要合成策略，按反应类型将其归纳为取代反应、插入反应和重排反应三大类，涵盖了从经典方法到最新研究的代表性案例。各类合成方法展现出构建路径的多样性与策略设计的创新性，有助于激发学生的学习兴趣与结构思维。本文旨在作为教材知识与前沿研究之间的桥梁，为有机合成课程教学与科研训练提供参考与拓展素材，并通过精选的典型案例，帮助课堂教学实现难点突破与思维训练。
双环[1.1.0]丁烷(Bicyclo[1.1.0]butane，BCB)是碳原子最少的桥环化合物之一，具有高环张力和独特反应性，是一类构建功能化小分子的重要有机物，在药物化学、合成化学等领域引发广泛关注。本文系统梳理了BCBs的主要合成策略，按反应类型将其归纳为取代反应、插入反应和重排反应三大类，涵盖了从经典方法到最新研究的代表性案例。各类合成方法展现出构建路径的多样性与策略设计的创新性，有助于激发学生的学习兴趣与结构思维。本文旨在作为教材知识与前沿研究之间的桥梁，为有机合成课程教学与科研训练提供参考与拓展素材，并通过精选的典型案例，帮助课堂教学实现难点突破与思维训练。
2026, 41(9): 173-181
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509068
摘要:
纳米酶凭借高稳定性、低成本和易调控等优势，在生物医学领域备受关注。本文综述了常见纳米酶的类型及催化机制，介绍了其性能调控策略，重点概述了在生物传感、疾病治疗和抗菌等生物医学场景中的最新应用进展，并展望了未来发展前景，以促进纳米酶在生物医学领域的深入拓展。
纳米酶凭借高稳定性、低成本和易调控等优势，在生物医学领域备受关注。本文综述了常见纳米酶的类型及催化机制，介绍了其性能调控策略，重点概述了在生物传感、疾病治疗和抗菌等生物医学场景中的最新应用进展，并展望了未来发展前景，以促进纳米酶在生物医学领域的深入拓展。
2026, 41(9): 182-201
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508055
摘要:
氖是价电子层为2s22p6的闭壳层八隅体，属轻稀有气体，因而在常规条件下表现出极强的化学惰性。近年来，借助高精度计算化学对势能面的系统预测，以及极端条件下原位实验技术(低温基质隔离、高压金刚石对顶砧、同步辐射原位光谱等)的同步发展，研究者已能在实验室尺度诱导氖与特定宿主发生弱相互作用，生成若干“非经典”化学物种。本文在梳理现有文献的基础上，将这些发现归纳为三类：包合物(含内嵌富勒烯化合物)、高压下与碱金属/碱土金属形成的离子型化合物、低温基质中与含硅自由基的范德华复合物(含与四氯化碳的电荷转移复合物)，其成键机制与已报道的氦化合物具有高度相似。
氖是价电子层为2s22p6的闭壳层八隅体，属轻稀有气体，因而在常规条件下表现出极强的化学惰性。近年来，借助高精度计算化学对势能面的系统预测，以及极端条件下原位实验技术(低温基质隔离、高压金刚石对顶砧、同步辐射原位光谱等)的同步发展，研究者已能在实验室尺度诱导氖与特定宿主发生弱相互作用，生成若干“非经典”化学物种。本文在梳理现有文献的基础上，将这些发现归纳为三类：包合物(含内嵌富勒烯化合物)、高压下与碱金属/碱土金属形成的离子型化合物、低温基质中与含硅自由基的范德华复合物(含与四氯化碳的电荷转移复合物)，其成键机制与已报道的氦化合物具有高度相似。
2026, 41(9): 202-209
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507027
摘要:
磁共振成像(MRI)作为现代医学的重要工具，凭借无辐射危害、无穿透深度限制、高软组织分辨率以及多参数多序列成像的优势，是恶性肿瘤、神经系统和心脑血管疾病的重要诊断工具。从临床诊断到科研探索，MRI在提升疾病早期诊断、监测治疗效果和预后评估等方面发挥不可替代的作用。随着人工智能与超导技术的发展，快速高分辨成像、人工智能辅助影像诊断、超低场和超高场磁共振设备、便携式设备等创新正推动这一技术迈向更广阔的未来。本文通过拟人的手法，以氢原子核为第一人称，详细介绍了磁共振成像的基本原理和相关技术，重点科普磁共振成像在医学诊断方面的应用。
磁共振成像(MRI)作为现代医学的重要工具，凭借无辐射危害、无穿透深度限制、高软组织分辨率以及多参数多序列成像的优势，是恶性肿瘤、神经系统和心脑血管疾病的重要诊断工具。从临床诊断到科研探索，MRI在提升疾病早期诊断、监测治疗效果和预后评估等方面发挥不可替代的作用。随着人工智能与超导技术的发展，快速高分辨成像、人工智能辅助影像诊断、超低场和超高场磁共振设备、便携式设备等创新正推动这一技术迈向更广阔的未来。本文通过拟人的手法，以氢原子核为第一人称，详细介绍了磁共振成像的基本原理和相关技术，重点科普磁共振成像在医学诊断方面的应用。
2026, 41(9): 210-216
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507024
摘要:
水在人们的生产生活中以固、液、气三种相态存在，如何用科学知识解读水的不同形态变换是本文聚焦的问题。从物理化学的角度出发，以“水仙子”的视角展开全文。文中水仙子以旁观者的身份体验不同形态水的故事，将其所见所闻与水的相图进行结合，逐渐揭开了水相图的神秘面纱。希望帮助读者更好地理解水相图，以水相图为工具指导生产生活。
水在人们的生产生活中以固、液、气三种相态存在，如何用科学知识解读水的不同形态变换是本文聚焦的问题。从物理化学的角度出发，以“水仙子”的视角展开全文。文中水仙子以旁观者的身份体验不同形态水的故事，将其所见所闻与水的相图进行结合，逐渐揭开了水相图的神秘面纱。希望帮助读者更好地理解水相图，以水相图为工具指导生产生活。
2026, 41(9): 217-221
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509010
摘要:
本文以生动形象的科普语言介绍了卤氧化铋(BiOX,X=Cl/Br/I)材料的多功能光催化特性及其广泛应用。文章重点阐述了其独特的层状晶体结构所赋予的三项结构特点：内建静电场、阴离子层可调变性以及形貌多样性。在此基础上，详细综述了BiOX材料在环境治理、清洁能源生产、有机合成等领域的卓越表现，并进一步展示了其在自清洁涂层、柔性电子和生物医学诊疗等跨界前沿领域的创新应用潜力。最后展望了该材料家族作为“光催化斜杠青年”在未来科技发展中的广阔前景。
本文以生动形象的科普语言介绍了卤氧化铋(BiOX,X=Cl/Br/I)材料的多功能光催化特性及其广泛应用。文章重点阐述了其独特的层状晶体结构所赋予的三项结构特点：内建静电场、阴离子层可调变性以及形貌多样性。在此基础上，详细综述了BiOX材料在环境治理、清洁能源生产、有机合成等领域的卓越表现，并进一步展示了其在自清洁涂层、柔性电子和生物医学诊疗等跨界前沿领域的创新应用潜力。最后展望了该材料家族作为“光催化斜杠青年”在未来科技发展中的广阔前景。
2026, 41(9): 222-228
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507010
摘要:
蟹壳在环境与资源领域扮演关键角色，其转化过程蕴含独特科学魅力。本文采用拟人化叙事，讲述蟹壳家族(甲壳素、壳聚糖、碳酸钙)从“海洋废弃物”到“高值材料”的蜕变旅程，展现各组分在能源存储、环保治理、医疗健康等领域的多元应用，以生动视角揭示废弃物资源化的科学逻辑与可持续价值。
蟹壳在环境与资源领域扮演关键角色，其转化过程蕴含独特科学魅力。本文采用拟人化叙事，讲述蟹壳家族(甲壳素、壳聚糖、碳酸钙)从“海洋废弃物”到“高值材料”的蜕变旅程，展现各组分在能源存储、环保治理、医疗健康等领域的多元应用，以生动视角揭示废弃物资源化的科学逻辑与可持续价值。
2026, 41(9): 229-234
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507025
摘要:
牙齿修复是人们口腔健康需求的重要组成部分，金属类修复材料因其力学性能优异而一度被广泛应用。然而，口腔中的复杂环境为其带来了挑战，不同金属材料之间的电位差及唾液中电解质的存在，可能促使其形成微型原电池，从而引发电化学腐蚀。本文以生动有趣的方式深入探讨口腔内金牙修复体与银汞合金充填体补牙形成原电池的现象，将专业的电化学原理和口腔医学知识巧妙融合于生活场景，详细剖析金属修复体在口腔中发生的电化学反应过程及其机制、探讨其对口腔健康及修复体稳定性的潜在影响，同时介绍了复合树脂等非金属材料在消除电化学反应方面的优势，为口腔医学与电化学的交叉研究提供兼具科学性和趣味性的科普内容，助力读者提升对口腔健康背后化学问题的认知。
牙齿修复是人们口腔健康需求的重要组成部分，金属类修复材料因其力学性能优异而一度被广泛应用。然而，口腔中的复杂环境为其带来了挑战，不同金属材料之间的电位差及唾液中电解质的存在，可能促使其形成微型原电池，从而引发电化学腐蚀。本文以生动有趣的方式深入探讨口腔内金牙修复体与银汞合金充填体补牙形成原电池的现象，将专业的电化学原理和口腔医学知识巧妙融合于生活场景，详细剖析金属修复体在口腔中发生的电化学反应过程及其机制、探讨其对口腔健康及修复体稳定性的潜在影响，同时介绍了复合树脂等非金属材料在消除电化学反应方面的优势，为口腔医学与电化学的交叉研究提供兼具科学性和趣味性的科普内容，助力读者提升对口腔健康背后化学问题的认知。
2026, 41(9): 235-243
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507016
摘要:
化学科普对提升公众科学素养、促进社会和谐及提高生活品质意义重大。本文以热门电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒“藕身重塑”情节为切入点，从化学视角展开，阐述了藕的化学组成，如其多孔结构为细胞生长提供优良环境，藕淀粉、蛋白质等成分在重塑中起关键作用。同时，将其与现代材料科学的模板法联系，介绍硬模板法中以阳极氧化铝为模板制备银纳米线、软模板法中表面活性剂自组装引导材料生长。还介绍了受藕启发的仿生材料，如促进骨细胞增殖的纳米纤维、具有自清洁功能的涂层等。文章为化学科普提供了新思路，使公众在熟悉的故事中了解纳米材料合成及应用，激发科学兴趣，拉近化学与公众的距离，推动化学科普发展。
化学科普对提升公众科学素养、促进社会和谐及提高生活品质意义重大。本文以热门电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒“藕身重塑”情节为切入点，从化学视角展开，阐述了藕的化学组成，如其多孔结构为细胞生长提供优良环境，藕淀粉、蛋白质等成分在重塑中起关键作用。同时，将其与现代材料科学的模板法联系，介绍硬模板法中以阳极氧化铝为模板制备银纳米线、软模板法中表面活性剂自组装引导材料生长。还介绍了受藕启发的仿生材料，如促进骨细胞增殖的纳米纤维、具有自清洁功能的涂层等。文章为化学科普提供了新思路，使公众在熟悉的故事中了解纳米材料合成及应用，激发科学兴趣，拉近化学与公众的距离，推动化学科普发展。
2026, 41(9): 244-249
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508097
摘要:
随着信息技术的迭代更新，人类已跃入万物互联的数字化时代，而“万物互联”则更多地需要通过“显示屏”来表达。本文以“像素王国”拟人化的视角解析了当今两大主流显示技术——LCD (液晶显示)和OLED (有机发光二极管)的特性与竞争格局。文章详述了LCD、OLED的工作原理，液晶材料、有机电致发光材料的分类，以及它们不同的应用特点。最后结合应用场景，分析两类技术在手机终端市场的渗透逻辑，以期为读者提供显示技术发展的全景式科普。
随着信息技术的迭代更新，人类已跃入万物互联的数字化时代，而“万物互联”则更多地需要通过“显示屏”来表达。本文以“像素王国”拟人化的视角解析了当今两大主流显示技术——LCD (液晶显示)和OLED (有机发光二极管)的特性与竞争格局。文章详述了LCD、OLED的工作原理，液晶材料、有机电致发光材料的分类，以及它们不同的应用特点。最后结合应用场景，分析两类技术在手机终端市场的渗透逻辑，以期为读者提供显示技术发展的全景式科普。
2026, 41(9): 250-256
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508102
摘要:
以皮肤科诊室为背景，梅医生与徒弟小窦的对话为主线，揭示痤疮(痘痘)的形成机制：雄激素刺激皮脂腺过度分泌油脂，与角质细胞混合堵塞毛囊形成闭口/黑头(氧化后呈脂褐素沉积)，缺氧环境下痤疮丙酸杆菌分解油脂引发炎症，导致红肿脓疱。中医通过长痘部位判断内因——额眉鼻根对应肺热心火，口周面颊提示脾胃湿热，面颊下巴反映肝气不畅。治疗推荐水杨酸：其脂溶性可溶解角质疏通毛孔，抑制皮脂腺活性及致病菌繁殖，兼具抗炎和促进表皮更新功能。故事通过生理病理与生活干预结合，传递科学护肤理念。
以皮肤科诊室为背景，梅医生与徒弟小窦的对话为主线，揭示痤疮(痘痘)的形成机制：雄激素刺激皮脂腺过度分泌油脂，与角质细胞混合堵塞毛囊形成闭口/黑头(氧化后呈脂褐素沉积)，缺氧环境下痤疮丙酸杆菌分解油脂引发炎症，导致红肿脓疱。中医通过长痘部位判断内因——额眉鼻根对应肺热心火，口周面颊提示脾胃湿热，面颊下巴反映肝气不畅。治疗推荐水杨酸：其脂溶性可溶解角质疏通毛孔，抑制皮脂腺活性及致病菌繁殖，兼具抗炎和促进表皮更新功能。故事通过生理病理与生活干预结合，传递科学护肤理念。
2026, 41(9): 257-263
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509042
摘要:
以青年学子林默的梦境为叙事主线，讲述其在学术失利后邂逅化学诱导多能干细胞精灵CiPS-073，通过时空穿越与科学对话，系统梳理了化学诱导多能干细胞研究的关键突破。细胞精灵带领林默回溯约翰·戈登的非洲爪蟾核移植实验(体细胞分化逆转的开端)，山中申弥团队通过4种转录因子实现诱导多能干细胞(iPSC)的里程碑和隐忧，以及化学小分子替代转录因子的探索。详解化学重编程的分子机制，并重点展现我国邓宏魁团队的突破——利用表观重置剂等小分子组合，跨过胚外内胚层中间状态，显著缩短体细胞重编程时间。文中展望iPSC在神经退行性疾病、心梗修复、糖尿病及老年黄斑治疗中的潜力。通过与细胞精灵的对话，林默直观理解“程序错误”的进化意义，最终领悟科研失败的价值，醒来后以全新姿态投入研究。故事以“失败驱动创新”为核心，鼓励青年学子直面挫折，将科研困境转化为突破契机，兼具科学普及与人生哲理的双重启示。
以青年学子林默的梦境为叙事主线，讲述其在学术失利后邂逅化学诱导多能干细胞精灵CiPS-073，通过时空穿越与科学对话，系统梳理了化学诱导多能干细胞研究的关键突破。细胞精灵带领林默回溯约翰·戈登的非洲爪蟾核移植实验(体细胞分化逆转的开端)，山中申弥团队通过4种转录因子实现诱导多能干细胞(iPSC)的里程碑和隐忧，以及化学小分子替代转录因子的探索。详解化学重编程的分子机制，并重点展现我国邓宏魁团队的突破——利用表观重置剂等小分子组合，跨过胚外内胚层中间状态，显著缩短体细胞重编程时间。文中展望iPSC在神经退行性疾病、心梗修复、糖尿病及老年黄斑治疗中的潜力。通过与细胞精灵的对话，林默直观理解“程序错误”的进化意义，最终领悟科研失败的价值，醒来后以全新姿态投入研究。故事以“失败驱动创新”为核心，鼓励青年学子直面挫折，将科研困境转化为突破契机，兼具科学普及与人生哲理的双重启示。
2026, 41(9): 264-269
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509006
摘要:
黑色素瘤是一项困扰人类许久的疾病，而随着化学、生命科学等的发展，人们已经研发出了许多黑色素瘤的治疗方法，本文主要介绍黑色素瘤的形成机制，以及相关的疫苗和免疫检查点抑制剂的疗法。
黑色素瘤是一项困扰人类许久的疾病，而随着化学、生命科学等的发展，人们已经研发出了许多黑色素瘤的治疗方法，本文主要介绍黑色素瘤的形成机制，以及相关的疫苗和免疫检查点抑制剂的疗法。
2026, 41(9): 270-281
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508040
摘要:
以微米级2M相WS2单晶为对象，设计了一种多学科交叉的实验教学模式，融合微纳加工、电化学、载流子输运电学和材料科学，旨在通过模拟真实科研场景培养学生的跨学科思维和综合实践能力。实验通过光刻等微纳工艺制备片上微型电极，利用循环伏安法和恒电流充放电法测试WS2锌离子插层/脱嵌的电化学性能，并结合原位光学成像、拉曼光谱和电学测试表征相变机制。本实验不仅引导学生掌握相关理论知识和实验技能，还通过多学科知识整合，激发创新思维，为新能源和信息材料领域高素质人才培养提供实践路径，同时为多学科交叉实验教学设计提供理论与实践参考。
以微米级2M相WS2单晶为对象，设计了一种多学科交叉的实验教学模式，融合微纳加工、电化学、载流子输运电学和材料科学，旨在通过模拟真实科研场景培养学生的跨学科思维和综合实践能力。实验通过光刻等微纳工艺制备片上微型电极，利用循环伏安法和恒电流充放电法测试WS2锌离子插层/脱嵌的电化学性能，并结合原位光学成像、拉曼光谱和电学测试表征相变机制。本实验不仅引导学生掌握相关理论知识和实验技能，还通过多学科知识整合，激发创新思维，为新能源和信息材料领域高素质人才培养提供实践路径，同时为多学科交叉实验教学设计提供理论与实践参考。
2026, 41(9): 282-292
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508051
摘要:
为促进药学专业本科生对胶体化学及化学动力学基础知识的理解和运用，同时改善传统物理化学实验教学缺乏创新性和吸引力的缺点。将姜黄素/铜胶体粒子的制备与药物释放动力学研究实验引入教学实验课程，旨在通过科教融合与思政元素相结合，提升学生综合运用理论知识和实验技能的能力。实验利用配位键和自组装技术合成良好分散性且粒径均匀的药物/金属胶体粒子。采用透射电子显微镜、纳米粒度及Zeta电位分析仪和紫外-可见分光光度计等技术表征胶体粒子的粒径、表面电荷、紫外-可见吸收峰等性质及其对pH药物可控释放的依赖性和自由基生成能力。这种开放式实验设计不仅增强了学生将理论与实践相结合的能力，还通过跨学科研究激发了学生的学习兴趣，实现了基础教学与科学训练的有机融合，为培养创新型制药人才提供了一种有效的方法。
为促进药学专业本科生对胶体化学及化学动力学基础知识的理解和运用，同时改善传统物理化学实验教学缺乏创新性和吸引力的缺点。将姜黄素/铜胶体粒子的制备与药物释放动力学研究实验引入教学实验课程，旨在通过科教融合与思政元素相结合，提升学生综合运用理论知识和实验技能的能力。实验利用配位键和自组装技术合成良好分散性且粒径均匀的药物/金属胶体粒子。采用透射电子显微镜、纳米粒度及Zeta电位分析仪和紫外-可见分光光度计等技术表征胶体粒子的粒径、表面电荷、紫外-可见吸收峰等性质及其对pH药物可控释放的依赖性和自由基生成能力。这种开放式实验设计不仅增强了学生将理论与实践相结合的能力，还通过跨学科研究激发了学生的学习兴趣，实现了基础教学与科学训练的有机融合，为培养创新型制药人才提供了一种有效的方法。
2026, 41(9): 293-300
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508054
摘要:
针对传统偶极矩实验中“重操作、轻机理”的局限性，本文依托化学“101计划”化学测量学实验，提出“实验测定-计算模拟”深度融合的教学模式。以溶液法偶极矩测定实验为基础，引入Gaussian/GaussView量化计算工具，引导学生结合静电势和自然键轨道电荷解析偶极本质、溶剂效应及构象调控。通过“基础-进阶-创新”三层次模块构建“结构-性质-功能”的贯通认知，提升学生从实验技能到分子设计的综合能力，为培养兼具实践与创新能力的复合型化学人才提供教学范式。
针对传统偶极矩实验中“重操作、轻机理”的局限性，本文依托化学“101计划”化学测量学实验，提出“实验测定-计算模拟”深度融合的教学模式。以溶液法偶极矩测定实验为基础，引入Gaussian/GaussView量化计算工具，引导学生结合静电势和自然键轨道电荷解析偶极本质、溶剂效应及构象调控。通过“基础-进阶-创新”三层次模块构建“结构-性质-功能”的贯通认知，提升学生从实验技能到分子设计的综合能力，为培养兼具实践与创新能力的复合型化学人才提供教学范式。
2026, 41(9): 301-312
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509058
摘要:
基于科研前沿相关实验课题，结合“高分子合成化学”及“物质结构现代分析方法”课程，设计了“嵌段聚合物溶液自组装及其结构表征”的综合性结构表征分析实验，利用多种实验技术方法，对嵌段共聚物的化学结构、液晶相结构、溶液相纳米组装结构在不同层面上进行综合表征和分析。通过该实验，学生不仅可以加深对有机化学和高分子科学相关知识的理解，巩固相关化学合成的实验操作；也将物质结构现代分析方法的一系列表征方法紧密地串联起来，进一步强化结构分析方法的专业知识。这种从科研到课堂的教学模式有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的跨学科思维和综合运用知识解决实际科研问题的能力，符合新时代高等教育对创新型人才培养的需求。
基于科研前沿相关实验课题，结合“高分子合成化学”及“物质结构现代分析方法”课程，设计了“嵌段聚合物溶液自组装及其结构表征”的综合性结构表征分析实验，利用多种实验技术方法，对嵌段共聚物的化学结构、液晶相结构、溶液相纳米组装结构在不同层面上进行综合表征和分析。通过该实验，学生不仅可以加深对有机化学和高分子科学相关知识的理解，巩固相关化学合成的实验操作；也将物质结构现代分析方法的一系列表征方法紧密地串联起来，进一步强化结构分析方法的专业知识。这种从科研到课堂的教学模式有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的跨学科思维和综合运用知识解决实际科研问题的能力，符合新时代高等教育对创新型人才培养的需求。
2026, 41(9): 313-323
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508043
摘要:
为深化本科生科研素养培育，推动科研与教学的协同发展，设计了紧扣当前能源研究前沿的综合创新实验——“基于原位聚合技术的固态锂金属电池的构筑及性能评价”。实验利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对聚合物电解质组成进行分析，并借助交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、恒流充放电等电化学表征手段，深化学生对锂电池基础电化学行为的认知。该实验有助于学生接触新能源前沿技术、激发科研热情、拓展研究思路、提升实践创新能力。
为深化本科生科研素养培育，推动科研与教学的协同发展，设计了紧扣当前能源研究前沿的综合创新实验——“基于原位聚合技术的固态锂金属电池的构筑及性能评价”。实验利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对聚合物电解质组成进行分析，并借助交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、恒流充放电等电化学表征手段，深化学生对锂电池基础电化学行为的认知。该实验有助于学生接触新能源前沿技术、激发科研热情、拓展研究思路、提升实践创新能力。
2026, 41(9): 324-336
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509033
摘要:
发展新型光伏器件是实现“双碳”战略目标的一条技术路径。本综合化学实验介绍了基于完全非稠环电子受体的有机太阳能电池，通过系统比较其与基于稠环电子受体器件在效率、材料成本与运行稳定性等方面的差异，突出非稠环结构在实际应用中的优势。实验集成器件制备、性能表征、稳定性评估及材料成本分析多个模块为一体，构建了灵活可调的模块化教学体系，突破了传统实验“重性能、轻成本”的局限。通过将前沿科研成果转化为教学实验，不仅有助于学生接触学科前沿热点，融入绿色化学理念，更有助于培养学生的创新思维、成本意识和综合实践技能，为新能源领域人才培养奠定基础。
发展新型光伏器件是实现“双碳”战略目标的一条技术路径。本综合化学实验介绍了基于完全非稠环电子受体的有机太阳能电池，通过系统比较其与基于稠环电子受体器件在效率、材料成本与运行稳定性等方面的差异，突出非稠环结构在实际应用中的优势。实验集成器件制备、性能表征、稳定性评估及材料成本分析多个模块为一体，构建了灵活可调的模块化教学体系，突破了传统实验“重性能、轻成本”的局限。通过将前沿科研成果转化为教学实验，不仅有助于学生接触学科前沿热点，融入绿色化学理念，更有助于培养学生的创新思维、成本意识和综合实践技能，为新能源领域人才培养奠定基础。
2026, 41(9): 337-346
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509054
摘要:
钙钛矿发光二极管(LED)作为一种新兴的显示技术，在发光效率和稳定性方面取得了突破性进展，有望推动下一代超高清、柔性、可穿戴显示技术的发展。本文秉承前沿科研反哺教学的理念，设计了以空穴传输层调控为核心的钙钛矿LED综合实验，探索载流子传输层对钙钛矿结晶动力学、载流子输运特性及发光效率的影响。实验内容涵盖了完整的“材料制备-器件组装-性能表征”教学模块，该实验不仅能使学生掌握文献调研、材料合成、器件制备、结构表征、器件光电性能测试等实验技能，还能帮助学生深入理解钙钛矿LED的器件物理，有效提升学生的创新思维和工程实践能力。
钙钛矿发光二极管(LED)作为一种新兴的显示技术，在发光效率和稳定性方面取得了突破性进展，有望推动下一代超高清、柔性、可穿戴显示技术的发展。本文秉承前沿科研反哺教学的理念，设计了以空穴传输层调控为核心的钙钛矿LED综合实验，探索载流子传输层对钙钛矿结晶动力学、载流子输运特性及发光效率的影响。实验内容涵盖了完整的“材料制备-器件组装-性能表征”教学模块，该实验不仅能使学生掌握文献调研、材料合成、器件制备、结构表征、器件光电性能测试等实验技能，还能帮助学生深入理解钙钛矿LED的器件物理，有效提升学生的创新思维和工程实践能力。
2026, 41(9): 347-354
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508080
摘要:
在本科生的相图绘制教学中，多数高校常以完全互溶双液系为研究对象，通过测定其不同温度下气液平衡数据绘制相图，以此验证相图理论知识，帮助学生加深对理论内容的理解与掌握。在此教学背景下，本文以异丁酸-蒸馏水部分互溶双液系为研究对象，创新性地提出采用高度法绘制部分互溶双液系相图的实验设计方案。该实验以相图理论中的杠杆规则为核心依据，同时结合折射率法对实验结果进行验证，最终绘制出满意的帽型相图。此外，基于该实验设计构建的模块化教学框架，可灵活适配不同层次的教学需求，通过多元实践路径，有效培养学生的实验设计能力、数据分析能力及解决复杂问题的综合素养。
在本科生的相图绘制教学中，多数高校常以完全互溶双液系为研究对象，通过测定其不同温度下气液平衡数据绘制相图，以此验证相图理论知识，帮助学生加深对理论内容的理解与掌握。在此教学背景下，本文以异丁酸-蒸馏水部分互溶双液系为研究对象，创新性地提出采用高度法绘制部分互溶双液系相图的实验设计方案。该实验以相图理论中的杠杆规则为核心依据，同时结合折射率法对实验结果进行验证，最终绘制出满意的帽型相图。此外，基于该实验设计构建的模块化教学框架，可灵活适配不同层次的教学需求，通过多元实践路径，有效培养学生的实验设计能力、数据分析能力及解决复杂问题的综合素养。
2026, 41(9): 355-365
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509051
摘要:
在智慧教育和AI赋能教学的背景下，本研究设计了物理化学实验报告智能评分系统并将其应用于教学实践。该系统能够实现对学生实验报告的智能读取和自动评分，并给出学情分析反馈。经过两个学期的教学实践，验证了该系统不仅极大提高了物理化学实验报告的评分效率，缩短了教学反馈时间，且其评分具有较高的客观性和准确性。本文介绍了智能评分系统的设计原则、架构和在实际教学中的应用情况，并对该系统进行了评价与展望，为人工智能在高等教育教学，特别是理工科实验教学中的深度应用提供有益参考。
在智慧教育和AI赋能教学的背景下，本研究设计了物理化学实验报告智能评分系统并将其应用于教学实践。该系统能够实现对学生实验报告的智能读取和自动评分，并给出学情分析反馈。经过两个学期的教学实践，验证了该系统不仅极大提高了物理化学实验报告的评分效率，缩短了教学反馈时间，且其评分具有较高的客观性和准确性。本文介绍了智能评分系统的设计原则、架构和在实际教学中的应用情况，并对该系统进行了评价与展望，为人工智能在高等教育教学，特别是理工科实验教学中的深度应用提供有益参考。
2026, 41(9): 366-372
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509057
摘要:
美育是“五育并举”教育体系的重要组成部分。然而，美育融入化学实验课程的理论阐述多而具体实践少。本文作者在美育理念指导下，对分光光度法实验课程的内容进行了创新。新实验课程以分光光度法分析甜菜红素提取液的含量为核心内容，锻炼学生利用分光光度计进行标准曲线法的实践操作能力；增加甜菜红素的提取环节，补齐传统化学分析教学实验缺少样品制备的不足，让学生了解到分析方法的全流程；融入古法唇膏制作和手工扎染技艺等非遗美育元素，提高了课程的趣味性和吸引力。另外，新设计的分光光度法实验课程内容具有模块化的特点，可以根据教学目标、教学条件等进行灵活选择，具有良好的推广价值。
美育是“五育并举”教育体系的重要组成部分。然而，美育融入化学实验课程的理论阐述多而具体实践少。本文作者在美育理念指导下，对分光光度法实验课程的内容进行了创新。新实验课程以分光光度法分析甜菜红素提取液的含量为核心内容，锻炼学生利用分光光度计进行标准曲线法的实践操作能力；增加甜菜红素的提取环节，补齐传统化学分析教学实验缺少样品制备的不足，让学生了解到分析方法的全流程；融入古法唇膏制作和手工扎染技艺等非遗美育元素，提高了课程的趣味性和吸引力。另外，新设计的分光光度法实验课程内容具有模块化的特点，可以根据教学目标、教学条件等进行灵活选择，具有良好的推广价值。
2026, 41(9): 421-432
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509008
摘要:
基于结构化学课程“量子力学基础”教学模块，本研究旨在建构BOPPPS (Bridge-in,Objective,Pre-assessment,Participatory learning,Post-assessment,Summary)教学模型与课程思政的深度互嵌范式。依托学习通平台，实施“目标导引→认知诊断→参与式学习→量化反馈→价值内化”的五维教学模型。研究结果表明，该模式不仅显著提升了学生的学业成绩，更在知识内化、能力培养与价值引领方面取得了协同增效的育人实效。BOPPPS模型为高认知负荷型课程提供“知识传授-价值引领”双螺旋驱动范式，为新理科建设提供可迁移改革方案。
基于结构化学课程“量子力学基础”教学模块，本研究旨在建构BOPPPS (Bridge-in,Objective,Pre-assessment,Participatory learning,Post-assessment,Summary)教学模型与课程思政的深度互嵌范式。依托学习通平台，实施“目标导引→认知诊断→参与式学习→量化反馈→价值内化”的五维教学模型。研究结果表明，该模式不仅显著提升了学生的学业成绩，更在知识内化、能力培养与价值引领方面取得了协同增效的育人实效。BOPPPS模型为高认知负荷型课程提供“知识传授-价值引领”双螺旋驱动范式，为新理科建设提供可迁移改革方案。
2026, 41(9): 373-381
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508066
摘要:
随着以AlphaFold为代表的人工智能方法和结构生物信息学工具的普及，如何在生物化学教学中培养学生利用蛋白质结构大数据开展定量分析的能力成为新的挑战。本文构建了一个以丝氨酸水解酶为模型的教学案例，将统计力学原理、氨基酸残基旋转异构体库、玻尔兹曼概率-能量关系及酶催化过渡态理论有机结合，指导学生通过分析丝氨酸水解酶不同状态(无配体状态、底物类似物、过渡态类似物)蛋白质结构中催化残基的二面角分布，计算构象偏好对应的统计能量，并由统计能量变化推算酶催化加速倍数。本案例不仅强化了学生的数据库检索、统计分析与编程能力，还加深了对“基态去稳定化”这一酶催化机制的理解，为未来参与蛋白质设计与计算酶工程研究打下了基础。
随着以AlphaFold为代表的人工智能方法和结构生物信息学工具的普及，如何在生物化学教学中培养学生利用蛋白质结构大数据开展定量分析的能力成为新的挑战。本文构建了一个以丝氨酸水解酶为模型的教学案例，将统计力学原理、氨基酸残基旋转异构体库、玻尔兹曼概率-能量关系及酶催化过渡态理论有机结合，指导学生通过分析丝氨酸水解酶不同状态(无配体状态、底物类似物、过渡态类似物)蛋白质结构中催化残基的二面角分布，计算构象偏好对应的统计能量，并由统计能量变化推算酶催化加速倍数。本案例不仅强化了学生的数据库检索、统计分析与编程能力，还加深了对“基态去稳定化”这一酶催化机制的理解，为未来参与蛋白质设计与计算酶工程研究打下了基础。
2026, 41(9): 382-391
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508095
摘要:
类比法作为基于认知心理学的有效教学策略，通过建立已知与未知知识间的关联与对比，显著提升知识理解与迁移能力。本文将类比法应用于有机化学机理教学实践，发现该方法不仅有助于学生构建新、旧知识间的认知联系，强化理解与记忆效果，更能培养其知识迁移能力和问题解决能力。基于有机化学的教学内容，本文以典型的羰基化合物醛、酮及羧酸衍生物为例，从亲核加成、亲核取代和1,2-重排三类重要反应机理入手，系统探讨类比法的教学实施策略，意在帮助学生突破传统教学中的认知障碍，提升其化学思维能力和创新意识，为教师进行有机化学机理教学提供新的实践路径。
类比法作为基于认知心理学的有效教学策略，通过建立已知与未知知识间的关联与对比，显著提升知识理解与迁移能力。本文将类比法应用于有机化学机理教学实践，发现该方法不仅有助于学生构建新、旧知识间的认知联系，强化理解与记忆效果，更能培养其知识迁移能力和问题解决能力。基于有机化学的教学内容，本文以典型的羰基化合物醛、酮及羧酸衍生物为例，从亲核加成、亲核取代和1,2-重排三类重要反应机理入手，系统探讨类比法的教学实施策略，意在帮助学生突破传统教学中的认知障碍，提升其化学思维能力和创新意识，为教师进行有机化学机理教学提供新的实践路径。
2026, 41(9): 392-395
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508086
摘要:
一些《物理化学》教材在介绍三组分两对液体部分互溶相图时，采用的是“乙烯腈-水-乙醇”三组分系统，存在着“乙烯腈”是否存在、温度降低时相图是否反映了溶解度变化特征的疑问。解决这两个疑问的关键是相关教材应给出“乙烯腈”的学名和分子结构式，以能准确获取这种有机化合物，方便学生进行相图测试工作。
一些《物理化学》教材在介绍三组分两对液体部分互溶相图时，采用的是“乙烯腈-水-乙醇”三组分系统，存在着“乙烯腈”是否存在、温度降低时相图是否反映了溶解度变化特征的疑问。解决这两个疑问的关键是相关教材应给出“乙烯腈”的学名和分子结构式，以能准确获取这种有机化合物，方便学生进行相图测试工作。
2026, 41(9): 396-404
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508037
摘要:
本文介绍基于遗传编程的符号回归方法用于从实验数据中自动发现化学反应动力学微分方程的研究。通过选取三组不同文献报道的蔗糖水解旋光度实验数据进行符号回归分析，验证了该方法在化学反应微分方程发现方面的有效性，并考察了数值误差对反应方程式识别的影响。研究结果表明，该方法不仅能准确发现与理论推导一致的蔗糖水解动力学微分方程数学表达式，还能优化动力学参数的评估。本研究不仅有助于学生了解从实验数据到科学规律的提炼过程，弥合从实验观测到规律发现之间的逻辑断层，而且将为“AI辅助科学规律发现”这一新型研究范式在高校化学教学中的实践应用提供可靠的技术支持。
本文介绍基于遗传编程的符号回归方法用于从实验数据中自动发现化学反应动力学微分方程的研究。通过选取三组不同文献报道的蔗糖水解旋光度实验数据进行符号回归分析，验证了该方法在化学反应微分方程发现方面的有效性，并考察了数值误差对反应方程式识别的影响。研究结果表明，该方法不仅能准确发现与理论推导一致的蔗糖水解动力学微分方程数学表达式，还能优化动力学参数的评估。本研究不仅有助于学生了解从实验数据到科学规律的提炼过程，弥合从实验观测到规律发现之间的逻辑断层，而且将为“AI辅助科学规律发现”这一新型研究范式在高校化学教学中的实践应用提供可靠的技术支持。
2026, 41(9): 405-411
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508059
摘要:
针对过渡金属/氧化物催化CO2加H2还原制备甲醇反应机理的碳酸盐与甲酰基路径，基于前线轨道理论，剖析了CO2加H2还原反应推测机理的合理性。建议在结构化学课程教学过程中对CO2、CO、H2等小分子的活化策略、两条路径中关键步骤的反应机理进行简单的对称性分析与介绍，这样既可以加深学生对前线轨道理论的理解，又可及时将前沿研究热点问题转化为教学素材，激发学生学习结构化学的兴趣。
针对过渡金属/氧化物催化CO2加H2还原制备甲醇反应机理的碳酸盐与甲酰基路径，基于前线轨道理论，剖析了CO2加H2还原反应推测机理的合理性。建议在结构化学课程教学过程中对CO2、CO、H2等小分子的活化策略、两条路径中关键步骤的反应机理进行简单的对称性分析与介绍，这样既可以加深学生对前线轨道理论的理解，又可及时将前沿研究热点问题转化为教学素材，激发学生学习结构化学的兴趣。
2026, 41(9): 412-420
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509036
摘要:
基于量子力学基本原理，本文系统阐述了原子模型松紧规律的理论框架及其在解释周期反常现象中的独特价值。通过改进的Slater规则计算屏蔽常数，解释了电子层交替呈现“紧-松-紧-松”状态的内在机制。通过分析铜分族元素性质差异、p区含氧酸氧化性反常等典型案例，展示了松紧规律的解释力；并且采用比较分析法，系统考察了主族和过渡族元素的多项物理化学参数，验证了松紧规律的普适性。
基于量子力学基本原理，本文系统阐述了原子模型松紧规律的理论框架及其在解释周期反常现象中的独特价值。通过改进的Slater规则计算屏蔽常数，解释了电子层交替呈现“紧-松-紧-松”状态的内在机制。通过分析铜分族元素性质差异、p区含氧酸氧化性反常等典型案例，展示了松紧规律的解释力；并且采用比较分析法，系统考察了主族和过渡族元素的多项物理化学参数，验证了松紧规律的普适性。
2026, 41(9): 433-441
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508072
摘要:
本文针对化学平衡教学中较高计量系数复杂化学反应平衡计算解析求解困难的问题，以合成氨反应平衡转化率为研究对象，结合吉布斯函数判据、范特霍夫方程及勒夏特列定律，揭示了温度、压力对反应平衡调节的定性及定量规律。为突破传统教学多分子反应转化率计算瓶颈，引入Aspen HYSYS软件的Gibbs反应器模块，构建数字化实验平台，基于PR-Twu物性包的真实气体逸度修正，模拟了450-550℃和20-30 MPa工况下的氢气转化率，并与理想气体假设理论值相比较。结果表明：高压下逸度效应显著(如30 MPa/450℃时模拟转化率49.3%vs.理论最高转化率62.9%)，证明理想模型在高压体系中失效；温度升高使合成氨转化率降低，压力增大则提升合成氨转化率。本研究通过数字化工具直观验证了热力学理论，为化学平衡教学提供了数据化的实践路径。
本文针对化学平衡教学中较高计量系数复杂化学反应平衡计算解析求解困难的问题，以合成氨反应平衡转化率为研究对象，结合吉布斯函数判据、范特霍夫方程及勒夏特列定律，揭示了温度、压力对反应平衡调节的定性及定量规律。为突破传统教学多分子反应转化率计算瓶颈，引入Aspen HYSYS软件的Gibbs反应器模块，构建数字化实验平台，基于PR-Twu物性包的真实气体逸度修正，模拟了450-550℃和20-30 MPa工况下的氢气转化率，并与理想气体假设理论值相比较。结果表明：高压下逸度效应显著(如30 MPa/450℃时模拟转化率49.3%vs.理论最高转化率62.9%)，证明理想模型在高压体系中失效；温度升高使合成氨转化率降低，压力增大则提升合成氨转化率。本研究通过数字化工具直观验证了热力学理论，为化学平衡教学提供了数据化的实践路径。
2026, 41(9): 442-448
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509012
摘要:
取代芳烃亲电取代反应的区域选择性传统上依赖取代基电子效应的定性解释，但难以定量解析。本文采用自然键轨道(NBO)分析方法，结合前线分子轨道(FMO)理论，系统研究取代芳烃的电荷分布与反应活性。通过量化典型取代基(活化邻对位基团、钝化邻对位基团、间位定位基团)对苯环电荷转移的影响，揭示了电子再分布的本质规律。研究通过可视化电子效应(NBO电荷差图、静电势图)实现了亲电取代定位规则的定量解析，为有机化学教学提供了直观的计算化学案例，有助于深化学生对芳烃亲电取代反应区域选择性和活性的理解。
取代芳烃亲电取代反应的区域选择性传统上依赖取代基电子效应的定性解释，但难以定量解析。本文采用自然键轨道(NBO)分析方法，结合前线分子轨道(FMO)理论，系统研究取代芳烃的电荷分布与反应活性。通过量化典型取代基(活化邻对位基团、钝化邻对位基团、间位定位基团)对苯环电荷转移的影响，揭示了电子再分布的本质规律。研究通过可视化电子效应(NBO电荷差图、静电势图)实现了亲电取代定位规则的定量解析，为有机化学教学提供了直观的计算化学案例，有助于深化学生对芳烃亲电取代反应区域选择性和活性的理解。
2026, 41(9): 449-456
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509025
摘要:
化学平衡是化学学科的重要主题，是“变化观念与平衡思想”培育的主要载体。物理化学教学中，化学平衡体系是宏观可逆热力学体系，不涉及微观问题，由此学生难以从微观层面理解化学平衡状态的特征(动态性，可逆性)。“宏观辨识与微观探析”素养是从学科观念和思维方式视角对化学科学思维的描述，是化学学科核心素养的重要方面。教师尝试选取最新前沿性关联内容教学，以化学史上里程碑式的事件“人造尿素合成”的文献案例呈现物理化学中化学平衡的前沿进展，强调内容综合性与知识迁移应用，从微观视角深入理解化学平衡相关知识，引导学生基于科学研究的视角进行学科理解，体会多学科知识对生产生活的指导作用，促进知识向科学素养的转化。
化学平衡是化学学科的重要主题，是“变化观念与平衡思想”培育的主要载体。物理化学教学中，化学平衡体系是宏观可逆热力学体系，不涉及微观问题，由此学生难以从微观层面理解化学平衡状态的特征(动态性，可逆性)。“宏观辨识与微观探析”素养是从学科观念和思维方式视角对化学科学思维的描述，是化学学科核心素养的重要方面。教师尝试选取最新前沿性关联内容教学，以化学史上里程碑式的事件“人造尿素合成”的文献案例呈现物理化学中化学平衡的前沿进展，强调内容综合性与知识迁移应用，从微观视角深入理解化学平衡相关知识，引导学生基于科学研究的视角进行学科理解，体会多学科知识对生产生活的指导作用，促进知识向科学素养的转化。
2026, 41(9): 457-464
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509072
摘要:
核磁共振碳谱是有机化合物结构解析中最常使用的方法之一。然而，在相关课程中，针对含氟化合物碳谱解析的教学内容往往较为零散且不足。对于这类化合物，化学相关专业学生乃至有机专业研究人员时常会忽略19F与13C之间的自旋耦合对碳谱峰形和裂分模式的影响，从而容易导致核磁共振碳谱解析结果出现偏差。本文通过系统介绍核磁共振碳谱中19F与13C的耦合作用，并结合科研实践中若干典型有机氟化物的核磁共振碳谱实例进行剖析，旨在系统阐述19F-13C耦合裂分模式的规律与特征，为含氟有机物的结构鉴定与确证提供关键参考和实用的解析策略。
核磁共振碳谱是有机化合物结构解析中最常使用的方法之一。然而，在相关课程中，针对含氟化合物碳谱解析的教学内容往往较为零散且不足。对于这类化合物，化学相关专业学生乃至有机专业研究人员时常会忽略19F与13C之间的自旋耦合对碳谱峰形和裂分模式的影响，从而容易导致核磁共振碳谱解析结果出现偏差。本文通过系统介绍核磁共振碳谱中19F与13C的耦合作用，并结合科研实践中若干典型有机氟化物的核磁共振碳谱实例进行剖析，旨在系统阐述19F-13C耦合裂分模式的规律与特征，为含氟有机物的结构鉴定与确证提供关键参考和实用的解析策略。
