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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(7): 1-7
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504009
摘要:
依托网络教学资源，在有机化学课程中开展了基于任务驱动学习的教学和过程性评价。“秾大云”为实施高质量任务驱动学习提供了平台，实现了课前、课中、课后学习的有效衔接和过程考核成绩的实时更新。本文以“共轭体系和共轭效应”为例介绍了基于任务驱动学习的教学设计。任务驱动式教学实现了“以学生为中心”的课堂氛围，提高了学生学习的积极性和主观能动性。在“任务”驱动下学生深入学习概念，探索概念之间的内在联系与概念所含的一般规律。基于任务驱动学习的教学模式可以培养学生的科学思维能力和基于一般科学规律的多角度分析问题、解决问题的能力，不只传授知识，更是教给学生学习方法。本实践为高校有机化学课程混合式教学模式的探索提供了范式。
依托网络教学资源，在有机化学课程中开展了基于任务驱动学习的教学和过程性评价。“秾大云”为实施高质量任务驱动学习提供了平台，实现了课前、课中、课后学习的有效衔接和过程考核成绩的实时更新。本文以“共轭体系和共轭效应”为例介绍了基于任务驱动学习的教学设计。任务驱动式教学实现了“以学生为中心”的课堂氛围，提高了学生学习的积极性和主观能动性。在“任务”驱动下学生深入学习概念，探索概念之间的内在联系与概念所含的一般规律。基于任务驱动学习的教学模式可以培养学生的科学思维能力和基于一般科学规律的多角度分析问题、解决问题的能力，不只传授知识，更是教给学生学习方法。本实践为高校有机化学课程混合式教学模式的探索提供了范式。
2026, 41(7): 8-16
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504094
摘要:
物理化学作为化学学科的核心课程，因理论抽象性强、数学模型复杂等特质，长期面临“教师难教、学生畏学”的双重困境。传统教学模式偏重知识单向灌输，忽视学科价值引领与学习动机激发，导致学生陷入“机械识记公式、被动应对考试”的浅层学习循环。针对这一症结，本文提出基于兴趣激发与价值引领的物理化学课程重构方案，通过教学内容和模式的系统性革新，构建兴趣驱动、能力进阶与价值内化的螺旋上升闭环。以情境体验锚定、问题链环赋能及知行共振实践，实现知识传授与育人目标的深度耦合。本文为破解理工科“知识悬浮化”与“价值空心化”难题提供了可复制的行动框架，并为新工科人才培养的课程思政实践开辟了新路径。
物理化学作为化学学科的核心课程，因理论抽象性强、数学模型复杂等特质，长期面临“教师难教、学生畏学”的双重困境。传统教学模式偏重知识单向灌输，忽视学科价值引领与学习动机激发，导致学生陷入“机械识记公式、被动应对考试”的浅层学习循环。针对这一症结，本文提出基于兴趣激发与价值引领的物理化学课程重构方案，通过教学内容和模式的系统性革新，构建兴趣驱动、能力进阶与价值内化的螺旋上升闭环。以情境体验锚定、问题链环赋能及知行共振实践，实现知识传授与育人目标的深度耦合。本文为破解理工科“知识悬浮化”与“价值空心化”难题提供了可复制的行动框架，并为新工科人才培养的课程思政实践开辟了新路径。
2026, 41(7): 17-24
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505009
摘要:
研究生“表面物理化学”课程集成线上MOOC和线下教学的优势，进行混合教学模式的探索与实践。建立了线上线下“双螺旋”混合教学模式，线上线下相互补充、紧密联系、协同作用助力教学；并且采用线上线下混合的考核评价方法，实现了过程性和终结性考核有机结合。教学实践证明，混合教学不仅促进了课程基础理论和知识点的有效强化和巩固提高，还助推课程知识的有效拓展和延伸。此外，还强化了学生创新思维和能力的锻炼和综合素养的提升。
研究生“表面物理化学”课程集成线上MOOC和线下教学的优势，进行混合教学模式的探索与实践。建立了线上线下“双螺旋”混合教学模式，线上线下相互补充、紧密联系、协同作用助力教学；并且采用线上线下混合的考核评价方法，实现了过程性和终结性考核有机结合。教学实践证明，混合教学不仅促进了课程基础理论和知识点的有效强化和巩固提高，还助推课程知识的有效拓展和延伸。此外，还强化了学生创新思维和能力的锻炼和综合素养的提升。
2026, 41(7): 25-34
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505052
摘要:
创新实践教育中心组织模式，将分属于企业、学校、学院的资源深度融合，实现“共建、共享、共管、共赢”的“四共”建设，成体系建成“工程实训-工程设计-创新创业”(简称“双工双创”)实践教育中心；协同构建“二专一应”工程实训平台、“课专应”工程设计平台和“四结合”创新创业平台，实现年均覆盖人数至少1300人的目标；采用“二化一式”实践教学体系，使实践教学标准化、规范化，扩大学生受益面，旨在提升学生的竞赛获奖率、就业竞争力及成才率；创建“1+3+3”实践教学中心运行模式，规范企、校、院三方职责，实现人才共育、过程共管、资源共享、责任共担、优势互补，提高平台安全性、开放性与实效性，实现地方院校化学化工人才的培养从传统型、基础型向发展型、应用创新型层次的飞跃。
创新实践教育中心组织模式，将分属于企业、学校、学院的资源深度融合，实现“共建、共享、共管、共赢”的“四共”建设，成体系建成“工程实训-工程设计-创新创业”(简称“双工双创”)实践教育中心；协同构建“二专一应”工程实训平台、“课专应”工程设计平台和“四结合”创新创业平台，实现年均覆盖人数至少1300人的目标；采用“二化一式”实践教学体系，使实践教学标准化、规范化，扩大学生受益面，旨在提升学生的竞赛获奖率、就业竞争力及成才率；创建“1+3+3”实践教学中心运行模式，规范企、校、院三方职责，实现人才共育、过程共管、资源共享、责任共担、优势互补，提高平台安全性、开放性与实效性，实现地方院校化学化工人才的培养从传统型、基础型向发展型、应用创新型层次的飞跃。
2026, 41(7): 35-44
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505078
摘要:
本文从新工科建设视角出发，探讨了氢能科学与工程专业的建设思路与实践。氢能作为清洁能源载体，在“双碳”目标背景下战略地位日益凸显，但相关人才培养体系尚不完善。本文基于全国首个氢能科学与工程专业建设经验，分析了“三维一体”课程体系和“双轨四维”实践教学模式对多学科交叉融合与产教协同的重要作用。通过构建完整的理论与实践教学体系，专业有效整合了能源动力、材料、化工等多学科知识，并将行业前沿技术融入人才培养全过程。本文还分析了专业建设面临的教材短缺、人才培养体系不完善、国际化程度不足，以及产教融合深度不够等问题。希望本文可为新兴交叉学科专业建设提供经验，以及兄弟院校开设氢能专业相关课程提供有益借鉴。
本文从新工科建设视角出发，探讨了氢能科学与工程专业的建设思路与实践。氢能作为清洁能源载体，在“双碳”目标背景下战略地位日益凸显，但相关人才培养体系尚不完善。本文基于全国首个氢能科学与工程专业建设经验，分析了“三维一体”课程体系和“双轨四维”实践教学模式对多学科交叉融合与产教协同的重要作用。通过构建完整的理论与实践教学体系，专业有效整合了能源动力、材料、化工等多学科知识，并将行业前沿技术融入人才培养全过程。本文还分析了专业建设面临的教材短缺、人才培养体系不完善、国际化程度不足，以及产教融合深度不够等问题。希望本文可为新兴交叉学科专业建设提供经验，以及兄弟院校开设氢能专业相关课程提供有益借鉴。
2026, 41(7): 45-53
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505025
摘要:
基于《高等学校课程思政建设指导纲要》的指导精神，结合化学类专业物理化学课程教学大纲与培养方案，选取“能斯特方程”推导与应用为案例，运用科学史观培育、创新思维塑造、社会责任渗透三个维度，采用5E教学设计，构建线上线下混合式教学模式，将思政元素有机融入专业课程教学。通过解析能斯特方程的科学思想史、方法论价值及其在现代能源技术中的应用，引导学生在掌握专业知识的同时，树立正确的价值观和科学精神，培养自主探究与知识迁移能力。与以往研究相比，本研究创新性地将思政教育与物理化学课程知识体系深度融合，既保持了专业课程的学术深度，又实现了价值塑造的教育目标，为化学类专业课程思政建设提供了具有示范性和可操作性的参考案例，助力高等教育实现“价值塑造、知识传授、能力培养”三位一体的育人目标。
基于《高等学校课程思政建设指导纲要》的指导精神，结合化学类专业物理化学课程教学大纲与培养方案，选取“能斯特方程”推导与应用为案例，运用科学史观培育、创新思维塑造、社会责任渗透三个维度，采用5E教学设计，构建线上线下混合式教学模式，将思政元素有机融入专业课程教学。通过解析能斯特方程的科学思想史、方法论价值及其在现代能源技术中的应用，引导学生在掌握专业知识的同时，树立正确的价值观和科学精神，培养自主探究与知识迁移能力。与以往研究相比，本研究创新性地将思政教育与物理化学课程知识体系深度融合，既保持了专业课程的学术深度，又实现了价值塑造的教育目标，为化学类专业课程思政建设提供了具有示范性和可操作性的参考案例，助力高等教育实现“价值塑造、知识传授、能力培养”三位一体的育人目标。
2026, 41(7): 54-59
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505034
摘要:
透射电子显微镜作为材料科学、生命科学等领域的重要表征工具，其精密复杂的操作流程要求操作者兼具扎实的理论知识与娴熟的实验技能。针对现行培训体系中存在的知识点分散、学生实践参与度低等问题，本研究将问题导向学习(PBL)模式融入透射电镜培训体系，通过引入真实科研问题情境，促使学习者在解决真实科学问题的过程中深入理解电镜知识，同步提升电镜操作和分析能力。通过理论分析与案例设计，验证了PBL模式在提升学习者自主探究能力等方面的有效性，为大型精密仪器的培训提供创新思路。
透射电子显微镜作为材料科学、生命科学等领域的重要表征工具，其精密复杂的操作流程要求操作者兼具扎实的理论知识与娴熟的实验技能。针对现行培训体系中存在的知识点分散、学生实践参与度低等问题，本研究将问题导向学习(PBL)模式融入透射电镜培训体系，通过引入真实科研问题情境，促使学习者在解决真实科学问题的过程中深入理解电镜知识，同步提升电镜操作和分析能力。通过理论分析与案例设计，验证了PBL模式在提升学习者自主探究能力等方面的有效性，为大型精密仪器的培训提供创新思路。
2026, 41(7): 60-66
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505042
摘要:
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。
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。
2026, 41(7): 67-75
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506031
摘要:
青岛农业大学化学与药学院紧扣“矢志三农、勤奋求实，自强不息、追求卓越，培养复合应用型人才”定位，面对新农科建设与智能技术革命双重挑战，以学科交叉、信息资源整合及人工智能(AI)技术赋能为突破口，创新构建了“双观三维”实验教学新模式。该模式以量子化学计算为学科融合“催化剂”，借助AI技术辅助实现实验教学过程中“宏观实践-微观理论”的“双观”联动，进而搭建起从微观机理到宏观现象的“立体化”知识体系，推动学生在“理论认知-实践操作-科学素养”三维度素养全面提升。该教学模式创新可有效激发学生学习主动性、深化实验认识、提升学习效果，为农业院校培养复合应用型人才提供了参考，契合新农科背景下“三农”领域应用型人才培养需求。
青岛农业大学化学与药学院紧扣“矢志三农、勤奋求实，自强不息、追求卓越，培养复合应用型人才”定位，面对新农科建设与智能技术革命双重挑战，以学科交叉、信息资源整合及人工智能(AI)技术赋能为突破口，创新构建了“双观三维”实验教学新模式。该模式以量子化学计算为学科融合“催化剂”，借助AI技术辅助实现实验教学过程中“宏观实践-微观理论”的“双观”联动，进而搭建起从微观机理到宏观现象的“立体化”知识体系，推动学生在“理论认知-实践操作-科学素养”三维度素养全面提升。该教学模式创新可有效激发学生学习主动性、深化实验认识、提升学习效果，为农业院校培养复合应用型人才提供了参考，契合新农科背景下“三农”领域应用型人才培养需求。
2026, 41(7): 76-84
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506091
摘要:
作为一门面向全校高年级本科生开设的校级课程思政示范课，“军事高科技中的化学原理”紧扣国防科技大学“两个高地”的办学定位，针对“政治+军事+科技+文化”新型军事人才需求，以“厚德博学、强军兴国”的校训为思政理念，精准对接两类、六大军事高科技化学相关领域，建设“知识传授+能力培养+价值塑造”三位一体的高科技案例库，构建“技术解析-人物浸润-伦理思辨-历史传承”四维协同的思政育人路线图，从技术维度“分子级解析”军事高科技突破案例，从人物维度“原子级领悟”科学家精神内核，从伦理维度“两面性思辨”军事科技战略属性，从历史维度“一脉地传承”科技报国使命，致力于精准塑造高素质新型军事人才。
作为一门面向全校高年级本科生开设的校级课程思政示范课，“军事高科技中的化学原理”紧扣国防科技大学“两个高地”的办学定位，针对“政治+军事+科技+文化”新型军事人才需求，以“厚德博学、强军兴国”的校训为思政理念，精准对接两类、六大军事高科技化学相关领域，建设“知识传授+能力培养+价值塑造”三位一体的高科技案例库，构建“技术解析-人物浸润-伦理思辨-历史传承”四维协同的思政育人路线图，从技术维度“分子级解析”军事高科技突破案例，从人物维度“原子级领悟”科学家精神内核，从伦理维度“两面性思辨”军事科技战略属性，从历史维度“一脉地传承”科技报国使命，致力于精准塑造高素质新型军事人才。
2026, 41(7): 85-96
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505086
摘要:
在“两性一度”理念的指引下，复旦大学高分子科学系经过多年的教学实践总结出高分子学科培养高素质“干细胞式”人才的“复旦方案”。其中，“Synthesis of Polymers for a Better World”课程作为本科培养体系中的重要一环，起到了承上启下、聚合资源、引领成才的重要作用。本课程通过全英文授课、多样化考评与翻转课堂相结合的方式，系统介绍了高分子化学与材料学的基础知识，有效衔接了有机化学课程与高分子化学课程；本课程在教学中融入学术技能训练，包括文献调研、科研软件使用、科技写作与汇报指导等，助力学生顺利踏上科研道路；同时，本课程设计了社会化学习环节，包括工程师讲座、企业参访等，有助于拓展学生的产业视野。本课程创新性地构建了“科学-技术-工程”相贯通的教学体系，为我国高分子科学与工程专业人才培养提供了新的思路与方法。
在“两性一度”理念的指引下，复旦大学高分子科学系经过多年的教学实践总结出高分子学科培养高素质“干细胞式”人才的“复旦方案”。其中，“Synthesis of Polymers for a Better World”课程作为本科培养体系中的重要一环，起到了承上启下、聚合资源、引领成才的重要作用。本课程通过全英文授课、多样化考评与翻转课堂相结合的方式，系统介绍了高分子化学与材料学的基础知识，有效衔接了有机化学课程与高分子化学课程；本课程在教学中融入学术技能训练，包括文献调研、科研软件使用、科技写作与汇报指导等，助力学生顺利踏上科研道路；同时，本课程设计了社会化学习环节，包括工程师讲座、企业参访等，有助于拓展学生的产业视野。本课程创新性地构建了“科学-技术-工程”相贯通的教学体系，为我国高分子科学与工程专业人才培养提供了新的思路与方法。
2026, 41(7): 97-104
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512100
摘要:
在“新质生产力”背景下，一流课程建设更需紧密对接科技前沿与产业变革，聚焦学生创新与实践能力培养。本研究聚焦无机化学教学实践中的真实问题，通过构建“三融四合”式教学改革新范式，即形成“育教融合、理实融合、科教融合”的教学理念，实施“线上与线下、学习与思考、课内与课外、结果与过程”相结合的“四合”式教学创新模式，有效推动一流课程建设，以培养能够适应新质生产力发展要求的高素质人才。
在“新质生产力”背景下，一流课程建设更需紧密对接科技前沿与产业变革，聚焦学生创新与实践能力培养。本研究聚焦无机化学教学实践中的真实问题，通过构建“三融四合”式教学改革新范式，即形成“育教融合、理实融合、科教融合”的教学理念，实施“线上与线下、学习与思考、课内与课外、结果与过程”相结合的“四合”式教学创新模式，有效推动一流课程建设，以培养能够适应新质生产力发展要求的高素质人才。
2026, 41(7): 105-112
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505080
摘要:
在高等教育信息化和国际化的大趋势下，高校教师不断探索如何为本科生量身定制英文的化学实验教材。课程团队基于多年的全英文化学实验教学背景，经过六个教学周期的建设和完善，于2025年1月出版了无机及分析化学实验新形态双语教材。教材以低年级本科生的学习体验和收获为中心，采用全新双语呈现模式，提升实验内容深度，关注实验室安全和绿色环保等细节，配套大量高质量双语视频等数字化资源。教材具有一定特色，可以给高校同行在建设同类教材时提供一定参考价值。
在高等教育信息化和国际化的大趋势下，高校教师不断探索如何为本科生量身定制英文的化学实验教材。课程团队基于多年的全英文化学实验教学背景，经过六个教学周期的建设和完善，于2025年1月出版了无机及分析化学实验新形态双语教材。教材以低年级本科生的学习体验和收获为中心，采用全新双语呈现模式，提升实验内容深度，关注实验室安全和绿色环保等细节，配套大量高质量双语视频等数字化资源。教材具有一定特色，可以给高校同行在建设同类教材时提供一定参考价值。
2026, 41(7): 113-118
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506073
摘要:
以高等农林院校化学类卓越人才培养为研究对象，针对涉农高校化学学科“厚基础、强实践、重创新”的育人目标，构建了“育人铸魂、固本拓新、多元融合”三位一体的创新培养模式。首先，以“立德树人”为根本，通过“教师思政-课程思政-专业思政”一体化设计，将家国情怀与创新能力培养深度融合，打造课程、科研、实践、产学研联动的思政育人体系；其次，重构“宽口径、厚基础、强特色”的课程体系，以合成化学、阻燃化学、植物化学等模块为核心，突出学科前沿与农林产业需求衔接，形成“固本拓新”的多元教学体系；最后，以“研究型-应用型-国际化”分层培养为抓手，通过“科教-产教-赛教”三维融合路径，强化学生创新思维与实践能力。实践表明，该模式解决了农林院校化学类人才培养中思政引领不足、产教协同薄弱、学科特色不显著等问题，有效提升了学生服务新农科建设的专业素养与创新能力，为培育新质生产力、支撑教育强国战略提供了可推广的范式。
以高等农林院校化学类卓越人才培养为研究对象，针对涉农高校化学学科“厚基础、强实践、重创新”的育人目标，构建了“育人铸魂、固本拓新、多元融合”三位一体的创新培养模式。首先，以“立德树人”为根本，通过“教师思政-课程思政-专业思政”一体化设计，将家国情怀与创新能力培养深度融合，打造课程、科研、实践、产学研联动的思政育人体系；其次，重构“宽口径、厚基础、强特色”的课程体系，以合成化学、阻燃化学、植物化学等模块为核心，突出学科前沿与农林产业需求衔接，形成“固本拓新”的多元教学体系；最后，以“研究型-应用型-国际化”分层培养为抓手，通过“科教-产教-赛教”三维融合路径，强化学生创新思维与实践能力。实践表明，该模式解决了农林院校化学类人才培养中思政引领不足、产教协同薄弱、学科特色不显著等问题，有效提升了学生服务新农科建设的专业素养与创新能力，为培育新质生产力、支撑教育强国战略提供了可推广的范式。
2026, 41(7): 119-125
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506046
摘要:
Zweifel烯化反应是构建C=C双键的有效方法，具有高效、高立体选择性且无需过渡金属催化剂等显著优势。本文总结了该反应的机理、反应历程及其最新研究进展。通过系统阐述这一新颖的烯烃立体合成策略，旨在帮助大学化学专业学生深化对立体化学的理解，拓展获取单一构型烯烃的思路，从而促进其有机合成知识体系的丰富与完善。
Zweifel烯化反应是构建C=C双键的有效方法，具有高效、高立体选择性且无需过渡金属催化剂等显著优势。本文总结了该反应的机理、反应历程及其最新研究进展。通过系统阐述这一新颖的烯烃立体合成策略，旨在帮助大学化学专业学生深化对立体化学的理解，拓展获取单一构型烯烃的思路，从而促进其有机合成知识体系的丰富与完善。
2026, 41(7): 126-133
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506108
摘要:
从童年手工泡沫船的自主航行，到现代药物的精准靶向递送，表面张力与马兰戈尼流始终扮演着关键角色。以聚乙烯亚胺/聚苯乙烯磺酸钠液滴马达的自驱动现象为模型，设计单一液滴运动观察、马兰戈尼流场示踪、液滴运载三部分实验，介绍表面张力梯度与马兰戈尼流作用机制。采用寓教于乐的方式、不同层次的科普方案、通俗易懂的语言、互动趣味性的实验、多方位展现表面张力和马兰戈尼流的魔法威力，激发受众对化学的探索热情，让受众切实感受到化学之趣，也为受众架起基础科学与技术创新的认知桥梁。
从童年手工泡沫船的自主航行，到现代药物的精准靶向递送，表面张力与马兰戈尼流始终扮演着关键角色。以聚乙烯亚胺/聚苯乙烯磺酸钠液滴马达的自驱动现象为模型，设计单一液滴运动观察、马兰戈尼流场示踪、液滴运载三部分实验，介绍表面张力梯度与马兰戈尼流作用机制。采用寓教于乐的方式、不同层次的科普方案、通俗易懂的语言、互动趣味性的实验、多方位展现表面张力和马兰戈尼流的魔法威力，激发受众对化学的探索热情，让受众切实感受到化学之趣，也为受众架起基础科学与技术创新的认知桥梁。
2026, 41(7): 134-143
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506051
摘要:
超分子化学研究多个分子或离子借助非共价相互作用自发组装成具有特定功能的复杂体系。这一前沿领域通过分子间温柔协作颠覆传统认知：无需强力化学键束缚，氢键、金属配位、疏水作用、π-π堆积、静电作用等弱作用力如同分子社交密码，驱动分子自发组建具有识别、催化、响应等智能功能的超分子体系。本文采用拟人化科普方式，系统阐述有机、无机及杂化三大类超分子的结构特性与功能机制：从环糊精的分子包载、DNA折纸的精准构筑到金属有机框架(MOFs)的选择性吸附，展现非共价相互作用的协同魅力。通过设计水滑石与发光分子的课堂实验，直观演示超分子自组装过程和发光增强效应，并结合环境治理、工业催化、生物医学等应用实例，帮助读者深入理解超分子化学的科学内涵，感受从微观分子协作到宏观功能实现的创新思维。
超分子化学研究多个分子或离子借助非共价相互作用自发组装成具有特定功能的复杂体系。这一前沿领域通过分子间温柔协作颠覆传统认知：无需强力化学键束缚，氢键、金属配位、疏水作用、π-π堆积、静电作用等弱作用力如同分子社交密码，驱动分子自发组建具有识别、催化、响应等智能功能的超分子体系。本文采用拟人化科普方式，系统阐述有机、无机及杂化三大类超分子的结构特性与功能机制：从环糊精的分子包载、DNA折纸的精准构筑到金属有机框架(MOFs)的选择性吸附，展现非共价相互作用的协同魅力。通过设计水滑石与发光分子的课堂实验，直观演示超分子自组装过程和发光增强效应，并结合环境治理、工业催化、生物医学等应用实例，帮助读者深入理解超分子化学的科学内涵，感受从微观分子协作到宏观功能实现的创新思维。
2026, 41(7): 144-153
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506092
摘要:
以“刻进DNA”这一流行用语引入，通过形象语言介绍DNA存储技术的发展历程与应用前景。先讲其拓荒阶段的编码、合成、存储读取步骤及早期技术局限，再述“毕昇一号”活字存储喷墨打印机的创新和酶促合成的助力，实现数据自动化快速写入，最后介绍其在档案保存、太空探索等领域的应用及面临的伦理挑战，激发读者对化学前沿科学探索的热情。
以“刻进DNA”这一流行用语引入，通过形象语言介绍DNA存储技术的发展历程与应用前景。先讲其拓荒阶段的编码、合成、存储读取步骤及早期技术局限，再述“毕昇一号”活字存储喷墨打印机的创新和酶促合成的助力，实现数据自动化快速写入，最后介绍其在档案保存、太空探索等领域的应用及面临的伦理挑战，激发读者对化学前沿科学探索的热情。
2026, 41(7): 154-160
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504080
摘要:
肿瘤疾病在人们日常生活中难以避免且难以治愈。而随着现代生物纳米技术的发展，科学家们设计出了一类智能微纳米材料——液态金属机器人。液态金属机器人是基于生物技术、材料科学、微纳米技术、机械学等多学科交叉的新兴研究领域。由于其体型微小，可以在外场的控制下发生各种各样的形变，使其能够靶向治疗癌细胞，但该技术还并未广为人知。本文基于四大名著之一——《西游记》，以拟人化的手法讲述了液态金属机器人的制备方法、变形特点及体内治疗过程，以期促进广大读者对液态金属机器人科学机理的了解，为实现该技术的实际应用奠定基础。
肿瘤疾病在人们日常生活中难以避免且难以治愈。而随着现代生物纳米技术的发展，科学家们设计出了一类智能微纳米材料——液态金属机器人。液态金属机器人是基于生物技术、材料科学、微纳米技术、机械学等多学科交叉的新兴研究领域。由于其体型微小，可以在外场的控制下发生各种各样的形变，使其能够靶向治疗癌细胞，但该技术还并未广为人知。本文基于四大名著之一——《西游记》，以拟人化的手法讲述了液态金属机器人的制备方法、变形特点及体内治疗过程，以期促进广大读者对液态金属机器人科学机理的了解，为实现该技术的实际应用奠定基础。
2026, 41(7): 161-167
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504008
摘要:
纵观江湖，“毒帮”为祸一方，凭借成瘾、致幻、麻醉等神功欺凌百姓，将一批批瘾君子拖入毒瘾之泥沼。为根除毒帮，还江湖浩然正气，一支毒品讨伐队各显神通，掀起一场禁毒战争。讨伐队成员们利用化学与生物知识，参透毒品的成瘾机制，制造长效阿片类药物反击海洛因等阿片类毒品；巧借酶的过渡态稳定学说，合成抗体酶水解可卡因；利用免疫系统，制作可卡因疫苗。毒品讨伐队取得了抗击毒帮的大胜，但面对层出不穷的新型毒品，讨伐队一直在路上。
纵观江湖，“毒帮”为祸一方，凭借成瘾、致幻、麻醉等神功欺凌百姓，将一批批瘾君子拖入毒瘾之泥沼。为根除毒帮，还江湖浩然正气，一支毒品讨伐队各显神通，掀起一场禁毒战争。讨伐队成员们利用化学与生物知识，参透毒品的成瘾机制，制造长效阿片类药物反击海洛因等阿片类毒品；巧借酶的过渡态稳定学说，合成抗体酶水解可卡因；利用免疫系统，制作可卡因疫苗。毒品讨伐队取得了抗击毒帮的大胜，但面对层出不穷的新型毒品，讨伐队一直在路上。
2026, 41(7): 168-174
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504068
摘要:
中国古诗词中，许多看似浪漫的文学语言，实则暗含深刻的科学观察。例如李绅笔下的“锄禾日当午”，表面是简单的农事场景描绘，背后却引发思考：这究竟是农事经验的总结，还是违背科学规律的误判?再如周敦颐《爱莲说》里“出淤泥而不染”的莲花，为何能在污浊环境中保持洁净?这些疑问背后，恰恰是物理化学原理在自然现象中的生动体现。本文将以科学视角重新解读经典诗词，揭示古人智慧与自然规律的深层共鸣，深入挖掘传统文化与科学原理的内在联系，为理解古典文学和科学知识提供全新思路。
中国古诗词中，许多看似浪漫的文学语言，实则暗含深刻的科学观察。例如李绅笔下的“锄禾日当午”，表面是简单的农事场景描绘，背后却引发思考：这究竟是农事经验的总结，还是违背科学规律的误判?再如周敦颐《爱莲说》里“出淤泥而不染”的莲花，为何能在污浊环境中保持洁净?这些疑问背后，恰恰是物理化学原理在自然现象中的生动体现。本文将以科学视角重新解读经典诗词，揭示古人智慧与自然规律的深层共鸣，深入挖掘传统文化与科学原理的内在联系，为理解古典文学和科学知识提供全新思路。
2026, 41(7): 175-181
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504070
摘要:
讲述了小月和她的硕士导师陈教授在山丹军马场的经历，他们了解了马易受惊吓的原因、马的“裂唇嗅”交流方式，并探讨了运动马的科学饲养管理、身体性能及生理结构。文章还揭示了汗血宝马“流血”现象的科学机制，并介绍了马匹在科学饮食、特殊生理结构及激素协同调节下展现出的卓越运动能力。
讲述了小月和她的硕士导师陈教授在山丹军马场的经历，他们了解了马易受惊吓的原因、马的“裂唇嗅”交流方式，并探讨了运动马的科学饲养管理、身体性能及生理结构。文章还揭示了汗血宝马“流血”现象的科学机制，并介绍了马匹在科学饮食、特殊生理结构及激素协同调节下展现出的卓越运动能力。
2026, 41(7): 182-191
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505085
摘要:
中山大学化学国家级实验教学示范中心积极贯彻国家科普战略，依托自身深厚的学科资源和科研优势，持续深化科普实践工作，在科普内容创新、科普模式优化、科教融合推进、思政教育渗透以及长期发展规划等方面进行了积极探索，构建了科学严谨的工作框架，逐步形成了规范化、长效化的科普体系，显著提升了科普水平，扩大了社会影响力。同时，中心深入思考高校化学科普工作的路径与发展方向，提出“多元协同，全域覆盖”的科普生态体系设想，有力推动了科普实践的高质量发展。
中山大学化学国家级实验教学示范中心积极贯彻国家科普战略，依托自身深厚的学科资源和科研优势，持续深化科普实践工作，在科普内容创新、科普模式优化、科教融合推进、思政教育渗透以及长期发展规划等方面进行了积极探索，构建了科学严谨的工作框架，逐步形成了规范化、长效化的科普体系，显著提升了科普水平，扩大了社会影响力。同时，中心深入思考高校化学科普工作的路径与发展方向，提出“多元协同，全域覆盖”的科普生态体系设想，有力推动了科普实践的高质量发展。
2026, 41(7): 192-198
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506027
摘要:
碲是一种早在18世纪就被发现的元素，本文作为一篇科普性文章通过拟人化的手法，通过碲元素的“自述”，简明扼要地介绍了碲的性质、历史、应用及发展，尤其是在未来能源领域的关键作用，希望能够帮助读者更好地认识碲元素。
碲是一种早在18世纪就被发现的元素，本文作为一篇科普性文章通过拟人化的手法，通过碲元素的“自述”，简明扼要地介绍了碲的性质、历史、应用及发展，尤其是在未来能源领域的关键作用，希望能够帮助读者更好地认识碲元素。
2026, 41(7): 199-205
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506040
摘要:
磁流体，又称铁磁流体或磁液，通常由磁性纳米颗粒、表面活性剂，以及基液三部分组成。磁流体中的磁性纳米颗粒均匀分散在基液中，磁流体的外观看着和普通液体类似，但在外磁场中磁流体的行为会发生显著变化，这种现象吸引了无数人的好奇心与科学探索。本文使用拟人化的叙述方式，以微观的角度解释磁流体的胶体稳定性和在外磁场中磁学行为变化的原理，讲述磁流体在日常生活中的典型应用，旨在用有趣的语言让人们对磁流体形成初步认识，让更多人感知磁性纳米材料的物理化学性质。
磁流体，又称铁磁流体或磁液，通常由磁性纳米颗粒、表面活性剂，以及基液三部分组成。磁流体中的磁性纳米颗粒均匀分散在基液中，磁流体的外观看着和普通液体类似，但在外磁场中磁流体的行为会发生显著变化，这种现象吸引了无数人的好奇心与科学探索。本文使用拟人化的叙述方式，以微观的角度解释磁流体的胶体稳定性和在外磁场中磁学行为变化的原理，讲述磁流体在日常生活中的典型应用，旨在用有趣的语言让人们对磁流体形成初步认识，让更多人感知磁性纳米材料的物理化学性质。
2026, 41(7): 206-212
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505002
摘要:
通过总结“涉火”科普实验的安全现状和事故案例，提出了改进实验设计和加强安全培训的建议，旨在提高“涉火”科普实验的安全性，确保科普活动和教学安全规范地顺利进行。
通过总结“涉火”科普实验的安全现状和事故案例，提出了改进实验设计和加强安全培训的建议，旨在提高“涉火”科普实验的安全性，确保科普活动和教学安全规范地顺利进行。
2026, 41(7): 213-218
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506060
摘要:
近年来，随着防水、持妆等各种难以被彻底清洁的彩妆产品的出现，人们对卸妆产品的要求也越来越高。如何选择适合自己肤质的卸妆产品受到了越来越多的关注。本文结合相关化学知识，通过一个童话故事，介绍了卸妆油、卸妆水、卸妆乳三者各自的特点，有助于帮助人们理解其中的作用机理。
近年来，随着防水、持妆等各种难以被彻底清洁的彩妆产品的出现，人们对卸妆产品的要求也越来越高。如何选择适合自己肤质的卸妆产品受到了越来越多的关注。本文结合相关化学知识，通过一个童话故事，介绍了卸妆油、卸妆水、卸妆乳三者各自的特点，有助于帮助人们理解其中的作用机理。
2026, 41(7): 219-226
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506067
摘要:
在人类与癌症对抗中，近年来涡旋磁氧化铁纳米环以其卓越的磁热性能与灵活可调的表面功能化设计，联合铁死亡机制和免疫疗法等，成为实现多维立体抗癌策略的新一代“精兵”。本文以一场抗癌热战为切入点，介绍这种微小却强大的纳米环在交变磁场中展现出的超高比吸收率和表面功能化设计，不仅实现了对肿瘤细胞精准靶向识别，而且还能快速释放热能将其摧毁。通过这场热与免疫协同的战斗，希望向读者介绍磁性纳米材料在肿瘤磁热疗方面的知识，并激发大众对创新抗癌路径的探索热情。
在人类与癌症对抗中，近年来涡旋磁氧化铁纳米环以其卓越的磁热性能与灵活可调的表面功能化设计，联合铁死亡机制和免疫疗法等，成为实现多维立体抗癌策略的新一代“精兵”。本文以一场抗癌热战为切入点，介绍这种微小却强大的纳米环在交变磁场中展现出的超高比吸收率和表面功能化设计，不仅实现了对肿瘤细胞精准靶向识别，而且还能快速释放热能将其摧毁。通过这场热与免疫协同的战斗，希望向读者介绍磁性纳米材料在肿瘤磁热疗方面的知识，并激发大众对创新抗癌路径的探索热情。
2026, 41(7): 227-233
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506087
摘要:
运用创新隐喻，将电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)比作在微观层面运作的调查团队。在《微观世界》纪录片概念框架下，通过拟人化手法阐释ICP-MS技术的基本原理、仪器构成及广泛应用。该阐述系统性地展示了这支分析“侦探小队”如何执行精密的元素与同位素分析，为多学科研究者提供精准高效的分析解决方案。
运用创新隐喻，将电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)比作在微观层面运作的调查团队。在《微观世界》纪录片概念框架下，通过拟人化手法阐释ICP-MS技术的基本原理、仪器构成及广泛应用。该阐述系统性地展示了这支分析“侦探小队”如何执行精密的元素与同位素分析，为多学科研究者提供精准高效的分析解决方案。
2026, 41(7): 234-238
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506090
摘要:
创新性地采用拟人化叙事手法，以第一人称视角带领读者走进单原子催化剂的奇妙世界，揭秘“精准点穴”般的活性位点选择性调控机制，展现“金刚不坏”般的结构稳定性奥秘，探索“百变星君”式的多功能催化特性。通过生动形象的类比，深入浅出地阐释了单原子催化剂在能源转换、环境治理及生物医学等领域的突破性应用。
创新性地采用拟人化叙事手法，以第一人称视角带领读者走进单原子催化剂的奇妙世界，揭秘“精准点穴”般的活性位点选择性调控机制，展现“金刚不坏”般的结构稳定性奥秘，探索“百变星君”式的多功能催化特性。通过生动形象的类比，深入浅出地阐释了单原子催化剂在能源转换、环境治理及生物医学等领域的突破性应用。
2026, 41(7): 239-249
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505021
摘要:
在深化新医科建设，培养交叉学科高素质人才的战略背景的指引下，本文构建了一种面向药物递送前沿的综合教学实验，将超分子化学的理论知识与纳米医学实践深度融合。研究以二氢卟酚e6和替莫唑胺为模型药物，通过超声辅助超分子组装技术制备纳米递药体系，系统探究不同药物比例对纳米递药体系性能的影响。本实验利用聚集诱导荧光淬灭现象确定了超分子组装的成功进行，使用动态光散射表征了纳米递药系统的流体动力学粒径与Zeta电位，并通过紫外分光光度法测定药物包封率。本实验立足于解决当前常见纳米递药系统载药量低、辅料使用过多带来的潜在风险，采用无需辅料的超分子组装技术制备纯药物纳米颗粒。该实验操作简单，原理明确深入，且具有良好的可拓展性，有助于使学生掌握纳米递药系统研发核心技能，同时加深学生对纳米递药系统的理解，为培养“懂原理、擅创新、重实践”的新医科复合型人才提供了可推广范式。
在深化新医科建设，培养交叉学科高素质人才的战略背景的指引下，本文构建了一种面向药物递送前沿的综合教学实验，将超分子化学的理论知识与纳米医学实践深度融合。研究以二氢卟酚e6和替莫唑胺为模型药物，通过超声辅助超分子组装技术制备纳米递药体系，系统探究不同药物比例对纳米递药体系性能的影响。本实验利用聚集诱导荧光淬灭现象确定了超分子组装的成功进行，使用动态光散射表征了纳米递药系统的流体动力学粒径与Zeta电位，并通过紫外分光光度法测定药物包封率。本实验立足于解决当前常见纳米递药系统载药量低、辅料使用过多带来的潜在风险，采用无需辅料的超分子组装技术制备纯药物纳米颗粒。该实验操作简单，原理明确深入，且具有良好的可拓展性，有助于使学生掌握纳米递药系统研发核心技能，同时加深学生对纳米递药系统的理解，为培养“懂原理、擅创新、重实践”的新医科复合型人才提供了可推广范式。
2026, 41(7): 250-256
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504035
摘要:
介绍了一个运用新颖反应器的综合探究实验：在微反应器中，进行乙酸和乙醇的酯化反应。学生以小组形式，通过改变实验条件，如反应温度、原料比、停留时间、催化剂用量等，考察对原料转化率的影响，学习应用核磁共振氢谱推测反应发生的程度。通过该实验，学生了解了微反应器新实验技术，学习了利用核磁共振氢谱进行定量分析的方法，提高了分析思考能力。
介绍了一个运用新颖反应器的综合探究实验：在微反应器中，进行乙酸和乙醇的酯化反应。学生以小组形式，通过改变实验条件，如反应温度、原料比、停留时间、催化剂用量等，考察对原料转化率的影响，学习应用核磁共振氢谱推测反应发生的程度。通过该实验，学生了解了微反应器新实验技术，学习了利用核磁共振氢谱进行定量分析的方法，提高了分析思考能力。
2026, 41(7): 257-265
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504061
摘要:
Diels-Alder (D-A)反应是协同周环反应的经典案例，但其机理的抽象性常使学生难以深入理解。本文提出一种基于计算化学的教学实验设计，结合Gaussian软件，引导学生从过渡态结构、能量等直观探索D-A反应的协同机理。该实验将理论计算与可视化工具结合，突破传统教学的局限性，有效提升学生对反应机理的动态认知与科研实践能力。
Diels-Alder (D-A)反应是协同周环反应的经典案例，但其机理的抽象性常使学生难以深入理解。本文提出一种基于计算化学的教学实验设计，结合Gaussian软件，引导学生从过渡态结构、能量等直观探索D-A反应的协同机理。该实验将理论计算与可视化工具结合，突破传统教学的局限性，有效提升学生对反应机理的动态认知与科研实践能力。
2026, 41(7): 266-273
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505015
摘要:
本实验选择具有抗肿瘤活性的吡咯并[1,2-a]喹喔啉类分子骨架为研究对象，以硝酸和盐酸为氯气前体，在可见光催化下，利用芳基环丙烷的开环和关环反应一步合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类抗肿瘤活性剂。本实验将有机化学基础知识和学科前沿热点相结合，有助于提升学生的综合素质和创新能力，适合作为化学专业高年级的“综合化学实验”课程。
本实验选择具有抗肿瘤活性的吡咯并[1,2-a]喹喔啉类分子骨架为研究对象，以硝酸和盐酸为氯气前体，在可见光催化下，利用芳基环丙烷的开环和关环反应一步合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类抗肿瘤活性剂。本实验将有机化学基础知识和学科前沿热点相结合，有助于提升学生的综合素质和创新能力，适合作为化学专业高年级的“综合化学实验”课程。
2026, 41(7): 274-281
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505051
摘要:
以全面提升学生的综合能力为目标，对验证性物理化学实验进行教学设计，建立了“理论奠基→实践验证→反哺理论”的探究式实验教学模式，并通过与科研训练深度融合，将能力培养贯穿于实验的每一个环节。本文以“液相反应平衡常数的测定”实验为例，以HNO3溶液代替水作为溶剂配制Fe(NO3)3和KSCN起始溶液，用“减半法”配制Fe(NO3)3反应溶液，通过考察离子强度、反应物浓度、H+浓度及温度对平衡常数的影响，拓展了实验内容的深度和广度，增强了实验的挑战度和综合性。在有限的课堂时间内，有效提升了学生的科学思维与创新能力，增强了交流沟通和团队协作能力，为学生综合素养的提升与全面发展奠定了坚实基础。
以全面提升学生的综合能力为目标，对验证性物理化学实验进行教学设计，建立了“理论奠基→实践验证→反哺理论”的探究式实验教学模式，并通过与科研训练深度融合，将能力培养贯穿于实验的每一个环节。本文以“液相反应平衡常数的测定”实验为例，以HNO3溶液代替水作为溶剂配制Fe(NO3)3和KSCN起始溶液，用“减半法”配制Fe(NO3)3反应溶液，通过考察离子强度、反应物浓度、H+浓度及温度对平衡常数的影响，拓展了实验内容的深度和广度，增强了实验的挑战度和综合性。在有限的课堂时间内，有效提升了学生的科学思维与创新能力，增强了交流沟通和团队协作能力，为学生综合素养的提升与全面发展奠定了坚实基础。
2026, 41(7): 282-289
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505011
摘要:
基于新医科建设对创新型药学人才培养的要求，针对药学专业传统有机化学实验教学中以验证性实验为主，学生被动完成实验操作，缺乏对实验设计、反应机理及药物研发逻辑的系统性理解等问题，本研究构建了“理论奠基-创新设计-综合实践”三阶递进式项目化教学体系。以药学领域备受关注的香豆素查耳酮衍生物的创新合成为载体，通过理论教学与实验探索联动、合成方案创新设计、跨课程综合表征实践的系统训练，培养学生从分子设计到结构表征的系统科研思维和药学学科核心素养，为新医科背景下药学专业实验教学改革提供了创新范式。
基于新医科建设对创新型药学人才培养的要求，针对药学专业传统有机化学实验教学中以验证性实验为主，学生被动完成实验操作，缺乏对实验设计、反应机理及药物研发逻辑的系统性理解等问题，本研究构建了“理论奠基-创新设计-综合实践”三阶递进式项目化教学体系。以药学领域备受关注的香豆素查耳酮衍生物的创新合成为载体，通过理论教学与实验探索联动、合成方案创新设计、跨课程综合表征实践的系统训练，培养学生从分子设计到结构表征的系统科研思维和药学学科核心素养，为新医科背景下药学专业实验教学改革提供了创新范式。
2026, 41(7): 290-299
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506028
摘要:
为提升化工、化学、材料等专业本科生的科研素养与实践能力，设计了以室温配体辅助再沉淀法制备钙钛矿量子点的综合性实验，内容涵盖红光CsPbBrxI3-x和绿光CsPbBr3两种钙钛矿量子点的制备原理、合成过程、光学性能检测以及白光发光二极管的制备等。通过这一实验，让学生对钙钛矿量子点这一科学前沿具有初步了解，并在此基础上巩固无机化学、仪器分析基础知识，加深学生对溶解度、光谱分析等知识的理解，熟练掌握相关实验操作，激发对科学研究的兴趣，同时培养分析与解决实际问题的能力，为未来从事科研工作奠定坚实基础。
为提升化工、化学、材料等专业本科生的科研素养与实践能力，设计了以室温配体辅助再沉淀法制备钙钛矿量子点的综合性实验，内容涵盖红光CsPbBrxI3-x和绿光CsPbBr3两种钙钛矿量子点的制备原理、合成过程、光学性能检测以及白光发光二极管的制备等。通过这一实验，让学生对钙钛矿量子点这一科学前沿具有初步了解，并在此基础上巩固无机化学、仪器分析基础知识，加深学生对溶解度、光谱分析等知识的理解，熟练掌握相关实验操作，激发对科学研究的兴趣，同时培养分析与解决实际问题的能力，为未来从事科研工作奠定坚实基础。
2026, 41(7): 300-308
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506057
摘要:
本文介绍了一种污水处理方法——光催化-非均相芬顿耦合技术，引导学生以光芬顿降解罗丹明B作为研究对象。采用原位离子交换反应制备硫化FeOCl (FeS/FeOCl)异质结催化剂，表征其结构、形貌和光学性质，并探究其光芬顿降解罗丹明B的性能。该实验易于操作，现象明显，有助于提高本科生的实验操作技能，培养科研能力，并增强环保意识。
本文介绍了一种污水处理方法——光催化-非均相芬顿耦合技术，引导学生以光芬顿降解罗丹明B作为研究对象。采用原位离子交换反应制备硫化FeOCl (FeS/FeOCl)异质结催化剂，表征其结构、形貌和光学性质，并探究其光芬顿降解罗丹明B的性能。该实验易于操作，现象明显，有助于提高本科生的实验操作技能，培养科研能力，并增强环保意识。
2026, 41(7): 309-318
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505099
摘要:
电催化技术是极具潜力的绿色低碳技术，是未来可再生能源利用和存储的关键所在。为了使化工类本科生能够更好地理解和掌握这一前沿技术，设计了基于低共熔溶剂的电催化材料的制备及其电催化硝酸根还原制氨的综合实验。该实验锻炼了学生对知识的应用和拓展能力，有助于培养学生的创新意识和能力，引导学生树立绿色化工的理念。
电催化技术是极具潜力的绿色低碳技术，是未来可再生能源利用和存储的关键所在。为了使化工类本科生能够更好地理解和掌握这一前沿技术，设计了基于低共熔溶剂的电催化材料的制备及其电催化硝酸根还原制氨的综合实验。该实验锻炼了学生对知识的应用和拓展能力，有助于培养学生的创新意识和能力，引导学生树立绿色化工的理念。
2026, 41(7): 319-325
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506036
摘要:
连续流反应由于其操作安全、反应高效、环境友好等优点，近年来在合成领域中得到广泛应用。本实验设计了一种连续流反应，在聚苯乙烯材料上负载1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)作为可循环催化剂，催化4-氯苯甲醛与丙二腈间的Knoevenagel缩合反应，绿色、高效合成2-(4-氯亚苄基)丙二腈。本实验将教材中经典的有机反应与科研前沿相结合，在帮助学生巩固理论的基础上，引入新型的连续流反应激发学生的学习兴趣，鼓励学生对经典有机反应制备过程进行优化，培养善于思考、勇于创新的综合型人才。
连续流反应由于其操作安全、反应高效、环境友好等优点，近年来在合成领域中得到广泛应用。本实验设计了一种连续流反应，在聚苯乙烯材料上负载1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)作为可循环催化剂，催化4-氯苯甲醛与丙二腈间的Knoevenagel缩合反应，绿色、高效合成2-(4-氯亚苄基)丙二腈。本实验将教材中经典的有机反应与科研前沿相结合，在帮助学生巩固理论的基础上，引入新型的连续流反应激发学生的学习兴趣，鼓励学生对经典有机反应制备过程进行优化，培养善于思考、勇于创新的综合型人才。
2026, 41(7): 326-333
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506054
摘要:
苯酚及其衍生物是有机合成中的重要中间体，本实验把碘负离子催化的脱氢芳构化反应与3-甲基苯酚合成相结合，旨在将其开发为潜在的本科有机化学实验。本实验以廉价易得的3-甲基-2-环己烯-1-酮为原料，四正丁基碘化铵(n-Bu4NI)为催化剂，1,2-二氯乙烷为溶剂，实现了3-甲基苯酚的绿色合成；接着利用反萃取对产物快速进行分离纯化，并对产物结构和纯度进行了表征和分析。总之，本实验设计合理，操作简单，包含了惰性气体保护、回流、萃取、反萃取、过滤和蒸馏等基本实验操作以及有机化合物表征，适合在本科生有机化学综合实验中推广。
苯酚及其衍生物是有机合成中的重要中间体，本实验把碘负离子催化的脱氢芳构化反应与3-甲基苯酚合成相结合，旨在将其开发为潜在的本科有机化学实验。本实验以廉价易得的3-甲基-2-环己烯-1-酮为原料，四正丁基碘化铵(n-Bu4NI)为催化剂，1,2-二氯乙烷为溶剂，实现了3-甲基苯酚的绿色合成；接着利用反萃取对产物快速进行分离纯化，并对产物结构和纯度进行了表征和分析。总之，本实验设计合理，操作简单，包含了惰性气体保护、回流、萃取、反萃取、过滤和蒸馏等基本实验操作以及有机化合物表征，适合在本科生有机化学综合实验中推广。
2026, 41(7): 334-341
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506029
摘要:
从科教融合角度出发，结合多年的实践教学经验，本论文设计了三维石墨烯水凝胶和气凝胶的综合实验。选用氧化石墨烯与抗坏血酸钠为反应物，利用一步水热自组装法快速合成三维网络结构的石墨烯水凝胶，经真空冷冻干燥后获得石墨烯气凝胶，并用透射电镜、扫描电镜、红外及紫外分光光度计对其结构和组成进行表征。在此基础上，系统研究并归纳抗坏血酸钠还原氧化石墨烯的反应原理、水凝胶的形成机理，探讨反应容器对于水凝胶形貌和宏观结构的影响，考察反应物浓度对石墨烯水凝胶、气凝胶承重性能的影响。本实验将当前的科研热点与实验教学紧密结合，包括材料设计合成、结构与化学组成表征、性能测试三方面的内容，实验原理明晰、研究内容丰富、难度层层递进，具有较强的综合性和可设计性，有利于培养学生的实验技能、提升其科研素养，锻炼其深入思考问题和解决问题的能力。
从科教融合角度出发，结合多年的实践教学经验，本论文设计了三维石墨烯水凝胶和气凝胶的综合实验。选用氧化石墨烯与抗坏血酸钠为反应物，利用一步水热自组装法快速合成三维网络结构的石墨烯水凝胶，经真空冷冻干燥后获得石墨烯气凝胶，并用透射电镜、扫描电镜、红外及紫外分光光度计对其结构和组成进行表征。在此基础上，系统研究并归纳抗坏血酸钠还原氧化石墨烯的反应原理、水凝胶的形成机理，探讨反应容器对于水凝胶形貌和宏观结构的影响，考察反应物浓度对石墨烯水凝胶、气凝胶承重性能的影响。本实验将当前的科研热点与实验教学紧密结合，包括材料设计合成、结构与化学组成表征、性能测试三方面的内容，实验原理明晰、研究内容丰富、难度层层递进，具有较强的综合性和可设计性，有利于培养学生的实验技能、提升其科研素养，锻炼其深入思考问题和解决问题的能力。
2026, 41(7): 342-350
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508083
摘要:
分析化学实验教学中，硫酸铵中氮含量测定通常采用甲醛法，甲醛具有危害性，不利于开展学生实验，在判断滴定终点时辨别酚酞的颜色还会产生视觉误差。本研究通过数字化实验使问题得到有效解决，实验采用机械臂操控碱式滴定管，该装置与pH传感器相结合，可智能判断滴定终点pH，使实验可以在通风橱中进行滴定操作。数字化法测定氮含量的相对标准偏差为0.42%，总体平均值的置信区间为20.13%-20.33%，这些数值优于手动滴定法。通过显著性差异计算结果发现，数字化方法与手动方法精密度存在显著性差异，且数字化法的精密度更好。该设计适合推广到其他滴定实验中，可以为实验教学提供极具参考价值的实验方案。
分析化学实验教学中，硫酸铵中氮含量测定通常采用甲醛法，甲醛具有危害性，不利于开展学生实验，在判断滴定终点时辨别酚酞的颜色还会产生视觉误差。本研究通过数字化实验使问题得到有效解决，实验采用机械臂操控碱式滴定管，该装置与pH传感器相结合，可智能判断滴定终点pH，使实验可以在通风橱中进行滴定操作。数字化法测定氮含量的相对标准偏差为0.42%，总体平均值的置信区间为20.13%-20.33%，这些数值优于手动滴定法。通过显著性差异计算结果发现，数字化方法与手动方法精密度存在显著性差异，且数字化法的精密度更好。该设计适合推广到其他滴定实验中，可以为实验教学提供极具参考价值的实验方案。
2026, 41(7): 351-363
doi: 10.12461/PKU.DXHX202604110
摘要:
水体中硝酸根(NO3-)污染已成为重要的环境问题之一，而氨作为重要的化工原料和潜在能源载体，具有较高的附加值。电化学硝酸根还原反应(eNO3RR)为实现硝酸根的资源化利用提供了一种绿色可控的新途径。本文设计了一种基于CuxO催化剂的电化学硝酸根还原教学实验，通过将废水中的硝酸根定向转化为氨，实现污水治理的同时，得到高附加值产物的目标，达到“一石二鸟”的目的。实验过程中，学生可直观观察到催化剂制备阶段由泡沫铜到氢氧化铜再到氧化铜的颜色变化、电解过程中电极产气现象以及氨检测时的显色反应，从而加深对电催化基本原理及电化学阴极反应机理的理解。该实验操作简单、现象直观，具有良好的教学示范意义。该实验可作为面向大四年级学生开设的材料化学综合实验(“电化学法实现废水中硝酸根定向转化为高附加值氨”)，有效提升其综合知识应用能力和科学素养。
水体中硝酸根(NO3-)污染已成为重要的环境问题之一，而氨作为重要的化工原料和潜在能源载体，具有较高的附加值。电化学硝酸根还原反应(eNO3RR)为实现硝酸根的资源化利用提供了一种绿色可控的新途径。本文设计了一种基于CuxO催化剂的电化学硝酸根还原教学实验，通过将废水中的硝酸根定向转化为氨，实现污水治理的同时，得到高附加值产物的目标，达到“一石二鸟”的目的。实验过程中，学生可直观观察到催化剂制备阶段由泡沫铜到氢氧化铜再到氧化铜的颜色变化、电解过程中电极产气现象以及氨检测时的显色反应，从而加深对电催化基本原理及电化学阴极反应机理的理解。该实验操作简单、现象直观，具有良好的教学示范意义。该实验可作为面向大四年级学生开设的材料化学综合实验(“电化学法实现废水中硝酸根定向转化为高附加值氨”)，有效提升其综合知识应用能力和科学素养。
2026, 41(7): 364-372
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504079
摘要:
人名反应在有机化学课程的教学中具有举足轻重的作用，每个人名反应的背后都饱含了杰出的有机化学家的重要贡献。了解有机化学中人名反应的发展脉络，挖掘人名反应背后的科学家事迹也是课程思政的重要组成部分。在众多人名反应中，以华人科学家命名的人名反应屈指可数。本文以Roskamp-Feng反应和Ullmann-Ma反应两个以华人科学家命名的人名反应为例，探讨了有机人名反应在有机化学课程教学中的作用，为国内同行开展有机化学相关课程教学研究提供了借鉴。
人名反应在有机化学课程的教学中具有举足轻重的作用，每个人名反应的背后都饱含了杰出的有机化学家的重要贡献。了解有机化学中人名反应的发展脉络，挖掘人名反应背后的科学家事迹也是课程思政的重要组成部分。在众多人名反应中，以华人科学家命名的人名反应屈指可数。本文以Roskamp-Feng反应和Ullmann-Ma反应两个以华人科学家命名的人名反应为例，探讨了有机人名反应在有机化学课程教学中的作用，为国内同行开展有机化学相关课程教学研究提供了借鉴。
2026, 41(7): 373-384
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505046
摘要:
渗透压贯穿于自然界、生活、生产和科技等诸多领域，对生命活动和社会进步有深远影响。本文阐述了渗透压的微观机制，涵盖溶剂分子在半透膜两侧的运动差异、化学势差及依数性效应驱动的溶剂渗透作用；详细描述了渗透压和反渗透压的发现与测定方法，介绍了其在废水处理、海水淡化、气体分离、农业灌溉和盐差能发电等领域的应用。
渗透压贯穿于自然界、生活、生产和科技等诸多领域，对生命活动和社会进步有深远影响。本文阐述了渗透压的微观机制，涵盖溶剂分子在半透膜两侧的运动差异、化学势差及依数性效应驱动的溶剂渗透作用；详细描述了渗透压和反渗透压的发现与测定方法，介绍了其在废水处理、海水淡化、气体分离、农业灌溉和盐差能发电等领域的应用。
2026, 41(7): 385-393
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506101
摘要:
为了突破高分子化学中缩聚反应数均聚合度(Xn)的计算这一教学难点，本文对不同缩聚体系中Xn的两种计算方法所涉及的公式进行了详细地推导与分析。利用基团数比(r)计算Xn的方法仅适用于线形缩聚。对于aAa + bBb + Cb和aRb + Cb体系，需先将单官能团Cb转换为封端作用相同的双官能团单体，再根据定义计算r。当体系中b基团过量时， Cb的封端作用等效于bBb； a基团过量时， Cb的封端作用等效于aRb。利用平均官能度(f)计算Xn的方法适用于线形缩聚和体形缩聚，且f可直接根据定义计算。通过公式推导与应用实例相结合，教学成效显著提升。
为了突破高分子化学中缩聚反应数均聚合度(Xn)的计算这一教学难点，本文对不同缩聚体系中Xn的两种计算方法所涉及的公式进行了详细地推导与分析。利用基团数比(r)计算Xn的方法仅适用于线形缩聚。对于aAa + bBb + Cb和aRb + Cb体系，需先将单官能团Cb转换为封端作用相同的双官能团单体，再根据定义计算r。当体系中b基团过量时， Cb的封端作用等效于bBb； a基团过量时， Cb的封端作用等效于aRb。利用平均官能度(f)计算Xn的方法适用于线形缩聚和体形缩聚，且f可直接根据定义计算。通过公式推导与应用实例相结合，教学成效显著提升。
2026, 41(7): 394-400
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506007
摘要:
本课题聚焦高校物理化学课程与国防科技需要的衔接问题，以南京理工大学兵器科学与技术“双一流”学科为依托开展教学改革。通过系统分析发现，现有课程体系在含能材料知识模块的缺位，严重制约学生对火炸药、推进剂等专业知识的深度理解。基于成果导向教育(OBE)理念，构建“国防需求-知识重构-能力进阶”三维融合模型：首先筛选出热力学函数、反应动力学等核心知识点进行军工案例嵌入；继而开发含能材料专题教学模块，包括键焓理论与高能化合物生成焓计算、化学势判据与含能材料稳定性分析等典型应用场景；最终建立包含知识迁移、国防认同等维度的多元评价体系。改革后，实验班课程目标达成度显著提升，国防科技项目参与意愿大幅增强，案例渗透度与专业认同感呈现明显的正向关联。本研究验证了专业特色与基础课程深度融合的有效路径，为国防特色专业课程改革提供了可迁移范式，对落实《关于加强和改进新时代全民国防教育工作的意见》具有实践参考价值。
本课题聚焦高校物理化学课程与国防科技需要的衔接问题，以南京理工大学兵器科学与技术“双一流”学科为依托开展教学改革。通过系统分析发现，现有课程体系在含能材料知识模块的缺位，严重制约学生对火炸药、推进剂等专业知识的深度理解。基于成果导向教育(OBE)理念，构建“国防需求-知识重构-能力进阶”三维融合模型：首先筛选出热力学函数、反应动力学等核心知识点进行军工案例嵌入；继而开发含能材料专题教学模块，包括键焓理论与高能化合物生成焓计算、化学势判据与含能材料稳定性分析等典型应用场景；最终建立包含知识迁移、国防认同等维度的多元评价体系。改革后，实验班课程目标达成度显著提升，国防科技项目参与意愿大幅增强，案例渗透度与专业认同感呈现明显的正向关联。本研究验证了专业特色与基础课程深度融合的有效路径，为国防特色专业课程改革提供了可迁移范式，对落实《关于加强和改进新时代全民国防教育工作的意见》具有实践参考价值。
2026, 41(7): 401-405
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506002
摘要:
物理化学公式的可视化有助于学生对相关知识的理解和掌握，而相应数据处理软件的应用也使可视化过程更简单易行。为此，本文以节流膨胀为例，利用氮气的范德华方程、焦耳-汤姆逊系数计算公式分别绘制了氮气的pV-(p,T)、T-(p,T0)和μJ-T-(p,T)三维图像，以求在教学中更直观地讲解实际气体的节流膨胀效应。同时，借助μJ-T-(p,T)和V-(p,T)图像进一步展示了气体液化过程和等温条件下工程化求算范德华气体ΔH，ΔS和ΔG的方法。
物理化学公式的可视化有助于学生对相关知识的理解和掌握，而相应数据处理软件的应用也使可视化过程更简单易行。为此，本文以节流膨胀为例，利用氮气的范德华方程、焦耳-汤姆逊系数计算公式分别绘制了氮气的pV-(p,T)、T-(p,T0)和μJ-T-(p,T)三维图像，以求在教学中更直观地讲解实际气体的节流膨胀效应。同时，借助μJ-T-(p,T)和V-(p,T)图像进一步展示了气体液化过程和等温条件下工程化求算范德华气体ΔH，ΔS和ΔG的方法。
2026, 41(7): 406-414
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506077
摘要:
在高校有机化学教学中，尤其是中等水平院校，学生普遍面临有机分子合成路线设计能力薄弱的问题。基于经典逆合成分析法和教学实践，笔者提出四项指导策略：识别目标分子结构特征，分析与原料的结构差异，掌握关键反应产物特征，培养发散性思维。该策略有助于提升学生的合成设计能力与知识整合水平，激发学习兴趣，促进教学效果优化。
在高校有机化学教学中，尤其是中等水平院校，学生普遍面临有机分子合成路线设计能力薄弱的问题。基于经典逆合成分析法和教学实践，笔者提出四项指导策略：识别目标分子结构特征，分析与原料的结构差异，掌握关键反应产物特征，培养发散性思维。该策略有助于提升学生的合成设计能力与知识整合水平，激发学习兴趣，促进教学效果优化。
2026, 41(7): 415-429
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505012
摘要:
氮(胺)、磷(膦)、硫(亚砜)中心手性化合物虽同为sp3杂化构型，但其构型翻转能垒和速率差异显著，导致手性异构体分离难度不同。本文以三者为例，系统探讨影响翻转能垒的核心因素，指出根本差异在于中心原子本身。这凸显“元素性质决定结构反应特性”的元素有机化学基本规律，旨在引导学生建立基于电子结构的理解路径。
氮(胺)、磷(膦)、硫(亚砜)中心手性化合物虽同为sp3杂化构型，但其构型翻转能垒和速率差异显著，导致手性异构体分离难度不同。本文以三者为例，系统探讨影响翻转能垒的核心因素，指出根本差异在于中心原子本身。这凸显“元素性质决定结构反应特性”的元素有机化学基本规律，旨在引导学生建立基于电子结构的理解路径。
2026, 41(7): 430-440
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505070
摘要:
随着人工智能技术的快速发展，其在化学教育中的应用已成为教育变革的核心驱动力。本文以卤代正丁烷合成实验为例，基于南开大学AI创新平台(NK-GeniOS)，构建了红外光谱智能识别与教学辅助系统。通过单调性抗锯齿优化法实现了对于图片形式的红外谱图中产品及杂质红外吸收峰的快速准确识别，通过设计分析Agent与评价Agent的多智能体协同机制，系统实现了对实验数据的精准解析与个性化反馈，解决了传统教学中谱图解读依赖教师经验、缺乏实时指导的痛点。此外，通过组建项目小组，以“研究-汇报-讨论”的模式实现了实验教学的分层赋能，不同层次的学生都能有所收获，并极大地激发了学生的科研兴趣，79%的同学开始愿意参与到类似的研究中，参与翻转课堂的意愿也从20%提高到71%。
随着人工智能技术的快速发展，其在化学教育中的应用已成为教育变革的核心驱动力。本文以卤代正丁烷合成实验为例，基于南开大学AI创新平台(NK-GeniOS)，构建了红外光谱智能识别与教学辅助系统。通过单调性抗锯齿优化法实现了对于图片形式的红外谱图中产品及杂质红外吸收峰的快速准确识别，通过设计分析Agent与评价Agent的多智能体协同机制，系统实现了对实验数据的精准解析与个性化反馈，解决了传统教学中谱图解读依赖教师经验、缺乏实时指导的痛点。此外，通过组建项目小组，以“研究-汇报-讨论”的模式实现了实验教学的分层赋能，不同层次的学生都能有所收获，并极大地激发了学生的科研兴趣，79%的同学开始愿意参与到类似的研究中，参与翻转课堂的意愿也从20%提高到71%。
2026, 41(7): 441-448
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504109
摘要:
亲核取代反应(SN2)是基础有机化学的核心教学内容，但传统教学对烯丙基SN2'反应的讨论不足，导致学生普遍存在“SN2是唯一可能路径”的认知偏差。本研究以CH3S-/CH3O- + CH2=CHCH2Br为教学模型体系。采用M06-2X方法和SMD溶剂模型进行理论计算，定量分析了SN2与SN2'反应的竞争关系。研究结果表明，在气相和水溶剂中，SN2反应路径的活化能垒显著低于SN2'反应，且水环境使二者能垒明显增加，但未改变路径选择性。进一步分析揭示，溶液中几何畸变率大幅增加导致溶液中更高的活化能垒。特别地，水溶剂环境使CH3S-的亲核性强于CH3O-，这与硫原子更小的几何畸变增幅密切相关。在教学实践中，通过展示过渡态结构演变和势能曲线特征，使学生对竞争性路径深入理解。本研究不仅为亲核取代反应教学提供了量化分析模式，更建立了“量化计算-结构分析-结果讨论”的教学方法，为计算化学融入本科教学提供了成功案例。
亲核取代反应(SN2)是基础有机化学的核心教学内容，但传统教学对烯丙基SN2'反应的讨论不足，导致学生普遍存在“SN2是唯一可能路径”的认知偏差。本研究以CH3S-/CH3O- + CH2=CHCH2Br为教学模型体系。采用M06-2X方法和SMD溶剂模型进行理论计算，定量分析了SN2与SN2'反应的竞争关系。研究结果表明，在气相和水溶剂中，SN2反应路径的活化能垒显著低于SN2'反应，且水环境使二者能垒明显增加，但未改变路径选择性。进一步分析揭示，溶液中几何畸变率大幅增加导致溶液中更高的活化能垒。特别地，水溶剂环境使CH3S-的亲核性强于CH3O-，这与硫原子更小的几何畸变增幅密切相关。在教学实践中，通过展示过渡态结构演变和势能曲线特征，使学生对竞争性路径深入理解。本研究不仅为亲核取代反应教学提供了量化分析模式，更建立了“量化计算-结构分析-结果讨论”的教学方法，为计算化学融入本科教学提供了成功案例。
2026, 41(7): 449-454
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505004
摘要:
熵的概念在现代科学领域应用广泛且意义深远，其从热力学第二定律出发，逐渐渗透到信息论、宇宙学、量子力学等多个学科。对熵的深入研究不仅有助于我们理解自然界的本质规律，还极大地推动了多学科的交叉融合与发展。本文围绕熵这一核心概念，详细探讨了其在宇宙演化、生命诞生及发展过程中的关键作用，分析了生命与熵之间的内在联系，重新审视了生命起源的根本原因，以及人类和地球在宇宙中的意义，旨在为相关领域的教学和研究提供新的思路与视角。
熵的概念在现代科学领域应用广泛且意义深远，其从热力学第二定律出发，逐渐渗透到信息论、宇宙学、量子力学等多个学科。对熵的深入研究不仅有助于我们理解自然界的本质规律，还极大地推动了多学科的交叉融合与发展。本文围绕熵这一核心概念，详细探讨了其在宇宙演化、生命诞生及发展过程中的关键作用，分析了生命与熵之间的内在联系，重新审视了生命起源的根本原因，以及人类和地球在宇宙中的意义，旨在为相关领域的教学和研究提供新的思路与视角。
2026, 41(7): 455-458
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506030
摘要:
频哪基醇与频哪醇为结构不同的两种物质。本文系统分析了频哪基醇、频哪醇以及它们的衍生物在中文命名上的细微差别，阐明了“频哪”这一术语在不同命名中表示的两种碳链骨架，有助于准确理解相关化学术语，促进学术交流。
频哪基醇与频哪醇为结构不同的两种物质。本文系统分析了频哪基醇、频哪醇以及它们的衍生物在中文命名上的细微差别，阐明了“频哪”这一术语在不同命名中表示的两种碳链骨架，有助于准确理解相关化学术语，促进学术交流。
2026, 41(7): 459-467
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506038
摘要:
介绍了一个自主设计的AI智能滴定系统，通过图像识别技术自动化传统滴定过程。以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)滴定钙离子(Ca2+)溶液为例，在pH值为12-13的条件下，系统通过高清摄像头采集溶液颜色变化图像，并结合深度学习算法实时判断滴定进程和终点。与传统手动滴定方法相比，AI系统不仅提高了滴定的精度和效率，还通过光电传感器精准计数滴数，实时调整滴定速率。实验结果表明，改进后的AI系统在滴定体积和浓度测定上精度较高，且显著减少了人为误差，具备了较强的实验自动化能力。该系统为化学实验的智能化与自动化提供了有效的技术支持，未来有望在教育和工业应用中得到广泛推广。
介绍了一个自主设计的AI智能滴定系统，通过图像识别技术自动化传统滴定过程。以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)滴定钙离子(Ca2+)溶液为例，在pH值为12-13的条件下，系统通过高清摄像头采集溶液颜色变化图像，并结合深度学习算法实时判断滴定进程和终点。与传统手动滴定方法相比，AI系统不仅提高了滴定的精度和效率，还通过光电传感器精准计数滴数，实时调整滴定速率。实验结果表明，改进后的AI系统在滴定体积和浓度测定上精度较高，且显著减少了人为误差，具备了较强的实验自动化能力。该系统为化学实验的智能化与自动化提供了有效的技术支持，未来有望在教育和工业应用中得到广泛推广。
2026, 41(7): 468-474
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506075
摘要:
本文针对第38届中国化学奥林匹克(初赛)第9题中有机化学试题进行了深入分析，该题主要考查了芳香亲电取代反应，重点探讨了电子效应、定位效应、亲电取代反应机理等在解题中的应用。本文旨在为化学竞赛培训以及对芳香亲电取代反应机理的深入理解提供有价值的参考。
本文针对第38届中国化学奥林匹克(初赛)第9题中有机化学试题进行了深入分析，该题主要考查了芳香亲电取代反应，重点探讨了电子效应、定位效应、亲电取代反应机理等在解题中的应用。本文旨在为化学竞赛培训以及对芳香亲电取代反应机理的深入理解提供有价值的参考。
2026, 41(7): 475-482
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504086
摘要:
课程衔接是指在确保某一学科不同学段、不同学年课程各自独立性的前提下，使其在课程设置、教学方式、评价方式等方面相互关联、相互促进，以保持教育连贯性的一种机制。本文综述了近年来高中化学与大学无机化学、有机化学及其他化学学科在专业理论课程和实验课程衔接方面的研究进展，剖析了当前课程衔接中存在的问题与误区，并结合笔者的理解，从课程内容、课程实施及课程评价等维度尝试给出一些建议，旨在为相关教育工作者提供有益参考，推动高中与大学化学课程的有效衔接，助力培养具备扎实化学基础与创新能力的高素质人才。
课程衔接是指在确保某一学科不同学段、不同学年课程各自独立性的前提下，使其在课程设置、教学方式、评价方式等方面相互关联、相互促进，以保持教育连贯性的一种机制。本文综述了近年来高中化学与大学无机化学、有机化学及其他化学学科在专业理论课程和实验课程衔接方面的研究进展，剖析了当前课程衔接中存在的问题与误区，并结合笔者的理解，从课程内容、课程实施及课程评价等维度尝试给出一些建议，旨在为相关教育工作者提供有益参考，推动高中与大学化学课程的有效衔接，助力培养具备扎实化学基础与创新能力的高素质人才。
2026, 41(6): 1-4
doi: 10.12461/PKU.DXHX202605043
摘要:
化学“101计划”《普通化学》核心教材的特色之一是融入了一系列与各章节知识点内容密切关联的教学案例。这些案例不仅是衔接教材抽象原理与学生实际认知的重要桥梁，更是培养学生科学思维、提升科学素养的关键载体。本文以拟纳入下一版教材的案例1.1“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”为切入点，探讨教学案例在核心课程教材体系的定位以及案例的设计与撰写思路，为教材案例的撰写提供参考。
化学“101计划”《普通化学》核心教材的特色之一是融入了一系列与各章节知识点内容密切关联的教学案例。这些案例不仅是衔接教材抽象原理与学生实际认知的重要桥梁，更是培养学生科学思维、提升科学素养的关键载体。本文以拟纳入下一版教材的案例1.1“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”为切入点，探讨教学案例在核心课程教材体系的定位以及案例的设计与撰写思路，为教材案例的撰写提供参考。
2026, 41(6): 5-12
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512009
摘要:
无机合成化学是化学“101计划”无机化学课程的核心模块，其教学目标是培养学生的创新思维与知识应用能力。针对当前教学中抽象概念多、学生科研思维薄弱等痛点，本文基于化学“101计划”拔尖人才培养理念，提出“案例驱动、多维融合、能力递进”的教学方法——通过具象化锚定、生活场景切入、经典案例故事化、研讨式探究、跨学科案例衔接前沿趋势五大路径，将经典与前沿科研成果与基础教学内容深度融合。实践表明，该教学模式能有效降低知识理解门槛，激发学生学习兴趣，提升其分析与解决复杂问题的能力，为拔尖创新人才培养提供有力支撑。
无机合成化学是化学“101计划”无机化学课程的核心模块，其教学目标是培养学生的创新思维与知识应用能力。针对当前教学中抽象概念多、学生科研思维薄弱等痛点，本文基于化学“101计划”拔尖人才培养理念，提出“案例驱动、多维融合、能力递进”的教学方法——通过具象化锚定、生活场景切入、经典案例故事化、研讨式探究、跨学科案例衔接前沿趋势五大路径，将经典与前沿科研成果与基础教学内容深度融合。实践表明，该教学模式能有效降低知识理解门槛，激发学生学习兴趣，提升其分析与解决复杂问题的能力，为拔尖创新人才培养提供有力支撑。
2026, 41(6): 13-17
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510027
摘要:
无机化学是化学“101计划”的核心课程之一，元素化学是其中的重要内容。为了适应新形式对人才培养的要求，课程组编撰了涵盖传统无机基础知识和前沿发展的《无机化学》教材。本文以该教材为指导，介绍s区元素的教学重点及教学方法，为高校化学类专业组织元素教学提供参考。
无机化学是化学“101计划”的核心课程之一，元素化学是其中的重要内容。为了适应新形式对人才培养的要求，课程组编撰了涵盖传统无机基础知识和前沿发展的《无机化学》教材。本文以该教材为指导，介绍s区元素的教学重点及教学方法，为高校化学类专业组织元素教学提供参考。
2026, 41(6): 18-23
doi: 10.12461/PKU.DXHX202605042
摘要:
介绍一个化学“101计划”普通化学教学案例——“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”。本案例以化学中两个非常重要且相互关联的概念：分子极性的量度——偶极矩和电子云易变形程度的量度——极化率为例，阐述化学研究是如何从定性向定量发展的，从而引导学生建立定量思维。定量化模型的建立有助于理解现象背后的深层机制，定量研究方法也推动了科学研究的标准化进程，促进了可重复的科学规范的发展。
介绍一个化学“101计划”普通化学教学案例——“从定性到定量：以偶极矩和极化率为例”。本案例以化学中两个非常重要且相互关联的概念：分子极性的量度——偶极矩和电子云易变形程度的量度——极化率为例，阐述化学研究是如何从定性向定量发展的，从而引导学生建立定量思维。定量化模型的建立有助于理解现象背后的深层机制，定量研究方法也推动了科学研究的标准化进程，促进了可重复的科学规范的发展。
2026, 41(6): 24-29
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512016
摘要:
本教学案例通过剖析Nd2Fe14B的化学组成、电子结构与超强磁性的“构效关系”，将原子结构、化学键等基本原理与材料性能深度融合，实现从“描述化学”向“原理-功能”教学范式的转变。同时，案例采用王震西院士团队攻坚克难、产业报国的真实事迹作为课程思政育人主线，自然融入了家国情怀、创新自信与科学精神等育人要素。该教学设计有效激发了学生兴趣，培养了高阶思维与系统观念，为培养化学拔尖创新人才提供了可借鉴的路径，实现了知识传授、能力培养与价值塑造的有机统一。
本教学案例通过剖析Nd2Fe14B的化学组成、电子结构与超强磁性的“构效关系”，将原子结构、化学键等基本原理与材料性能深度融合，实现从“描述化学”向“原理-功能”教学范式的转变。同时，案例采用王震西院士团队攻坚克难、产业报国的真实事迹作为课程思政育人主线，自然融入了家国情怀、创新自信与科学精神等育人要素。该教学设计有效激发了学生兴趣，培养了高阶思维与系统观念，为培养化学拔尖创新人才提供了可借鉴的路径，实现了知识传授、能力培养与价值塑造的有机统一。
2026, 41(6): 30-34
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510023
摘要:
基于化学“101计划”的人才培养宗旨，金属氧簇合物教学围绕“基础夯实，前沿引领”的核心目标，精准锚定三大教学难点，并针对性地设计教学解决策略。以案例教学为载体，采用四阶递进式教学法，通过构性关系分析训练，在夯实学生基本理论根基的同时，引领他们聚焦前沿研究，拓展学术视野。
基于化学“101计划”的人才培养宗旨，金属氧簇合物教学围绕“基础夯实，前沿引领”的核心目标，精准锚定三大教学难点，并针对性地设计教学解决策略。以案例教学为载体，采用四阶递进式教学法，通过构性关系分析训练，在夯实学生基本理论根基的同时，引领他们聚焦前沿研究，拓展学术视野。
2026, 41(6): 35-39
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509074
摘要:
基础化学是理工科拔尖人才培养的核心课程，但其教材内容更新常滞后于学科前沿发展，难以满足学生在科学思维、创新能力及跨学科视野方面的培养需求。为此，北京航空航天大学依托“101计划”与拔尖人才培养体系，构建了“基础理论-技术手段-问题探究-学科应用”四维课程教学体系，形成“经典与前沿结合、理论与案例贯通”的教学模式。该模式以化学知识的发展脉络为主线，在教学中融入“氢键结构发展”等典型案例，引导学生从掌握基础逐步迈向探索前沿与实际应用进阶。教学实践表明，该模式有效提升了学生的课堂参与度与科研兴趣，增强其批判性思维与创新实践能力。该研究为本科基础化学课程改革提供可行路径，也为高校理工科拔尖创新人才培养提供了参考。
基础化学是理工科拔尖人才培养的核心课程，但其教材内容更新常滞后于学科前沿发展，难以满足学生在科学思维、创新能力及跨学科视野方面的培养需求。为此，北京航空航天大学依托“101计划”与拔尖人才培养体系，构建了“基础理论-技术手段-问题探究-学科应用”四维课程教学体系，形成“经典与前沿结合、理论与案例贯通”的教学模式。该模式以化学知识的发展脉络为主线，在教学中融入“氢键结构发展”等典型案例，引导学生从掌握基础逐步迈向探索前沿与实际应用进阶。教学实践表明，该模式有效提升了学生的课堂参与度与科研兴趣，增强其批判性思维与创新实践能力。该研究为本科基础化学课程改革提供可行路径，也为高校理工科拔尖创新人才培养提供了参考。
2026, 41(6): 40-47
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507083
摘要:
面向新工科建设与“101计划”需求，针对元素化学教学中知识碎片化、应用脱节等痛点，以“铬及其化合物”为例实施教学改革。贯彻OBE (成果导向教育，Outcome-Based Education)理念，依托知识图谱诊断学情并重构内容，融入工程伦理与科技强国思政元素。创新构建“BPOPPS (Bridge-in, Pre-test, Objective, Participatory Learning, Post-assessment, Summary)”教学模式，以“价态-性质-应用”为主线、“环境/科技”辩证为暗线，引导学生建立“pH-电极电势-形态”模型。教学实践显示核心知识点掌握度提升25%；小组方案设计完成率100%；90%学生形成三价铬替代工艺的伦理意识，有效提升高阶思维与知行合一能力，为元素化学的教学提供可推广范式。
面向新工科建设与“101计划”需求，针对元素化学教学中知识碎片化、应用脱节等痛点，以“铬及其化合物”为例实施教学改革。贯彻OBE (成果导向教育，Outcome-Based Education)理念，依托知识图谱诊断学情并重构内容，融入工程伦理与科技强国思政元素。创新构建“BPOPPS (Bridge-in, Pre-test, Objective, Participatory Learning, Post-assessment, Summary)”教学模式，以“价态-性质-应用”为主线、“环境/科技”辩证为暗线，引导学生建立“pH-电极电势-形态”模型。教学实践显示核心知识点掌握度提升25%；小组方案设计完成率100%；90%学生形成三价铬替代工艺的伦理意识，有效提升高阶思维与知行合一能力，为元素化学的教学提供可推广范式。
2026, 41(6): 48-52
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511060
摘要:
以胺类化合物合成所涉及的部分人名反应的教学为例，介绍化学“101计划”背景下一堂45 min课程的教案设计。所涵盖的人名反应主要包括Gabriel合成法、Staudinger反应以及以Hofmann重排为代表的系列重排反应。在课堂教学中，可采用BOPPPS教学模式，通过教师引导，充分发挥学生的主体作用，结合经典案例剖析，帮助学生熟练运用所学知识设计合成策略，深入理解反应机理，实现学以致用，并提升知识迁移与融会贯通的能力。同时，培养学生形成“发现问题-设计方案-解决问题”的科研思维。通过引入前沿研究成果，进一步引导学生树立可持续发展理念，增强创新意识。
以胺类化合物合成所涉及的部分人名反应的教学为例，介绍化学“101计划”背景下一堂45 min课程的教案设计。所涵盖的人名反应主要包括Gabriel合成法、Staudinger反应以及以Hofmann重排为代表的系列重排反应。在课堂教学中，可采用BOPPPS教学模式，通过教师引导，充分发挥学生的主体作用，结合经典案例剖析，帮助学生熟练运用所学知识设计合成策略，深入理解反应机理，实现学以致用，并提升知识迁移与融会贯通的能力。同时，培养学生形成“发现问题-设计方案-解决问题”的科研思维。通过引入前沿研究成果，进一步引导学生树立可持续发展理念，增强创新意识。
2026, 41(6): 53-59
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506066
摘要:
面向化学“101计划”拔尖人才培养目标，本研究以卡宾中间体为核心纽带，将单原子骨架编辑前沿成果深度融入有机化学教学。通过“理论学习-文献解析-创新设计”三阶模式，引导学生运用卡宾的基础知识解析吲哚分子单原子骨架编辑的机制。本案例为“基础知识-前沿研究”融合式教学提供可复制范式，助力有机化学课程改革。
面向化学“101计划”拔尖人才培养目标，本研究以卡宾中间体为核心纽带，将单原子骨架编辑前沿成果深度融入有机化学教学。通过“理论学习-文献解析-创新设计”三阶模式，引导学生运用卡宾的基础知识解析吲哚分子单原子骨架编辑的机制。本案例为“基础知识-前沿研究”融合式教学提供可复制范式，助力有机化学课程改革。
2026, 41(6): 60-63
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509131
摘要:
金属有机化学知识体系庞大，在拔尖计划有机化学教学的有限课时中面临如何取舍、避免信息过载的难题。本文建议本着“少即是多”的理念，以“基础性、衔接性和代表性”为原则进行科学取舍，主要讲授配合物结构特征、基元反应以及5个经典过渡金属催化的反应，以期帮助学生建立基本认知并掌握举一反三的能力，为后续进一步学习和科研训练奠定基础。
金属有机化学知识体系庞大，在拔尖计划有机化学教学的有限课时中面临如何取舍、避免信息过载的难题。本文建议本着“少即是多”的理念，以“基础性、衔接性和代表性”为原则进行科学取舍，主要讲授配合物结构特征、基元反应以及5个经典过渡金属催化的反应，以期帮助学生建立基本认知并掌握举一反三的能力，为后续进一步学习和科研训练奠定基础。
2026, 41(6): 64-71
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508048
摘要:
传统遗传学基于中心法则揭示了蛋白质功能的基本框架，但许多复杂的生命调控过程并不完全由基因序列决定，中心法则难以全面阐释其机制。化学生物学通过小分子直接结合并调控生物大分子功能，提供了解码生命过程的全新研究范式。本文以“101计划”《化学生物学》教材第14章“生命过程的化学调控”为例，设计了一种以“细胞膜-细胞质-细胞核”为主线，由外向内的空间层级的教学框架，通过典型案例，系统展示化学生物学如何以“现象→机制→转化”为逻辑链条解码复杂生命过程。通过案例分析与拓展讨论，学生不仅夯实了核心知识点，还能建立从靶点识别到机制解析、从功能调控到疾病干预的化学生物学思维。
传统遗传学基于中心法则揭示了蛋白质功能的基本框架，但许多复杂的生命调控过程并不完全由基因序列决定，中心法则难以全面阐释其机制。化学生物学通过小分子直接结合并调控生物大分子功能，提供了解码生命过程的全新研究范式。本文以“101计划”《化学生物学》教材第14章“生命过程的化学调控”为例，设计了一种以“细胞膜-细胞质-细胞核”为主线，由外向内的空间层级的教学框架，通过典型案例，系统展示化学生物学如何以“现象→机制→转化”为逻辑链条解码复杂生命过程。通过案例分析与拓展讨论，学生不仅夯实了核心知识点，还能建立从靶点识别到机制解析、从功能调控到疾病干预的化学生物学思维。
2026, 41(6): 72-78
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508064
摘要:
为响应教育部“101计划”对化学拔尖人才培养的要求，本研究聚焦有机化学与生物的深度交叉，探索课程教学创新实践。提出有机化学课程应融入化学生物学交叉融合的知识案例，通过从有机反应和分子机制的角度介绍前生命化学反应、生物有机中的酸碱催化反应、氧化还原反应，仿生和人工酶催化等内容，阐释生化反应中的酶作用机制与合成化学原理的辩证统一。融合化学生物交叉知识的课程设计，不仅能强化学生对有机反应本质的理解，也有助于培养其跨学科思维和创新能力，为新时代化学基础学科教学改革提供参考。
为响应教育部“101计划”对化学拔尖人才培养的要求，本研究聚焦有机化学与生物的深度交叉，探索课程教学创新实践。提出有机化学课程应融入化学生物学交叉融合的知识案例，通过从有机反应和分子机制的角度介绍前生命化学反应、生物有机中的酸碱催化反应、氧化还原反应，仿生和人工酶催化等内容，阐释生化反应中的酶作用机制与合成化学原理的辩证统一。融合化学生物交叉知识的课程设计，不仅能强化学生对有机反应本质的理解，也有助于培养其跨学科思维和创新能力，为新时代化学基础学科教学改革提供参考。
2026, 41(6): 79-83
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511198
摘要:
基于化学测量学视角，以NaOH滴定HCl为例，将绘制滴定曲线、选择指示剂和计算终点误差等3个模块的教学内容进行了整合，设计了一个问题驱动的教学方案。该方案的主要流程如下：首先是在绘制滴定曲线后提出如何确定滴定终点的问题，然后分析了测量准确性的含义及指示剂的选择原则，最后基于质子守恒原理计算了选择不同指示剂的终点误差。该方案有助于学生建立以准确性为核心的分析化学基本理论框架，提升学生的科学思维能力，同时可供教师将其作为教学设计的基础模板应用于其他类型的滴定分析教学。
基于化学测量学视角，以NaOH滴定HCl为例，将绘制滴定曲线、选择指示剂和计算终点误差等3个模块的教学内容进行了整合，设计了一个问题驱动的教学方案。该方案的主要流程如下：首先是在绘制滴定曲线后提出如何确定滴定终点的问题，然后分析了测量准确性的含义及指示剂的选择原则，最后基于质子守恒原理计算了选择不同指示剂的终点误差。该方案有助于学生建立以准确性为核心的分析化学基本理论框架，提升学生的科学思维能力，同时可供教师将其作为教学设计的基础模板应用于其他类型的滴定分析教学。
2026, 41(6): 84-91
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510004
摘要:
配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法，在分析化学中具有广泛的应用和重要意义。本文针对副反应的定量计算及配位滴定方法的应用等教学难点进行了课程设计。在重构教学内容基础上，以图示教学法进行展示和讲解。借助应用问题导向学习(PBL)，开展了“+问题”的教学活动。通过对“拔尖班”学生的课程教学实践，取得了较好的教学效果。
配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法，在分析化学中具有广泛的应用和重要意义。本文针对副反应的定量计算及配位滴定方法的应用等教学难点进行了课程设计。在重构教学内容基础上，以图示教学法进行展示和讲解。借助应用问题导向学习(PBL)，开展了“+问题”的教学活动。通过对“拔尖班”学生的课程教学实践，取得了较好的教学效果。
2026, 41(6): 92-99
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511181
摘要:
理想气体摩尔热容可用量子统计热力学定量计算。但液态量子自由度难以确定，目前尚无方法直接从统计热力学计算液态摩尔热容。气态到液态的相变对分子内振动影响有限，只是把气态分子的自由平动和转动自由度转化为类振动自由度。于是，液态物质的摩尔热容可定量关联相应气态的摩尔热容，根据量子自由度演化而算得。
理想气体摩尔热容可用量子统计热力学定量计算。但液态量子自由度难以确定，目前尚无方法直接从统计热力学计算液态摩尔热容。气态到液态的相变对分子内振动影响有限，只是把气态分子的自由平动和转动自由度转化为类振动自由度。于是，液态物质的摩尔热容可定量关联相应气态的摩尔热容，根据量子自由度演化而算得。
2026, 41(6): 100-107
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511184
摘要:
针对普通化学“化学热力学和动力学”部分理论性强、学生难以理解与应用的教学痛点，课程组构建了以“问题驱动”为核心，将“情境线”“知识线”和“问题线”三线有机融合的教学新模式。以“碳中和与降低碳排放的CO2转化技术”这一综合性大问题为引领，将其分解为一系列环环相扣的小问题。通过真实情境导入，设计层层递进的问题链，引导学生运用反应吉布斯自由能变、化学反应平衡、反应速率理论和催化剂等核心知识，逐层深入探究CO2转化反应的热力学可能性与动力学可行性，最终自主构建知识体系并解决复杂工程问题，有效培养了学生创新思维和社会责任感。
针对普通化学“化学热力学和动力学”部分理论性强、学生难以理解与应用的教学痛点，课程组构建了以“问题驱动”为核心，将“情境线”“知识线”和“问题线”三线有机融合的教学新模式。以“碳中和与降低碳排放的CO2转化技术”这一综合性大问题为引领，将其分解为一系列环环相扣的小问题。通过真实情境导入，设计层层递进的问题链，引导学生运用反应吉布斯自由能变、化学反应平衡、反应速率理论和催化剂等核心知识，逐层深入探究CO2转化反应的热力学可能性与动力学可行性，最终自主构建知识体系并解决复杂工程问题，有效培养了学生创新思维和社会责任感。
2026, 41(6): 108-117
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511208
摘要:
针对传统化学类本科生跨学科培养中知识衔接不系统、理论与实践脱节、创新成果转化不足等问题，南京邮电大学化学与生命科学学院以化学“101计划”核心课程体系为基础框架，构建了“课程矩阵-科研实践-竞赛转化-成果反哺”跨学科创新育人闭环模式。该模式通过“基础课程优化+跨学科模块嵌入”的系统整合方式，深度衔接化学“101计划”在核心课程优化、科研反哺教学和拔尖人才培养方面的核心要求。依托多元化课程体系、精准化导师指导、立体化产教融合，通过“知识输入-实践创新-教学迭代”的自然流转，着力提升学生多维创新能力。实践成效显著：本科生科研参与率大幅提升，学术产出与竞赛成绩突出，教学反哺实效凸显，毕业生发展能级显著增强。该模式为基层院校依托自身特色落实化学“101计划”提供了可复制的跨学科育人实践范式。
针对传统化学类本科生跨学科培养中知识衔接不系统、理论与实践脱节、创新成果转化不足等问题，南京邮电大学化学与生命科学学院以化学“101计划”核心课程体系为基础框架，构建了“课程矩阵-科研实践-竞赛转化-成果反哺”跨学科创新育人闭环模式。该模式通过“基础课程优化+跨学科模块嵌入”的系统整合方式，深度衔接化学“101计划”在核心课程优化、科研反哺教学和拔尖人才培养方面的核心要求。依托多元化课程体系、精准化导师指导、立体化产教融合，通过“知识输入-实践创新-教学迭代”的自然流转，着力提升学生多维创新能力。实践成效显著：本科生科研参与率大幅提升，学术产出与竞赛成绩突出，教学反哺实效凸显，毕业生发展能级显著增强。该模式为基层院校依托自身特色落实化学“101计划”提供了可复制的跨学科育人实践范式。
2026, 41(6): 118-124
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512003
摘要:
合成化学实验是教育部化学“101计划”12门核心课程之一，是涵盖有机、无机、高分子、超分子物质和新材料合成与表征的全新实验课程。与课程适配的核心师资团队建设是一项重要任务。本文介绍了合成化学实验课程建设过程中的课堂提升工作，包括机制建立、听课实践、反馈交流等，旨在促进教师间课堂教学实践的交流和借鉴，更好地推动合成化学实验教学质量的提升。
合成化学实验是教育部化学“101计划”12门核心课程之一，是涵盖有机、无机、高分子、超分子物质和新材料合成与表征的全新实验课程。与课程适配的核心师资团队建设是一项重要任务。本文介绍了合成化学实验课程建设过程中的课堂提升工作，包括机制建立、听课实践、反馈交流等，旨在促进教师间课堂教学实践的交流和借鉴，更好地推动合成化学实验教学质量的提升。
2026, 41(6): 125-135
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506043
摘要:
基于教研成果，本文设计了以液相化学还原法制备碳载铂纳米催化剂，并测定其结构和电催化甲醇氧化性能的实验，作为化学“101计划”合成化学实验课程中的典型教学案例。案例经专家组研讨修改，已被编入《合成化学实验》教材，将由高等教育出版社出版。该“合成-表征-测试”全链条实验可培养学生相关技能与科研素养。
基于教研成果，本文设计了以液相化学还原法制备碳载铂纳米催化剂，并测定其结构和电催化甲醇氧化性能的实验，作为化学“101计划”合成化学实验课程中的典型教学案例。案例经专家组研讨修改，已被编入《合成化学实验》教材，将由高等教育出版社出版。该“合成-表征-测试”全链条实验可培养学生相关技能与科研素养。
2026, 41(6): 136-144
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510101
摘要:
“离子液体中的Sonogashira偶联反应”已被收录于最新出版的化学“101计划”《合成化学实验》教材中，归属于“4.4 金属催化偶联反应”这一章节。实验以Pd(PPh3)2Cl2为催化剂，商业可得的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为溶剂，在无铜条件下实现4-甲基碘苯与苯乙炔的交叉偶联，以优异的产率得到内炔化合物。本实验包括简易氮气保护反应装置的搭建、微量注射器加样、薄层色谱检测反应、柱层析分离、旋转蒸发等实验操作。此外，要求学生根据所得的产率，计算反应的原子经济性、反应质量效率、原料回收率、过量物质的消耗，并将结果绘制于一个雷达五边形图中。本文对该实验的背景知识做了补充介绍，详细分析了实验过程中的注意事项，给出了实验实施安排的建议，并提供了数据分析和思考题的参考答案。
“离子液体中的Sonogashira偶联反应”已被收录于最新出版的化学“101计划”《合成化学实验》教材中，归属于“4.4 金属催化偶联反应”这一章节。实验以Pd(PPh3)2Cl2为催化剂，商业可得的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为溶剂，在无铜条件下实现4-甲基碘苯与苯乙炔的交叉偶联，以优异的产率得到内炔化合物。本实验包括简易氮气保护反应装置的搭建、微量注射器加样、薄层色谱检测反应、柱层析分离、旋转蒸发等实验操作。此外，要求学生根据所得的产率，计算反应的原子经济性、反应质量效率、原料回收率、过量物质的消耗，并将结果绘制于一个雷达五边形图中。本文对该实验的背景知识做了补充介绍，详细分析了实验过程中的注意事项，给出了实验实施安排的建议，并提供了数据分析和思考题的参考答案。
2026, 41(6): 145-151
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511028
摘要:
基于化学“101计划”合成化学实验课程建设目标，设计并实施了以电化学合成方法为核心的综合性实验——过二硫酸钾的制备与鉴定。实验通过电解饱和硫酸氢钾溶液合成目标产物，结合化学滴定与X射线衍射技术进行纯度分析和结构表征，构建了“合成-分析-表征”一体化的教学流程。该教学设计不仅使学生掌握电化学合成的基本原理与实验技能，而且理解无机合成、物理化学、仪器分析等多学科知识的交叉与融合。通过计算电流效率、分析产物纯度与结晶度，有效培养学生的处理数据能力、批判性思维和解决复杂问题的科研素养。本实验内容综合、设计严谨，高度契合“101计划”对提升学生创新能力和实践能力的深层目标，为培养新时代高素质化学人才提供了有力支撑。
基于化学“101计划”合成化学实验课程建设目标，设计并实施了以电化学合成方法为核心的综合性实验——过二硫酸钾的制备与鉴定。实验通过电解饱和硫酸氢钾溶液合成目标产物，结合化学滴定与X射线衍射技术进行纯度分析和结构表征，构建了“合成-分析-表征”一体化的教学流程。该教学设计不仅使学生掌握电化学合成的基本原理与实验技能，而且理解无机合成、物理化学、仪器分析等多学科知识的交叉与融合。通过计算电流效率、分析产物纯度与结晶度，有效培养学生的处理数据能力、批判性思维和解决复杂问题的科研素养。本实验内容综合、设计严谨，高度契合“101计划”对提升学生创新能力和实践能力的深层目标，为培养新时代高素质化学人才提供了有力支撑。
2026, 41(6): 152-159
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511100
摘要:
“L-脯氨酸催化的不对称Aldol缩合反应”实验是化学“101计划”合成化学实验课程中手性合成模块的实验项目，对应于不对称催化合成方法的教学。该实验将研究前沿“有机小分子催化不对称合成”融入本科实验教学，内容来源于2021年诺贝尔化学奖获得者Benjamin List在2000年发表的经典研究工作。本文详细介绍了该实验教学的设计与实施过程。通过精心教学设计，引导学生在掌握实验基础知识和基本技能的基础上，理解科学发现的逻辑，培养科学探究精神与创新思维，激发科研兴趣，从而提升基础化学学科人才培养质量。
“L-脯氨酸催化的不对称Aldol缩合反应”实验是化学“101计划”合成化学实验课程中手性合成模块的实验项目，对应于不对称催化合成方法的教学。该实验将研究前沿“有机小分子催化不对称合成”融入本科实验教学，内容来源于2021年诺贝尔化学奖获得者Benjamin List在2000年发表的经典研究工作。本文详细介绍了该实验教学的设计与实施过程。通过精心教学设计，引导学生在掌握实验基础知识和基本技能的基础上，理解科学发现的逻辑，培养科学探究精神与创新思维，激发科研兴趣，从而提升基础化学学科人才培养质量。
2026, 41(6): 160-165
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508082
摘要:
基本操作教学是化学实验教学的重要组成部分。本文介绍了武汉大学基础化学实验教学组在基本操作教学领域的探索与实践。构建了五步闭环教学模式，在开展技能培训的同时注重培养思维能力，使教学过程由“单向推进”转变为“循环优化”，为教学效果的稳定提升提供了关键保障。
基本操作教学是化学实验教学的重要组成部分。本文介绍了武汉大学基础化学实验教学组在基本操作教学领域的探索与实践。构建了五步闭环教学模式，在开展技能培训的同时注重培养思维能力，使教学过程由“单向推进”转变为“循环优化”，为教学效果的稳定提升提供了关键保障。
2026, 41(6): 166-174
doi: 10.12461/PKU.DXHX202605044
摘要:
面向化学“101计划”对综合化学实验课程“高阶性、创新性、挑战度”的要求，本文构建了一个以pH响应型有机金属超分子笼MOC-16的生物成像性能为核心、依托大型仪器共享平台的细胞成像综合实验。该实验涵盖了细胞培养、pH依赖性细胞膜靶向孵育、激光共聚焦单/双光子成像及图像分析等环节，形成了完整的科研训练模式，可系统培养学生操作大型仪器的实战能力与跨学科思维。作为化学“强基计划”现代化学研究方法与实验课程的核心模块，本实验已入选化学“101计划”合成化学实验教材综合部分，既可作为化学生物学实验单独开课，也可与超分子笼的合成与表征内容组合作为面向生物医药应用的综合化学实验开设，不仅凝练了契合拔尖创新人才培养目标的实验教学模式，也为大型仪器共享平台支撑基础学科人才培养提供了可复制、可推广的实践范例。
面向化学“101计划”对综合化学实验课程“高阶性、创新性、挑战度”的要求，本文构建了一个以pH响应型有机金属超分子笼MOC-16的生物成像性能为核心、依托大型仪器共享平台的细胞成像综合实验。该实验涵盖了细胞培养、pH依赖性细胞膜靶向孵育、激光共聚焦单/双光子成像及图像分析等环节，形成了完整的科研训练模式，可系统培养学生操作大型仪器的实战能力与跨学科思维。作为化学“强基计划”现代化学研究方法与实验课程的核心模块，本实验已入选化学“101计划”合成化学实验教材综合部分，既可作为化学生物学实验单独开课，也可与超分子笼的合成与表征内容组合作为面向生物医药应用的综合化学实验开设，不仅凝练了契合拔尖创新人才培养目标的实验教学模式，也为大型仪器共享平台支撑基础学科人才培养提供了可复制、可推广的实践范例。
2026, 41(6): 175-184
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511193
摘要:
面向化学“101计划”的核心教案模块，以“理论-实践”一体化的模式进行了微流控分析教学探索，包含微流控理论教学和微流控核心实验教学两大模块，其中实验教学包含两个案例：转基因大豆核酸检测(LAMP核酸检测案例)和降钙素原快速定量检测(夹心型免疫分析案例)。本课程在传统分析化学教学模式的基础上进行创新，丰富了微流控实验中即时检测(POCT)的理论及实验的课程设计，通过实际案例帮助学生更好地理解微流控的基本原理和实际应用，同时培养学生的实验技能、数据分析能力和综合思维能力。
面向化学“101计划”的核心教案模块，以“理论-实践”一体化的模式进行了微流控分析教学探索，包含微流控理论教学和微流控核心实验教学两大模块，其中实验教学包含两个案例：转基因大豆核酸检测(LAMP核酸检测案例)和降钙素原快速定量检测(夹心型免疫分析案例)。本课程在传统分析化学教学模式的基础上进行创新，丰富了微流控实验中即时检测(POCT)的理论及实验的课程设计，通过实际案例帮助学生更好地理解微流控的基本原理和实际应用，同时培养学生的实验技能、数据分析能力和综合思维能力。
2026, 41(6): 185-195
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512040
摘要:
系统阐述了高分子物理实验模块在化学“101计划”化学测量学实验体系中的设计理念、核心架构、实施策略、建设成效与未来展望。该模块围绕“结构-性能-应用”逻辑主线，构建了涵盖高分子结构表征、聚集态调控、功能特性评价及材料性能测试四大方向的33项实验项目，形成了从基础技能训练到综合创新实践的阶梯式教学体系。实验设计注重理论与实践相结合、传统方法与现代技术相融合、学科交叉与工程应用相贯通，通过模块化组织、分层教学、项目驱动与数字化辅助相结合的实施路径，有效提升了学生的实验操作能力、数据分析能力与创新思维能力。该模块的建设丰富了化学测量学实验的课程内涵，强化了高分子科学与化学测量学的内在联系，为培养符合新时代需求的复合型化学人才提供了有力支撑，对推进化学“101计划”实验教学改革具有积极意义。
系统阐述了高分子物理实验模块在化学“101计划”化学测量学实验体系中的设计理念、核心架构、实施策略、建设成效与未来展望。该模块围绕“结构-性能-应用”逻辑主线，构建了涵盖高分子结构表征、聚集态调控、功能特性评价及材料性能测试四大方向的33项实验项目，形成了从基础技能训练到综合创新实践的阶梯式教学体系。实验设计注重理论与实践相结合、传统方法与现代技术相融合、学科交叉与工程应用相贯通，通过模块化组织、分层教学、项目驱动与数字化辅助相结合的实施路径，有效提升了学生的实验操作能力、数据分析能力与创新思维能力。该模块的建设丰富了化学测量学实验的课程内涵，强化了高分子科学与化学测量学的内在联系，为培养符合新时代需求的复合型化学人才提供了有力支撑，对推进化学“101计划”实验教学改革具有积极意义。
2026, 41(6): 196-203
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511180
摘要:
在现有的本科实验教学中，微纳表征常采用扫描探针显微技术、扫描电镜显微技术，而对于光学非接触式测量技术则存在空白。像散位移显微镜是一种基于像散测量的新技术，其具备光学非接触、扫描范围大、成像速度快和轴向纳米级分辨率等优势。为了将其引入化学“101计划”——化学测量学实验，本文自主研发了一款专为教学实验定制的像散位移显微镜仪器，并基于该仪器设计了一套完整的实验教学方案。本实验涉及“化学-光学-电子学-微纳表征”领域，通过开展“位移信号标定-三维成像-振动分析-膜厚测量”这四部分内容，激发学生对微纳表征前沿动态的思考，了解高精尖表征技术对于先进制造的重要性，并在动手实践过程中增强科学仪器自主国产化的信心，培养仪器类人才。
在现有的本科实验教学中，微纳表征常采用扫描探针显微技术、扫描电镜显微技术，而对于光学非接触式测量技术则存在空白。像散位移显微镜是一种基于像散测量的新技术，其具备光学非接触、扫描范围大、成像速度快和轴向纳米级分辨率等优势。为了将其引入化学“101计划”——化学测量学实验，本文自主研发了一款专为教学实验定制的像散位移显微镜仪器，并基于该仪器设计了一套完整的实验教学方案。本实验涉及“化学-光学-电子学-微纳表征”领域，通过开展“位移信号标定-三维成像-振动分析-膜厚测量”这四部分内容，激发学生对微纳表征前沿动态的思考，了解高精尖表征技术对于先进制造的重要性，并在动手实践过程中增强科学仪器自主国产化的信心，培养仪器类人才。
2026, 41(6): 204-210
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503098
摘要:
深入探讨了计算化学实验模块在化学“101计划”化学测量学实验中的设计思路及实施目标。该模块精心设计了涵盖分子体系模拟、周期性体系模拟及分子动力学模拟三大类的12个实验项目，采用由浅入深、循序渐进的教学模式，引导学生从简单分子结构优化和能量计算入手，逐步到复杂体系的反应路径预测、材料性能模拟及生物大分子相互作用分析等高级技能。实验内容不仅注重理论与实际操作的紧密结合，还强调多学科交叉融合，与电子光谱、振动光谱、先进表征技术和物理化学测量等实验模块形成有效关联。该模块的引入不仅丰富了化学测量学实验课程的内容，还能显著提升学生的科研素养和创新能力，对推动化学“101计划”实验教学改革具有重要意义。
深入探讨了计算化学实验模块在化学“101计划”化学测量学实验中的设计思路及实施目标。该模块精心设计了涵盖分子体系模拟、周期性体系模拟及分子动力学模拟三大类的12个实验项目，采用由浅入深、循序渐进的教学模式，引导学生从简单分子结构优化和能量计算入手，逐步到复杂体系的反应路径预测、材料性能模拟及生物大分子相互作用分析等高级技能。实验内容不仅注重理论与实际操作的紧密结合，还强调多学科交叉融合，与电子光谱、振动光谱、先进表征技术和物理化学测量等实验模块形成有效关联。该模块的引入不仅丰富了化学测量学实验课程的内容，还能显著提升学生的科研素养和创新能力，对推动化学“101计划”实验教学改革具有重要意义。
2026, 41(6): 211-220
doi: 10.12461/PKU.DXHX202502016
摘要:
反应速率及活化能测定实验面向化学专业大一学生开设，是无机化学实验中不可缺少的内容，与无机化学理论知识相互衔接。本文基于化学“101计划”，以解决问题、锻炼能力为导向，对原实验进行了半微量化设计、协作式教学与信息化技术的融合创新，旨在培养学生的环保意识，强化学生的团队协作精神，提升学生的信息化能力，锻炼学生解决问题的能力；学生通过反复讨论、验证应用Arrhenius方程处理实验数据降低实验结果的误差，不仅内化提升理论知识，也让学生建立应用理论知识解决实际问题的科学思维，培养学生认真严谨的科学态度，为化学拔尖创新人才的培养奠定基础。
反应速率及活化能测定实验面向化学专业大一学生开设，是无机化学实验中不可缺少的内容，与无机化学理论知识相互衔接。本文基于化学“101计划”，以解决问题、锻炼能力为导向，对原实验进行了半微量化设计、协作式教学与信息化技术的融合创新，旨在培养学生的环保意识，强化学生的团队协作精神，提升学生的信息化能力，锻炼学生解决问题的能力；学生通过反复讨论、验证应用Arrhenius方程处理实验数据降低实验结果的误差，不仅内化提升理论知识，也让学生建立应用理论知识解决实际问题的科学思维，培养学生认真严谨的科学态度，为化学拔尖创新人才的培养奠定基础。
2026, 41(6): 221-229
doi: 10.12461/PKU.DXHX202506079
摘要:
对标“101计划”化学测量学教学改革要求，设计和开发了一项基于电化学原位拉曼光谱技术的创新仪器分析实验。主要基于电催化硝酸根还原合成氨这一绿色合成工艺，借助先进的电化学原位拉曼光谱技术实时追踪催化剂表面活性位点与关键中间体的动态演变，以准确鉴定真实的催化活性位点，推断可能的反应路径。本实验构建了完整的“反应-表征-机理”一体化的实验教学体系，聚焦于帮助学生掌握知识、提升能力以及全面培育素养。并且，充分展现出前沿科学对先进表征技术的依赖和需求，填补了“原位表征-电催化反应”交叉课程的空白，可作为“科研-教学双螺旋驱动”模式下新工科实验教学改革的典型范例。
对标“101计划”化学测量学教学改革要求，设计和开发了一项基于电化学原位拉曼光谱技术的创新仪器分析实验。主要基于电催化硝酸根还原合成氨这一绿色合成工艺，借助先进的电化学原位拉曼光谱技术实时追踪催化剂表面活性位点与关键中间体的动态演变，以准确鉴定真实的催化活性位点，推断可能的反应路径。本实验构建了完整的“反应-表征-机理”一体化的实验教学体系，聚焦于帮助学生掌握知识、提升能力以及全面培育素养。并且，充分展现出前沿科学对先进表征技术的依赖和需求，填补了“原位表征-电催化反应”交叉课程的空白，可作为“科研-教学双螺旋驱动”模式下新工科实验教学改革的典型范例。
2026, 41(6): 230-236
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508002
摘要:
硫酸亚铁铵的制备实验是无机化学实验中的经典案例之一。传统的硫酸亚铁铵的制备实验仅涉及晶体制备与表征分析两部分，内容单薄乏味。本文基于化学“101计划”的新要求，以开拓学生视野、引领学生发展为导向，将晶体形貌调控技术与原实验巧妙融合，并使用智能手机的AI相机功能对晶体形貌进行观察。这一创新性的改进有效地增强了实验趣味性，强化了学生对无机化学前沿领域的认识，提升了学生的科研探究能力，同时让学生体会到了化学之美，为培养有能力、有内涵的高素质化学专业拔尖创新人才奠定了一定的基础。
硫酸亚铁铵的制备实验是无机化学实验中的经典案例之一。传统的硫酸亚铁铵的制备实验仅涉及晶体制备与表征分析两部分，内容单薄乏味。本文基于化学“101计划”的新要求，以开拓学生视野、引领学生发展为导向，将晶体形貌调控技术与原实验巧妙融合，并使用智能手机的AI相机功能对晶体形貌进行观察。这一创新性的改进有效地增强了实验趣味性，强化了学生对无机化学前沿领域的认识，提升了学生的科研探究能力，同时让学生体会到了化学之美，为培养有能力、有内涵的高素质化学专业拔尖创新人才奠定了一定的基础。
2026, 41(6): 237-243
doi: 10.12461/PKU.DXHX202512039
摘要:
建设具有中国特色的一流核心教材是教育部基础学科系列“101计划”的“四个一流”建设内容之一，在加快推进国家基础学科拔尖人才培养中有着重要的作用。化学“101计划”化学测量学实验课程组聚焦化学拔尖创新人才培养目标，将参与高校的分析化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、高分子物理实验以及部分的综合化学实验等实验课程的内容进行有机融合提升，并结合前沿科学研究，进行“模块化”设计，围绕76个核心知识点组织教材内容。本文以《化学测量学实验动态电子教案》数字化教材为例，介绍化学“101计划”化学测量学实验教材的设计和建设情况，以期推动高等学校化学实验教学的整体提升。
建设具有中国特色的一流核心教材是教育部基础学科系列“101计划”的“四个一流”建设内容之一，在加快推进国家基础学科拔尖人才培养中有着重要的作用。化学“101计划”化学测量学实验课程组聚焦化学拔尖创新人才培养目标，将参与高校的分析化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、高分子物理实验以及部分的综合化学实验等实验课程的内容进行有机融合提升，并结合前沿科学研究，进行“模块化”设计，围绕76个核心知识点组织教材内容。本文以《化学测量学实验动态电子教案》数字化教材为例，介绍化学“101计划”化学测量学实验教材的设计和建设情况，以期推动高等学校化学实验教学的整体提升。
2026, 41(6): 244-250
doi: 10.12461/PKU.DXHX202510011
摘要:
作为化学“101计划”普通化学核心课程教学改革的重要成果，《普通化学动态电子教案》与《普通化学》核心教材相辅相成、配套建设并协同使用。“101计划”普通化学课程组在系统凝练普通化学课程核心知识体系的基础上，针对7个模块48个知识点精心制作并审核修订了教学课件与参考教案，同时推进可动态更新的典型案例课件和特色教学课件的持续建设。这一成果推动了普通化学课程在教学内容、方法及资源建设与共享等方面的全面升级，并在全国多所高校开展试点应用。
作为化学“101计划”普通化学核心课程教学改革的重要成果，《普通化学动态电子教案》与《普通化学》核心教材相辅相成、配套建设并协同使用。“101计划”普通化学课程组在系统凝练普通化学课程核心知识体系的基础上，针对7个模块48个知识点精心制作并审核修订了教学课件与参考教案，同时推进可动态更新的典型案例课件和特色教学课件的持续建设。这一成果推动了普通化学课程在教学内容、方法及资源建设与共享等方面的全面升级，并在全国多所高校开展试点应用。
2026, 41(6): 251-255
doi: 10.12461/PKU.DXHX202511197
摘要:
“101计划”教材《物理化学教程》从原子分子水平出发，对物理化学课程内容进行了重塑，展现了与众不同的几个重要特征：全篇贯彻了从原子分子水平出发的热力学认知；系统构建了分子间相互作用的热力学；建立起溶液结构的新认知以及对活度系数的全新理解；大量的科学史分析，凝练了科学智慧。从一轮教学实践后学生反馈来看，该教材能够帮助学生掌握对热力学微观层面的理解及应用，对化学学科拔尖创新人才的培养起到了积极作用。
“101计划”教材《物理化学教程》从原子分子水平出发，对物理化学课程内容进行了重塑，展现了与众不同的几个重要特征：全篇贯彻了从原子分子水平出发的热力学认知；系统构建了分子间相互作用的热力学；建立起溶液结构的新认知以及对活度系数的全新理解；大量的科学史分析，凝练了科学智慧。从一轮教学实践后学生反馈来看，该教材能够帮助学生掌握对热力学微观层面的理解及应用，对化学学科拔尖创新人才的培养起到了积极作用。
2026, 41(6): 256-264
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509061
摘要:
本文以化学“101计划”《普通化学》教材中“人体内的缓冲体系及调节作用”案例为例，探讨了教材案例的撰写思路与技巧。撰写案例需注重案例内容与核心知识点的关联，跨学科知识和思政元素的融入，以及案例内容的逻辑框架建立。本文还强调了教材案例在学科教学、科普教育及智慧课程建设中的潜在应用，为教学实践提供参考。
本文以化学“101计划”《普通化学》教材中“人体内的缓冲体系及调节作用”案例为例，探讨了教材案例的撰写思路与技巧。撰写案例需注重案例内容与核心知识点的关联，跨学科知识和思政元素的融入，以及案例内容的逻辑框架建立。本文还强调了教材案例在学科教学、科普教育及智慧课程建设中的潜在应用，为教学实践提供参考。
2026, 41(6): 265-272
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503048
摘要:
立足农林高等教育，在“新农科”建设背景下，以学生发展为中心，紧扣“知识、能力、素养”三个方面的教学目标，遵循“两性一度”标准，开展了以“目标导向、价值引领、交融创新、信息赋能、科学评价”为核心的教学探索与实践。通过教学实践，有效实现了知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，解决了公共基础课与专业教育需求脱节的问题，发挥了化学实验在“新农科”人才培养中的作用，为培养出更多对“三农”有认知、情怀与担当的新时代卓越农林人才提供了坚实的基础。
立足农林高等教育，在“新农科”建设背景下，以学生发展为中心，紧扣“知识、能力、素养”三个方面的教学目标，遵循“两性一度”标准，开展了以“目标导向、价值引领、交融创新、信息赋能、科学评价”为核心的教学探索与实践。通过教学实践，有效实现了知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，解决了公共基础课与专业教育需求脱节的问题，发挥了化学实验在“新农科”人才培养中的作用，为培养出更多对“三农”有认知、情怀与担当的新时代卓越农林人才提供了坚实的基础。
2026, 41(6): 273-281
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503049
摘要:
以“稀溶液的凝固点降低”这一知识点为例，探索并实践“理论-实验-思政-专创”多维联动教学模式。通过线上线下结合，以及问题式/案例式、翻转课堂、分组任务等多措并举，完成知识的理论讲授、实验强化、思政浸润和第二课堂拓展环节，充分调动了学生学习的主动性，激发学生创新意识，在学会、学懂知识的同时，获得探索并解决实际问题的能力，达到树人育人效果。
以“稀溶液的凝固点降低”这一知识点为例，探索并实践“理论-实验-思政-专创”多维联动教学模式。通过线上线下结合，以及问题式/案例式、翻转课堂、分组任务等多措并举，完成知识的理论讲授、实验强化、思政浸润和第二课堂拓展环节，充分调动了学生学习的主动性，激发学生创新意识，在学会、学懂知识的同时，获得探索并解决实际问题的能力，达到树人育人效果。
2026, 41(6): 282-287
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503060
摘要:
在“有组织科研”背景下，针对大科研团队，提出“一主多辅”实验室内部轮转制度。“一主”即以承担国家重大工程项目的导师团队为主，“多辅”即辅以团队内部不同研究方向，在明确学生实验室隶属关系的前提下，对学生实施不同研究方向间的轮转。“实验室内部轮转”制度在学生个人成长、教师开展多学科创新型研究以及工科院校承担国家重大工程项目等方面具有建设性指导意义。
在“有组织科研”背景下，针对大科研团队，提出“一主多辅”实验室内部轮转制度。“一主”即以承担国家重大工程项目的导师团队为主，“多辅”即辅以团队内部不同研究方向，在明确学生实验室隶属关系的前提下，对学生实施不同研究方向间的轮转。“实验室内部轮转”制度在学生个人成长、教师开展多学科创新型研究以及工科院校承担国家重大工程项目等方面具有建设性指导意义。
2026, 41(6): 288-296
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503121
摘要:
在新工科背景下，传统有机化学教学面临诸多挑战。本文提出五类教学“新模式”的探索与应用：1) 差异化翻转课堂；2) 真实性项目化学习；3) 竞赛式学习；4) 模块化教学；5) 网络辅助教学。通过案例阐释实施路径，强调有机化学课堂模式创新与改革，旨在有效激发学生学习兴趣，培养能够应对复杂工程问题的高素质复合型人才。
在新工科背景下，传统有机化学教学面临诸多挑战。本文提出五类教学“新模式”的探索与应用：1) 差异化翻转课堂；2) 真实性项目化学习；3) 竞赛式学习；4) 模块化教学；5) 网络辅助教学。通过案例阐释实施路径，强调有机化学课堂模式创新与改革，旨在有效激发学生学习兴趣，培养能够应对复杂工程问题的高素质复合型人才。
2026, 41(6): 297-309
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504065
摘要:
推进课程思政建设不仅是落实高校立德树人根本任务的战略举措，也是提高人才培养质量的关键抓手。本团队针对应用化学(放射化学方向)的专业特点进行顶层设计，深入挖掘、分类整理出有机化学课程中的两类思政元素——经典通用元素与放射化学特色元素，通过课程设计及教学实践，融知识传授、能力培养和价值塑造为一体，增强了有机化学课程思政内容的丰富性、趣味性和实用性，有助于学生更好地适应未来的学习和工作。
推进课程思政建设不仅是落实高校立德树人根本任务的战略举措，也是提高人才培养质量的关键抓手。本团队针对应用化学(放射化学方向)的专业特点进行顶层设计，深入挖掘、分类整理出有机化学课程中的两类思政元素——经典通用元素与放射化学特色元素，通过课程设计及教学实践，融知识传授、能力培养和价值塑造为一体，增强了有机化学课程思政内容的丰富性、趣味性和实用性，有助于学生更好地适应未来的学习和工作。
2026, 41(6): 310-314
doi: 10.12461/PKU.DXHX202505024
摘要:
本科毕业论文作为本科教育的最后一个重要环节，是一流本科专业建设的核心内容之一。如何改进与优化本科毕业论文的管理，做好一流本科专业建设，培养一流人才，全面振兴本科教育，具有重要的现实意义。近些年，针对化学类专业本科生毕业论文工作中存在的认知观念偏差、论文格式规范、研究工作质量等问题，结合教育部关于一流本科专业建设和论文抽检等要求，学院通过完善质量管理和监控体系等措施，有效地保障了本科毕业论文的质量。本文将对这些探索与结果进行讨论，为高校本科毕业论文的质量管理提供参考。
本科毕业论文作为本科教育的最后一个重要环节，是一流本科专业建设的核心内容之一。如何改进与优化本科毕业论文的管理，做好一流本科专业建设，培养一流人才，全面振兴本科教育，具有重要的现实意义。近些年，针对化学类专业本科生毕业论文工作中存在的认知观念偏差、论文格式规范、研究工作质量等问题，结合教育部关于一流本科专业建设和论文抽检等要求，学院通过完善质量管理和监控体系等措施，有效地保障了本科毕业论文的质量。本文将对这些探索与结果进行讨论，为高校本科毕业论文的质量管理提供参考。
2026, 41(6): 315-320
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503046
摘要:
结合非化学专业人才培养需求，分析当前高校在化学课程设计、教学方法和实验资源分配等方面的现状，并结合具体案例，充分展示了创新化学课程对非化学专业学生在学术与职业发展中的积极影响。展望未来，大学非化学专业的化学课程设置应结合学生的专业背景，进一步推动个性化和跨学科教育模式的发展，以期更好地服务于社会发展和人才需求。
结合非化学专业人才培养需求，分析当前高校在化学课程设计、教学方法和实验资源分配等方面的现状，并结合具体案例，充分展示了创新化学课程对非化学专业学生在学术与职业发展中的积极影响。展望未来，大学非化学专业的化学课程设置应结合学生的专业背景，进一步推动个性化和跨学科教育模式的发展，以期更好地服务于社会发展和人才需求。
2026, 41(6): 321-327
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503131
摘要:
机械化学合成是一种利用研磨、剪切等机械能输入方式促进合成反应的实施手段，具有绿色环保、高效节能等显著优势。近年来，机械力与光化学的协同作用逐渐成为研究热点。通过交错或同步进行机械研磨与光照操作，可实现二者的优势互补。本文系统性综述了机械力驱动光化学反应的原理、装置及研究进展。这些创新方法不仅有效拓展了机械化学的应用边界，还推动了有机合成、纳米材料制备等领域的绿色转型。未来，机械光化学有望在药物开发、能源存储及可持续合成等领域发挥关键作用，并为多学科交叉研究提供新的思路。该介绍有助于拓宽学生对不同化学领域的认知，加深对化学反应本质的理解，提升学习兴趣，并激发探索未知的好奇心。
机械化学合成是一种利用研磨、剪切等机械能输入方式促进合成反应的实施手段，具有绿色环保、高效节能等显著优势。近年来，机械力与光化学的协同作用逐渐成为研究热点。通过交错或同步进行机械研磨与光照操作，可实现二者的优势互补。本文系统性综述了机械力驱动光化学反应的原理、装置及研究进展。这些创新方法不仅有效拓展了机械化学的应用边界，还推动了有机合成、纳米材料制备等领域的绿色转型。未来，机械光化学有望在药物开发、能源存储及可持续合成等领域发挥关键作用，并为多学科交叉研究提供新的思路。该介绍有助于拓宽学生对不同化学领域的认知，加深对化学反应本质的理解，提升学习兴趣，并激发探索未知的好奇心。
2026, 41(6): 328-334
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504013
摘要:
以独特的视角，通过主人公的奇幻冒险，深入探索了3-甲基吲哚(粪臭素)这一物质。从臭豆腐的发酵过程，到香水调配中的应用，再到实验室中的人工合成，逐步揭示了粪臭素在自然界中的产生机制、气味变化的奥秘以及人工合成的具体步骤。旨在让读者不仅对粪臭素有直观的认识，更能深入理解其结构与制备方法，展现化学在日常生活中的奇妙与魅力。
以独特的视角，通过主人公的奇幻冒险，深入探索了3-甲基吲哚(粪臭素)这一物质。从臭豆腐的发酵过程，到香水调配中的应用，再到实验室中的人工合成，逐步揭示了粪臭素在自然界中的产生机制、气味变化的奥秘以及人工合成的具体步骤。旨在让读者不仅对粪臭素有直观的认识，更能深入理解其结构与制备方法，展现化学在日常生活中的奇妙与魅力。
2026, 41(6): 335-342
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504074
摘要:
我们设计了一个以酚酞变色机理为背景的分子模拟实验项目，实验内容涵盖分子模型构建、结构优化、前线轨道分析和光谱计算，使学生能够从电子结构层面深入理解pH诱导的酚酞分子结构变化与颜色变化的内在关联。作为酸碱滴定实验的延伸拓展，本项目通过可视化分子模型将酚酞分子颜色的变化具象化，有效促进了学生对酸碱指示剂作用原理的深层次理解。
我们设计了一个以酚酞变色机理为背景的分子模拟实验项目，实验内容涵盖分子模型构建、结构优化、前线轨道分析和光谱计算，使学生能够从电子结构层面深入理解pH诱导的酚酞分子结构变化与颜色变化的内在关联。作为酸碱滴定实验的延伸拓展，本项目通过可视化分子模型将酚酞分子颜色的变化具象化，有效促进了学生对酸碱指示剂作用原理的深层次理解。
2026, 41(6): 343-352
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504006
摘要:
溶胶的制备在中学时代便已被学生所了解，本科阶段，它进一步成为物理化学的一个经典实验。在以往设计中，存在制备方法过于简单、结构与性能表征单薄、应用设计缺位等问题，与学科前沿的快速发展不相适应。近年的教学实践中，我们对原有实验进行了改进。一方面弃去了原实验中部分陈旧内容，同时使整个实验过程更加绿色环保；另一方面，在制备过程中引入表面活性剂调控胶体颗粒的生长，增加了胶体材料的结构与性能表征，并以水凝胶添加剂为例，探讨了所制备的胶体颗粒在软物质结构调节方面的应用。改进后，实验跨度大，综合性强，知识联结度高，便于学生拓宽视野，深刻洞察胶体材料的构效关系，提高基础知识综合运用能力与综合实验技能，加深对胶体体系的认识与思考。
溶胶的制备在中学时代便已被学生所了解，本科阶段，它进一步成为物理化学的一个经典实验。在以往设计中，存在制备方法过于简单、结构与性能表征单薄、应用设计缺位等问题，与学科前沿的快速发展不相适应。近年的教学实践中，我们对原有实验进行了改进。一方面弃去了原实验中部分陈旧内容，同时使整个实验过程更加绿色环保；另一方面，在制备过程中引入表面活性剂调控胶体颗粒的生长，增加了胶体材料的结构与性能表征，并以水凝胶添加剂为例，探讨了所制备的胶体颗粒在软物质结构调节方面的应用。改进后，实验跨度大，综合性强，知识联结度高，便于学生拓宽视野，深刻洞察胶体材料的构效关系，提高基础知识综合运用能力与综合实验技能，加深对胶体体系的认识与思考。
2026, 41(6): 353-361
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504040
摘要:
酸催化蔗糖水解反应是众高校基础物理化学一个经典的动力学实验，硫酸、盐酸作为常用催化剂，因其强酸性和强腐蚀性，学生操作有安全隐患、仪器易锈蚀、环境受污染、废液需回收等情况。针对以上问题，我们以固体酸阳离子交换树脂替代液体强酸作为催化剂，新方法安全无污染，绿色环保，实验结果与液体酸催化类似，呈明显的准一级反应。优化了树脂用量、糖溶液浓度、反应温度等实验条件，使用自制的T型旋光管和双层夹套烧杯，学生操作方便可行。同时设计课程思政教育，以“家国情怀、辩证思维、科学素养、环保意识”为主要思政目标，提高学生辩证思维和环保意识，激发学生爱校爱国热情，培养兼具科研素养和家国情怀的高素质人才。
酸催化蔗糖水解反应是众高校基础物理化学一个经典的动力学实验，硫酸、盐酸作为常用催化剂，因其强酸性和强腐蚀性，学生操作有安全隐患、仪器易锈蚀、环境受污染、废液需回收等情况。针对以上问题，我们以固体酸阳离子交换树脂替代液体强酸作为催化剂，新方法安全无污染，绿色环保，实验结果与液体酸催化类似，呈明显的准一级反应。优化了树脂用量、糖溶液浓度、反应温度等实验条件，使用自制的T型旋光管和双层夹套烧杯，学生操作方便可行。同时设计课程思政教育，以“家国情怀、辩证思维、科学素养、环保意识”为主要思政目标，提高学生辩证思维和环保意识，激发学生爱校爱国热情，培养兼具科研素养和家国情怀的高素质人才。
2026, 41(6): 362-373
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503106
摘要:
利用欠电位沉积和方波伏安法相结合对水样中微量铅进行电分析研究，利用唯物主义理论、物理化学及电化学理论知识对电化学实验现象进行阐述。利用铅在多晶金电极上的欠电位沉积与方波伏安法相结合对水体样品中痕量铅进行分析研究的综合实验课程具有理论性强、可操作性强的特点，以问题导向性模式教学及唯物主义理论提升实验教学效果。
利用欠电位沉积和方波伏安法相结合对水样中微量铅进行电分析研究，利用唯物主义理论、物理化学及电化学理论知识对电化学实验现象进行阐述。利用铅在多晶金电极上的欠电位沉积与方波伏安法相结合对水体样品中痕量铅进行分析研究的综合实验课程具有理论性强、可操作性强的特点，以问题导向性模式教学及唯物主义理论提升实验教学效果。
2026, 41(6): 374-384
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507082
摘要:
有机长余辉发光材料在撤去激发源后仍可持续发光，表现出独特的光物理性质，在光电器件、柔性显示、信息加密及生物成像等领域具有广阔的应用前景。有机长余辉性能高度依赖于三重态激子的寿命及磷光辐射速率等关键参数，传统实验手段难以精准解析微观有机分子电子结构与宏观发光行为之间的构效关系，而计算化学方法为揭示其内在机制提供了重要途径。本实验以典型有机小分子吩噻嗪体系长余辉材料为研究对象，采用密度泛函理论优化基态与激发态几何构型，并计算自旋轨道耦合常数，结合含时密度泛函理论评估能级跃迁特性及辐射衰减通道，揭示有机分子三线态寿命与长余辉发光辐射速率等之间的内在关系。通过将前沿研究成果转化为教学资源，本实验有效提升了学生对激发态动力学与材料性能关联机制的理解，为计算化学课程提供了兼具学术深度与应用价值的有益探索。
有机长余辉发光材料在撤去激发源后仍可持续发光，表现出独特的光物理性质，在光电器件、柔性显示、信息加密及生物成像等领域具有广阔的应用前景。有机长余辉性能高度依赖于三重态激子的寿命及磷光辐射速率等关键参数，传统实验手段难以精准解析微观有机分子电子结构与宏观发光行为之间的构效关系，而计算化学方法为揭示其内在机制提供了重要途径。本实验以典型有机小分子吩噻嗪体系长余辉材料为研究对象，采用密度泛函理论优化基态与激发态几何构型，并计算自旋轨道耦合常数，结合含时密度泛函理论评估能级跃迁特性及辐射衰减通道，揭示有机分子三线态寿命与长余辉发光辐射速率等之间的内在关系。通过将前沿研究成果转化为教学资源，本实验有效提升了学生对激发态动力学与材料性能关联机制的理解，为计算化学课程提供了兼具学术深度与应用价值的有益探索。
2026, 41(6): 385-394
doi: 10.12461/PKU.DXHX202507095
摘要:
针对传统试剂柜溯源难、监管不足等问题，中国科学院南京土壤研究所研发出基于二维码与蓝牙技术的低成本、高适配智能化改造方案，实现试剂全流程记录与监管，并通过手机端便捷操作。方案适配多数国产试剂柜，打破了智能柜价格高、功能冗余、兼容性差的局限，可为高校及科研机构传统试剂柜智能化升级提供可复用的技术路径与实践范例。
针对传统试剂柜溯源难、监管不足等问题，中国科学院南京土壤研究所研发出基于二维码与蓝牙技术的低成本、高适配智能化改造方案，实现试剂全流程记录与监管，并通过手机端便捷操作。方案适配多数国产试剂柜，打破了智能柜价格高、功能冗余、兼容性差的局限，可为高校及科研机构传统试剂柜智能化升级提供可复用的技术路径与实践范例。
2026, 41(6): 395-403
doi: 10.12461/PKU.DXHX202508073
摘要:
铯铅卤钙钛矿量子点(CsPbX3，X = Cl/Br/I)因其优异的光学性能，在显示技术、光伏器件、光电探测等领域展现出广阔的应用前景。本文对科学热点CsPbX3量子点的合成和表征进行教学化改进，通过热注射法制备不同卤素组分的量子点，结合紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、离子色谱及电感耦合等离子体发射光谱等表征手段对所制备量子点进行表征，并系统探究了卤素组分(X = Cl/Br/I)对材料光学性能的影响。通过此实验，学生亲身体验了纳米材料制备与表征的完整过程，帮助学生直观地理解材料结构与性能的关联，在引导学生将理论与实践相结合的同时，激发学生自主探究热情，掌握科学系统的研究方法，最终提升学生解决复杂科学问题的能力。
铯铅卤钙钛矿量子点(CsPbX3，X = Cl/Br/I)因其优异的光学性能，在显示技术、光伏器件、光电探测等领域展现出广阔的应用前景。本文对科学热点CsPbX3量子点的合成和表征进行教学化改进，通过热注射法制备不同卤素组分的量子点，结合紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、离子色谱及电感耦合等离子体发射光谱等表征手段对所制备量子点进行表征，并系统探究了卤素组分(X = Cl/Br/I)对材料光学性能的影响。通过此实验，学生亲身体验了纳米材料制备与表征的完整过程，帮助学生直观地理解材料结构与性能的关联，在引导学生将理论与实践相结合的同时，激发学生自主探究热情，掌握科学系统的研究方法，最终提升学生解决复杂科学问题的能力。
2026, 41(6): 404-414
doi: 10.12461/PKU.DXHX202509023
摘要:
本实验聚焦电容去离子(Capacitive deionization，CDI)技术处理稀土废水领域，设计了一个利用电沉积法制备羟基氧化铁@不锈钢网(FeOOH@SSC)自支撑电极材料并对其进行结构表征、电化学性能测试及CDI吸附稀土离子性能测试的综合化学实验。本实验将CDI技术处理稀土废水前沿科研成果引入本科教学实验，实验内容涵盖物理化学中电化学理论知识，且有效衔接无机化学、仪器分析、材料物理与化学等多学科。在巩固基础理论知识的同时，增强学生化学专业素养，对培养能够服务于国家重大战略和地区经济特色发展需求的化学拔尖本科人才具有重要意义。
本实验聚焦电容去离子(Capacitive deionization，CDI)技术处理稀土废水领域，设计了一个利用电沉积法制备羟基氧化铁@不锈钢网(FeOOH@SSC)自支撑电极材料并对其进行结构表征、电化学性能测试及CDI吸附稀土离子性能测试的综合化学实验。本实验将CDI技术处理稀土废水前沿科研成果引入本科教学实验，实验内容涵盖物理化学中电化学理论知识，且有效衔接无机化学、仪器分析、材料物理与化学等多学科。在巩固基础理论知识的同时，增强学生化学专业素养，对培养能够服务于国家重大战略和地区经济特色发展需求的化学拔尖本科人才具有重要意义。
2026, 41(6): 415-424
doi: 10.12461/PKU.DXHX202603025
摘要:
将利用电化学手段使尿素分子定向转化为高附加值亚硝酸盐的方法引入本科教学实验中，设计了一个Co掺杂Ni3S2 (Co-Ni3S2)催化剂用于尿素分子的定向催化转化。实验以Co-Ni3S2为阳极催化剂，在碱性尿素电解液中，采用三电极测试系统开展电催化性能评估。通过系统考察施加电位与Co掺杂策略对产物选择性的影响，筛选最优反应条件，结合NO2-的定量检测，进一步计算其法拉第效率和产率等关键评价指标。该实验将无机材料制备、电化学测试与分析化学定量检测有机结合，使学生了解尿素资源化“变废为宝”的意义及NO2-在化学工业中的重要经济价值。通过该实验的实施培养了学生的科学思维能力、实验设计与科研创新能力，具有较好的教学可实施性与推广价值。
将利用电化学手段使尿素分子定向转化为高附加值亚硝酸盐的方法引入本科教学实验中，设计了一个Co掺杂Ni3S2 (Co-Ni3S2)催化剂用于尿素分子的定向催化转化。实验以Co-Ni3S2为阳极催化剂，在碱性尿素电解液中，采用三电极测试系统开展电催化性能评估。通过系统考察施加电位与Co掺杂策略对产物选择性的影响，筛选最优反应条件，结合NO2-的定量检测，进一步计算其法拉第效率和产率等关键评价指标。该实验将无机材料制备、电化学测试与分析化学定量检测有机结合，使学生了解尿素资源化“变废为宝”的意义及NO2-在化学工业中的重要经济价值。通过该实验的实施培养了学生的科学思维能力、实验设计与科研创新能力，具有较好的教学可实施性与推广价值。
2026, 41(6): 425-433
doi: 10.12461/PKU.DXHX202601047
摘要:
在化学、材料科学等前沿领域，定性定量分析技术已成为驱动学科发展和提升科研与工程实践水平的关键。仪器分析实验，正是培养学生掌握这门跨学科“通用语言”的核心环节。然而，传统仪器分析实验多侧重于原理认知与基础操作，与科研和工程实践存在显著差距，难以有效支撑实践型人才的培养目标。针对这一教学痛点，开展仪器分析实验的教学改革显得尤为重要，这是打破课堂教学与真实实践之间壁垒、系统构建两者有效衔接桥梁的关键。因此，本文以“实践育人”理念为指导，引入真实场景设计了一个开放探究型仪器分析实验项目——市售膳食补充剂中微量元素的测定。该实验内容包含引导式预习、开放式讨论、探究式实验三部分。实验重点聚焦谱线干扰的应对和方法可靠性的探究，使学生理解谱线选择和方法质量监控对于微量元素分析的重要性，培养学生设计并建立一个面向实际应用的、科学完整的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测流程。教学实践结果表明，贴近生活的实验对象和未知的实验结果，极大提高了学生的学习兴趣，同时也提高了学生的思考能力、表达能力和实践能力。
在化学、材料科学等前沿领域，定性定量分析技术已成为驱动学科发展和提升科研与工程实践水平的关键。仪器分析实验，正是培养学生掌握这门跨学科“通用语言”的核心环节。然而，传统仪器分析实验多侧重于原理认知与基础操作，与科研和工程实践存在显著差距，难以有效支撑实践型人才的培养目标。针对这一教学痛点，开展仪器分析实验的教学改革显得尤为重要，这是打破课堂教学与真实实践之间壁垒、系统构建两者有效衔接桥梁的关键。因此，本文以“实践育人”理念为指导，引入真实场景设计了一个开放探究型仪器分析实验项目——市售膳食补充剂中微量元素的测定。该实验内容包含引导式预习、开放式讨论、探究式实验三部分。实验重点聚焦谱线干扰的应对和方法可靠性的探究，使学生理解谱线选择和方法质量监控对于微量元素分析的重要性，培养学生设计并建立一个面向实际应用的、科学完整的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测流程。教学实践结果表明，贴近生活的实验对象和未知的实验结果，极大提高了学生的学习兴趣，同时也提高了学生的思考能力、表达能力和实践能力。
2026, 41(6): 434-440
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503125
摘要:
通过研究四氮杂金刚烷(C6H12N4)分子结构，运用化学空间思维方法建构出分析金刚烷分子的结构模型——“正四面体”模型。发现一种以同环同碳、同环异碳、异环异碳进行讨论金刚烷及四氮杂金刚烷二取代物立体异构(对映异构)的方法。运用“正四面体”模型系统分析了四氮杂金刚烷(C6H12N4)和金刚烷(C10H16)二取代物的立体结构。三维“正四面体”模型可降维成二维“平面三角形”，建立了一种新的分析金刚烷及四氮杂金刚烷分子二取代物立体结构的方法，可能为研究类似立体结构提供新的思路。
通过研究四氮杂金刚烷(C6H12N4)分子结构，运用化学空间思维方法建构出分析金刚烷分子的结构模型——“正四面体”模型。发现一种以同环同碳、同环异碳、异环异碳进行讨论金刚烷及四氮杂金刚烷二取代物立体异构(对映异构)的方法。运用“正四面体”模型系统分析了四氮杂金刚烷(C6H12N4)和金刚烷(C10H16)二取代物的立体结构。三维“正四面体”模型可降维成二维“平面三角形”，建立了一种新的分析金刚烷及四氮杂金刚烷分子二取代物立体结构的方法，可能为研究类似立体结构提供新的思路。
2026, 41(6): 441-448
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503051
摘要:
标准态的概念贯穿于化学热力学教学的始终，是理解化学反应自发性和平衡状态的基础。本文从标准态的定义出发，深入剖析了其在热力学状态函数与化学势教学中的应用，以期帮助学生更好地理解和掌握标准态的概念及其应用，提高他们的科学思维和分析解决实际问题的能力。
标准态的概念贯穿于化学热力学教学的始终，是理解化学反应自发性和平衡状态的基础。本文从标准态的定义出发，深入剖析了其在热力学状态函数与化学势教学中的应用，以期帮助学生更好地理解和掌握标准态的概念及其应用，提高他们的科学思维和分析解决实际问题的能力。
2026, 41(6): 449-456
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504038
摘要:
X射线单晶结构分析是确定结构的重要手段，传统结构精修基于独立原子模型，忽略了化学键中的非球形电子分布，导致了氢原子位置的较大误差。利用非球形原子模型，不仅可以提升晶体结构精修结果，而且能够精准确定氢原子位置。本文介绍了非球形结构精修方法，以Olex2平台集成的非球形原子精修工具NoSpherA2为例，用一个共晶分子作为案例演示，展示了该方法在提升晶体结构解析精度方面的优势。通过本文的学习，化学专业学生和晶体学研究者能够掌握非球形结构精修方法，拓展量子晶体学的研究前沿知识。
X射线单晶结构分析是确定结构的重要手段，传统结构精修基于独立原子模型，忽略了化学键中的非球形电子分布，导致了氢原子位置的较大误差。利用非球形原子模型，不仅可以提升晶体结构精修结果，而且能够精准确定氢原子位置。本文介绍了非球形结构精修方法，以Olex2平台集成的非球形原子精修工具NoSpherA2为例，用一个共晶分子作为案例演示，展示了该方法在提升晶体结构解析精度方面的优势。通过本文的学习，化学专业学生和晶体学研究者能够掌握非球形结构精修方法，拓展量子晶体学的研究前沿知识。
2026, 41(6): 457-466
doi: 10.12461/PKU.DXHX202504002
摘要:
物理化学实验中会涉及到大量的实验数据，人为处理数据会引起个人误差，而采用数据处理软件则可克服这一问题。目前存在多样的数据处理软件，这些软件都具有不同的优势。本文探讨了不种计算机数据处理软件在物理化学实验中的应用，主要包括Excel、Origin、SPSS、MATLAB和Python软件。结合具体物理化学实验(弱电解质醋酸的平衡电离常数)数据处理过程对各软件的功能特点进行了介绍，并进一步阐述了不同软件在数据记录、整理、分析、拟合以及可视化展示等方面的优势和适用场景，结果表明对于中等数据处理量的实验，Origin在数据处理及图形绘制两方面的综合能力要优于其他软件，更适用于大部分科研工作。
物理化学实验中会涉及到大量的实验数据，人为处理数据会引起个人误差，而采用数据处理软件则可克服这一问题。目前存在多样的数据处理软件，这些软件都具有不同的优势。本文探讨了不种计算机数据处理软件在物理化学实验中的应用，主要包括Excel、Origin、SPSS、MATLAB和Python软件。结合具体物理化学实验(弱电解质醋酸的平衡电离常数)数据处理过程对各软件的功能特点进行了介绍，并进一步阐述了不同软件在数据记录、整理、分析、拟合以及可视化展示等方面的优势和适用场景，结果表明对于中等数据处理量的实验，Origin在数据处理及图形绘制两方面的综合能力要优于其他软件，更适用于大部分科研工作。
2026, 41(6): 467-476
doi: 10.12461/PKU.DXHX202503050
摘要:
本文从碳正离子的稳定性、生成难易与溶剂解的快慢、相关反应与机理、速率与平衡出发，结合文献信息对第38届中国化学奥林匹克(决赛)第二场第9题以及近两年的两道高考试题进行了解析、拓展与延伸，以期实现碳正离子作为主题的有机化学综合性知识考查与教学。
本文从碳正离子的稳定性、生成难易与溶剂解的快慢、相关反应与机理、速率与平衡出发，结合文献信息对第38届中国化学奥林匹克(决赛)第二场第9题以及近两年的两道高考试题进行了解析、拓展与延伸，以期实现碳正离子作为主题的有机化学综合性知识考查与教学。
