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2025, 40(4): 1-9
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401007
Abstract:
复合固体推进剂是一种固体颗粒(氧化剂及金属燃料)填充高分子聚合物(粘合剂)的复合材料，是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源。本实验教学针对固体推进剂在载荷下容易发生“脱湿”，即粘合剂与填料表面之间分离，界面作用受到破坏的情况，通过可控自由基聚合设计了结构规整、分子量及组成可控的新型中性大分子键合剂，通过核磁氢谱及凝胶渗透色谱系统表征了其分子结构。本综合实验教学不仅加深了学生对固体推进剂领域的理解，提升了学生对于前沿高分子化学的基本原理及方法的认知，而且训练了学生的实验操作技能、大型仪器使用能力和结果分析能力，实现了前沿科学研究与国家重大需求在人才培养的结合。
复合固体推进剂是一种固体颗粒(氧化剂及金属燃料)填充高分子聚合物(粘合剂)的复合材料，是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源。本实验教学针对固体推进剂在载荷下容易发生“脱湿”，即粘合剂与填料表面之间分离，界面作用受到破坏的情况，通过可控自由基聚合设计了结构规整、分子量及组成可控的新型中性大分子键合剂，通过核磁氢谱及凝胶渗透色谱系统表征了其分子结构。本综合实验教学不仅加深了学生对固体推进剂领域的理解，提升了学生对于前沿高分子化学的基本原理及方法的认知，而且训练了学生的实验操作技能、大型仪器使用能力和结果分析能力，实现了前沿科学研究与国家重大需求在人才培养的结合。
2025, 40(4): 10-14
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401010
Abstract:
全球化工新材料产业的高速发展驱动了材料与化工专业硕士工程应用能力的培养。高分子化学作为材料与化工专业硕士必修的基础理论课，存在实践性弱，探索性低，学生积极性不佳等问题。在高分子化学课程教学中增加并强化实验内容，创新实验教学方法和教学模式，并建立工程化的实验教学评价制度，对提升研究生科研创新能力，实践应用能力和解决复杂工程问题的能力具有重要的意义。
全球化工新材料产业的高速发展驱动了材料与化工专业硕士工程应用能力的培养。高分子化学作为材料与化工专业硕士必修的基础理论课，存在实践性弱，探索性低，学生积极性不佳等问题。在高分子化学课程教学中增加并强化实验内容，创新实验教学方法和教学模式，并建立工程化的实验教学评价制度，对提升研究生科研创新能力，实践应用能力和解决复杂工程问题的能力具有重要的意义。
2025, 40(4): 15-19
doi: 10.3866/PKU.DXHX202401014
Abstract:
高分子链结构是衔接高分子化学和高分子物理的关键基础知识点。本文探讨了一种系统讲解高分子链结构的教学思路，从局部到整体依次介绍重复单元结构、键接序列结构、分子量及其分布、链拓扑构筑。这样的系统讲解将有助于学生把握高分子链结构的基本要素及其相应物理意义，从而更好地理解高分子化学结构与其物理性能之间的内在关系。
高分子链结构是衔接高分子化学和高分子物理的关键基础知识点。本文探讨了一种系统讲解高分子链结构的教学思路，从局部到整体依次介绍重复单元结构、键接序列结构、分子量及其分布、链拓扑构筑。这样的系统讲解将有助于学生把握高分子链结构的基本要素及其相应物理意义，从而更好地理解高分子化学结构与其物理性能之间的内在关系。
2025, 40(4): 20-26
doi: 10.12461/PKU.DXHX202402031
Abstract:
美学和思政理念的有效融入是提升高分子科学教学质量，培养新时代高素质人才的关键。本工作中以通识课《高分子世界美学赏鉴》的思政教学实践为例，探索了以思政主题为主线编纂教材，以美学体验为主导开展自然科学教学的新模式，在帮助学生们掌握高分子科学知识的同时，提升了他们的人文素养，激发了他们的爱国情怀和社会责任感。
美学和思政理念的有效融入是提升高分子科学教学质量，培养新时代高素质人才的关键。本工作中以通识课《高分子世界美学赏鉴》的思政教学实践为例，探索了以思政主题为主线编纂教材，以美学体验为主导开展自然科学教学的新模式，在帮助学生们掌握高分子科学知识的同时，提升了他们的人文素养，激发了他们的爱国情怀和社会责任感。
2025, 40(4): 27-32
doi: 10.3866/PKU.DXHX202403029
Abstract:
高分子物理课程中的哲学内容非常丰富，本文着重介绍课程中有关逆向思维的问题。例如，将高分子链的凝聚过程看成为溶解过程的反过程；为了制备出高聚物的宏观单晶体，先让单体结晶再引发单体聚合，而不是直接由高聚物来结晶；从黏度出发转向从自由体积出发来理解高聚物的玻璃化转变等三个实例。本文分享作者在教学中，助力学生运用逆向思维深刻理解高分子凝聚态和分子运动的几个基本问题。
高分子物理课程中的哲学内容非常丰富，本文着重介绍课程中有关逆向思维的问题。例如，将高分子链的凝聚过程看成为溶解过程的反过程；为了制备出高聚物的宏观单晶体，先让单体结晶再引发单体聚合，而不是直接由高聚物来结晶；从黏度出发转向从自由体积出发来理解高聚物的玻璃化转变等三个实例。本文分享作者在教学中，助力学生运用逆向思维深刻理解高分子凝聚态和分子运动的几个基本问题。
2025, 40(4): 33-45
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403069
Abstract:
自由体积概念起源于液体黏度研究，后由Fox和Flory应用于高分子材料玻璃化转变，成为解析高分子物理现象的关键工具。当前教学中对自由体积探讨不足，本文概述了自由体积的起源、定义和应用，探讨了测试方法，并深入研究了自由体积与高分子物理性能的联系。本研究旨在深化学生对自由体积概念的理解，促进对高分子物理过程的全面把握，激发学习兴趣和科研热情。
自由体积概念起源于液体黏度研究，后由Fox和Flory应用于高分子材料玻璃化转变，成为解析高分子物理现象的关键工具。当前教学中对自由体积探讨不足，本文概述了自由体积的起源、定义和应用，探讨了测试方法，并深入研究了自由体积与高分子物理性能的联系。本研究旨在深化学生对自由体积概念的理解，促进对高分子物理过程的全面把握，激发学习兴趣和科研热情。
2025, 40(4): 46-53
doi: 10.12461/PKU.DXHX202403083
Abstract:
吉林大学化学学院高分子材料与工程专业经过70余年的发展，已建设成国内颇具特色的本科专业，2020年入选“国家级一流本科专业建设点”。本文主要介绍了近几年我校高分子材料与工程专业在学院“厚基础、强能力、会创新”的人才培养目标和“三范式、四融合”的人才培养模式下进行的课程体系建设、教学团队建设、专业特色建设等。
吉林大学化学学院高分子材料与工程专业经过70余年的发展，已建设成国内颇具特色的本科专业，2020年入选“国家级一流本科专业建设点”。本文主要介绍了近几年我校高分子材料与工程专业在学院“厚基础、强能力、会创新”的人才培养目标和“三范式、四融合”的人才培养模式下进行的课程体系建设、教学团队建设、专业特色建设等。
2025, 40(4): 54-58
doi: 10.12461/PKU.DXHX202404081
Abstract:
“化工原理”是高分子材料与工程专业的重要专业基础课，该课程注重工程观点，实践性强。本文结合高分子材料与工程专业的特点，从优化理论课教学内容、加强实践教学环节、完善考核制度等方面进行了探讨，以此来提高该门课程的教学质量，提升学生的工程意识和解决工业生产实际问题的能力。
“化工原理”是高分子材料与工程专业的重要专业基础课，该课程注重工程观点，实践性强。本文结合高分子材料与工程专业的特点，从优化理论课教学内容、加强实践教学环节、完善考核制度等方面进行了探讨，以此来提高该门课程的教学质量，提升学生的工程意识和解决工业生产实际问题的能力。
2025, 40(4): 59-65
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405087
Abstract:
在“双碳”政策的大背景下，热固性高分子材料的降解回收是当今高分子科学领域热点话题之一。开展可解聚的热固性高分子材料制备的综合实验非常符合当今社会发展，有利于促进学生对一线科研的了解。本实验利用迈克尔(Michael)加成反应制备可解聚的热固性高分子材料。迈克尔加成反应生成的β-氨基酯结构可在酸性条件下解离，从而使得所制备的热固性聚合物可以快速地解聚合。通过本实验的实践，学生可以掌握当前制备可解聚热固性高分子材料的最新方法，了解当前高分子材料的发展方向。本综合实验将先进的科研成果与一线课堂教学结合，为学生的创新能力和综合运用专业知识能力的培养奠定基础。
在“双碳”政策的大背景下，热固性高分子材料的降解回收是当今高分子科学领域热点话题之一。开展可解聚的热固性高分子材料制备的综合实验非常符合当今社会发展，有利于促进学生对一线科研的了解。本实验利用迈克尔(Michael)加成反应制备可解聚的热固性高分子材料。迈克尔加成反应生成的β-氨基酯结构可在酸性条件下解离，从而使得所制备的热固性聚合物可以快速地解聚合。通过本实验的实践，学生可以掌握当前制备可解聚热固性高分子材料的最新方法，了解当前高分子材料的发展方向。本综合实验将先进的科研成果与一线课堂教学结合，为学生的创新能力和综合运用专业知识能力的培养奠定基础。
2025, 40(4): 66-71
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405105
Abstract:
为响应“新工科”改革的时代发展要求，针对当前高分子工程教育存在的问题，本论文以“聚合物工程综合训练”课程的教改为例，开展了“产学研”深度结合教育模式在实践课程教学中的实践与评价。围绕高分子材料与工程一流本科专业建设及人才的培养要求，将“产”和“研”的需求与资源，有机融合至“学”中。本文探索了具有自身特色的工程教育人才培养模式，并且取得了良好的教学效果，对培养高分子工程人才、深化工程教育改革具有借鉴意义。
为响应“新工科”改革的时代发展要求，针对当前高分子工程教育存在的问题，本论文以“聚合物工程综合训练”课程的教改为例，开展了“产学研”深度结合教育模式在实践课程教学中的实践与评价。围绕高分子材料与工程一流本科专业建设及人才的培养要求，将“产”和“研”的需求与资源，有机融合至“学”中。本文探索了具有自身特色的工程教育人才培养模式，并且取得了良好的教学效果，对培养高分子工程人才、深化工程教育改革具有借鉴意义。
2025, 40(4): 72-79
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405110
Abstract:
有机-无机铅卤钙钛矿由于具有许多优异的光电特性而备受科研人员的关注，在先进光电子器件的多个领域中具有广阔的应用前景。但钙钛矿稳定性较差，对外界环境中的光照、湿度、极性溶剂等十分敏感，因此如何有效提高其荧光稳定性是目前研究的热点问题。本文在本科生高分子化学实验悬浮聚合的基础上，设计本科生自主高分子科学实验——“钙钛矿量子点聚苯乙烯微珠的制备及其荧光稳定性能探究”，将聚合物和钙钛矿材料相结合，通过溶胀-收缩策略将有机-无机钙钛矿材料包封在聚苯乙烯微珠中，制备杂化荧光微珠材料。此策略不仅提高了有机-无机钙钛矿材料的稳定性，又拓展了高分子科学实验产物的应用。同时，以溶胀-收缩策略作为研究领域前沿问题的切入点便于本科生理解实验原理，更能激发本科生对科学研究的兴趣。通过把前沿性研究转化为本科教学的实验教学改革模式，使学生的实验设计能力、创新能力和综合素质都得到了有效训练。
有机-无机铅卤钙钛矿由于具有许多优异的光电特性而备受科研人员的关注，在先进光电子器件的多个领域中具有广阔的应用前景。但钙钛矿稳定性较差，对外界环境中的光照、湿度、极性溶剂等十分敏感，因此如何有效提高其荧光稳定性是目前研究的热点问题。本文在本科生高分子化学实验悬浮聚合的基础上，设计本科生自主高分子科学实验——“钙钛矿量子点聚苯乙烯微珠的制备及其荧光稳定性能探究”，将聚合物和钙钛矿材料相结合，通过溶胀-收缩策略将有机-无机钙钛矿材料包封在聚苯乙烯微珠中，制备杂化荧光微珠材料。此策略不仅提高了有机-无机钙钛矿材料的稳定性，又拓展了高分子科学实验产物的应用。同时，以溶胀-收缩策略作为研究领域前沿问题的切入点便于本科生理解实验原理，更能激发本科生对科学研究的兴趣。通过把前沿性研究转化为本科教学的实验教学改革模式，使学生的实验设计能力、创新能力和综合素质都得到了有效训练。
Teaching Case Design of “Degradation and Aging” as an Ideological and Political Demonstration Course
2025, 40(4): 80-86
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405113
Abstract:
本文以环境保护为背景，设计了一套高分子化学课程中“降解与老化”主题的思政示范课，结合案例教学与翻转课堂，拓宽学生视野，增强政治教育感悟。调查问卷显示，该教学案例显著提升了学生的学习兴趣，促进理论与实践结合，提高了科研素养、环保意识和社会责任感，取得了预期效果。
本文以环境保护为背景，设计了一套高分子化学课程中“降解与老化”主题的思政示范课，结合案例教学与翻转课堂，拓宽学生视野，增强政治教育感悟。调查问卷显示，该教学案例显著提升了学生的学习兴趣，促进理论与实践结合，提高了科研素养、环保意识和社会责任感，取得了预期效果。
2025, 40(4): 87-93
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405143
Abstract:
硫醇与乙烯基醚的加成反应为自由基机理的反马氏加成反应，该反应可在光引发剂或光敏剂存在下，经紫外辐照高效进行。本实验选择三乙二醇二乙烯基醚和3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇为单体，经由巯-烯点击逐步聚合合成聚(醚-硫醚)高分子，并使用核磁共振仪(NMR)确定聚合物分子结构，凝胶渗透色谱仪(GPC)测定所得聚合物的分子量。通过调控单体的摩尔配比和聚合时间，探索获得高分子量聚加成产物的方法；通过加入自由基捕捉剂，验证该聚合反应的机理。本实验是一种简单高效、绿色环保的综合性高分子化学实验。
硫醇与乙烯基醚的加成反应为自由基机理的反马氏加成反应，该反应可在光引发剂或光敏剂存在下，经紫外辐照高效进行。本实验选择三乙二醇二乙烯基醚和3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇为单体，经由巯-烯点击逐步聚合合成聚(醚-硫醚)高分子，并使用核磁共振仪(NMR)确定聚合物分子结构，凝胶渗透色谱仪(GPC)测定所得聚合物的分子量。通过调控单体的摩尔配比和聚合时间，探索获得高分子量聚加成产物的方法；通过加入自由基捕捉剂，验证该聚合反应的机理。本实验是一种简单高效、绿色环保的综合性高分子化学实验。
2025, 40(4): 94-99
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405170
Abstract:
“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”是“高分子物理实验”、“物理化学实验”课程的经典实验项目。本项目在教学内容建设中，深挖课程思政元素，有机融入课程教学。如引入诺贝尔奖得主H. Staudinger对高分子概念的定义、助力学生从高分子学科的发展认识测定高分子分子量的意义；基于哲学思考加深对高分子分子量多分散性和高聚物溶解特点的认识、强化科学思维的训练与运用等。
“稀溶液黏度法测定高分子的分子量”是“高分子物理实验”、“物理化学实验”课程的经典实验项目。本项目在教学内容建设中，深挖课程思政元素，有机融入课程教学。如引入诺贝尔奖得主H. Staudinger对高分子概念的定义、助力学生从高分子学科的发展认识测定高分子分子量的意义；基于哲学思考加深对高分子分子量多分散性和高聚物溶解特点的认识、强化科学思维的训练与运用等。
2025, 40(4): 100-107
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406012
Abstract:
聚合动力学是高分子化学课程中的重点，因其高度依赖理论推导，也是教学的难点。理想的活性可控均聚合应符合一级动力学特征，而当体系推广至二元共聚合时，聚合物组成空间的复杂性急剧扩大，难以直接将均聚反应的动力学特征进行知识迁移。本文针对二元无规活性共聚合的单体消耗动力学这一问题，从理论推导和蒙特卡洛模拟两个角度做出解答，验证了活性共聚合动力学的复杂性，证明了只有在两种特定条件下二元无规活性共聚合的单体消耗才会遵守一级动力学，为高分子化学课程教学提供新的教学思路。
聚合动力学是高分子化学课程中的重点，因其高度依赖理论推导，也是教学的难点。理想的活性可控均聚合应符合一级动力学特征，而当体系推广至二元共聚合时，聚合物组成空间的复杂性急剧扩大，难以直接将均聚反应的动力学特征进行知识迁移。本文针对二元无规活性共聚合的单体消耗动力学这一问题，从理论推导和蒙特卡洛模拟两个角度做出解答，验证了活性共聚合动力学的复杂性，证明了只有在两种特定条件下二元无规活性共聚合的单体消耗才会遵守一级动力学，为高分子化学课程教学提供新的教学思路。
2025, 40(4): 108-112
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406099
Abstract:
研究生若想在科学研究上取得突破，就不能在学习过程中盲目的迷信权威；要勇于打破常规，培养批判性的分析思维，这其中的关键是跟着逻辑走。为此笔者在高分子材料的教学过程中，基于可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合诱导自组装，引入一些打破常规理论的经典案例，引导学生跟着逻辑走、树立质疑权威理论的勇气、坚持实事求是的科研态度，有效激发了学生主动学习、思考、分析问题和解决问题的积极性和主动性，促进其创新能力的培养。
研究生若想在科学研究上取得突破，就不能在学习过程中盲目的迷信权威；要勇于打破常规，培养批判性的分析思维，这其中的关键是跟着逻辑走。为此笔者在高分子材料的教学过程中，基于可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合诱导自组装，引入一些打破常规理论的经典案例，引导学生跟着逻辑走、树立质疑权威理论的勇气、坚持实事求是的科研态度，有效激发了学生主动学习、思考、分析问题和解决问题的积极性和主动性，促进其创新能力的培养。
2025, 40(4): 113-118
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406102
Abstract:
在高分子化学的本科教学中，几乎都使用缩聚作为逐步聚合的教学案例，虽然这基于缩聚与逐步聚合二者之间密切的联系，但容易让学生混淆这两个聚合概念，不利于二者的区分。为此本文提出了一个可以作为逐步聚合教学的新案例——巴比耶聚合。有别于本科教学中基于缩合反应的逐步聚合，巴比耶聚合是一种基于加成反应的聚合方法，具有逐步特征。通过引入巴比耶聚合作为逐步聚合的教学新案例，可以加深学生对逐步聚合的理解，避免将逐步聚合等同于缩聚，有助于学生更好地对缩聚和逐步聚合概念进行区分。
在高分子化学的本科教学中，几乎都使用缩聚作为逐步聚合的教学案例，虽然这基于缩聚与逐步聚合二者之间密切的联系，但容易让学生混淆这两个聚合概念，不利于二者的区分。为此本文提出了一个可以作为逐步聚合教学的新案例——巴比耶聚合。有别于本科教学中基于缩合反应的逐步聚合，巴比耶聚合是一种基于加成反应的聚合方法，具有逐步特征。通过引入巴比耶聚合作为逐步聚合的教学新案例，可以加深学生对逐步聚合的理解，避免将逐步聚合等同于缩聚，有助于学生更好地对缩聚和逐步聚合概念进行区分。
2025, 40(4): 119-125
doi: 10.12461/PKU.DXHX202407012
Abstract:
当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中，大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时，优化实践环节和增加特色课程，构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验，我们还对培养方案进行了持续改进，在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。
当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中，大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时，优化实践环节和增加特色课程，构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验，我们还对培养方案进行了持续改进，在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。
2025, 40(4): 126-130
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408056
Abstract:
高分子表面与界面物理化学是高分子科学重要分支，是支撑高性能高分子材料设计和制备的科学基础。考虑到高分子表面与界面在材料设计与应用中的重要性，我们探索将其纳入高分子物理课程教学中，创新课程内容。我们对高分子表界面知识体系进行了梳理和总结，构建了界面高分子热力学及分子运动性质，界面物理现象和界面改性技术三个知识模块，建立了三个维度逐级递进的知识构架，帮助学生形成对高分子表界面结构、界面分子运动与物理性能的全面理解，完善和丰富高分子物理课程体系。
高分子表面与界面物理化学是高分子科学重要分支，是支撑高性能高分子材料设计和制备的科学基础。考虑到高分子表面与界面在材料设计与应用中的重要性，我们探索将其纳入高分子物理课程教学中，创新课程内容。我们对高分子表界面知识体系进行了梳理和总结，构建了界面高分子热力学及分子运动性质，界面物理现象和界面改性技术三个知识模块，建立了三个维度逐级递进的知识构架，帮助学生形成对高分子表界面结构、界面分子运动与物理性能的全面理解，完善和丰富高分子物理课程体系。
2025, 40(4): 131-137
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408125
Abstract:
“高聚物结构与性能”课程中的共混物分相是聚合物改性的一种重要方法，不同的分相机理得到不同的相分离结构，进而得到聚合物材料不同的性能。掌握和理解聚合物共混物的分相机理至关重要，共混物的分相机理十分抽象，也是本课程理论教学的难点和重点。针对此问题，根据多年的教学经验，融入科研成果，设计了过程再现教学方案，即将如何得到共混物相图的科研过程再现出来。讲解共混物的分相机理的思路为：从最简单的二元混合物热力学讲起，进而讲解二元吸热、放热体系分别在低温和高温情况下的热力学行为，最后到复杂情况下的二元共混物的热力学行为及如何得到该相图，从相图上对应讲解不同组分和不同温度时聚合物共混物的两种分相机理。通过上述讲解可以使学生理解分相机理，部分同学还能够将分相机理运用于离子液体凝胶的增强改性，取得了很好的改性效果。
“高聚物结构与性能”课程中的共混物分相是聚合物改性的一种重要方法，不同的分相机理得到不同的相分离结构，进而得到聚合物材料不同的性能。掌握和理解聚合物共混物的分相机理至关重要，共混物的分相机理十分抽象，也是本课程理论教学的难点和重点。针对此问题，根据多年的教学经验，融入科研成果，设计了过程再现教学方案，即将如何得到共混物相图的科研过程再现出来。讲解共混物的分相机理的思路为：从最简单的二元混合物热力学讲起，进而讲解二元吸热、放热体系分别在低温和高温情况下的热力学行为，最后到复杂情况下的二元共混物的热力学行为及如何得到该相图，从相图上对应讲解不同组分和不同温度时聚合物共混物的两种分相机理。通过上述讲解可以使学生理解分相机理，部分同学还能够将分相机理运用于离子液体凝胶的增强改性，取得了很好的改性效果。
2025, 40(4): 138-146
doi: 10.12461/PKU.DXHX202408138
Abstract:
为应对传统教学模式在快速发展的高科技领域中日益显现的局限性，以“高聚物成型工艺”课程为例，提出并实践了“项目-专利-论文”一体化教学模式，将科研问题凝练、专利申请、产权保护和论文撰写和投稿融入教学活动中。对该模式的实施过程、优势及推广适用性进行探讨，此模式在高等教育化学教学中具有普适性和推广潜力。
为应对传统教学模式在快速发展的高科技领域中日益显现的局限性，以“高聚物成型工艺”课程为例，提出并实践了“项目-专利-论文”一体化教学模式，将科研问题凝练、专利申请、产权保护和论文撰写和投稿融入教学活动中。对该模式的实施过程、优势及推广适用性进行探讨，此模式在高等教育化学教学中具有普适性和推广潜力。
2025, 40(4): 147-153
doi: 10.12461/PKU.DXHX202409009
Abstract:
在针对化学学科本科生的教学中，高分子物理因公式多而著称。如何提升学生对重要物理概念的理解并培养学生的理论解析能力是该课程的一项重要任务。笔者结合实际教学经验，设计开发了高分子物理虚拟仿真教学软件，充分发挥了虚拟仿真技术在交互性和可视化方面的优势。本文将介绍该软件的基本功能及笔者的教学实践经验。
在针对化学学科本科生的教学中，高分子物理因公式多而著称。如何提升学生对重要物理概念的理解并培养学生的理论解析能力是该课程的一项重要任务。笔者结合实际教学经验，设计开发了高分子物理虚拟仿真教学软件，充分发挥了虚拟仿真技术在交互性和可视化方面的优势。本文将介绍该软件的基本功能及笔者的教学实践经验。
2025, 40(4): 154-159
doi: 10.12461/PKU.DXHX202409010
Abstract:
超支化聚硅氧烷作为一类特殊的非传统聚集诱导发光聚合物，以其独特结构、卓越性质及广泛应用在发光材料领域备受关注。本文从以Si―O―C为骨架结构的超支化聚硅氧烷发光性能的偶然发现出发，在经典的酯化反应原理启发下，创新性地发展了“酯交换缩聚法”。通过分子设计和结构调控，实现了超支化聚硅氧烷从蓝色到红色的多色荧光发射、高量子产率和长荧光寿命，并指出了其在离子检测、信息加密和活性氧清除等方面的应用。在一系列突破性进展的基础上，提出“经典孕育创新”的思想，激发学生的辩证思维和创新能力，以期为化学学科的教学提供“课程思政”参考。
超支化聚硅氧烷作为一类特殊的非传统聚集诱导发光聚合物，以其独特结构、卓越性质及广泛应用在发光材料领域备受关注。本文从以Si―O―C为骨架结构的超支化聚硅氧烷发光性能的偶然发现出发，在经典的酯化反应原理启发下，创新性地发展了“酯交换缩聚法”。通过分子设计和结构调控，实现了超支化聚硅氧烷从蓝色到红色的多色荧光发射、高量子产率和长荧光寿命，并指出了其在离子检测、信息加密和活性氧清除等方面的应用。在一系列突破性进展的基础上，提出“经典孕育创新”的思想，激发学生的辩证思维和创新能力，以期为化学学科的教学提供“课程思政”参考。
2025, 40(4): 160-165
doi: 10.12461/PKU.DXHX202412106
Abstract:
介绍在“高分子物理”课堂上开展的一次关于“‘白色污染’是不是塑料的错？”的科学辩论赛。通过研讨式教学，引导学生深度参与课堂教学和教研活动，有效实现教学相长。
介绍在“高分子物理”课堂上开展的一次关于“‘白色污染’是不是塑料的错？”的科学辩论赛。通过研讨式教学，引导学生深度参与课堂教学和教研活动，有效实现教学相长。
2025, 40(4): 166-173
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406101
Abstract:
物理化学是药学专业的必修课程，在药物研发、生产、检验和贮存等方面发挥着重要的理论和实践指导作用。作为广东省一流线下课程，在物理化学课程教学中，贯彻以学生为本，实践“一核心、三融合、三提升”的教学理念。课程与思政、专业知识、科学前沿进行深度融合，激发学生的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力和创新性科学思维，同时课程有丰富的思政教育元素，培养学生正确的世界观和价值观。通过课程学习，全面提升学生的知识水平、能力水平和素质水平，培养学生成为德才兼备的创新型人才。
物理化学是药学专业的必修课程，在药物研发、生产、检验和贮存等方面发挥着重要的理论和实践指导作用。作为广东省一流线下课程，在物理化学课程教学中，贯彻以学生为本，实践“一核心、三融合、三提升”的教学理念。课程与思政、专业知识、科学前沿进行深度融合，激发学生的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力和创新性科学思维，同时课程有丰富的思政教育元素，培养学生正确的世界观和价值观。通过课程学习，全面提升学生的知识水平、能力水平和素质水平，培养学生成为德才兼备的创新型人才。
2025, 40(4): 174-180
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406116
Abstract:
电化学在分析化学和物理化学中被广大学生学习以及应用，但是在有机化学中却鲜有提及。电化学在有机化学中也有重要的用途，本文目的在于普及电化学在有机化学理论和实验教学中的运用，让学生建立“绿色化学”的理念，了解有机电化学合成技术对服务人类生态文明、国家需求和维护人民生命健康的重要意义，从而提高学生的专业认同感和社会责任感。将电化学在有机化学中的运用实践起来，提高有机化学的教学质量，推动有机化学研究的深入发展。
电化学在分析化学和物理化学中被广大学生学习以及应用，但是在有机化学中却鲜有提及。电化学在有机化学中也有重要的用途，本文目的在于普及电化学在有机化学理论和实验教学中的运用，让学生建立“绿色化学”的理念，了解有机电化学合成技术对服务人类生态文明、国家需求和维护人民生命健康的重要意义，从而提高学生的专业认同感和社会责任感。将电化学在有机化学中的运用实践起来，提高有机化学的教学质量，推动有机化学研究的深入发展。
2025, 40(4): 181-188
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405211
Abstract:
当前课程思政的重要任务之一是批判性思维能力的培养。批判性思维能力可以激发学生不盲从，主动、独立地思考问题，通过问题辨析知道相信什么、不相信什么，它也是创新的基础。化学谣言与人们的日常生活息息相关，本文采用“三段式”混合教学模式，将化学谣言作为思政案例，引入到有机化学教学实践中，既培养了学生的批判性思维能力，又提升了学生的综合素质。
当前课程思政的重要任务之一是批判性思维能力的培养。批判性思维能力可以激发学生不盲从，主动、独立地思考问题，通过问题辨析知道相信什么、不相信什么，它也是创新的基础。化学谣言与人们的日常生活息息相关，本文采用“三段式”混合教学模式，将化学谣言作为思政案例，引入到有机化学教学实践中，既培养了学生的批判性思维能力，又提升了学生的综合素质。
2025, 40(4): 189-194
doi: 10.12461/PKU.DXHX202407053
Abstract:
通过对物理化学理论与实验课程的思考，将教学实验引入理论教学中，在强化巩固学生基础知识及实验技能的同时，启发学生进行研究性、探索性学习，使学生能更积极主动地参与到自主实验设计过程中，并利用理论模拟手段揭示实验过程中分子层面变化。通过独立的文献调研、实验设计与实施、实验现象分析与理论验证等，促进学生更好地理解化学理论和实验原理，提升课堂教学质量。
通过对物理化学理论与实验课程的思考，将教学实验引入理论教学中，在强化巩固学生基础知识及实验技能的同时，启发学生进行研究性、探索性学习，使学生能更积极主动地参与到自主实验设计过程中，并利用理论模拟手段揭示实验过程中分子层面变化。通过独立的文献调研、实验设计与实施、实验现象分析与理论验证等，促进学生更好地理解化学理论和实验原理，提升课堂教学质量。
2025, 40(4): 195-199
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405194
Abstract:
针对在公共基础课大学化学在课程思政建设与实践过程中脱离教师、课程、专业和学生的“四脱离”问题，提出增强教师主责意识、以科学史研究融合课程、以工程伦理案例契合专业、以学生主动澄清提升共情层次等贴近教师、课程、专业和学生的“四贴近”解决方案，并以重庆市课程思政示范课大学化学的典型案例展示了在课程思政融合贯通方面的探索实践。
针对在公共基础课大学化学在课程思政建设与实践过程中脱离教师、课程、专业和学生的“四脱离”问题，提出增强教师主责意识、以科学史研究融合课程、以工程伦理案例契合专业、以学生主动澄清提升共情层次等贴近教师、课程、专业和学生的“四贴近”解决方案，并以重庆市课程思政示范课大学化学的典型案例展示了在课程思政融合贯通方面的探索实践。
2025, 40(4): 200-207
doi: 10.12461/PKU.DXHX202407016
Abstract:
在新工科背景下，华南师范大学结构化学教学团队在新能源材料与器件(工科)专业中开展了结构化学教学的创新探索。课程的教学创新聚焦于如何将结构化学这门传统化学理科课程改造成符合“新工科”教育内涵的专业课，其目标是构建新的教学模式。该模式以结构化学知识为载体，旨在培养学生面向未来的科学思维、推理论证和工程实践创新能力。课程考试成绩以及学生对本课程的课堂质量评价均表明本课程得到学生一致认可，达到令人满意教学效果。
在新工科背景下，华南师范大学结构化学教学团队在新能源材料与器件(工科)专业中开展了结构化学教学的创新探索。课程的教学创新聚焦于如何将结构化学这门传统化学理科课程改造成符合“新工科”教育内涵的专业课，其目标是构建新的教学模式。该模式以结构化学知识为载体，旨在培养学生面向未来的科学思维、推理论证和工程实践创新能力。课程考试成绩以及学生对本课程的课堂质量评价均表明本课程得到学生一致认可，达到令人满意教学效果。
2025, 40(4): 208-214
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406006
Abstract:
为了提高无机化学实验课程的教学效果，更有效地为国家和社会提供综合性创新人才，本文提出“两个目标、五个模块”的新型多元化教学模式。借助目标问题导向线上预习、案例教学引导课堂实验、学生讲解实验视频录制、自主选择兴趣拓展课堂及多元综合评价机制等教学方法，丰富课程内容，提高课程趣味性，为学生创新能力和解决问题能力提供了良好的培养环境，显著提高了教学效果。
为了提高无机化学实验课程的教学效果，更有效地为国家和社会提供综合性创新人才，本文提出“两个目标、五个模块”的新型多元化教学模式。借助目标问题导向线上预习、案例教学引导课堂实验、学生讲解实验视频录制、自主选择兴趣拓展课堂及多元综合评价机制等教学方法，丰富课程内容，提高课程趣味性，为学生创新能力和解决问题能力提供了良好的培养环境，显著提高了教学效果。
2025, 40(4): 215-223
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406036
Abstract:
科学素质课程对培养学生科学思维能力、提升大众科学素质有重要意义；但此类课程往往存在学生学习动力不足、教学效果不佳等一系列问题。本文结合游戏化的教学理念，参照“两性一度”的一流课程基本原则，进行科学素质课程“名侦探柯南与化学探秘”的游戏化教学设计，并在湖南师范大学和中南大学本科生选修课的教学活动中开展实践，以期探索出一条符合“两性一度”一流课程要求的途径，达到普遍提升学生科学素质的教学目的。在课程教学的实施过程中，学生作为主要“游戏玩家”，以学习知识、提升技能为目标；教师及助理担任NPC (非玩家角色)，主要起到引导作用；教学过程中，采取了组队制、关卡制、实时反馈、积分兑换等游戏元素，让学生在沉浸式学习之中不断产生游戏升级的获得感，激发学生学习兴趣和课堂活力，大大提升了教学效果。
科学素质课程对培养学生科学思维能力、提升大众科学素质有重要意义；但此类课程往往存在学生学习动力不足、教学效果不佳等一系列问题。本文结合游戏化的教学理念，参照“两性一度”的一流课程基本原则，进行科学素质课程“名侦探柯南与化学探秘”的游戏化教学设计，并在湖南师范大学和中南大学本科生选修课的教学活动中开展实践，以期探索出一条符合“两性一度”一流课程要求的途径，达到普遍提升学生科学素质的教学目的。在课程教学的实施过程中，学生作为主要“游戏玩家”，以学习知识、提升技能为目标；教师及助理担任NPC (非玩家角色)，主要起到引导作用；教学过程中，采取了组队制、关卡制、实时反馈、积分兑换等游戏元素，让学生在沉浸式学习之中不断产生游戏升级的获得感，激发学生学习兴趣和课堂活力，大大提升了教学效果。
2025, 40(4): 224-231
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405138
Abstract:
概念图作为组织和表征知识的工具，因能促进有意义的学习，减少无关认知负荷，成为科学课程教学的有效策略，尤其对语言能力不够的学生特别有益。为帮助学生在全英语课程学习中获得成功，本研究将概念图策略运用在基础化学全英语课程教学中，围绕概念图作业的实施，对学生的学业成绩、概念图的评估和学生对实施概念图作业的看法进行统计分析，考察在基础化学全英语课程中使用概念图作业的有效性。
概念图作为组织和表征知识的工具，因能促进有意义的学习，减少无关认知负荷，成为科学课程教学的有效策略，尤其对语言能力不够的学生特别有益。为帮助学生在全英语课程学习中获得成功，本研究将概念图策略运用在基础化学全英语课程教学中，围绕概念图作业的实施，对学生的学业成绩、概念图的评估和学生对实施概念图作业的看法进行统计分析，考察在基础化学全英语课程中使用概念图作业的有效性。
2025, 40(4): 232-238
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405179
Abstract:
传统仪器分析实验教学体系偏重经典案例，缺乏对前沿领域和新兴技术的深入探索，同时未能与企业需求紧密结合，导致学生所学与工程实际脱节，不利于学生的全面发展和企业创新需求，亟需更新和拓展以适应时代和产业人才培养要求。为了满足社会对高素质复合型产业人才的需求，课程组遵循国家现代产业学院建设的指导思想，紧密结合区域产业特色，以“一个基础核心”和“三个能力培养”为指引，对原有的实验教学体系进行了重构和序列化，形成了具有可操作性的“四融四阶”分层递进式实验教学体系，以期实现课程与产业的深度融合，助力培育出能够适应现代产业进步并引领其发展的应用型创新人才。
传统仪器分析实验教学体系偏重经典案例，缺乏对前沿领域和新兴技术的深入探索，同时未能与企业需求紧密结合，导致学生所学与工程实际脱节，不利于学生的全面发展和企业创新需求，亟需更新和拓展以适应时代和产业人才培养要求。为了满足社会对高素质复合型产业人才的需求，课程组遵循国家现代产业学院建设的指导思想，紧密结合区域产业特色，以“一个基础核心”和“三个能力培养”为指引，对原有的实验教学体系进行了重构和序列化，形成了具有可操作性的“四融四阶”分层递进式实验教学体系，以期实现课程与产业的深度融合，助力培育出能够适应现代产业进步并引领其发展的应用型创新人才。
2025, 40(4): 239-244
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406090
Abstract:
过渡金属催化的碳-杂原子偶联反应是有机合成化学中一个重要的研究方向。Kharasch-Sosnovsky反应利用过氧苯甲酸叔丁酯作为氧化剂，在金属铜催化的条件下，将烯烃转化为烯丙酯类化合物，完成碳氧键构筑。响应国家“双碳”战略，开发新的催化体系，实现含碳物质的绿色高效转化已经成为有机化学家们追求的重要目标。基于此，Kharasch-Sosnovsky反应在不对称反应、配体设计、底物范围扩展以及环境友好性方面取得了显著的改进。本文简要介绍了Kharasch-Sosnovsky反应的发现与新的研究进展，结合前沿科研成果，不仅有助于加深学生对基础有机化学中相关内容的理解，同时可以有效补充现有教材中的知识空缺，实现基础化学知识与学科前沿研究的深度融合。
过渡金属催化的碳-杂原子偶联反应是有机合成化学中一个重要的研究方向。Kharasch-Sosnovsky反应利用过氧苯甲酸叔丁酯作为氧化剂，在金属铜催化的条件下，将烯烃转化为烯丙酯类化合物，完成碳氧键构筑。响应国家“双碳”战略，开发新的催化体系，实现含碳物质的绿色高效转化已经成为有机化学家们追求的重要目标。基于此，Kharasch-Sosnovsky反应在不对称反应、配体设计、底物范围扩展以及环境友好性方面取得了显著的改进。本文简要介绍了Kharasch-Sosnovsky反应的发现与新的研究进展，结合前沿科研成果，不仅有助于加深学生对基础有机化学中相关内容的理解，同时可以有效补充现有教材中的知识空缺，实现基础化学知识与学科前沿研究的深度融合。
2025, 40(4): 245-252
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405186
Abstract:
酚是年产超千万吨的廉价化工原料，广泛应用于有机合成中的各类重要转化。大学基础化学中关于酚类化合物反应类型的介绍主要是富电子芳环和酚羟基氧上的取代反应，两类产物中均保留了酚的惰性C―O键。为进一步拓展酚类化合物的应用价值，人们通过在酚氧原子上引入不同活化基，借助金属催化打断C―O键，实现了各类高效的脱氧偶联反应。然而，该策略的反应条件通常较为苛刻，并且可能导致产物中有金属残留，限制了其在制药等领域的广泛应用。为挑战上述难题，化学家们发现利用光、电等手段，在温和条件下可将酚的一些简单衍生物通过C―O键的选择性断裂产生芳基自由基。借助芳基自由基的高反应活性和选择性，实现一些新颖和高效的化学转化，为酚的合成应用提供新的策略和方法。本文介绍了利用酚的三氟甲基磺酸酯、磷酸酯和碳酸酯等作为芳基自由基前体的挑战和难点，以及如何实现一些精细化学品精准构建的最新研究进展，期望可以为学有余力的同学们拓宽知识面。
酚是年产超千万吨的廉价化工原料，广泛应用于有机合成中的各类重要转化。大学基础化学中关于酚类化合物反应类型的介绍主要是富电子芳环和酚羟基氧上的取代反应，两类产物中均保留了酚的惰性C―O键。为进一步拓展酚类化合物的应用价值，人们通过在酚氧原子上引入不同活化基，借助金属催化打断C―O键，实现了各类高效的脱氧偶联反应。然而，该策略的反应条件通常较为苛刻，并且可能导致产物中有金属残留，限制了其在制药等领域的广泛应用。为挑战上述难题，化学家们发现利用光、电等手段，在温和条件下可将酚的一些简单衍生物通过C―O键的选择性断裂产生芳基自由基。借助芳基自由基的高反应活性和选择性，实现一些新颖和高效的化学转化，为酚的合成应用提供新的策略和方法。本文介绍了利用酚的三氟甲基磺酸酯、磷酸酯和碳酸酯等作为芳基自由基前体的挑战和难点，以及如何实现一些精细化学品精准构建的最新研究进展，期望可以为学有余力的同学们拓宽知识面。
2025, 40(4): 253-260
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405171
Abstract:
将科学前沿案例引入课堂教学，不仅有助于阐明基础研究的实际应用价值，同时也能激发学生的好奇心，培养他们对前沿知识的探索热情。自由基化学作为有机化学的重要组成部分，因其本身具有高反应活性、反应机理复杂、产物多样等特点，一直被认为是有机化学学习中的重点与难点。近年来，有机自由基凭借其独特的窄带隙结构特征，在生物医学诊疗领域取得了一系列突破性进展，并成为国内外研究的热点。然而，自由基作为一类含有未成对电子的特殊化学物种，通常表现出动力学和热力学的不稳定性，这在很大程度上限制了其实际应用。鉴于此，本文探讨了稳定有机自由基的结构类型与合成策略，并进一步阐述了自由基材料在生物医学精准诊断和光诱导治疗领域的潜在应用前景。通过将最新的自由基研究成果融入课堂教学，有助于增强学生对该领域的理解和掌握。
将科学前沿案例引入课堂教学，不仅有助于阐明基础研究的实际应用价值，同时也能激发学生的好奇心，培养他们对前沿知识的探索热情。自由基化学作为有机化学的重要组成部分，因其本身具有高反应活性、反应机理复杂、产物多样等特点，一直被认为是有机化学学习中的重点与难点。近年来，有机自由基凭借其独特的窄带隙结构特征，在生物医学诊疗领域取得了一系列突破性进展，并成为国内外研究的热点。然而，自由基作为一类含有未成对电子的特殊化学物种，通常表现出动力学和热力学的不稳定性，这在很大程度上限制了其实际应用。鉴于此，本文探讨了稳定有机自由基的结构类型与合成策略，并进一步阐述了自由基材料在生物医学精准诊断和光诱导治疗领域的潜在应用前景。通过将最新的自由基研究成果融入课堂教学，有助于增强学生对该领域的理解和掌握。
2025, 40(4): 261-276
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406117
Abstract:
近年来电催化有机合成愈发受到人们的关注，其低污染、高原子效率等优点使其较传统有机合成方法具有巨大优势，符合绿色化学的社会要求。从分子水平去检测电极界面上的反应过程和关键中间体，对理解反应机理和设计更高效催化剂有着重要的指导意义。拉曼光谱是一种无损、不受水干扰的振动光谱，特别是表面增强拉曼光谱具有超高表界面灵敏度，它可以提供关于催化剂表面结构、吸附物种以及反应过程中表面中间体等关键信息，为探索反应机制提供可靠平台。本文综述了近年来利用原位拉曼光谱探究电催化有机反应过程和机理的研究进展，具体阐述了电催化加氢、C―O键活化、C―X (X = F, Cl, Br, I)键活化、C―H键活化、C―C键活化等几类有机化学反应中，拉曼光谱揭示的重要中间体、活性物质及其反应途径。通过分析具体案例，旨在帮助学生了解有机电合成的研究前沿，激发探究2023年度IUPAC“化学领域十大新兴技术”之一的合成电化学兴趣。
近年来电催化有机合成愈发受到人们的关注，其低污染、高原子效率等优点使其较传统有机合成方法具有巨大优势，符合绿色化学的社会要求。从分子水平去检测电极界面上的反应过程和关键中间体，对理解反应机理和设计更高效催化剂有着重要的指导意义。拉曼光谱是一种无损、不受水干扰的振动光谱，特别是表面增强拉曼光谱具有超高表界面灵敏度，它可以提供关于催化剂表面结构、吸附物种以及反应过程中表面中间体等关键信息，为探索反应机制提供可靠平台。本文综述了近年来利用原位拉曼光谱探究电催化有机反应过程和机理的研究进展，具体阐述了电催化加氢、C―O键活化、C―X (X = F, Cl, Br, I)键活化、C―H键活化、C―C键活化等几类有机化学反应中，拉曼光谱揭示的重要中间体、活性物质及其反应途径。通过分析具体案例，旨在帮助学生了解有机电合成的研究前沿，激发探究2023年度IUPAC“化学领域十大新兴技术”之一的合成电化学兴趣。
2025, 40(4): 277-281
doi: 10.12461/PKU.DXHX202407017
Abstract:
硝基芳烃广泛应用于有机合成中，是本科有机化学教学内容的重点之一。温和条件下脱硝基转化的高效方法十分有限。近年来，绿色电合成技术为硝基芳烃C―N键的选择性转化提供了新思路。本文结合学科前沿，选取本科生易于理解的反应实例介绍硝基芳烃脱硝基转化的最新进展，以开阔学生视野、激发学习兴趣、丰富知识储备。
硝基芳烃广泛应用于有机合成中，是本科有机化学教学内容的重点之一。温和条件下脱硝基转化的高效方法十分有限。近年来，绿色电合成技术为硝基芳烃C―N键的选择性转化提供了新思路。本文结合学科前沿，选取本科生易于理解的反应实例介绍硝基芳烃脱硝基转化的最新进展，以开阔学生视野、激发学习兴趣、丰富知识储备。
2025, 40(4): 282-290
doi: 10.12461/PKU.DXHX202407058
Abstract:
羰基氧鎓作为活泼中间体，很容易发生多种反应。本文介绍了大学有机化学教学中涉及到的羰基氧鎓的五类反应，即加成、取代、分解、异构和周环，讨论了羰基氧鎓作为关键中间体在各种复杂有机反应机理中扮演着重要角色。需要注意的是，羰基氧鎓的反应复杂多变，多类反应存在竞争与共存。深入学习羰基氧鎓的五类反应，有助于有机化学科学思维和科学素养的养成，践行“有机化学是科学也是艺术”的教学理念。
羰基氧鎓作为活泼中间体，很容易发生多种反应。本文介绍了大学有机化学教学中涉及到的羰基氧鎓的五类反应，即加成、取代、分解、异构和周环，讨论了羰基氧鎓作为关键中间体在各种复杂有机反应机理中扮演着重要角色。需要注意的是，羰基氧鎓的反应复杂多变，多类反应存在竞争与共存。深入学习羰基氧鎓的五类反应，有助于有机化学科学思维和科学素养的养成，践行“有机化学是科学也是艺术”的教学理念。
2025, 40(4): 291-298
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405174
Abstract:
手性物质在生物学、药理学和化学反应等领域都扮演着重要角色。手性材料在应用时一般只有一种构型可表现出正面效果，因此手性分离十分重要。框架材料结构多样，易于修饰，用作色谱固定相时可实现手性物质的高效分离。本文综述了框架材料固定相用于手性分离的最新研究进展，并提出了框架材料固定相存在的问题和应用前景。
手性物质在生物学、药理学和化学反应等领域都扮演着重要角色。手性材料在应用时一般只有一种构型可表现出正面效果，因此手性分离十分重要。框架材料结构多样，易于修饰，用作色谱固定相时可实现手性物质的高效分离。本文综述了框架材料固定相用于手性分离的最新研究进展，并提出了框架材料固定相存在的问题和应用前景。
2025, 40(4): 299-306
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405205
Abstract:
作为有机化合物的重要分支，有机磷化合物在农业生产、医药化工和环境保护等诸多领域发挥着重要作用。然而，社会上大多数人对有机磷化合物的了解局限于有机磷农药，并因其毒性而“谈磷色变”。本文运用拟人化手法，生动形象地介绍有机磷化合物中有机磷农药的中毒机制、解毒措施和安全使用的方法，同时也介绍了有机磷化合物的其他的广泛用途，旨在让读者在趣味阅读中对有机磷化合物和有机磷农药有更加充分的认识。
作为有机化合物的重要分支，有机磷化合物在农业生产、医药化工和环境保护等诸多领域发挥着重要作用。然而，社会上大多数人对有机磷化合物的了解局限于有机磷农药，并因其毒性而“谈磷色变”。本文运用拟人化手法，生动形象地介绍有机磷化合物中有机磷农药的中毒机制、解毒措施和安全使用的方法，同时也介绍了有机磷化合物的其他的广泛用途，旨在让读者在趣味阅读中对有机磷化合物和有机磷农药有更加充分的认识。
2025, 40(4): 307-321
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405206
Abstract:
运用拟人化手法，生动形象地介绍抗生素的发现史、分类、作用机制、对人体的不良反应及使用抗生素的注意事项，旨在让读者在趣味阅读中了解有关抗生素的基础知识。
运用拟人化手法，生动形象地介绍抗生素的发现史、分类、作用机制、对人体的不良反应及使用抗生素的注意事项，旨在让读者在趣味阅读中了解有关抗生素的基础知识。
2025, 40(4): 322-325
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406016
Abstract:
在“人体”工厂中，肝细胞车间主任“小灯”负责代谢乙醇、维护稳定。然而，随着糖尿病、失眠等疾病侵袭，中枢引入了安眠药、降压药等外援。小灯对药物与乙醛脱氢酶可能产生的双硫仑样反应缺乏警惕。一次意外中，头孢药物与乙醇代谢冲突，抑制了乙醛脱氢酶，导致乙醛肆虐，引发混乱。小灯意识到疏忽，加强安保，并向工人传达了领导指示，提醒大家在使用药物时需谨慎。此次危机虽得到控制，但肝细胞们更加明白责任与使命。我们也应从中汲取教训，珍惜生命，避免将生命安全置于危险之中。在表达感情时，有众多选择，完全不必过量饮酒。让我们共同守护这座神奇的工厂，确保它的安全与繁荣。
在“人体”工厂中，肝细胞车间主任“小灯”负责代谢乙醇、维护稳定。然而，随着糖尿病、失眠等疾病侵袭，中枢引入了安眠药、降压药等外援。小灯对药物与乙醛脱氢酶可能产生的双硫仑样反应缺乏警惕。一次意外中，头孢药物与乙醇代谢冲突，抑制了乙醛脱氢酶，导致乙醛肆虐，引发混乱。小灯意识到疏忽，加强安保，并向工人传达了领导指示，提醒大家在使用药物时需谨慎。此次危机虽得到控制，但肝细胞们更加明白责任与使命。我们也应从中汲取教训，珍惜生命，避免将生命安全置于危险之中。在表达感情时，有众多选择，完全不必过量饮酒。让我们共同守护这座神奇的工厂，确保它的安全与繁荣。
2025, 40(4): 326-330
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406038
Abstract:
源起于发霉甜苜蓿，脱胎于生化实验室，华法林先生起初作为一种强力灭鼠毒药大杀四方。然而，在进入医药领域的道路上，他却因毒药的身份标签和种种流言而饱受质疑和反对。科学家们揭示了华法林抗凝血的机制，并证明了华法林抗凝治疗对患者的益处。从此，华法林先生以及他的衍生物们成为了抗凝治疗和防治鼠害的前线战士。
源起于发霉甜苜蓿，脱胎于生化实验室，华法林先生起初作为一种强力灭鼠毒药大杀四方。然而，在进入医药领域的道路上，他却因毒药的身份标签和种种流言而饱受质疑和反对。科学家们揭示了华法林抗凝血的机制，并证明了华法林抗凝治疗对患者的益处。从此，华法林先生以及他的衍生物们成为了抗凝治疗和防治鼠害的前线战士。
2025, 40(4): 331-339
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406082
Abstract:
通过拟人化的方式，描绘了一个关于热力学定律的故事。主角“电子姐姐”在微观世界中翩翩起舞，她的舞蹈象征着化学反应。她的老师们——克劳修斯和玻尔兹曼，向她传授了熵和热力学定律的知识，这些定律塑造了她的舞蹈规则。虽然“电子姐姐”遵循这些定律，却在梦中体验到电催化过程的“逆热力学”之舞。最终，她在现实中与“电池哥哥”相遇，开启了对电催化领域的探寻，象征着科学探索中传统与创新的冲突与调和，以及追梦少年在成长中的机遇与挑战。本文通过曲折的情节，生动地介绍了计算化学反应中吉布斯自由能变的方法，探讨了电催化反应如何通过电功对系统进行能量输入，从而实现系统的吉布斯自由能变为正的化学反应，即最近文献中所谓的“逆热力学”反应。文章通过两个例子，即电解水反应和电催化循环去消旋化反应，阐述了逆热力学反应在化学研究中的重要作用。同时，本文也描述了青少年在追求自我认同的过程中面临的困惑与挑战，展现了勇于创新、大胆突破的重要性：真正的创新并非抛弃定律，而是在约束中创造新的可能性。
通过拟人化的方式，描绘了一个关于热力学定律的故事。主角“电子姐姐”在微观世界中翩翩起舞，她的舞蹈象征着化学反应。她的老师们——克劳修斯和玻尔兹曼，向她传授了熵和热力学定律的知识，这些定律塑造了她的舞蹈规则。虽然“电子姐姐”遵循这些定律，却在梦中体验到电催化过程的“逆热力学”之舞。最终，她在现实中与“电池哥哥”相遇，开启了对电催化领域的探寻，象征着科学探索中传统与创新的冲突与调和，以及追梦少年在成长中的机遇与挑战。本文通过曲折的情节，生动地介绍了计算化学反应中吉布斯自由能变的方法，探讨了电催化反应如何通过电功对系统进行能量输入，从而实现系统的吉布斯自由能变为正的化学反应，即最近文献中所谓的“逆热力学”反应。文章通过两个例子，即电解水反应和电催化循环去消旋化反应，阐述了逆热力学反应在化学研究中的重要作用。同时，本文也描述了青少年在追求自我认同的过程中面临的困惑与挑战，展现了勇于创新、大胆突破的重要性：真正的创新并非抛弃定律，而是在约束中创造新的可能性。
2025, 40(4): 340-345
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406111
Abstract:
数字PCR (聚合酶链式反应))能够带来高灵敏度水平的核酸检测，甚至实现单分子分析。由于其独特的绝对定量能力和高灵敏度，数字PCR成为了一种强大的生物分子学工具。本文将从第一人称视角带入数字PCR，共同体验数字PCR的生活，以便于读者理解数字PCR的发展背景、技术原理和疫情中的应用。
数字PCR (聚合酶链式反应))能够带来高灵敏度水平的核酸检测，甚至实现单分子分析。由于其独特的绝对定量能力和高灵敏度，数字PCR成为了一种强大的生物分子学工具。本文将从第一人称视角带入数字PCR，共同体验数字PCR的生活，以便于读者理解数字PCR的发展背景、技术原理和疫情中的应用。
2025, 40(4): 346-352
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405146
Abstract:
科普教育活动不仅需要传播科学知识，更需要传播科学思想方法。以“银离子回收”科普项目为例，简要介绍蕴含基于控制变量思想的趣味科普实践活动方案的实施，从认识科学变量、认知控制变量方法、体会运用控制变量思想三个层次逐层深入，逐步提升大众对控制变量思想的认识水平，从而提升科学素养水平。同时通过对含银废水的毒性、污染性与银的回收处理方法与价值的讨论，也提升了公众的绿色环保理念和资源循环利用的价值理念。
科普教育活动不仅需要传播科学知识，更需要传播科学思想方法。以“银离子回收”科普项目为例，简要介绍蕴含基于控制变量思想的趣味科普实践活动方案的实施，从认识科学变量、认知控制变量方法、体会运用控制变量思想三个层次逐层深入，逐步提升大众对控制变量思想的认识水平，从而提升科学素养水平。同时通过对含银废水的毒性、污染性与银的回收处理方法与价值的讨论，也提升了公众的绿色环保理念和资源循环利用的价值理念。
2025, 40(4): 353-358
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406103
Abstract:
基于辐射环境监测的实际工作，我们设计了一个基于α谱仪测定环境水样中铀同位素的本科专业实验。该实验包含铀的分离纯化、电镀制源、谱仪测量及数据分析三个部分。通过该实验，学生亲身体验了实际环境监测工作的流程，加深了对阿尔法谱仪的理解，提升了操作能力，促进了学生理论知识与实践经验的融合。
基于辐射环境监测的实际工作，我们设计了一个基于α谱仪测定环境水样中铀同位素的本科专业实验。该实验包含铀的分离纯化、电镀制源、谱仪测量及数据分析三个部分。通过该实验，学生亲身体验了实际环境监测工作的流程，加深了对阿尔法谱仪的理解，提升了操作能力，促进了学生理论知识与实践经验的融合。
2025, 40(4): 359-366
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406107
Abstract:
螺环化合物因其独特的三维结构和生物活性而备受关注，广泛应用于药物设计和有机合成中。传统螺环化合物的合成需要采用化学计量的氧化剂，条件苛刻且步骤繁琐。本实验以N-酰基磺酰胺为原料，通过电化学氧化即可合成去芳香化的螺环化合物，反应绿色高效。实验教学中，学生将学习电化学合成的基本原理，掌握电化学合成的操作技巧，并理解电化学脱芳香螺环化的合成原理。通过引导学生探究实验机理，理论与实践相结合提高学生的实验技能和科学探究能力，同时培养学生对绿色化学和可持续合成方法的认识。
螺环化合物因其独特的三维结构和生物活性而备受关注，广泛应用于药物设计和有机合成中。传统螺环化合物的合成需要采用化学计量的氧化剂，条件苛刻且步骤繁琐。本实验以N-酰基磺酰胺为原料，通过电化学氧化即可合成去芳香化的螺环化合物，反应绿色高效。实验教学中，学生将学习电化学合成的基本原理，掌握电化学合成的操作技巧，并理解电化学脱芳香螺环化的合成原理。通过引导学生探究实验机理，理论与实践相结合提高学生的实验技能和科学探究能力，同时培养学生对绿色化学和可持续合成方法的认识。
2025, 40(4): 367-374
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406113
Abstract:
在化学、材料和生物等领域，溶液是常见的反应环境，探索溶液结构与性质的相互关系有着重要意义，然而在本科生实验中却鲜有涉及溶液结构的化学实验。本文利用腈类化合物作为红外光谱探针，通过衰减全反射-傅里叶红外光谱仪对溶液中分子-离子间相互作用进行测试，通过改变溶质的浓度和调控溶剂的诱导效应、空间位阻效应以及配位效应，进而分析其对溶液结构的影响。本实验涉及仪器分析、物理化学和有机化学相关综合理论知识，同时可拓展红外吸收光谱仪的应用范围，且实验操作便捷、综合性较强，有利于更好地培养学生的探究能力和创造性思维，可以作为大学生创新性实验开展。
在化学、材料和生物等领域，溶液是常见的反应环境，探索溶液结构与性质的相互关系有着重要意义，然而在本科生实验中却鲜有涉及溶液结构的化学实验。本文利用腈类化合物作为红外光谱探针，通过衰减全反射-傅里叶红外光谱仪对溶液中分子-离子间相互作用进行测试，通过改变溶质的浓度和调控溶剂的诱导效应、空间位阻效应以及配位效应，进而分析其对溶液结构的影响。本实验涉及仪器分析、物理化学和有机化学相关综合理论知识，同时可拓展红外吸收光谱仪的应用范围，且实验操作便捷、综合性较强，有利于更好地培养学生的探究能力和创造性思维，可以作为大学生创新性实验开展。
2025, 40(4): 375-381
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406005
Abstract:
以聚甲基丙烯酸钠为稳定剂，通过加热或光照的方式还原银离子，在水溶液中制备具有荧光性质的银纳米簇，通过乙醇沉淀法获得银纳米簇粉体，并使用紫外-可见分光光度计及荧光光谱仪对其光学性质进行表征。本实验利用银纳米簇形成过程中的颜色变化，使纳米尺度上的反应过程“可视化”，帮助学生更加直观地理解反应过程和光谱数据。本实验立足材料化学基础知识，取材于科学研究前沿，在巩固基础知识的同时开阔了学生的视野，能够激发学生的科研热情，培养学生的实验技能和创新能力。
以聚甲基丙烯酸钠为稳定剂，通过加热或光照的方式还原银离子，在水溶液中制备具有荧光性质的银纳米簇，通过乙醇沉淀法获得银纳米簇粉体，并使用紫外-可见分光光度计及荧光光谱仪对其光学性质进行表征。本实验利用银纳米簇形成过程中的颜色变化，使纳米尺度上的反应过程“可视化”，帮助学生更加直观地理解反应过程和光谱数据。本实验立足材料化学基础知识，取材于科学研究前沿，在巩固基础知识的同时开阔了学生的视野，能够激发学生的科研热情，培养学生的实验技能和创新能力。
2025, 40(4): 382-389
doi: 10.12461/PKU.DXHX202406078
Abstract:
以膏霜类化妆品的制备为切入点，针对不同知识背景的受众者，创新开发梯度科普实验。通过原创视频、科普宣传单、PPT讲解和现场指导，向中小学生、高中生、社会大众诠释乳化原理和化妆品相关知识，介绍化妆品制备过程。对于面向大学生的科普方案，则提升了实验的难度和深度；使大学生独立完成化妆品的制备和性能表征。本科普实验在推广实践中获得一致好评，有一定的实用意义和推广价值。
以膏霜类化妆品的制备为切入点，针对不同知识背景的受众者，创新开发梯度科普实验。通过原创视频、科普宣传单、PPT讲解和现场指导，向中小学生、高中生、社会大众诠释乳化原理和化妆品相关知识，介绍化妆品制备过程。对于面向大学生的科普方案，则提升了实验的难度和深度；使大学生独立完成化妆品的制备和性能表征。本科普实验在推广实践中获得一致好评，有一定的实用意义和推广价值。
2025, 40(4): 390-398
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405147
Abstract:
仪器分析实验“分子荧光法测定罗丹明B的含量”存在实验过于简单、未考虑实际情况等问题。因此，本改进实验在三维荧光扫描模式下获取样本数据，不进行复杂预处理，而是运用化学计量学算法解析出目标分析物的纯信号，进而实现了染色辣椒中罗丹明6G和123的同时测定。本改进实验提高了学生全面考虑问题和创新解决问题的能力。
仪器分析实验“分子荧光法测定罗丹明B的含量”存在实验过于简单、未考虑实际情况等问题。因此，本改进实验在三维荧光扫描模式下获取样本数据，不进行复杂预处理，而是运用化学计量学算法解析出目标分析物的纯信号，进而实现了染色辣椒中罗丹明6G和123的同时测定。本改进实验提高了学生全面考虑问题和创新解决问题的能力。
2025, 40(4): 399-407
doi: 10.12461/PKU.DXHX202407102
Abstract:
在热力学可逆循环过程中，用温–熵图(T–S图)表示系统的温度与熵的变化关系，能同时显示出系统所吸的热与所做的功，从而可以方便地计算得到该循环的热功转换效率。本文总结了T–S图在多个经典热功转换循环过程中的应用，还介绍了近期报道的、利用电势的温度效应或浓差效应构建热力学循环，从低品位热能中获取能量的几个新型能量转换过程以及T–S图在其中的指导作用，可加深师生对T–S图的理解和认识，并拓展其应用范围。
在热力学可逆循环过程中，用温–熵图(T–S图)表示系统的温度与熵的变化关系，能同时显示出系统所吸的热与所做的功，从而可以方便地计算得到该循环的热功转换效率。本文总结了T–S图在多个经典热功转换循环过程中的应用，还介绍了近期报道的、利用电势的温度效应或浓差效应构建热力学循环，从低品位热能中获取能量的几个新型能量转换过程以及T–S图在其中的指导作用，可加深师生对T–S图的理解和认识，并拓展其应用范围。
2025, 40(4): 408-414
doi: 10.12461/PKU.DXHX202405200
Abstract:
药物化学是药事管理专业的重要课程，本文以“顺铂的抗癌功能发现”为载体，深入挖掘抗肿瘤药物的思政案例，以顺铂为例，延伸至金属类药物，并对其他机制类抗肿瘤药物进行探讨，总结其相关作用靶点及抗肿瘤机制，体现抗肿瘤药物的多样性。本课程通过采用系统讲授和案例教学相结合，翻转课堂等教学方式来调动学生的学习兴趣，并将课程思政理念贯彻教学过程，提高教学效果。本教学模式旨在锻炼学生创新思维、提高学生实践能力、强化学生思政意识。
药物化学是药事管理专业的重要课程，本文以“顺铂的抗癌功能发现”为载体，深入挖掘抗肿瘤药物的思政案例，以顺铂为例，延伸至金属类药物，并对其他机制类抗肿瘤药物进行探讨，总结其相关作用靶点及抗肿瘤机制，体现抗肿瘤药物的多样性。本课程通过采用系统讲授和案例教学相结合，翻转课堂等教学方式来调动学生的学习兴趣，并将课程思政理念贯彻教学过程，提高教学效果。本教学模式旨在锻炼学生创新思维、提高学生实践能力、强化学生思政意识。
