围绕分子开关及聚集诱导发光的科研热点领域进行本科教学实验设计，将光致变色二芳烯巧妙嵌合于具有聚集诱导发光性能的四芳烯体系中，制备得到兼具变色和发光功能的新型杂合四芳烯光控荧光分子开关，科教融合，将科研前沿引入到本科实验教学。从物质的制备、分离提纯、结构表征和性能测试等方面进行了综合实验探索。本实验分子设计简练新颖，内容丰富，现象明显，在综合运用和巩固本科学习的基本理论和基本操作的基础上，激发学生的科研兴趣，培养团结协作和突破创新的科学精神。

以学生为主体的“实践教学”是新时代新形势下深入贯彻落实“立德树人”根本任务的创新举措，逐渐成为课堂教学改革的重点方向。针对仪器分析课程知识点细碎、理论庞杂，课程难度高、不易系统记忆的特点，以X射线相关仪器这一章节为例，仅和X射线有关的诺贝尔奖就有20多个，学生在学习相关内容时，不但学习效果不佳，还会产生仪器分析怎么这么难的畏难心理和主动性下降的学习大忌。因此，本教学团队尝试以“情境驱动课堂，线索导向推理”的教学设计和教学实践，打破樊笼，与时俱进的结合大学生喜爱的“剧本杀”模式，引导学生置身100年前，通过最初设置的线索“发现X射线”，并将上一情境场景的结果作为下一情境场景的线索，逐步引导并启发学生探索并解决X射线的特征，X射线的潜在应用点、X射线仪器的原理等课程难点与重点问题，从而拉近学生和诺贝尔奖等顶级科研成果的距离，降低学生的畏难心理，增加学生主动探索、自主学习、发散思考的能力，有效培养学生由浅入深的创新思维和逻辑推理能力，为建立完备有效的高水平科学仪器创新人才培养体系提供课堂支撑。

在形成和发展新质生产力的背景下，人工智能(AI)已成为化学研究及教育教学领域的强大工具。本研究基于东北林业大学材料化学专业在产教融合背景下的“学-知-用”培养模式改革，结合AI技术，通过构建智能虚拟仿真实验平台和产教协同智能评估系统，有效解决了传统教育模式中理论实践脱节(学用转化率不足42%)、知识体系碎片化(跨课程知识关联度仅31.7%)、创新成果转化迟滞(平均转化周期超18个月)等突出问题。项目实施三年来取得显著成效：学生创新成果转化周期缩短至5.8个月，较传统模式提升67.8%；在中国国际大学生创新大赛等国家级竞赛中获奖数量增长147.8%。本研究验证了AI技术在破解产教融合深层矛盾中的独特价值，构建的“技术赋能-实践强化-产业反哺”教育生态体系，为新工科背景下材料化学专业人才培养提供了可复制范式。

本文介绍了一个有机化学综合实验，实验以水杨醛、苯硼酸和芳胺为反应底物，通过芳胺上取代基控制亲核性选择性地制备二芳基甲胺和三芳基甲烷，并利用核磁共振氢谱(¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)对产物结构进行表征。本实验与理论知识相结合，启发学生进行机理方面的思考，帮助他们开拓知识视野，更好地树立“绿色化学”理念和环保意识。

在“双一流”建设背景下，推进课程教学的“产学研用”深度融合是提升研究生培养质量以满足新时期高层次人才新需求的有效途径。本文在“产学研用”教学一体化背景下，基于目前环境功能材料课程教学存在问题，对“产学研用”一体化教学机制、教学内容和教学模式、教学手段以及教学评价体系等方面的课程教学建设进行改革探索，以期提高该课程教学质量的同时，强化对学生专业能力、科研能力和实践能力的培养，并为推动培养全方位高质量人才与社会人才需求的有效衔接提供一定参考。

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。

过渡金属催化偶联反应是非常重要的现代有机合成方法，但由于一些反应条件及催化剂的价格限制，尚未在本科实验教学中大规模推广。为了让学生切身体会现代有机化学的发展及绿色化学理念，我们设计了一个反应条件温和、操作步骤简单、原料及催化剂廉价易得的过渡金属催化偶联反应——铜催化芳基硼酸与烷基亚磺酸盐的氧化偶联反应合成芳基砜类化合物。以醋酸铜和N-甲基咪唑为催化剂、空气作为氧化剂，催化4-乙酰基苯硼酸及甲基亚磺酸钠的偶联反应，以中等产率得到4-甲砜基苯乙酮。本实验包括无水实验操作、微量试剂的称量及加料、薄层色谱及旋转蒸发技术、熔点测定等实验操作。此外，本实验可以拓展为探究实验，让学生初步学习有机合成实验研究方法及数据处理、分析方法，了解过渡金属催化有机反应中主要的影响因素，培养学生科学研究的思维，提高学生的综合化学素养。本实验已经在本科生实验教学中进行了验证。

为了提高碳材料作为锂离子电池负极材料的比容量，将氮掺杂的碳纤维与高容量的Sn进行复合。通过静电纺丝及低温碳化制备了均匀镶嵌Sn纳米颗粒的氮掺杂碳纳米纤维(C-Sn)复合膜。该复合膜直接用作自支撑锂离子电池负极时表现出较好的电化学性能，Sn的引入显著提高了碳纳米纤维膜的电化学性能。碳均匀包覆Sn后形成的纤维结构可以促进离子电子的传导，并能有效缓冲Sn纳米粒子在循环过程中的体积变化，从而有效抑制粉化与团聚。Sn含量约为25.6%的C-Sn-2电极具有最高的比容量和更优异的倍率性能。电化学测试结果表明，在2 A∙g⁻¹的电流密度下，充放电循环1000圈后充电(放电)比容量为412.7 (413.5) mAh∙g⁻¹。密度泛函理论(DFT)计算结果表明，N掺杂非晶碳与锂具有良好的亲和性，有利于将合金化反应之后形成的Sn_xLi_y合金锚定在碳表面，进而缓解了充放电过程中的Sn的体积变化。本文为高性能储锂材料的设计提供了一种切实可行的策略。