大学化学

第40卷第11期封面和目次
2025, 40 (11): 0.

今日化学

甲烷——温室效应中的“隐形杀手”与绿色转机
范欣依, 石万才, 孙振宇
甲烷(CH₄)，作为一种强效的温室气体，常被称为“隐形杀手”，其产生的温室效应是二氧化碳的二十多倍。本文将探讨甲烷的主要来源，包括自然来源和人为来源，以及甲烷加剧全球变暖效应。随着全球经济的不断发展和人口的增加，甲烷的排放量也在上升，导致气候变化问题愈发严峻。通过深入分析甲烷的影响及其化学转化与高值化利用，旨在提高公众对这一“隐形杀手”的认识，并推动有效的转化措施，以保护我们的地球环境。
2025, 40 (11): 1-10. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412060

教学研究与改革

专业学位研究生培养模式改革研究与实践——以材料与化工专业硕士培养为例
谭梦茜, 李亚馨, 何春雨, 马路山, 陈静
随着专业学位研究生教育规模的日益扩大以及社会对应用型人才需求的不断增长，培养高素质的应用型、复合型专业人才是目前高校教育面临的重要挑战。针对地方院校专业学位研究生培养的现存问题，本文以河南工业大学材料与化工专业为例，介绍了新时代背景下专业学位研究生培养在双导师制度、课程教学、专业实践、质量评价和奖助体系方面的改革与实践。
2025, 40 (11): 11-17. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412051

研讨班模式在跨单位研究生教学中的创新机制探索
郭晓音, 黄伟珺, 吴雪娇, 苏培峰, 吴丽晶, 秦海妹, 吴伟泰, 傅钢
深入剖析研讨班模式在知识前沿性、学术多样性、实践结合性及交流促进性方面的关键作用，旨在解决研究生培养中的教学内容相对滞后、科研训练系统性不足、学术资源共享不足等问题中发挥了积极作用，为促进跨单位研究生教学质量的全面提升，为培养具有国际竞争力的高层次化学人才开辟新路径。
2025, 40 (11): 18-23. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412080

环境科学与工程专业《无机化学》课程思政案例设计——以“弱酸解离平衡”为例
谢敏伟
为积极响应国家课程思政建设政策，优化环境类专业课程的教学设计，本文以我校环境科学与工程专业《无机化学》课程中的“弱酸解离平衡”章节为案例，探索了将经典环境问题(如酸雨)与全球热点问题(如海洋酸化)融入教学的路径。基于问题导向的案例教学方法，设计了理论与实际相结合的教学模式，通过启发式和探究式学习，引导学生在课堂讨论与课后自主探究中深刻理解弱酸解离平衡的科学原理及其在环境保护中的应用。教学实践表明，该设计不仅显著提升了学生的学习兴趣和参与度，还有效培养了其社会责任感、科学思维能力及独立思考能力，为课程思政与专业教育的深度融合提供了有益参考。
2025, 40 (11): 24-30. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412143

面向“双碳”目标的水盐体系相图课程教学创新——引入二氧化碳碳化与带压相平衡
胡佳音, 郭亚飞, 李珑, 邓天龙
《水盐体系相图》课程是化学工程与工艺本科专业制盐与盐化工方向的特色核心课程。基于“双碳”背景和“新工科”理念，为进一步改进教学效果并实现学科交叉融合，天津科技大学《水盐体系相图》课程团队以国际前沿热点研究为导向，提出将二氧化碳碳化后的带压体系引入水盐体系相图的课堂。本文重点介绍二氧化碳碳化体系在解决碳酸盐体系中碱回收、钠钾高效分离的教学案例，引导学生以相图为基础解决实际工程问题，实现减碳的资源化利用，拓展水盐体系相图和绿色化工的前沿知识，培养学生创新意识和实践能力。
2025, 40 (11): 31-36. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412031

基于联合教学团队的大学化学基础课程建设思考与实践
张运昌, 郭贝贝, 陈天恒, 梁文仪, 苏娟, 杨峰
大学化学联合教学团队结合海洋强国战略，积极推动化学基础课程建设。通过系列教材编写、信息化教学平台构建、本科生创新能力培养及基于任职需求的实践，深化化学课程教学改革。编写特色教材，运用信息化手段丰富教学资源，强化学生实验与实践能力，为培育高素质化学人才奠定坚实基础。
2025, 40 (11): 37-41. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412116

无机化学课程“五环一心”教学新形态的构建与实践
张欢, 钟国清, 蒋琪英, 胡文远, 杨定明, 沈娟, 戴亚堂, 李鸿波
在能源化学工程专业的无机化学课程教学中，秉持“学生中心”和成果导向教育(OBE)理念，构建了“五环一心”教学新形态。通过教师主导，充分利用“互联网+”，从课程资源的精选与建设、教学方式方法的改革，到专业引领、深度融入课程思政，再到全程多元化课程评价，引导和激励学生在线上、线下和课前、课中、课后努力学习，同时提升综合能力和素养，实现了“知识传授、能力培养和价值引领浑然一体”的人才培养目标。
2025, 40 (11): 42-51. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412076

普通地方高校无机化学实验课程教学改革初探——以吉首大学为例
李飞, 卓欧, 杨朝霞
无机化学实验是本科阶段生物、化学、环境、食品、材料等专业学生的第一门实验课，也是化学实验技能进阶的基础课程。对此，作者首先对诸如吉首大学之类的普通地方高校的无机化学实验课程教学现状进行了深入分析，然后剖析了实验教学过程中存在的问题和难点，最后对无机化学实验课程教学改革方案进行了初步设计，以期促进学生创新能力的培养，综合素质的提高，达到立德树人的根本目的。
2025, 40 (11): 52-58. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412105

慕课西行背景下新疆师范大学化学专业核心课程多校多向同步课堂智慧教学探索实践
关明, 白希, 马玉花, 米芳, 范维刚, 郭俊杰, 李桂新, 王英波, 曾涵, 曾竟, 肖璐, 李茵萍, 杜虹, 高雅
教育部明确提出实施“慕课西部行计划”，强调数智赋能，更好地实现因材施教。新疆师范大学化学专业核心课程教学团队，以新时代党的治疆方略为指引，以培养西部区域性人才为导向，依托“智慧树”平台，借助东西部高校课程共享联盟优质资源，运用知识图谱与AI共享课程，作为合作方与疆外名校合作，又作为开课方与疆内高校合作，开展同步课堂，共建知识图谱，实现多校教学资源共享、多向同步课堂共享、数智赋能平台共享，构建了多校多向同步课堂新型合作模式与基于人工智能知识图谱的新型教学形态。
2025, 40 (11): 59-65. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412123

基于创新创业能力培养的《无机化学实验》课程改革实践与探索
任花萍, 张麟沣, 宋怡萱, 田少鹏, 丁思懿, 马强, 刘姣, 武欣泽
提高大学生“创新创业”能力是目前我国各高等院校课程建设的重心，也成为我国高等教育教学质量的一个重要标尺。《无机化学实验》作为化学相关专业的一门重要基础实践课程，不仅担负验证化学理论知识和训练实验技能的重要职责，更应该注重学生分析问题、解决问题能力，特别是创新思维与创新创业能力培养。本文从目前《无机化学实验》课程教学存在的问题角度出发，提出了《无机化学实验》课程创新创业能力的培养的创新和改革几点举措，包括优化教学设计、创新实验内容、完善资源建设和提高现代信息化以及评价方式多元化，并逐一进行详细的阐述，以达到提高无机化学教学效果和培养学生的实验技能和创新创业等综合素养，促进全面发展。
2025, 40 (11): 66-75. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412097

分析化学智慧课程建设与精准教学探索
吴硕, 杨成, 董校, 郭慧敏, 宋波, 丁保君, 王秀云, 潘玉珍
针对分析化学课程授课过程中存在的学生基础差异大、学科发展快，课程知识点杂、多、散、难度大，学生不易掌握等问题，课程系统建设了“应用化学专业谱图”、“分析化学智慧课程”和“智能学伴”三大平台，并依托平台，立足化学基础学科拔尖创新人才培养目标，面向应用化学强基班和拔尖班学生尝试了品德为先、能力为要、数据驱动的精准教学探索实践，对教学模式、教学内容、教学流程和考核模式进行了全流程、全要素改革，取得了初步成效。
2025, 40 (11): 76-82. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202502090

“新工科”背景下地方应用型本科高校化学与材料类“一体两翼”创新人才培养模式探索与实践
李宏林, 杨绳岩, 张晓菲, 王小东, 张杨, 韩阳, 秦国旭, 李川, 刘凡凡
地方应用型高校化学与材料类“新工科”专业为地方经济社会发展承担着培养高素质、应用型人才的重任。本文阐述了巢湖学院化学与材料工程学院化材类“一体两翼”创新人才培养模式的探索与实践，着重介绍了校企共组双能师资队伍、共修人才培养方案、共设特色课程、共创实践平台“四共双赢”产教融合育人新局面和1个核心理念、2个科研团队、2类项目驱动、5个科教转化、5个递进阶段、6个育人成效“122556”科教融汇育人机制实施路径及主要成效，为“新工科”背景下地方应用型高校化材类人才培养模式探索提供参考。
2025, 40 (11): 83-91. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412067

物理化学中课程思政引领下的双线P-BOPPPS-E教学法探索
周文, 周晖, 谢晨, 范曲立
针对当前物理化学教学中存在的诸多问题，本文以物理化学中“电解质溶液的电导”这一教学内容为例，提出了一种基于教学目标导向、以学生为中心的教学改革策略。通过拓展传统的“课前预习、课堂讲授、课后作业”模式，结合课程思政理念，引入双线P-BOPPPS-E教学模式，并采用过程性考核评价方案对教学效果进行系统性量化评估。该教学体系旨在激发学生的学习主动性，全面提升学生的“知识-能力-素质”三位一体的综合能力，为物理化学教学改革提供有效的理论支持和实践指导。
2025, 40 (11): 92-99. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412056

基于线上线下混合式教学模式在高效液相色谱实验教学中的探索与实践
谢一凡, 姚莉韵, 杨若林, 蔡玉兴, 金玉杰, 李宁
高效液相色谱(HPLC)被广泛应用于生命科学研究、临床医学检验、药物研发、司法鉴定等领域。提升HPLC仪器操作的教学效果，对培养高素质、高技能的医学技术人才尤为重要。由于学生人数多、仪器少、不能重复操作等局限，导致学习效果受到影响。因此利用超星学习通、虚拟仿真实验等教学平台，将线上线下混合式教学融入其中，优化课前、课中、课后教学内容。通过任务驱动、线上自主学习、线下小组实操练习、课后总结和拓展知识，全面激发学生的积极性和主动性。实践结果表明，该教学模式能提升教学效果，受到学生欢迎。
2025, 40 (11): 100-107. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412133

新医科视域下分析化学课程思政教学实践——氧化还原滴定法
龙旭, 张拴, 孟庆华, 李小蓉
新医科视阈下，以立德树人为根本任务，以“医药为民，健康中国”为价值引领，以分析化学氧化还原滴定法为例，探索课前、课中、课后教学三阶段融入思政的教学方法。以专业知识学习为本，以真实案例为辅，以解决行业“卡脖子”问题为导向，层层引导，激发学生科技报国的决心，培养学生爱国情怀和环保理念等，以实现三全育人。
2025, 40 (11): 108-114. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412025

“高分子凝聚态结构”项目式教学——揭秘锂离子电池隔膜
唐雯, 隋璐宇, 陈倩, 邵俊, 彭信文, 姜建文, 陈水亮
近年来电动车火灾事故频发，这些事故多与锂离子电池隔膜有关。以“揭秘锂离子电池隔膜”为项目式教学主题，开展大学“高分子结构与性能”课程“高分子凝聚态结构”的教学。学生通过完成明确锂离子电池工作原理、掌握锂离子电池隔膜作用和性能、探究隔膜类型及制备工艺、设计制备和改进电池隔膜等多个项目任务，理解并掌握高分子不同凝聚态结构的特征、高分子结晶的形成与熔融、高分子取向态，并构建成型工艺–凝聚态结构–物理性能之间的联系，设计方案提升电池性能，强化学生团队协作及沟通表达能力，培养其严谨的科学思维、创新意识和学科核心素养。
2025, 40 (11): 115-126. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412108

中医药院校有机化学“线上线下+BOPPPS”教学模式的实践与应用
姚惠文, 袁明, 张舜波, 高永生, 廖唐斌, 冯书敏, 曹莉
有机化学作为中医药相关专业的重要基础课程，其教学质量直接影响到学生的专业素养和未来的职业发展。面对中医药院校学生化学基础参差不齐、教学模式和考核形式单一等问题，提出了基于“线上线下+BOPPPS”教学模式的创新实践。通过创新教学理念、教学内容、教学方法、教学设计以及多元化的教学评价体系，激发学生的学习兴趣、提高学生参与度，培养学生的自主学习和创新能力。
2025, 40 (11): 127-133. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412122

课程思政视域下物理化学大单元教学设计——以“宁夏煤制油”为例
董雯浩, 马琴, 吴晓灿
在大情境“宁夏煤制油”中，以设定反应条件(温度和压力)作为大任务开展物理化学的大单元教学。通过构建主题化和结构化的知识框架，整合热力学和动力学内容。依托国家级慕课和中英论文等教学资源设计丰富的课型活动，在小情境“水煤气反应”和“费托合成反应”中设计问题，训练学生的科学思维，提高问题解决能力。
2025, 40 (11): 134-140. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202501017

基于课程知识图谱的大学化学课程改革实践
李红霞, 李瑜, 辛颉, 王轩
随着教育信息化的深入发展，传统化学教学模式面临知识碎片化、学习路径不清晰、学为中心不突出等问题，亟需通过知识图谱技术实现知识系统化整合、自适应学习与个性化教学支持。本文重点研究了大学化学课程知识图谱的构建以及课程改革的实施。基于课程知识图谱的数据分析、智能推荐、路径规划等功能，开展“预-测-学-练-导”五阶递进的课程教学模式，实现“课前预摹画像、精准施策，课中聚焦能力、多样教学，课后个性练评、智慧辅导”个性化教学。相关研究为大学化学课程改革提供了新的视角和实践路径，可为学生自适应学习模式及教师个性化教学策略提供理论指导，推动课程向智能化、数字化发展。
2025, 40 (11): 141-149. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504031

课程思政深度融合的仪器分析实验教学模式构建与实践
肖自胜, 刘思怡, 何斌鸿, 肖毅, 徐琼, 兰支利, 谭蓉, 谭亮, 尹笃林
从仪器分析实验“课程思政”建设背景出发，挖掘实验教学中所蕴含的社会责任感等思政元素，探讨学科知识与思政元素深度融合的策略与方法；采用“自主设计”与“虚实结合”实验教学方法，构建了“电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定家乡饮用水源金属元素含量”综合实验教学模式，在“自主设计”环节显性地融入了“社会责任感提升”等思政主题，在“虚实结合”环节则隐性地引入了“朋辈榜样”等思政元素，实现了思政元素在实验过程中的多方位深度融合。实践表明，“自主设计+虚实结合”的综合实验教学模式可以较好地将实验教学内容、教学方法与思政元素多维度深度融合，实现学生自主学习积极性的提升，有利于学生综合实验技能和科学素养的协同并进。
2025, 40 (11): 150-159. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412113

“高分子化学”全英文课程思政改革探索实践
丁钰, 李思明, 陈颖, 李亚伟, 双少敏
高分子化学是化学化工和材料类专业的专业课程，也是高校国际化办学全英文授课的重要课程。在“课程思政”背景下，针对国内高分子化学全英文授课思政元素缺失的问题，从大纲思政目标融合、多维度案例资源发掘和全过程档案建立进行“课程思政”建设实践，旨在培养具有家国情怀、全球视野、专业本领和创新能力的复合型人才。
2025, 40 (11): 160-166. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412091

研究生培养：高等学校与中国科学院体系对比及思考
李风煜, 牛利
笔者通过与中国科学院二十余年的近距离接触及亲身实践，深刻了解到中国科学院与高等院校在研究生培养方面的变革及差异，从中国科学院和高等院校制度改革、历史发展出发，对中国科学院和高等院校学位设立、研究生培养、招生录取，以及课程设计等方面进行对照分析，总结两个体系在建设目标、研究方向、培养目标及培养方式方面存在的差异。
2025, 40 (11): 167-174. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412005

科研案例教学法在《计算材料学》课程教学中的应用
井群, 崔秀花, 吉旭, 姜轶
计算材料学课程是材料科学与工程等专业的必修课程，针对计算材料学课程特点和教学现状，结合课题组的非线性光学研究方向，以“材料的本征属性——能带结构”为例，简述在《计算材料学》课程中应用科研案例教学法，激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习能力，提升教学效果，为学生进一步掌握专业技能和提高实践技能打下坚实的基础。
2025, 40 (11): 175-183. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202505050

知识介绍

探寻Petasis-硼酸-Mannich反应的奥秘
蔡美慧, 黄熠, 马星星, 宋秋玲
本文聚焦于Petasis-硼酸-Mannich反应，系统阐述其起源、反应机理、研究进展及其在有机合成中的应用。该反应作为有机硼化学领域的重要反应，为传统Mannich反应提供了创新性的拓展，丰富了大学有机化学教学内容。通过对Petasis-硼酸-Mannich反应的介绍，有助于学生在掌握经典Mannich反应知识的基础上，激发对有机硼化学领域的学习兴趣与探索热情。
2025, 40 (11): 184-190. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412054

有机化合物中单电子σ键研究进展
陈麒文, 王宝雷
共价键的概念最早由美国化学家Lewis提出，其中σ键是共价键基本类型之一，经典的σ键是由两个原子共用一对电子而形成。作为一种特殊的σ键——单电子σ键，是由两个原子共用一个电子所形成，早在1931年由美国化学家Pauling从理论上提出其存在的可能性。然而由于这种化学键的稳定性较差，在此后较长的时间里都没有相关的有机化合物被合成出来。本文重点介绍近二十几年来陆续被发现的若干有机化合物(含有机金属化合物)中单电子σ键的形成和性质相关研究进展，其中主要包括磷磷单电子σ键、硼硼单电子σ键、碳碳单电子σ键，以及极性的硼/铝/镓和铜原子之间的单电子σ键。
2025, 40 (11): 191-198. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412136

烯烃双官能团化直接合成β-羟基砜类化合物研究进展
张琪, 刘子羽, 谭红霞, 童军, 徐大振
β-羟基砜结构单元广泛存在于多种生物活性分子中，同时也是有机合成中重要的合成砌块和中间体。近年来，通过对烯烃双官能团化直接构建β-羟基砜引起了化学家们的广泛关注。本文首先对含有β-羟基砜结构的典型化合物进行了介绍，然后，综述了通过直接官能团化合成β-羟基砜类化合物的研究进展。在文章结尾，对该领域的未来发展方向进行了展望。
2025, 40 (11): 199-209. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412064

科普

无患子：“皂”不完的精彩，“油”无尽的未来
张岚晖, 徐睿远, 翁盈盈, 李万梅
介绍了一场以推广环保理念为核心的产品发布会，重点展示了四款基于无患子的环保产品：无患子天然洗手液、无患子天然洗发水、无患子皂苷杀虫剂和无患子生物柴油。这些产品不仅利用了无患子的天然特性，而且在减少化学污染、保护环境方面发挥了重要作用。文章强调了每款产品如何体现无患子的环保价值，并概述了发布会的目标：激发公众环保意识，弘扬可持续发展理念，倡导“无患无忧”生活方式。通过这些创新产品，发布会旨在展示无患子在现代生活中的重要性，并鼓励人们采取行动，共同为环境保护工作做出贡献。
2025, 40 (11): 210-215. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412032

减肥三十六计，左旋肉碱为上计？
陈川秀丽, 侯嘉希, 张媛媛, 刘兴阳, 唐佑林, 倪浩洲, 黄莉秦, 张笛, 张园园, 刘东芳
左旋肉碱，细胞城的“能量使者”，负责将长链脂肪酸送入线粒体进行β-氧化，释放能量。本文拟人化地描绘了其生物合成、组织分布、运输机制及在脂肪酸代谢中的关键作用，强调其在促进减肥和健康改善中的重要性，旨在普及左旋肉碱的科学知识，提升公众对其重要性的认识。
2025, 40 (11): 216-220. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412048

化学实验

高分子综合实验设计：“双碳”战略下可重复加工丁苯橡胶材料的制备与性能
尹常杰, 王博煜, 乔丹彤, 李慧敏
为进一步让学生理解“双碳”战略，本实验教学设计从可重复加工橡胶材料出发。首先，用1,4-苯二硼和(3-巯丙基)三乙氧基硅烷反应得到了一种新型交联剂(B-KH580)；其次，将B-KH580与丁苯橡胶(SBR)共混；最后，160 °C热压成型得到硼酸酯键交联的SBR。由于该橡胶材料中含有大量的可发生可逆易位反应的可逆动态共价键硼氧键(—B—O—)，从而使其表现出良好的可重复加工性能，橡胶经过重复加工后拉伸强度可以恢复到95%以上，断裂伸长率可以恢复到84%以上，杨氏模量可以恢复到87%以上。通过该实验教学，不仅可以将最新的科研进展引入到课堂实验教学中，同时可以让学生更加直观地明晰“双碳”战略。
2025, 40 (11): 221-232. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412046

数字化视角下的实验教学设计——以“从红辣椒中提取红色素”为例
孟宪娇, 马瑜佼, 李旺, 赵栖, 王一鸣, 王福贵, 张永坡, 赵晋忠
“从红辣椒中提取辣椒红色素”是天然产物化学课程教学中设置的一个综合性实验，实验步骤包含了辣椒红色素的提取、分离及纯化，涉及到多个实验影响因素，以及昂贵仪器的使用、教学学时的限制等难题。数字化教学设计的有效融入，不仅让学生可以提前对路径进行优化，也可加深对实验理论的理解以及实验内容的掌握。数字化设计内容主要包含两个方面：一是采取线下“分段式”数据采集，利用数学建模对提取温度及溶剂、展开剂及洗脱剂比例配置、柱层析硅胶的高度等因素进行数值模拟，学生可通过设置不同条件数值，对预测结果进行分析，并继续进行条件优化；二是利用虚拟仿真技术，实现实验结果的动态可视化展示，帮助学生进行回流等实验装置的搭建，以及高效液相色谱(HPLC)等仪器的操作，该部分教学评价将会根据实验结果以及操作的重复次数进行自动评分。数字化设计将充分调动起学生的主观能动性，在保证有效成分活性的同时，也能提高对植物利用与保护的意识，建立起环保理念。
2025, 40 (11): 233-240. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412118

基础化学实验室精细化管理的探索与实践
臧真明, 林志强, 赵修毅, 陈学文, 叶燕媚, 张再利, 陈慧珍, 邓妙明, 彭敏, 胡昌佳, 赖瑢
大类招生背景下的基础化学实验室通常承担全校化学类基础实验教学任务，实验教学对象复杂且实验课程项目庞大，科学高效的管理是提高实验教学质量的重要保障。中山大学公共化学实验平台将精细化管理理念贯穿于每个实验项目的实施全过程，以师生为中心，以教学质量为根本，多措并举完善实验安全管理、规范实验准备工作、强化教学过程管理，不断持续改进，切实提升教学质量，提高实验室效率和实验教学经费使用效益。本文有效实践和经验对其他基础化学实验室具有普遍意义。
2025, 40 (11): 241-248. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412073

科教融合研制系列化工实验教学设备
冯红艳, 高明丽, 蒋晨啸, 吴亮, 汪耀明
中国科学技术大学化学工程基础实验教学团队，多年来践行学校科教融合的教学理念，积极将功能膜研究室的科研成果转化为实验教学内容，在理科化学工程实验内容设置前沿化方面开展了一定的工作。同时积极和企业合作，定制了一系列膜分离教学仪器，用于本科教学。
2025, 40 (11): 249-253. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412004

湿式气体流量计校正实验方法的改进
张万章, 钟亚兰, 黄驰
化工实验气体流量计的校正中，湿式气体流量计操作相对单一，其校正方法用的是平均校正系数法，该法对于测量较小体积的气体误差较大。本文对教学内容进行改进，提出一种新的校正方法，即分段逼近校正法，推导得到湿式气体流量计不同步长的分段校正方程。验证实验表明分段逼近校正结果准确度有显著提高。
2025, 40 (11): 254-262. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412121

电动势法测定电解质溶液的平均活度系数实验改进和拓展
方嘉楠, 顾友昊, 桂泽轩, 张来英, 颜佳伟, 袁汝明, 徐晓明
电动势法测定电解质溶液的平均活度系数是一个经典的物理化学实验。然而，实验过程中，需要持续向溶液中通入氢气以形成氢电极，导致存在氢气泄漏引发爆炸的安全隐患。为解决该问题，本实验提出了一种改进方法：利用电解法制备氢电极来替代原有持续通入氢气的方法。改进后，测量过程中无需持续通入氢气，实验不再需要氢气钢瓶或氢气发生器，从根本上杜绝氢气泄漏和爆炸的风险，确保了实验的安全性。另外，本实验设计不但有助于学生理解物理化学理论课讲授的更多知识点，而且训练了学生掌握电解法制备氢电极的新技能。
2025, 40 (11): 263-271. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504055

人工智能科学实践——化学气相沉积石墨烯制备电子皮肤
潘袁春, 林欣昀, 杨乐怡, 胡文亚, 宋德魁, 刘楠
电子皮肤在健康监测、假肢交互和机器人智能化等领域发挥着重要作用。化学气相沉积石墨烯具有优异的光电性能和生物相容性，是制备电子皮肤的理想材料。我们将石墨烯电子皮肤的制备表征和肌电信号采集交互融入实验课程，全面锻炼学生的科研能力。同时注重思政教育，旨在培养品德优良、富有社会责任感的科学人才。
2025, 40 (11): 272-280. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412052

尺寸决定性能——针对微电极和玻碳电极伏安教学的新实验设计
张立敏, 刘蒙蒙, 田阳
微电极技术发展迅速，其理论已被纳入理论课教材中，但缺乏实验教学内容。为了推动实验教学与科学前沿的高效衔接，我们设计了新型的微电极教学实验。从简便的碳纤维微电极制备入手，通过比较式学习，实现了从电极过程到性能分析的多维度知识融合。同时创新地引入试错式教学模式，有效提高学生独立探索的能力，助力人才培养。
2025, 40 (11): 281-288. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412047

综合化学实验设计：一种基于苯并咔唑超长有机室温磷光材料的制备与表征
王光辉, 钱晨, 马志勇
超长有机室温磷光(UORTP)材料凭借其独特的低成本、低毒性、刺激响应特性和可调光学性能在生物成像、先进加密和防伪以及高灵敏度传感器方面具有广阔的应用前景。本实验以7H-苯并[c]咔唑(BCz)和3-溴-5-氟苯腈为原料，通过芳香族化合物取代反应合成供体-受体(D-A)型分子CNBrBCz，利用核磁共振氢谱、碳谱和高分辨率质谱表征CNBrBCz的化学结构。之后将BCz、CNBrBCz分别掺入聚丙烯酸甲酯(PMMA)膜并探究掺杂薄膜的磷光性能。有机磷光材料为功能材料化学重要研究方向之一，通过将前沿的科学研究方法与性质表征引入基础化学实验中，进一步丰富了化学实验的教学内容，锻炼了学生的实验基础操作能力与精密仪器使用能力，培养了学生学以致用的科学素养和科学创新能力，同时也可以让学生观察到奇妙的发光现象，感受到化学之美。
2025, 40 (11): 289-299. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412062

超声辅助合成结晶玫瑰——推荐一个综合研究型有机化学实验
赵睿盈, 罗舒衡, 李锦科, 张军杰, 朱敏, 李洋, 白艳红, 李银环, 王丽娟
本文以“结晶玫瑰合成路线的改进与拓展”为实验目标，基于以问题为导向的探究型学习模式，将有机合成方法学的基本研究过程与实验操作训练融合于问题设计之中，引导学生理解表面活性剂的催化与超声辅助合成对于传统有机合成反应的影响，强化训练学生掌握各种实验操作技能与结构表征方法，提升学生的科学研究素养与综合实践能力。建议课程学时7–8。
2025, 40 (11): 300-309. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412075

传感技术赋能有机化学实验数字化转型——以常压蒸馏、减压蒸馏和分馏为例
吴云英, 莫志兰, 周雪, 袁羽, 马云飞, 陈婧, 唐刚
数字化实验相较于现有教材实验，具有较强的综合性、创新性和直观性。本文将数字化传感技术引入有机化学实验基本操作中，借助温度传感器和压强传感器对常压蒸馏、减压蒸馏和分馏实验开展改进与创新探索。研究结果表明，通过运用温度传感器、压强传感器对实验装置进行优化，能够实时监测常压蒸馏、减压蒸馏与分馏等基本操作过程中的温度和压强变化情况，并自动采集、记录时间–温度曲线及时间–压强曲线。这一融合举措实现了有机化学实验的数字化转变，提高了学生学习的深度与广度，可在本科有机化学实验教学中推广实施。
2025, 40 (11): 310-317. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202503078

仪器分析在白酒有机成分检测中的应用
王泽霖, 刘刚, 王梦冉, 张培育, 宋爱新, 郝京诚, 崔基炜
本实验将白酒组分分析与大学化学仪器分析实验相结合，设计了包含气相色谱、核磁共振波谱和气相色谱-质谱联用的探究实验，让学生通过文献检索、实验设计、实验探究，对市面上常见的25种白酒的酒精度、风味成分进行定性及定量分析，让学生深度参与到仪器分析实验课程中，提高实验教学效果，锻炼学生的综合思维能力和自主创新能力。
2025, 40 (11): 318-326. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202502077

多元变量驱动的催化优化：负载型镍基催化剂上的甲烷选择氧化反应的实验改进与教学设计
林海强, 翁维正, 林敬东, 陈明树, 方雪明, 杨乐夫
通过引入氨辅助浸渍和载体预处理等关键变量，对综合化学实验“负载型镍基催化剂上的甲烷选择氧化反应”进行了系统优化。通过催化剂制备、性能评价、程序升温还原表征以及物理/化学吸附测试等完整实验流程，让学生在实验过程中深刻体验酸洗载体消减杂质和氨辅助浸渍提高金属分散度对Ni/SiO₂催化性能的显著提升作用，全面认识影响催化性能的多重因素，激发深入研究催化化学复杂作用机制的兴趣。改进后的实验有效克服了传统实验内容单一、缺乏对比维度等不足，在教学实践中取得了良好的效果。
2025, 40 (11): 327-336. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202505106

聚集诱导发光型有机笼状分子的合成及性质表征——推荐一个综合化学实验
李攀, 沈沪国, 华聪, 方金杰, 池向莹, 姜全, 冯紫晨, 康烨, 郑斌
将前沿科研成果融入实验课程，有助于提升本科生的实践和创新能力。基于动态共价反应，从四苯基乙烯衍生物出发设计合成了一种聚集诱导发光型有机笼状分子TPE-Cage。采用核磁共振波谱仪、紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪对其化学结构和发光性质进行了测试和表征。该综合实验分子结构设计新颖、反应路线重复性好、实验现象明显，可以激发学生的探索兴趣，锻炼知识的实践能力，增强科研创新意识。
2025, 40 (11): 337-345. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202502083

“教育-准入-监管”三位一体实验室安全管理模式——以西北大学化学国家级实验教学示范中心为例
周亚倩, 赵春欣, 张丹, 刘哲, 张天龙, 崔斌, 李延
西北大学化学国家级实验教学示范中心以“教育奠基、准入把关、监管护航”为核心理念，创新构建了“教育-准入-监管”三位一体的实验室安全管理体系，实现了实验室安全管理从被动应对到主动预防的转型升级。安全教育奠定了扎实的知识基础，准入制度明确了严格的准入要求，实时监管则形成了全天候的安全防护网。这一模式不仅实现了安全管理效能的全面提升，更通过持续的教育浸润和智能化的制度约束，培育了师生的安全文化认同，为高校实验室安全管理提供了可复制、可推广的模式，有力支撑了教学科研工作的高质量发展。
2025, 40 (11): 346-353. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202506078

次磺酰胺氧化磺胺化合成亚磺脒——推荐一个大学有机化学综合实验
王芬, 杨棋, 叶倩菲, 肖纪超
本文报道了一种无过渡金属参与的次磺酰胺氧化磺胺化，实现磺酰胺-亚磺脒分子的高效快速合成。非常适合作为高年级本科生综合实验教学，整个实验流程涵盖底物与产物的制备、反应进程监测与分离纯化、产物结构表征等。不仅可以系统提升有机合成与结构解析等核心实验技能；更通过引入原创性研究成果，激发学生科研探索兴趣，强化实践能力与创新意识，为复合型人才的成长奠定基础。该实验已经在本科生实验教学中进行了验证。
2025, 40 (11): 354-361. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202506059

师生笔谈

以有机聚合物整体柱为例探讨van Deemter方程在仪器分析教学中的应用
陈庚嘉, 欧俊杰
在仪器分析领域，高效液相色谱(HPLC)具有举足轻重的作用，然而大学仪器分析课程未能深刻剖析固定相的精细结构和van Deemter方程中关键变量对分离效果的影响。本文以自由基聚合法和点击聚合法所制备有机聚合物整体柱为例，探讨了其结构和形貌对van Deemter方程中A、B、C三项的影响，力求使学生能够更加清晰地把握van Deemter方程的核心。
2025, 40 (11): 362-368. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202502003

热力学基本方程相关公式倒“∏”图形记忆法及教学实践
王枫梅, 张欣, 鄢红, 徐向宇, 王桂荣
在物理化学课程学习的过程中，如何高效准确地理解并总结化学热力学公式是学生所面临的主要难题。一方面体现在学生对公式理解不够深入，另一方面是热力学理论体系复杂，八个状态函数之间的关系容易混淆。本文旨在探讨涉及热力学中八个状态方程之间的关系式，及快速记忆掌握方法。内容包括探讨热力学基本方程、对应系数关系式，及麦克斯韦关系式的记忆方法和利用动画视频协助记忆。通过引入新的教学策略和记忆方法，帮助学生更好地理解和掌握这些公式，提高学习效果并打好热力学基础。
2025, 40 (11): 369-375. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412087

BOPPPS有效教学模式在双语物理化学教学中的应用——以“稀溶液的依数性”为例
张歌珊, 唐浩东, 刘宗健, 丰枫
基于BOPPPS有效教学模式，本文对物理化学课程中“稀溶液的依数性”内容进行教学设计并实施教学实践，通过六大模块“起承转合”地巧妙转换及参与式学习的深度应用，充分调动学生的学习积极性。教学过程还结合了雨课堂，实现教学实时互动，同时“润物细无声”地在课程中融入课程思政，为物理化学课程的有效教学设计提供实操性案例。
2025, 40 (11): 376-381. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412127

基于STEAM教育理念“化-史-艺融合教学”在化学类通识课程中的运用——以文物系统性保护和弘扬为例
吴佳琳, 蒋子璇, 章鹏飞, 徐伟明
文物作为文化和自然遗产的一部分，对建设中国式现代化具有积极意义。其系统性保护涉及化学化工、材料科学、检测分析、历史考古、美术鉴赏等学科领域，其弘扬和传承与强调科学、技术、工程、艺术与数学等学科交叉融合的STEAM教育理念相一致。鉴于此，本文以出水陶瓷、出土青铜和再现壁绘为切入点，通过化学-历史-艺术融合教学的模式，让学生在文物系统性保护的实际过程中，先了解相关化学知识，串联传统文物系统性保护中蕴含的历史知识与艺术价值开展教学，提升学生对中华传统文物的了解和对中华文化的归属感，增强学生科技和文化自信，从而培养学生的综合素质和能力。
2025, 40 (11): 382-390. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412055

从李正名奖学金成立谈李先生的爱国奉献精神
王建国
李正名院士是我国著名的教育家、化学家和农药学家。在李先生逝世3周年之际，李正名奖学金捐赠暨首届颁奖仪式在南开大学举行。本文结合一部分典型的具体事例，对李正名先生的教育家精神和科学家精神进行了介绍，从中折射出他始终如一的坚定爱国信念和无私奉献精神。青年学子通过学习李先生的光辉事迹，可以深入了解老一辈科学家浓厚的家国情怀。本文有助于激励当代大学生厚植爱国主义理想与信念，增强自主创新意识和能力，立志为中华民族的伟大复兴贡献自己的全部力量。
2025, 40 (11): 391-396. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412089

自学之友

接触角测量仪在材料化学分析测试中的教学实践与思考
杨方麒
随着教育技术的发展，接触角测量仪已广泛应用于课堂教学中，除理论教学外，还可通过实践操作和案例分析，引导学生掌握材料表面特性。研究接触角测量仪在教学中的应用，对于改进教学策略、激发学生的创新思维，以及培养具备实践能力和科研素养的高素质人才具有重要意义。
2025, 40 (11): 397-401. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412008

量热实验数据采集处理软件的自主开发与应用
赵泽华, 安孝彦, 徐金荣, 杨玲, 赵浩, 吴忠云
量热实验是物理化学实验课程中验证能量守恒定律和测定焓变的经典热力学实验。然而，传统手动操作存在数据采集效率低、处理繁琐等问题。为此，基于Python自主开发了具有图形界面的量热实验软件。集成数据采集、智能处理与可视化功能，实现了溶解热与燃烧热实验的数字化改造。软件通过串口通信模块实时获取温差数据，利用科学计算库自动完成雷诺校正与热力学计算，并结合交互式界面直观呈现实验数据。实践表明，该软件可缩短实验操作时长约30%，释放的课时资源为实验教学创造了更多探究空间。其教学应用有效推动了实验教学从操作训练向热力学原理深度理解的转型，并构建了“基础-进阶-创新”三级培养体系，为高校实验教学数字化转型提供了可复制的技术路径。
2025, 40 (11): 402-408. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202505045

未来化学家

对硫代硫酸分解产物单质硫沉淀过程的探究——意外的“失败”？
胡浩哲, 张浩宇, 芦昌盛
在“硫代硫酸钠标准液的配制和标定”实验的操作过程中，大一新生因使用了未经稀释的硫代硫酸钠溶液意外在滴定环节产生大量淡黄色沉淀；学生们经过自主探究，重现了实验现象，调控体系pH ≈ 5时制备出较为稳定的硫胶体体系。通过课外文献调研、估算和分析，学生们推断沉淀成分并推测了硫单质的均相成核沉淀过程，提出可以使用硫胶体替代传统Fe(OH)₃胶体用于实验教学与课堂演示。
2025, 40 (11): 409-415. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412034

竞赛园地

第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛无机及分析化学实验试题解析
印志磊, 宋新宇, 孙绚, 金钊, 张瑾, 马学美, 葛斌, 宋其圣
介绍了第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛无机及分析化学实验操作试题的命题思路，对实验操作中存在的主要问题及成绩情况进行了分析。
2025, 40 (11): 416-420. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412138

第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛情况和实验理论试题解析
林猛, 宋其圣, 印志磊, 张斌, 赵宝祥, 徐政虎
介绍了全国大学生化学实验竞赛及总决赛的进展情况和第13届总决赛实验理论试题的命题思路，对参赛选手的答题情况和反映出的问题进行了分析总结。
2025, 40 (11): 421-426. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412126

第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛有机化学实验试题解析
刘刚, 张永强, 李晓苗, 李庆爽, 孙继超, 徐政虎, 李晓燕
卟啉类化合物作为天然氮杂环功能分子，在自然界和生命科学中具有重要地位。第13届全国大学生化学实验竞赛总决赛有机化学实验试题的设计特别关注了5-苯基-二吡咯甲烷的合成，这种化合物是构建多样化卟啉类化合物的基本结构单元。本实验让学生使用三氯化铟作为催化剂，利用苯甲醛和吡咯溶剂一步缩合合成目标分子。竞赛结果显示，学生在简单蒸馏、仪器组装和薄层层析(TLC)追踪等基本操作方面表现良好，但仍有部分学生的基本操作技能有待提升。另外，大多数学生对三氯化铟催化剂作用机制的理解还不够深入。这提示我们在今后的实验教学中，在注重基本操作技能训练的同时，仍需加强理论知识与实验操作的结合。
2025, 40 (11): 427-434. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202412125