2026年,第41卷,第6期出版日期 2026-06-18
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目录
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专题
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- 基于案例驱动的无机合成化学模块教学创新与实践
- 匡勤, 汪骋, 谭元植, 江智渊, 朱亚先
- 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。
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2026, 41 (6): 5-12.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202512009
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- 融合“基础-前沿-应用”的基础化学进阶教学模式构建与实践——以“氢键结构发展”案例赋能理工科拔尖人才培养
- 朱英, 田东亮, 王婷, 刘明杰
- 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。
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2026, 41 (6): 35-39.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202509074
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- OBE-AI双驱的BPOPPS教学模型的“铬”式重构——以铬与铬的化合物的教学为例
- 李玲, 张驰, 田丽红, 朱文华, 毛志强, 李贞
- 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。
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2026, 41 (6): 40-47.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202507083
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- 案例牵引，前沿融入，思维建立——化学生物学视角下的生命过程教学设计
- 何薇薇, 刘聪, 许代超, 王婧, 孙敏
- 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。
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2026, 41 (6): 64-71.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202508048
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- 化学与生物融合的有机化学课程创新实践
- 吴国骄, 吴钰周, 袁伟明, 钟芳锐
- 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。
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2026, 41 (6): 72-78.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202508064
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- 化学测量学视角下分析化学教学设计案例
- 苏铁军
- 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。
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2026, 41 (6): 79-83.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202511198
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- 化学“101计划”跨学科创新育人闭环模式的构建与实践——以材料化学与柔性电子融合为例
- 沈宇, 潘婷, 赖文勇
- 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。
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2026, 41 (6): 108-117.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202511208
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- 化学“101计划”合成化学实验课堂提升实践探索
- 胡水, 韦卓勋, 侯雅君, 房龙, 陈洪燕, 朱芳, 苏成勇
- 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。
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2026, 41 (6): 118-124.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202512003
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- 离子液体中的Sonogashira偶联反应——化学“101计划”合成化学实验4.4D详解
- 侯雅君, 刘金鑫, 陈滔, 张艺, 周磊
- “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。
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2026, 41 (6): 136-144.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202510101
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- 化学“101计划”合成化学实验课程建设——过二硫酸钾的制备和鉴定
- 王瑜, 刘潇彧, 吕天明, 崔淼, 张守磊, 孟长功
- 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。
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2026, 41 (6): 145-151.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202511028
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- 化学“101计划”综合化学实验教学案例设计——以MOC-16的激光共聚焦细胞成像为例
- 吴嘉仪, 王亚平, 江继军, 潘梅, 苏成勇
- 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。
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2026, 41 (6): 166-174.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202605044
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- 化学“101计划”微流控分析理论与实践教学探索
- 刘林, 辜敏, 严仲毅, 熊桧文, 方雪恩
- 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。
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2026, 41 (6): 175-184.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202511193
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- 化学“101计划”化学测量学实验中高分子物理实验模块的设计与建设
- 张来英, 吴伟泰
- 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。
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2026, 41 (6): 185-195.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202512040
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- 像散位移显微镜的研制及教学设计——推荐一个化学测量学实验(微纳先进表征)
- 周丹, 刘心月, 郭子靖, 杨建平, 郭泽莹, 任卓尔, 俞娥, 潘婷, 任豆豆, 曾智聪
- 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。
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2026, 41 (6): 196-203.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202511180
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- 化学“101计划”化学测量学实验中计算化学实验模块的设计与实施探讨
- 袁汝明, 张来英, 傅钢, 任斌
- 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。
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2026, 41 (6): 204-210.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202503098
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- 基于化学“101计划”反应速率及活化能测定的实验改进——半微量化设计、协作式教学与信息化技术的融合创新
- 唐然肖, 侯梦旭, 商宁昭, 蒙涛, 陈晓翠, 魏秋红, 张帅华, 王春
- 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。
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2026, 41 (6): 211-220.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202502016
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- 原位拉曼光谱研究电催化硝酸根还原合成氨反应过程——极具推广价值的开放性仪器分析创新实验
- 王京, 夏润琳, 周昱轩, 刘玉萍
- 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。
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2026, 41 (6): 221-229.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202506079
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- 化学“101计划”视角下硫酸亚铁铵制备实验的创新设计——晶体形貌调控与智能观察的引入
- 张守磊, 王瑜, 帅梓程, 毕艳冰, 黎强胜, 兰喜杰, 顾晓洁, 徐冰
- 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。
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2026, 41 (6): 230-236.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202508002
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- “101计划”《化学测量学实验动态电子教案》数字化教材的设计与建设
- 张来英, 吴伟泰, 袁汝明, 淳远, 乔亮, 方宁, 雷杰, 徐伟高, 许新华, 张志敏, 郑成斌, 朱平平, 颜佳伟, 任斌
- 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。
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2026, 41 (6): 237-243.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202512039
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- 化学“101计划”普通化学动态电子教案建设与试点应用
- 杨娟, 高松
- 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。
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2026, 41 (6): 244-250.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202510011
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教学研究与改革
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- 农林院校基础化学实验课程教学的探索与实践
- 万福贤, 魏妍辉, 王艳芳, 尚鹏鹏, 李映, 徐静, 张丽丽, 董静
- 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。
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2026, 41 (6): 265-272.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202503048
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- 面向国家重大项目的“一主多辅”实验室内部轮转制度
- 匡荣仟, 王群, 丛培琳, 杨爽, 苗彩琴, 赵汝涵, 李勇琦, 卢松涛
- 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。
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2026, 41 (6): 282-287.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202503060
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- 面向应用化学(放射化学方向)的有机化学课程思政建设
- 晋宇辉, 陈乔, 贾贺翔, 王寅
- 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。
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2026, 41 (6): 297-309.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504065
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知识介绍
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- 机械力促进的光化学反应在有机合成中的应用介绍
- 唐琪浩, 信晓华, 王云侠, 王晗
- 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。
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2026, 41 (6): 321-327.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202503131
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科普
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化学实验
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- 酚酞指示剂变色机理的分子模拟研究
- 马莹, 张恒
- 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。
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2026, 41 (6): 335-342.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504074
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- 表面活性剂调控的溶胶制备——物理化学实验的新设计与教学实践
- 刘紫瑶, 汲晓丽, 付雯雯, 汤旻皓, 赵倩, 杨雅涵, 马莹, 李洪光
- 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。
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2026, 41 (6): 343-352.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504006
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- 酸催化蔗糖水解反应的绿色化实验改进和思政教学设计
- 张业云, 尚贞锋, 樊玲
- 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。
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2026, 41 (6): 353-361.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504040
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- 有机长余辉分子三重态寿命和磷光辐射速率的理论计算——介绍一个计算化学综合实验
- 郑超, 孙诚希, 陈润锋
- 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。
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2026, 41 (6): 374-384.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202507082
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- 化学实验室危化试剂智能管控实践
- 倪俊, 涂峰, 安建鑫, 龚华, 杨立坤, 王灿, 牛玉洁, 伍璐, 周秋琴
- 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。
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2026, 41 (6): 385-394.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202507095
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- 铯铅卤钙钛矿量子点的可控合成及材料表征——一个综合化学实验
- 邱培瑞, 曾宪赟, 唐恪涵, 陈红云, 李国然, 刘阳
- 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。
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2026, 41 (6): 395-403.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202508073
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- 电沉积法制备FeOOH自支撑电极及CDI处理稀土废水——推荐一个物理化学综合实验
- 薛夷菡, 张洁, 温晓茹
- 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。
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2026, 41 (6): 404-414.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202509023
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- 材料化学综合实验：电化学法将尿素定向转化为亚硝酸盐
- 王艳琴, 王康, 孙琛, 杨哲晰
- 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。
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2026, 41 (6): 415-424.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202603025
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- 以实践育人，以实境强技：仪器分析实验教学改革实践与探索
- 陈红云, 李国然, 刘阳
- 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。
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2026, 41 (6): 425-433.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202601047
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师生笔谈
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- 金刚烷及四氮杂金刚烷立体异构分析
- 于卫峰, 卓峻峭
- 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。
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2026, 41 (6): 434-440.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202503125
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自学之友
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- 基于非球型原子模型的晶体结构精修实验操作案例
- 孙财, 郑寿添, 袁耀锋
- 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。
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2026, 41 (6): 449-456.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504038
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- 不同数据处理软件在物理化学实验中的应用——以电导法测定醋酸平衡常数为例
- 陈亮亭, 范建训, 高锦红, 张田欣
- 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。
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2026, 41 (6): 457-466.
DOI: 10.12461/PKU.DXHX202504002
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竞赛园地
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