热烈祝贺南开化学成立100周年！回顾百年来我校化学学科所历经各个历史时期的发展逐步从弱到强。建国初期百废待兴,当时面对蝗虫、稻飞虱、小麦锈病等诸多病虫灾害和疟疾、霍乱、鼠疫、寄生虫等流行病施虐,国内根本无药可防,束手无策。尤为重要的是国家的粮食生产是立国之本,悠悠万事、吃饭为大。当时杨石先校长率先带领一批有机化学青年义无反顾地投入到当时国家急需的农药开发中去,一方面当时国情急需,另一方面杨老发挥了独特的历史引领作用,更重要的是1956年毛泽东主席亲自到南开大学化学系视察刚自建的简陋农药车间,这样南开农药学科就应运而生了。为了满足国家的长远需要,南开化学培养了大批农药学科研究生并承担不少国家硬核攻关任务,在国内外产生了强烈反响。此文简单回顾了南开有机化学学科支持农药学科的崛起,交叉跨界、融合发展的历史。农药学科博大精深,提高了我们跨学科研究能力和通识教育的水平,她的发展反哺和丰富了有机化学的视野和研究范围,形成了有机化学走向生命科学领域中一个新的着力点。南开农药在半个世纪里形成了自己的鲜明特色,是南开化学执行中央“四个面向”科技方针比较成功的一个范例。现将此文敬献给曾全力以赴建立农药学科的先驱们,向他们的开拓精神与丰功伟绩致以最崇高的敬礼！

南开大学高分子学科由何炳林创建,他研制的大孔阴离子交换树脂成功用于分离浓缩放射性元素铀,为我国原子弹爆炸成功做出了重要的贡献。高分子学科科研人员继承发扬老一辈科学家精神,深耕离子交换树脂研究及其在环保、医药等多方面的应用,创造了显著的经济效益和社会效益。本文主要对吸附树脂在生物医药领域的应用做一简要的综述。

二次电池是应用范围广泛,发展前景广阔的电化学储能器件。综述了二次金属离子电池体系的基本工作原理和研究现状,对二次金属离子电池储能技术的发展做出了展望。

2021年正值南开大学化学学科创建100周年。作为南开化学的一个重要分支,南开大学分析化学学科始建于1952年。回顾了南开分析学科的历史脉络和发展成就;着重介绍了南开分析学科的发展现状;面向国家重大需求,提出了学科的未来发展方向。谨以此文,敬献给为南开分析学科发展做出贡献的南开人及支持、帮助本学科发展的朋友们！向南开大学化学学科创建100周年致敬！

综述了二氧化碳热催化加氢的现状和研究进展,为进一步开展二氧化碳催化加氢的研究提供参考

南开大学化学学科历史悠久,师资力量雄厚,课程精品荟萃,教学条件优良,创新氛围浓厚。近年来在师资队伍建设、课程建设、创新能力培养、国际化等方面展开了一系列改革与探索,已形成了鲜明的专业人才培养特色。2017年入选“双一流”建设学科名单。2019年获评教育部首批国家级一流本科专业建设点。2020年化学拔尖学生培养基地入选首批基础学科拔尖学生培养计划2.0基地名单。2020年入选教育部“强基计划”。南开化学长期坚持以人才培养为核心,是国内外具有重要影响的高水平化学教学基地。

南开大学化学学院和天津大学化工学院利用各自办学优势和特点,按照“独立办学,紧密合作”要求,坚持“高起点、高标准、创特色、建一流”原则,创办“分子科学与工程”专业。两校每年各招收30人,配备优势师资力量,前两年在南开大学后两年在天津大学集中培养、统一管理,毕业时授予理学和工学双学士学位,培养适应国家发展需要,拥有宽广深厚的化学化工基础,同时具有科学研究、产品研发与产业化能力的“顶天立地”高水平复合型人才。“分子科学与工程”专业培养的学生同时具有理科与工科背景,理论基础扎实、实践创新能力强,就业前景广阔,并得到业界的普遍赞誉。2020年“分子科学与工程专业”入选国家一流专业建设点,已经成为复合型人才培养的专业标杆。

大力发展新能源、实现能源清洁利用将成为解决能源问题、兑现“碳中和”承诺的根本出路。当前,真正毕业进入新能源产业工作的专业人才普遍匮乏,总量不足,人才培养规模尚不能支撑“中国制造、中国创造”的需求。南开大学主动布局国家战略需求,启动新能源科学与工程“新工科”特色班,通过整合化学和电光两大学科师资力量、优化专业课程设置、完善实践实训体系,推动应用理科向工科延伸,实化南开新工科体系建设。特色班实行导师制、小班化、个性化、国际化培养模式,培养面向国家急需的新能源产业方向,在清洁能源领域科学研究、技术开发、工程应用等方面具有扎实的理论基础和较强实践与创新能力的专门人才。

南开大学是国内最早建立化学生物学学科、最早开展化学生物学本科生和研究生培养的高校之一。南开大学化学学院从2012年开始招收化学生物学专业本科生,迄今为止培养了5届共98名毕业生;经过多年教学实践,在化学生物学专业人才培养方面积累了经验,取得了一定成效。介绍了南开大学化学学院化学生物学本科专业的基本情况、课程设置、培养特色和目标、育人成效等。

在以新材料、新能源、新技术等为代表的“新工科”发展战略的大背景下,日益呈现出学科之间彼此渗透、交叉与融合的态势。鉴于此,南开大学应用化学专业将“新工科”理念作为本专业建设的“催化剂”,在教师队伍建设、课程设置、教学实践及人才培养等诸多环节积极探索与实践,以期培育出具有高素质的应用型、创新型、复合型的应用化学专业人才。

积极人生价值观的塑造、生活及学习模式的调整,对大一新生的成长至关重要。作为南开大学化学及相关专业的第一门专业课,“化学概论”以立德树人为宗旨,在授课过程中灌输爱国和服务社会理念;通过调整知识架构、改进教学方法、更新教学手段、变革考核方式等,激发学生的学习兴趣,丰富深化其知识结构,引领其成长,实现高等教育中一流课程的育人功能。“化学概论”课程的教学改革与探索,可为兄弟院校相关专业课程提供参考。

南开大学物理化学课程有着优良的历史传承和积淀。近年来,根据教育部一流本科课程建设精神,针对该课程理论性强和概念抽象等教学挑战,诸措并举,发展建立了“四结合”立体化教学模式:教材与习题指导相结合;课堂教学与视频资源相结合;教师主讲与学生讨论相结合;基础知识与科学前沿相结合。在提高学生的学习主动性和学习效果、培养学生批判性思维和创新意识等方面效果显著。

综合化学实验是一门面向化学专业高年级学生的实验课程,经过几代教师不断改革创新逐渐建设成为一门教学形式新颖多样、教学内容层次丰富的创新性化学实验课程,有效帮助学生整合实验理论和方法,锻炼和提升化学相关实验技能,培养学生综合运用所学知识技能深度分析和解决化学相关科学问题的能力,引导学生独立思考、勇于创新的科研习惯的形成和科研素养的提升。对综合化学实验课程近年来在教学设计、教学内容和教学方法等方面的改革和实践进行总结,并对课程未来的建设思路予以展望。

从教学团队、课程内容、教学模式、教学条件及考核模式等方面的改革介绍了基础化学实验一流课程建设,即以开展实验教学培训、鼓励交流合作、打破编制壁垒建设实验教学团队;以科研反哺教学、开展实验竞赛、注重教材建设改革课程内容;以“讲一练二考三”“简易混合式”“思想实验”等创新教学模式培养学生创新能力;以更新仪器设备及运用信息技术改进教学条件;并通过评教机制及魅力化学实验课堂机制改革基础实验考核模式。

基于一流课程建设的特点,依托在线一流课程,线下课堂与线上学习融合衔接,相互补充完善。采用专题引导、课堂翻转、讨论交流、学习报告、师生交流、鼓励课堂提问等教学手段解决理论与实际和自身的脱节,学生自主思辨和主动提问等问题。突破记忆知识点的试卷成绩评价,试行学生全过程参与的积分考核与评价。探索建设线上线下混合翻转式一流课程的路径。

回顾了南开大学化学学院物理化学课程组紧跟时代步伐建设高水平物理化学教材的历程。不断将科研、教学研究、教学改革成果及思政建设融入教材。编著出版的物理化学教材获2009年国家級教学成果一等奖,2021年天津市高校课程思政优秀教材。继续发扬南开化学优良传统,将物理化学教材建设代代相传。

仪器分析是化学研究乃至科学研究的眼睛。课程涉及诸多领域,体现多学科交叉的全局思想观和方法论,在人才能力和素质培养方面具有重要的作用。课程教学痛点在于内容繁杂,知识点联系不够紧密,枯燥乏味;仪器原理和构造抽象难懂;课程知识与灵活应用脱节;教学效果评价方式有限。为解决这些问题,南开大学仪器分析课程创新设计从教学内容和教学方法2个方面展开,不断丰富课程内容和资源,提升创新性、高阶性和挑战度;采用研究性教学模型和有效教学模型开展各种教学活动。通过教学科研融合,实现知识获取、能力提升和情感滋养的全面融合。

针对大学本科一年级基础化学如“化学概论”等课程教学中,学生对于不断出现的专业名词及物理化学含义的理解问题,以“焓”“熵”等外来词汇以及角动量l、能级分裂单位“Dq”等缩写为例,从专业名词来源开始讲解,使学生在学习过程中既知其然又知其所以然,更好地理解化学专业词汇,尤其是外来词汇的内涵与物理化学意义。

由南开大学化学学院科技创新协会面向低年级本科生举办的“我爱实验室”活动,旨在拓宽学生的专业知识领域、使学生深入了解科研前沿方向、培养学生科研素养等。基于实验室的研究方向,学生自主调研文献选题、设计实验过程、参与组会沟通、交流并解决实验中遇到的问题。课外科研实践活动的开展不仅提高了学生的实验技能,而且拓宽了学生的知识领域,更重要的是培养和提高学生进行科学研究的素养和能力。

结合南开大学化学学院计算化学方向现有的人员结构和课程设置,阐述了采用“多元化课程”模式建设理论基础与实际应用相结合的计算化学导论课程的一些探索和尝试,探讨了计算化学课程授课内容和教学方法的改革。

面向研究生的仪器分析实验课程如何从教学方式、教学内容上进行改革,提高教学质量,南开大学中心实验室进行了有益的尝试。以色谱分析实验为例,通过在线课程拓展学生理论学习的时空域;丰富实验内容与分组实验相结合,提升了学生的学习热情,加强了学生实际操作的训练;以科研工作为驱动力的研究型实验课程安排更加契合学生的实际需求,增强了学生的主动学习意识,培养了学生的实际工作能力。教学实践表明,课程改革收到了较好的效果。新的教学模式提高了学生的实践能力,对新的仪器方法学习有助于其科研创新工作的开展。

乙酰羟酸合成酶是目前国际上备受关注的几类超高效商品化除草剂的作用靶标酶,其关键位点的突变是除草剂抗性形成的根源。选择其中2个单点突变体,从分子克隆、突变、蛋白的表达、纯化,到酶学检测等方面,全方位研究了乙酰羟酸合成酶野生型和2个突变体的性质和功能。整套实验包括了多种基本单元操作以及一些具有挑战性的设计性实验,涉及化学生物学的理论与操作较为全面。本实验教学可以使学生从原理上理解农药使用的必要性、农药造成的抗药性以及如何从分子结构的角度设计开发新型绿色农药。

面对不同年级本科生和研究生设计了由浅入深、梯度渐进的核磁共振实验教学体系,利用实验教学全面介绍了核磁共振这一重要的分析手段,结合线上教学、课堂互动等新颖的教学模式,加深对重要知识点的认识和了解,与理论教学有机结合,取得了良好的教学效果。

以乙酰苯胺重结晶实验为例,在学生的课前预习中引入思想实验,通过翻转课堂中设计的递进式问题讨论,引导学生利用唯物辩证法的方法进行思想实验,带领学生深入思考实验过程,从而在实际操作中避免易犯的失误,取得了良好的教学效果。

环己烷的构象翻转问题是有机化学教学中重要的立体化学内容。虽然诸多中英文教材均指出环己烷构象翻转过程中存在着五碳共平面的半椅式构象,但是这种描述缺乏理论和实验的证据支撑。建议采用四碳共面的结构讲授环己烷构象翻转过程。该四碳共面构象不仅得到理论计算支撑,而且符合势能面的物理化学原理,但遗憾的是目前仅有少量教材使用这一表述。

通过比较表面张力法和电导法测定阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX-100)的临界胶束浓度的实验效果,明确了2种方法的优劣。 采用挂环法测试了不同浓度SDS和TX-100水溶液的表面张力,得到了它们的临界胶束浓度以及饱和吸附量、分子截面积;采用电导法研究上述2种表面活性剂溶液的电导率曲线,仅得到SDS的临界胶束浓度。与电导法相比,表面张力法得到的表面活性剂性质信息更多,应用更广泛。该实验使学生加深理解不同电性表面活性剂临界胶束浓度的性质及测定方法,明确不同方法的优缺点,扩大知识面,同时也提高学生处理数据的能力,为学生今后进一步学习应用表面活性剂打下良好基础。

介绍一个有机化学综合实验,实验以N-苄基马来酰亚胺为反应物,在三丁基膦催化下发生自身三分子串联环化反应生成N-苄基马来酰亚胺三聚体,并利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、碳谱(¹³C NMR)和X射线单晶衍射对产物结构进行表征。有机化学综合实验不仅可以有效提升学生的基本实验操作能力,巩固对专业知识的理解,而且有利于培养学生严谨的科学态度和科研兴趣,为后续的学习和深造打下坚实基础。

大型仪器设备是高校引领原始创新和科技进步的核心力量,挖掘大型仪器设备的科普内涵,是新时代高校开展科普教育、服务社会的创新举措。阐述了大型仪器设备开展科普教育的现实意义,分析了大型仪器设备开展科普教育的实现途径,并以电子显微镜为例,探索了大型仪器开展科普教育的可行性。

化学对人类的生活、生产、社会发展有着密切的联系,但社会上对化学科学认识不充分,甚至有很多误解。高校作为传播知识、培养人才的主阵地,也承担着科普教育宣传的责任。南开大学化学科普基地依托南开化学优质的教育资源和师资力量,建设了具有南开化学特色的化学科普基地,为普及化学知识、提升青少年化学素养做出了积极探索。

结合当下的国际国家社会背景,我国一些核心领域存在“卡脖子”问题,国家的重要领域亟需创新型人才,教育则是培养人才的重要阵地。近年的教育改革,实行“3+3”选科模式,要求中学指导学生进行选考选科,以指导其生涯规划,这也直接对接着高校的招生政策,高等教育与基础教育之间的壁垒亟需打破。此外,高校中也存在学生兴趣低、成果少等队伍不稳定性的问题。中学生是未来输送到高校进行培养,并最终服务于国家相关领域的后备人才,因此,需要国家、学校、社会,对人才培养进行顶层设计与实施,对中学生的价值观、人生观进行引领,对生涯规划进行科学指导,开拓其前沿视野,培养专业能力,为相关领域培养稳定的后备人才队伍。基于此,南开大学与北京市第十一中学,充分发挥京津冀协同效应,在化学领域开展高等教育贯通基础教育的长期战略合作,旨在打破高等教育与基础教育的壁垒,共同探索新时期长链条人才贯通培养的有效路径。