NOTA作为六齿大环配体,其凭借独特的N₃O₃配位模式及刚性结构,在配位化学与生物医学领域展现出革命性应用潜力。系统阐述了NOTA的配位化学本质,揭示了其通过氮原子与羧酸氧协同配位实现的高热力学稳定性,以及尺寸选择性与分步配位动力学的调控机制。在应用层面,NOTA及其功能化衍生物已成为放射性核素标记的核心工具,驱动了靶向PET成像探针、多模态成像系统及诊疗一体化平台的发展。创新性研究表明,NOTA衍生物通过点击化学与PEG修饰策略显著提升了探针的亲水性与肿瘤靶向效率,其螯合功能在抗菌领域和智能药物递送系统中亦取得突破。进一步探讨了NOTA在临床转化中的挑战,包括螯合动力学限制与体内代谢稳定性问题,并展望了智能化NOTA体系在精准医学中的发展前景。

随着现代社会对环境保护、公共健康和智能生活需求的不断增长,对多类污染物监测传感器的研发也愈发重视。而纺丝材料因其高比表面积、良好的柔韧性以及可调节的孔隙结构,成为构建柔性传感器的理想选择。首先介绍了柔性纺丝材料的基本特性及其在传感器中的应用,重点讨论了将荧光材料与纺丝材料结合的研究进展。接着分析了纺丝材料在环境污染物监测中的优势,包括其柔性、轻量化和高响应性等特点。最后展望了未来柔性纺丝材料在污染物监测、健康监测以及智能设备中的应用,为相关领域的进一步研究提供了新的视角。

基于AI课程的“线上线下”“翻转课堂”“单道双轨型”教学模式,提出“智融共生、创效共进”多维渗透无机化学课程教学设计。通过AI赋能学情诊断、教学设计、数据分析、3D模型、数字人讲解、智能问答等形式优化教学全过程和教学内容,突破无机化学数理推导密集、理论抽象、知识庞杂细碎等痛点,驱动师生、生生、人机间动态协作与智慧共生,赋能师生共创共进的多维渗透,实现教学资源精准匹配、学习路径个性化、能力培养多元化。结合七大思政主题,将专业知识传授与思政育人元素有机结合,打造贯通式思政教育,最大程度增强思政贴合度。突出过程性评价和成果性评价的多样化评价方式,实现全面能力考核,达成人才培养目标。

介绍了有机合成方法学在药物合成、工程塑料、超分子化学、有机半导体材料、理论化学等领域的重要作用,强调了有机合成方法学作为中心科学为各个学科的发展提供了动力,呼吁高等教育参与者重视有机合成方法学的发展,积极投身于该领域的研究。

安全在化学课程教学中的跨学科融入可有效提升学生安全素养及化学行业安全生产水平。本研究构建了安全素养融入化学课程教学模式,将事故案例展示、事故后果分析、事故概率探究、安全对策设计的线上“安全链”有机融入到化学课程预习、化学物质学习、反应条件研习、化学作业练习的线上线下混合“化学链”,从而形成安全意识激发、安全责任内化、安全技能精进、安全素养提升“双链四级”递进式融入教学设计;从课前探索、课中练习、课后作业“三段式”全过程化学专业知识“显性”考核中,观测和评价“隐性”安全素养提升效果。应用结果显示融入教学模式有效提升了高分子化学聚合知识学习中学生的安全素养(课后作业优秀占比增加了16%),教师设计、师生研讨、学生践行过程促进了化学行业的安全文化辐射及安全素养融入化学课程教学模式的持续改进。

物理化学作为化学专业的核心课程,不仅承载着学科知识体系构建与传承的重要使命,而且在课程思政建设方面也具有不可忽视的关键意义。物理化学的发展史中蕴含着科学家的贡献与丰富的思政元素,是连接专业知识与思政教育的桥梁。本文旨在探索将化学史融入课程教学,并结合思政教育元素进行教学实践。该教学方法不仅能够显著提升学生的学习热情,深化他们对抽象物理化学概念的理解,进而增强教学效果,还能够引导学生树立正确的人生、世界及价值观念。做到知识传授与价值引领齐驱并进,切实履行“立德树人”这一教育的核心使命。

为发挥质谱仪器在人才培养中的作用,搭建了慕课与虚拟仿真相融合的实验教学平台供学生学习和培训,以学生需求为导向,实施精细化分层管理,将质谱操作训练融入到课程教学、科研工作以及科普活动中,推动仪器开放共享,让学生在用中学、在学中用,转变传统质谱仪器教、学、用的方式,拓展实践能力培养的深度和广度,提高仪器管理的科学性、发展性和可持续性,形成“信息化、分层次、开放式”的管理模式,实现“仪器管理-科研创新-人才培养”的良性循环,为其他大型仪器的开放运行和育人功能的发挥提供良好的范例。

针对传统滴定实验耗时长、终点判断主观性强,且教学多局限于终点观察而忽略反应全过程探究的问题,本实验将计算机视觉技术与经典滴定分析深度融合,提出了一种基于深度学习的滴定反应动力学分析方法。通过磁力搅拌器模拟手动滴定操作,结合智能手机视频采集与YOLO系列卷积神经网络模型,实现了对滴定过程中显色-褪色现象及pH突跃的精准识别。基于前期构建的数据库,本实验经过机器学习的方法确定了滴定反应体系指示剂显色与褪色之间的时间间隔,建立了滴定剂体积、褪色时间及pH的三维立体关系图,并进一步探究了滴定反应的动力学规律。本实验以人工智能技术突破了传统实验操作限制,通过跨学科融合方式拓展了教学维度,为分析化学实验的数字化设计提供了新的范例。

乙醇-环己烷二组分系统的气液平衡相图实验是一个重要的本科物理化学实验,然而其传统教学方案存在结论简单、内容单一等局限。本研究采用机器学习方法对该实验进行了数智化升级。通过在9 124个不同组分的气液相平衡数据上训练的随机森林模型,实现了乙醇-环己烷及其衍生物体系气液平衡相图的准确预测,并利用SHAP分析揭示了影响相图形态的关键因素是二组分的沸点之差。一轮教学实践结果表明,本数智化设计方案不仅加深了学生对气液平衡相图规律的理解,而且通过数据分析和模型解释,为学生探索不同形态的相图提供了一个交互式平台,增强了课程的吸引力。该研究促进了数智化技术与化学实验教学的深度融合,有望在实验教学领域发挥示范作用。

为培养具有创新思维和实践能力的高素质专业人才,吉林大学高分子教学团队依托国家一流学科及专业建设,将前沿科研成果引入实验教学,构建了高分子化学实验与高分子物理实验联动的教学模式。以可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合实验为例,详细阐述了这种联动实验教学模式的具体实施情况。实践证明,该教学模式的实施,开阔了学生的学术视野,提升了学生的科学素养和综合分析能力,激发了学生的学习兴趣和创新思维,为高分子实验教学改革提供了有益的参考,也为本科实验室的高效管理提供了新的思路。

采用人工智能符号回归方法对蔗糖水解实验数据进行分析,重现了符合化学原理的动力学方程和优化了速率常数评估。针对蔗糖水解旋光度数据的符号回归分析,本研究提出:当α_∞准确值已知时,采用转换数据ln(α_t-α_∞);当α_∞未知或测定困难时,则进行旋光度数据α_t的指数回归。通过与传统拟合方法的对比验证,本研究证实了该AI驱动数据处理方法的有效性,也分析了其在应用方面的优势与潜在局限。

以“有机太阳能电池器件制备”为例,介绍了知识图谱与大语言模型相结合的技术在有机电子学教学上的应用,通过大语言模型的自然语言处理能力增强知识图谱的动态交互与智能推理功能,阐述了其在整合教学资源、优化教学路径等方面的关键作用。

教育部在2023年职业教育课程改革试点工作函中,要求核心课程对接职业标准、融入新技术并重构课程体系。针对药学类专业核心课程与岗位能力需求脱节和评价偏离等问题,以药品分析与检测技术课程为例,基于成果导向,进行模块化重构研究。采用“反向设计-正向实施-持续改进”总体思路,依据能力需求,确定课程目标;重构形成“基础认知-专项强化-综合应用-创新拓展”四阶模块化内容体系,各模块独立聚焦且递进衔接;创新实施“双场景-三阶段”融合PDCA循环的教学模式,并构建“技能-素养”双维评价体系。实践表明,重构后显著提升了学生的满意度(93%)和岗位适应能力,有效缩短了人才培养与岗位需求的差距。该研究为药学类专业核心课程改革提供了借鉴。

针对医学院基础化学医学融合不足、理论抽象、学生学习动机弱等问题,构建“医药学情境驱动”教学模式。以岭南地域文化、临床疾病、校史资源、生命过程医学知识及临床用药案例为载体,将抽象化学原理具象为医学现象,激发学生兴趣与专业认同感,提升其医学情境下化学知识解析与迁移能力。实践表明,该教学模式优化了课程效果与质量,推动了课程内涵重构及医理交叉融合,同时自然融入思政元素,培养了学生科学思维、文化自信、中医药文化传承意识与职业使命感,实现了价值塑造与能力培养深度融合,为复合型医学人才培养及医学教育改革提供了实践支撑。

依托广东省一流课程建设平台,基于OBE理念的涂料工艺学课程改革紧密对接粤港澳大湾区涂料产业需求,构建了目标-内容-方法-评价四位一体的教学体系。通过产业需求反向设计课程目标,重构基础—专业—综合三级模块化课程内容,创新线上线下混合式教学模式,联合区域龙头企业共建产学研实践创新平台,实现理论学习与工程实践的深度融合。课程将工程伦理、创新精神等思政元素有机融入教学全过程,通过多元化评价和持续改进机制,学生工程实践能力提升显著,为应用型工科课程改革提供了有效范式。

生成式人工智能(GAI)的快速发展为教育领域带来了前所未有的机遇与挑战。为了探究GAI在大学化学教学中的应用潜力,本研究精心设计了29道覆盖布鲁姆认知分类全维度的大学化学试题,评估了ChatGPT-4.0、Kimi助手、豆包、文心一言及科大讯飞五大主流GAI模型的学科问题解决能力。研究结果显示,不同模型在化学机理阐述、化学计算及合成路线分析等关键环节存在显著性能差异,相关发现可为开发化学专用智能辅导系统提供具体的优化方向。本研究首次对五大主流GAI模型的教学适配性进行了系统比较,弥补了现有研究多局限于单一模型的不足;同时,以一年级医学生项目式学习(PBL)实践为载体,构建了“AI评估-批判性思维培养”双轨联动框架,为人工智能教育研究提供了基于学习者视角的实证依据。该框架通过引导学生批判性审视人工智能的输出结果,不仅深化了学生对化学概念的理解,也有效降低了技术依赖风险,为人工智能与化学教育的有机融合提供了方法支持与实践参考。

英文语境中,“byproduct”和“side product”是2个不同的概念,然而中文语境中它们被统一称为“副产物”。针对上述问题,建议了“附产物”和“副产物”2个概念。准确理解它们的含义,有助于学生深入理解化学反应过程,有利于准确进行学术交流。建议相关化学教材在再版时能够准确区分“附产物”和“副产物”。

对于工科高校的“化学类”强基专业学生而言,如何提升其对化学学科的学习兴趣,完成大中衔接是非常重要的一环。为此,西北工业大学率先在“化学类”强基专业开设中国化学史课程。通过合理的课程内容设置、教学方法和考核方式,可以有效提升学生的化学学科核心素养,促进其大中衔接,为后续的专业课程学习奠定基础。