力致变色是指材料在机械力(如拉伸、压缩、摩擦等)刺激下发生光学性质(如颜色或荧光)可逆或不可逆变化的特性。近年来,这类材料因其在智能传感器、防伪、柔性电子器件和生物医学等领域的潜在应用备受关注。介绍了力致变色材料的变色机理及其应用,并探讨了当前研究中的挑战与未来发展方向。

在新工科建设与产教融合背景下,针对“无机与分析化学”课程存在的实践性不足、校企协同缺位等问题,构建了“三维度六层次”校企合作教学模式,创新性地提出工科课程产教融合实施框架。重构“二部四阶四元”模块化课程体系,开发虚实结合的双课堂实践项目,建立多元评价机制,实现理论教学与工程实践的深度融合。通过建立校企“双师型”团队与动态反馈机制,有效促进教育链与产业链的衔接。实践结果表明校企深度协同可显著提升学生工程素养,具有教学改革示范价值与产业人才供给的现实意义。

问题链教学法以逻辑严密、层次清晰的问题序列为核心,旨在促进学生思维能力的培养与知识的深度内化。以“卤代烃亲核取代反应与消除反应的竞争”教学主题为例,系统构建了适用于有机化学课程的问题链教学模式及实施策略。通过设计激发性、差异性、迁移性、弹性化、诊断性与进阶性等6类问题链,引导学生从反应机理、立体化学与区域选择性等多维度,深入辨析亲核取代与消除反应之间的竞争机制与调控因素。该模式有助于提升学生的课堂参与度与知识整合能力,有效增强其在逻辑推理、系统思维及解决复杂化学问题方面的综合素养,为实现高效有机化学教学提供支持。

实验教学是化学教学的重要组成,也是培养学生科研实践能力的关键。在基础化学实验教学中,为了培养学生的规范操作,实验器材与实验药品往往由实验员提前准备。由于这种“程序化”的操作,学生对于实验的预习、实验设计的参与及实验报告的管理等往往流于形式,未能真正做好目的明确的实验预习和实验的预推演,这严重影响了学生进入研究生阶段的科研实践。为此,本教学团队在实践中开展了基于“在线表单”的本研衔接高阶化学实验教学与管理探索,通过表单中预制的问题选项促进学生开展实验预习和推演、自主选择实验仪器和所需试剂、自觉了解实验过程中的安全隐患、自主收集实验数据及实验现象和实验报告的自动归档。这些教学实践紧密结合学生在研究生阶段的科研实际,有效促进了本研衔接,可以有效提升学生开展真实科研的能力。

二苄叉丙酮的制备是许多高校有机化学实验课程的经典项目,但实验中存在反应终点不明确、粗产物抽滤渗漏严重及滤液浑浊、内容设计单薄高阶性不足等问题。创新性提出了改进措施:利用2,4-二硝基苯肼转化丙酮形成丙酮-2,4-二硝基苯腙,通过薄层色谱间接监测丙酮反应进程,确定反应终点;利用电解质聚沉原理,加入饱和NaCl溶液既能促使粗产物粒径增大发生聚沉,又能增加不良溶剂比例,减少因乙醇挥发导致的二次析出,解决抽滤渗漏及滤液浑浊问题;设计不同取代基的芳香醛,探究推拉电子效应对羟醛缩合反应活性及产物性质的影响规律,丰富实验内容并提升实验高阶性。改进后的实验设计具有反应终点明确、结果稳定、探究性强等优点,可有效培养学生理论联系实际的科学思维,提升解决实际问题的综合能力。

基于“双碳”战略对低能耗、低污染技术的迫切需求,将相关科研成果耐低温无溶剂黏合剂在光致变色与光热转化中的应用引入到大学实验课程中作为综合创新实验。以多酸与商用高分子为基本原料,通过简单的热辅助工艺,开发出一种制备耐低温无溶剂黏合剂的新方法。利用红外光谱、粉末X射线衍射、旋转流变和拉伸技术对无溶剂黏合剂的结构和黏附性进行表征,进一步探索无溶剂黏合剂的耐低温性和光热响应性。本实验过程操作简便、安全环保、成本低廉,不仅可以巩固无机化学和物理化学中的基础知识,还可以拓展学生对高分子材料在光、热响应领域应用的认知。通过开展本实验,有助于学生深入理解无溶剂黏合剂的核心概念,实现理论与实践的有机结合。该综合实验已在应用化学专业进行“预实验”教学,且取得了良好的教学效果,可向部分同类型的理工科类专业推广开设,不仅能够激发学生的创新思维,还能促进绿色化学理念在教学实践中的渗透。

以“硫酸亚铁铵的制备”为例,尝试融合RAMP与互动视频的化学实验安全教学新模式。教学实践表明,在减控风险与总分方面,实验班均显著优于对照班。B站数据显示内容精准触达目标教学对象,接受度良好且学习效果显著。故该教学模式能有效提升学生风险认知与决策能力,为实验安全教学提供新的实践方案。

针对传统硫酸铜晶体制备实验中“晶体生长不可见,实验条件难调控,教学评价单一化”的教学痛点,通过集成微化工技术与数字显微摄像技术构建数字化实验系统。该系统能够精准调控结晶条件,实时捕捉并记录晶体生长的微观动态,建立比对与分析的数据平台。研究发现,该系统实现了晶体生长过程的可视化呈现与参数化解析,使学生能够直观建立实验条件与晶体形貌、生长动力学的定量关联。教学实践表明,该模式将传统操作型实验转化为数据驱动的探究过程,有效提升了学生的实验设计能力、过程分析能力和科学思维素养,推动了实验教学从结果导向向过程导向、从经验判断向数据支持的数字化转型,为经典化学实验的现代化改造提供了可推广的解决方案。

通过在线红外光谱技术对以草酸钾与氯化铁为原料合成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的反应温度进行了优化,打破了长期存在于传统方法中的高温条件,建立了一个高产率高质量绿色温和的合成方法;利用X射线单晶衍射仪对产物进行了结构分析;并且通过离子色谱法测定了配合物中配阴离子的电荷数。设计了一个三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的绿色合成及用离子色谱仪测定其配阴离子电荷数的综合性教学实验,课程中融入利用在线红外光谱仪对其传统合成方法进行条件优化及利用X射线单晶衍射仪进行结构确定的相关知识。课程中结合思政元素,植入“绿色”化学的理念,提高学生的安全环保意识和社会责任感;以美育人,激发学生学习化学学科的热情。

为破解食品科学与工程实验教学在教学内容、实践路径与个性化辅导方面的核心困境,提出了“AI驱动的实验教学三元支柱模型”,旨在推动教学范式从工具辅助走向系统重构。模型以成果导向教育为理念,构筑了以动态知识供给、沉浸实践训练和个性化认知引导为核心的三大支柱。实证研究表明:模型有效促进了学生知识整合与创新能力提升,在项目式学习中有超过72%的学生展现出系统的跨课程知识整合能力,沉浸实践训练使学生关键操作一次性通过率从52%提升至78%,智能认知引导则推动学生高阶思维提问占比从15%显著增至40%。研究证实了人工智能能够结构性重塑实验教学体系,为实现从“知识验证”到“能力生成”的范式转变提供了经过实证的解决方案。

聚焦跨学科公共化学课程体系的优化设计与实践,针对当前课程存在的同质化、学科交叉不足及实践教学薄弱等问题,在吉林大学物理学类、临床医学试验班等非化学专业构建了“专业需求导向、跨学科融合、学研贯通”的课程体系。通过“理论+实验+实践应用”一体化教学模式,提升了非化学专业学生的化学素养、实践能力与创新思维。实践表明,新课程体系有效实现了课程内容与专业培养目标的精准对接,为学生后续学习和科研能力培养奠定了坚实基础,对同类课程改革具有重要的借鉴意义。

物质结构-性能关系的探讨在大学基础化学教学中具有核心地位,而分子异构体相对稳定性的判断是这一关系的典型体现。二氟二氮烯(N₂F₂)分子具有顺、反两种异构体,但与一般的顺、反异构体(如二氮烯,N₂H₂)不同,呈现顺式结构比反式更稳定的“反常”现象,即顺式效应。以N₂F₂为教学案例,结合量子化学计算,探讨超共轭效应对顺反异构体稳定性的影响,揭示其稳定性差异的电子结构本质。该案例有助于引导学生突破经验性认知,深化对物质结构-性能关系的理解,可为基础化学课程中的探究式教学提供参考。

英文学术论文的摘要通常包括若干个功能明确的语步结构。对语步结构的分析一直是各学科学术英语写作教学的重点,而该分析长期受繁琐且耗时的人工识别限制。尽管大语言模型为语步结构识别的自动化带来了新的机遇,但针对化学期刊英文学术论文摘要的研究不足。因此,对比DeepSeek-V3.2,GPT-5.1,Gemini 2.5 Pro和Grok 4.1 Fast在化学SCI期刊的学术论文摘要语步结构识别中的效果。结果显示,DeepSeek-V3.2与Gemini 2.5 Pro优势互补:DeepSeek-V3.2更擅长精准识别,Gemini 2.5 Pro则识别更全面。相较而言,GPT-5.1和Grok 4.1 Fast虽未见明显优势,但均有较强识别能力。结果表明,大语言模型具有较高的识别有效性和可靠性,有助于实现语步结构的识别自动化。研究发现能为化学学科学术英语写作的人机协同教学提供应用支持。

利用溶度积常数K_sp、氯离子配合物的稳定常数K_f和活度系数γ计算了金属硫化物在不同浓度盐酸中的溶解性,比较论证了浓盐酸中各种活度系数公式的准确度。从计算结果和实验现象验证总结了硫化物溶解所需的酸度及其规律,结果表明CuS溶于6 mol·L^-1盐酸,Cu₂S、Ag₂S和HgS溶于12 mol·L^-1浓盐酸。在教材编写时,须注重传统知识的及时更新、编排和整合;课堂教学中,应综合不同版本教材,促进知识理解与迁移应用。

核磁共振波谱(NMR)是化学、药学相关专业的研究生和本科生开展科研及从事专业工作的重要工具。氘代溶剂的溶剂效应是NMR使用过程中必然涉及的知识点,课堂中提前系统讲授该内容能够促进学生掌握NMR的使用,引导学生快速入门,同时有助于促进其他相关课程和知识点的学习。基于教学和科研实践,总结了氘代溶剂的溶剂效应产生因素及其在科研和教学中的应用,为波谱解析类相关课程的讲授提供参考。

随着“一带一路”思想贯彻,赴华留学生人数逐年增加。然而我国目前留学生教育却面临着“大而不强”的局面。留学生与本土学生“融合教学”是世界范围内教育强国普遍采用的教学模式,是我国国际教育的改革趋势之一。北京化工大学团队在高分子化学特色强势学科的基础上,将俄罗斯留学生全英课程与本土本科生双语课程进行了融合教学改革尝试。结果表明,21学时的融合教学能够有效提升教学质量并且促进文化交流,正面效果显著。与此同时,也显露出留学生教学中授课方法、教学模式、课外资源等方面面临的缺陷。该案例能为我国留学生教学改革创新提供一定的借鉴。

《神农本草经》作为中国现存最早的药物学经典,成书于汉代,系统收录了365种药物的性味、功效及应用。其虽以医药实践为核心,却蕴含着丰富的化学智慧,尤其体现在矿物药的辨识、物质转化规律的观察及药物炮制技术中。通过分析典籍中对丹砂、水银、雄黄等矿物药的记载,探讨其中涉及的化学物质认知、化学反应现象及早期化学操作实践。