“化学”一级学科硕士学位研究生课程教学大纲(2022版）1
1 “化学”一级学科硕士学位研究生 课程教学大纲 （2022 版）
目录一、“化学”一级学科博士学位研究生专业课设置二、课程教学大纲.《化学学科前沿》教学大纲《纳米技术及应用》教学大纲....1《学术论文写作》教学大纲...15《学术研讨课》教学大纲，...172
2 目 录 一、“化学”一级学科博士学位研究生专业课设置. 3 二、课程教学大纲. 4 《化学学科前沿》教学大纲.4 《纳米技术及应用》教学大纲. 11 《学术论文写作》教学大纲.15 《学术研讨课》教学大纲.17
“化学”一级学科博士学位研究生专业课设置开课课程编号课程名称学时学分课程性质学期秋3.0学位课BS051003化学学科前沿54纳米技术及应用（双语非学位课BS053006362.0秋授课）非学位课学术论文写作（双语授1.0秋BS05300918课）BS053016181.0非学位课秋学术研讨课（双语授课）3
3 一、“化学”一级学科博士学位研究生专业课设置 课程编号 课程名称 学时 学分 开课 学期 课程性质 BS051003 化学学科前沿 54 3.0 秋 学位课 BS053006 纳米技术及应用（双语 授课） 36 2.0 秋 非学位课 BS053009 学术论文写作（双语授 课） 18 1.0 秋 非学位课 BS053016 学术研讨课（双语授课） 18 1.0 秋 非学位课
二、课程教学大纲《化学学科前沿》教学大纲课程名称化学学科前沿课程代码BS051003课程英文名称AdvancesinChemicalFrontier开课秋季学时学分543开课单位化学化工学院学期学期口开卷考试平时成绩占比：20%口学位课考核课程类型口闭卷考试0_%期中成绩占比：方式口非学位课口考查期末考试占比：80%教学目的与要求近年来，化学学科的发展突飞猛进，新的研究领域和热点层出不穷，基础与应用研究的重大突破已经不再是靠单一学科和专业知识所能实现的，往往是多学科知识的综合积累与交叉融合的结果，这些在传统的化学基础课程中尚未得到充分的反映，这就要求知识结构的不断更新和多元化、学科的交叉和互补。介于此，开设本课程的宗自就是要扩大学生的知识面，改善其知识结构，培养其独立从事科学研究和不断创新的能力。该课程主要由本学科的博士生导师和各专业的学术带头人讲授化学众多领域的最新研究动态和未来发展的可能方向，并结合所在研究小组的研究成果，介绍化学的新理论、新技术和新成果。课程由若于专题组成，包含计算化学与化学工程、化学生物学、化学测量学、材料化学、能源化学、合成化学、生物与医药等领域。包括但不限于：1、计算机模拟在化学化工中的应用，主要介绍分子模拟技术导论、分子模拟技术的发展、分子模拟技术的计算方法和分子模拟技术的实现；2、生物与医药，主要介绍生物分析化学与分子诊断，肿瘤标志物检测技术、装备及诊疗一体化，DNA氧化损伤标志物8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷的电化学检测研究，生物医学传感技术，荧光传感金属有机框架结构设计及功能构筑，荧光分子探针在生物监测中的应用：3、材料化学，主要介绍无机发光材料、贵金属基纳米粒子设计合成及性能研究、胶体纳米晶的制备及应用进展；4、能源化学，主要介绍氢能制备存储与应用；5、植物光合，主要介绍光合作用的基本问题和研究进展：6、合成化学，主要介绍仿生催化氧化及反应机理的研究进展和金属冠醚。教学内容与要求教学方法章节题目学时教学内容与要求与手段价值引领家国情怀、探索创新的科学精神以课堂讲一、分子模拟技术导论计算机模拟在授为主，二、分子模拟技术的发展化学化工中的知识传授13课堂讨论三、分子模拟技术的计算方法应用和课下自四、分子模拟技术的实现学为辅理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题以课堂讲生物分析化学探索创新的科学精神23价值引领授为主，与分子诊断精益求精的工匠精神4
4 二、课程教学大纲 《化学学科前沿》教学大纲 课程名称 化学学科前沿 课程代码 BS051003 课程英文名称 Advances in Chemical Frontier 学时 54 学分 3 开课 学期 秋季 学期 开课单位 化学化工学院 课程类型 学位课 □非学位课 考核 方式 开卷考试 □闭卷考试 考查 平时成绩占比： 20 % 期中成绩占比： 0 % 期末考试占比： 80 % 教学目的与要求 近年来，化学学科的发展突飞猛进，新的研究领域和热点层出不穷，基础与应用研究的重大 突破已经不再是靠单一学科和专业知识所能实现的，往往是多学科知识的综合积累与交叉融合的 结果，这些在传统的化学基础课程中尚未得到充分的反映，这就要求知识结构的不断更新和多元 化、学科的交叉和互补。介于此，开设本课程的宗旨就是要扩大学生的知识面，改善其知识结构， 培养其独立从事科学研究和不断创新的能力。该课程主要由本学科的博士生导师和各专业的学术 带头人讲授化学众多领域的最新研究动态和未来发展的可能方向，并结合所在研究小组的研究成 果，介绍化学的新理论、新技术和新成果。课程由若干专题组成，包含计算化学与化学工程、化 学生物学、化学测量学、材料化学、能源化学、合成化学、生物与医药等领域。包括但不限于： 1、计算机模拟在化学化工中的应用，主要介绍分子模拟技术导论、分子模拟技术的发展、分子模 拟技术的计算方法和分子模拟技术的实现； 2、生物与医药，主要介绍生物分析化学与分子诊断，肿瘤标志物检测技术、装备及诊疗一体化， DNA 氧化损伤标志物 8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷的电化学检测研究，生物医学传感技术，荧光传感金 属有机框架结构设计及功能构筑，荧光分子探针在生物监测中的应用； 3、材料化学，主要介绍无机发光材料、贵金属基纳米粒子设计合成及性能研究、胶体纳米晶的制 备及应用进展； 4、能源化学，主要介绍氢能制备存储与应用； 5、植物光合，主要介绍光合作用的基本问题和研究进展； 6、合成化学，主要介绍仿生催化氧化及反应机理的研究进展和金属冠醚。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 1 计算机模拟在 化学化工中的 应用 价值引领 家国情怀、探索创新的科学精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、分子模拟技术导论 二、分子模拟技术的发展 三、分子模拟技术的计算方法 四、分子模拟技术的实现 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 2 生物分析化学 与分子诊断 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主
一、免疫分析进展课堂讨论知识传授二、细胞分析化学与纳米生物传感和课下自三、生物成像和临床分子诊断学为辅理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、构建了肿瘤标志物检测新方法1、化学发光检测2、电致化学发光检测以课堂讲3、表面增强拉曼检测肿瘤标志物检授为主，4、纳米孔单分子方法测技术、装备3知识传授5、细胞成像与活体成像3课堂讨论及诊疗一体化二、研发肿瘤标志物检测新装备和课下自1、光致电分析仪器学为辅2、石英晶体微天平3、PET/CT/FMI三模态同机融合成像系统理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题价值引领探索创新的科学精神一、电化学和电分析化学的起源及主要研究内容等基本知识，循环伏安法和电致化学发光发光、量子点电化学发光等：8-羟基脱氧鸟嘌岭核苷的生物学意义二、导电聚合物及其杂化材料的制备及分析应用1、电化学还原法制备Nafion/石墨烯复DNA氧化损以课堂讲合膜修饰电极及其对8-OH-dG的测定伤标志物8-羟授为主，2、单链DNA功能化石墨烯修饰电极基脱氧鸟嘌呤课堂讨论43用于8-OH-dG检测知识传授核苷的电化学和课下自三、新型生物电化学传感器的制备及应检测研究学为辅用1、免标记适配体传感器对8-OH-dG的检测2、基于HCR线性信号放大策略对8-OH-dG的检测四、电化学发光分析1、基于靶标诱导多DNA释放和切口酶放大策略超灵敏电化学发光适配体传感器用于8-羟基脱氧鸟苷检测2、基于扩散介导电化学发光猝灭效应5
5 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、免疫分析进展 二、细胞分析化学与纳米生物传感 三、生物成像和临床分子诊断 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 3 肿瘤标志物检 测技术、装备 及诊疗一体化 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、构建了肿瘤标志物检测新方法 1、化学发光检测 2、电致化学发光检测 3、表面增强拉曼检测 4、纳米孔单分子方法 5、细胞成像与活体成像 二、研发肿瘤标志物检测新装备 1、 光致电分析仪器 2、 石英晶体微天平 3、PET/CT/FMI 三模态同机融合成像 系统 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 4 DNA 氧化损 伤标志物 8-羟 基脱氧鸟嘌呤 核苷的电化学 检测研究 价值引领 探索创新的科学精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、电化学和电分析化学的起源及主要 研究内容等基本知识，循环伏安法和电 致化学发光发光、量子点电化学发光 等；8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷的生物学意 义 二、导电聚合物及其杂化材料的制备及 分析应用 1、电化学还原法制备 Nafion/石墨烯复 合膜修饰电极及其对 8-OH-dG 的测定 2、单链 DNA 功能化石墨烯修饰电极 用于 8-OH-dG 检测 三、新型生物电化学传感器的制备及应 用 1、免标记适配体传感器对 8-OH-dG 的 检测 2、基于 HCR 线性信号放大策略对 8-OH-dG 的检测 四、电化学发光分析 1、基于靶标诱导多 DNA 释放和切口 酶放大策略超灵敏电化学发光适配体 传感器用于 8-羟基脱氧鸟苷检测 2、基于扩散介导电化学发光猝灭效应
构建8-OH-dG核酸适配体传感器理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题价值引领探索创新的科学精神、生态安全意识以课堂讲一、生物传感器(Biosensor)生物医学传感授为主，知识传授二、核酸适配体（Aptamer)5技术3课堂讨论三、适配体传感器（Aptasensor）和课下自理论联系实际，分析和解决复杂科学问学为辅能力培养题价值引领探索创新的科学精神、生态安全意识一、金属有机框架概述荧光传感金属以课堂讲二、金属有机框架在荧光传感领域的应有机框架结构授为主，用知识传授6设计及功能构3课堂讨论筑三、MOF设计与合成的新挑战和新机和课下自遇学为辅理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养价值引领探索创新的科学精神、工程伦理一、荧光探针分类1、PET荧光探针2、ICT荧光探针以课堂讲3、TBET荧光分子探针荧光分子探针授为主，4、FRET荧光分子探针在生物监测中知识传授73课堂讨论二、荧光探针的应用的应用和课下自1、荧光探针对活性氧氮硫的检测学为辅2、荧光探针对生物酶的检测3、荧光探针对金属离子的检测4、荧光探针在诊疗体系中的应用理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、无机发光材料简介以课堂讲二、稀土掺杂上转换发光纳米晶的合成授为主，策略无机发光材料8课堂讨论3知识传授三、稀土掺杂上转换发光纳米晶能量传和课下自递现象学为辅四、稀土掺杂下转换发光材料长余辉材料能力培养理论联系实际，分析和解决复杂科学问6
6 构建 8-OH-dG 核酸适配体传感器 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 5 生物医学传感 技术 价值引领 探索创新的科学精神、生态安全意识 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、生物传感器 (Biosensor) 二、核酸适配体 (Aptamer) 三、适配体传感器 (Aptasensor) 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 6 荧光传感金属 有机框架结构 设计及功能构 筑 价值引领 探索创新的科学精神、生态安全意识 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、金属有机框架概述 二、金属有机框架在荧光传感领域的应 用 三、MOF 设计与合成的新挑战和新机 遇 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 7 荧光分子探针 在生物监测中 的应用 价值引领 探索创新的科学精神、工程伦理 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、荧光探针分类 1、PET 荧光探针 2、ICT 荧光探针 3、TBET 荧光分子探针 4、FRET 荧光分子探针 二、荧光探针的应用 1、荧光探针对活性氧氮硫的检测 2、荧光探针对生物酶的检测 3、荧光探针对金属离子的检测 4、荧光探针在诊疗体系中的应用 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 8 无机发光材料 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、无机发光材料简介 二、稀土掺杂上转换发光纳米晶的合成 策略 三、稀土掺杂上转换发光纳米晶能量传 递现象 四、稀土掺杂下转换发光材料 长余辉材料 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问
题探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神1、贵金属纳米材料应用领域2、贵金属纳米材料的合成方法及机理3、以Au纳米粒子控制合成为例，介以课堂讲贵金属基纳米绍贵金属控制合成策略授为主，粒子设计合成4、Au纳米粒子的结构表征93知识传授课堂讨论及性能研究5、Au纳米粒子形成机理和课下自6、以Au纳米粒子为基础制备其它贵学为辅金属基纳米复合材料具有显著表面吸收特性的贵金属基纳米复合材料在环境治理、染料敏化电池等方面应用理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、纳米晶的定义、基本性质和应用领以课堂讲胶体纳米晶的域授为主，制备及应用进二、纳米晶的制备方法10知识传授3课堂讨论展三、高品质纳米晶的调控策略和课下自四、纳米晶在可逆光致变色体系中的应学为辅用理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、问题引导：地球上的O2从哪里来？有哪些方法实现水变成O2、H+、e-？二、光系统IⅡ及其放氧中心的结构与功能研究以课堂讲光合作用的基三、自然光合放氧机理的研究授为主，本问题和研究四、人工合成放氧中心的研究11知识传授3课堂讨论进展五、自然光合作用过程中CO2被固定和课下自的方式与C3、C4、CAM植物学为辅六、自然光合作用的捕光机理七、2019年度中国科学十大进展之一一破解藻类水下光合作用的蛋白结构和功能的介绍理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题7
7 题 9 贵金属基纳米 粒子设计合成 及性能研究 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 1、 贵金属纳米材料应用领域 2、 贵金属纳米材料的合成方法及机 理 3、 以 Au 纳米粒子控制合成为例，介 绍贵金属控制合成策略 4、 Au 纳米粒子的结构表征 5、 Au 纳米粒子形成机理 6、 以 Au 纳米粒子为基础制备其它贵 金属基纳米复合材料具有显著表 面吸收特性的贵金属基纳米复合 材料在环境治理、染料敏化电池等 方面应用 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 10 胶体纳米晶的 制备及应用进 展 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、纳米晶的定义、基本性质和应用领 域二、纳米晶的制备方法 三、高品质纳米晶的调控策略 四、纳米晶在可逆光致变色体系中的应 用 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 11 光合作用的基 本问题和研究 进展 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、问题引导：地球上的 O2从哪里来？ 有哪些方法实现水变成 O2、H+、e-？ 二、光系统 II 及其放氧中心的结构与 功能研究 三、自然光合放氧机理的研究 四、人工合成放氧中心的研究 五、自然光合作用过程中 CO2 被固定 的方式与 C3、C4、CAM 植物 六、自然光合作用的捕光机理 七、2019 年度中国科学十大进展之一 ——破解藻类水下光合作用的蛋白结 构和功能的介绍 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题
探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、能源获取新技术1、光电子利用：太阳能电池等2、光热利用：温差发电、热催化、热蒸发等3、纳米发电机：摩擦式、压电式、浓差式等4、微生物工厂：微生物产电、微生物绿色合成等。二、氢能制备存储与利用以课堂讲氢能制备存储1、氢能简介授为主，12与应用知识传授2、氢能制备：光催化产氢、电解水、课堂讨论3生物产氢、工业副产氢等和课下自3、氢能存储：物理储氢、化学储氢等学为辅4、氢能利用：高温或低温燃料电池、氢治疗等三、能源制备新技术1、氮循环：氮还原、硝酸根还原和氮氧化物还原等2、碳循环：二氧化碳还原、水煤气反应、高温碳燃料电池等3、电化学合成：加氢反应等理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养题探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、催化选择氧化1、催化氧化化学的研究背景及存在问题2、酶催化氧化及反应机理二、仿生催化选择氧化反应以课堂讲1、仿生催化选择氧化及研究进展仿生催化氧化2、非血红素模拟酶催化烯烃不对称环授为主，及反应机理研13氧化和顺式双羟化反应3课堂讨论究知识传授3、非血红素模拟酶催化烷烃C(sp)-H和课下自选择氧化反应学为辅三、仿生催化氧化反应机理研究1、仿生催化氧化中反应机理的研究策略;2、非血红素高价Fe-O中间体的捕获、谱学表征及反应动力学3、非血红素 Co(IV)-O 的合成、谱学表征及反应动力学8
8 12 氢能制备存储 与应用 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、能源获取新技术 1、光电子利用：太阳能电池等 2、光热利用：温差发电、热催化、热 蒸发等 3、纳米发电机：摩擦式、压电式、浓 差式等 4、微生物工厂：微生物产电、微生物 绿色合成等。 二、氢能制备存储与利用 1、氢能简介 2、氢能制备：光催化产氢、电解水、 生物产氢、工业副产氢等 3、氢能存储：物理储氢、化学储氢等 4、氢能利用：高温或低温燃料电池、 氢治疗等 三、能源制备新技术 1、氮循环：氮还原、硝酸根还原和氮 氧化物还原等 2、碳循环：二氧化碳还原、水煤气反 应、高温碳燃料电池等 3、电化学合成：加氢反应等 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 13 仿生催化氧化 及反应机理研 究 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、催化选择氧化 1、 催化氧化化学的研究背景及存在 问题 2、 酶催化氧化及反应机理 二、仿生催化选择氧化反应 1、仿生催化选择氧化及研究进展 2、非血红素模拟酶催化烯烃不对称环 氧化和顺式双羟化反应 3、非血红素模拟酶催化烷烃 C(sp 3)‒H 选择氧化反应 三、仿生催化氧化反应机理研究 1、仿生催化氧化中反应机理的研究策 略； 2、非血红素高价 Fe-O 中间体的捕获、 谱学表征及反应动力学 3、非血红素 Co(IV)-O 的合成、谱学表 征及反应动力学
理论联系实际，分析和解决复杂科学问能力培养探索创新的科学精神价值引领精益求精的工匠精神一、有机冠醚的发展概述二、金属冠醚的发展概述以课堂讲三、传统金属冠醚的合成及结构类型简授为主，金属冠醚介14知识传授3课堂讨论四、氮杂金属冠醚的合成及结构类型简和课下自介学为辅五、金属冠醚的性质及应用举例理论联系实际，分析和解决复杂科学间能力培养题先修课程31无机化学分析化学42有机化学物理化学教材是否序出版主编教材名称出版社ISBN编号自编号时间教材1自编讲义2参考资料（推荐书目）是否序出版主编书目名称出版社ISBN编号自编号时间书目1参考资料（推荐文献)序作者页码文献名称期刊名称卷期号号1参考资料（推荐网站）序专题名称网站网址号https://pubs.acs.org/美国化学会12英国皇家化学学会https://pubs.rsc.org9
9 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 14 金属冠醚 价值引领 探索创新的科学精神 精益求精的工匠精神 3 以课堂讲 授为主， 课堂讨论 和课下自 学为辅 知识传授 一、有机冠醚的发展概述 二、金属冠醚的发展概述 三、传统金属冠醚的合成及结构类型简 介 四、氮杂金属冠醚的合成及结构类型简 介 五、金属冠醚的性质及应用举例 能力培养 理论联系实际，分析和解决复杂科学问 题 先修课程 1 无机化学 3 分析化学 2 有机化学 4 物理化学 教材 序 号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 教材 1 自编讲义 2 参考资料（推荐书目） 序 号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 书目 1 参考资料（推荐文献） 序 号 文献名称 作者 期刊名称 卷期号 页码 1 参考资料（推荐网站） 序 号 专题名称 网站网址 1 美国化学会 https://pubs.acs.org/ 2 英国皇家化学学会 https://pubs.rsc.org/
3爱思唯尔数据库https://www.sciencedirect.com/4Wiley数据库https://onlinelibrary.wiley.com/5《科学》杂志https:/www.science.org/6《自然》杂志https://www.nature.com/大纲撰写人（签字）：培养方案修修（制）订工作组副组长（签字）：王斌10
10 3 爱思唯尔数据库 https://www.sciencedirect.com/ 4 Wiley 数据库 https://onlinelibrary.wiley.com/ 5 《科学》杂志 https://www.science.org/ 6 《自然》杂志 https://www.nature.com/ 大纲撰写人（签字）： 王 斌 培养方案修（制）订工作组副组长（签字）：