近日，美国化学会旗下化学教育领域期刊 Journal of Chemical Education 在线发表了我院贾佳副教授本科实验教学改革成果 “Synthesis, Characterization, and Photocatalysis of Mixed Metal–Organic Cages: An AI-Integrated Comprehensive Experiment for Senior Undergraduates in Applied Chemistry”。该论文入选 Journal of Chemical Education “Innovative Topics in Materials and Design Education” 专题，围绕混合金属有机笼材料的合成、表征、光催化性能评价及人工智能辅助分析，构建了面向应用化学高年级本科生的研究型综合实验教学模块。

　　该成果面向传统本科实验教学中“前沿性不足、综合性不强、数字化工具融入不深、学生对结构与性能关系理解不系统”等问题，将金属有机笼材料、半导体光催化、先进仪器表征和生成式人工智能工具有机融入实验教学。实验采用微波辅助快速合成方法，引导学生制备锆基金属有机笼及钛/锆混合金属有机笼，并利用 XRD、FTIR、HRMS、XPS 等手段开展结构与组成分析，进一步通过可见光驱动染料降解和自由基捕获实验评价其光催化性能与反应机制。

　　与常规“验证型”实验不同，该实验以“假设提出、AI预测、材料合成、结构表征、性能验证、数据反思”为主线，将学生带入较完整的科研训练过程。课前，学生利用 AI 工具预测不同 Ti/Zr 组成对能带结构和光吸收性能的影响，并模拟混合金属有机笼的高分辨质谱同位素峰型；实验过程中，学生通过实际 HRMS、UV–Vis DRS 等数据对 AI 预测结果进行验证或修正；课后，学生需要分析 AI 输出与实验结果之间的偏差，进一步理解金属取代、能带调控和光催化活性之间的内在关联。该设计将 AI 从简单的“答案生成工具”转化为辅助学生提出问题、建立假设和开展证据检验的学习伙伴，强化了学生的数据判断能力和科学批判意识。

　　该研究体现了学院在科教融汇和数智赋能实验教学方面的持续探索。金属有机笼材料是近年来配位化学、超分子化学和功能材料领域的重要研究对象，在吸附分离、传感、催化和光电功能材料等方向具有广泛应用潜力。团队将相关科研成果转化为本科综合实验内容，使学生能够在有限学时内接触材料前沿、掌握现代分析方法，并通过真实数据理解材料组成调控对光催化性能的影响，为应用化学专业高水平实验课程建设提供了新的案例。

　　Journal of Chemical Education 创刊于 1924 年，是国际化学教育领域具有重要影响力的顶级期刊，主要刊载化学教学方法、实验课程设计、课程改革和化学教育研究等方面成果。该论文的发表表明我校在化学实验教学改革、人工智能赋能课程建设和科研成果反哺本科教学方面取得了新进展，对进一步推进应用化学专业建设、提升学生创新实践能力和服务新工科人才培养具有积极意义。

　　该工作得到四川省科技计划项目（2025ZNSFSC0105）、四川省研究生教育教学改革项目（YJGXM24-B016）、四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目（JG2024-0578, JG2024-0601）、成都理工大学“AI+人才培养”项目等支持。

DOI：10.1021/acs.jchemed.5c01410