实验教学效果不但关系着学生掌握知识、提高实验技能的程度，也关系着学生科研素养和家国情怀的培养，直接影响我国创新型人才培养的成效。该文以植物生理生化实验课——硝酸还原酶活性的测定为例，采用以问题为导向（problem-based learning，PBL）教学模式，从教学设计、实施方案和典型教学活动等方面探讨思政教育融入实验课的方法与技巧，使学生的动手和创新能力、发现和解决问题的能力得以有效提高，使学生的家国情怀和“两山”意识、科技助力乡村振兴意识和“三农”意识得以有效提升。该设计将为农林高校创新实验教学提供范式，也为高效培养学生综合素质提供借鉴。

无损光谱技术是文物信息提取的重要手段, 可原位获取文物相关历史、 艺术信息, 识别文物的保存与损害状况及前修复痕迹。 该技术为文物保存环境条件的评估、 病害机理的探讨、 负载信息的研究及制作材料与工艺技术的探索提供科学依据。 介绍了X射线荧光光谱（XRF）、 激光诱导击穿光谱（LIBS）、 X射线光电子能谱（XPS）、 拉曼光谱（RS）、 红外光谱（IR）、 漫反射光谱（DRS）、 多光谱（MSI）及高光谱成像（HSI）技术在文物无损分析中的应用。 针对文物的种类、 大小以及保存状态的不同, 便携式和固定式仪器在文物无损分析中各具优势。 便携式和显微XRF用于文物定性、 定量分析, 广域XRF可分析多层结构, 获取成像图案的元素分布及隐藏信息。 LIBS可检测XRF不能检测的锂、 碳等低原子序数元素, 对文物进行深度和剖面分析。 XPS可获取文物表面元素的化学态与含量, 确定元素的存在方式。 RS可从物相结构上分析文物组成, 判断劣化情况, 评估保护效果。 共振RS对具有RS活性的芳香族化合物敏感, 可检测纺织品、 纸张上的有机染料, 表面增强RS可对传统RS无法识别的谱峰进行分析。 IR中, 近红外光谱的应用已从有机质文物扩展到无机质文物, 红外反射光谱可弥补吸收光谱的不足, 已用于彩绘制作工艺、 文物表面劣变层、 漆层的多层结构研究中。 DRS在颜料和染料识别上有独特优势。 MSI、 HSI 具有谱图合一的特点, 可对分析区域进行定性、 定量和定位分析, 已用于文物的修复、 隐藏信息的提取与鉴定。 由于各种光谱性质只针对文物的一种特性, 又受测试功能限制, 为尽可能无损地获取文物的全面信息, 往往需要把元素与物相分析、 成分分析与成像技术进行联用, 再结合计量学、 算法分析, 提高检测结果水平并扩大无损技术的应用范围。 最后展望了无损光谱技术的发展前景。

嘧啶类衍生物在医药、化工和功能材料等领域有着重要应用。在药物研发, 特别是抗癌药物研发领域中, 5-溴-2-(4-甲基哌啶-1-基)嘧啶是一种含嘧啶环的重要中间体。本文通过一步芳香亲核取代反应合成了5-溴-2-(4-甲基哌啶-1-基)嘧啶, 经溶液结晶法获得其单晶体, 并进行了晶体学分析(晶系: 正交晶系, 空间群: P212121, 晶胞: a=10.181 42(6) nm, b=17.620 0(8) nm, c=10.179 02(5) nm, Z=4, ρc＝1.478 g·cm-3, R=0.056 6, wR=0.168 8)。标题化合物的最优结构和前线轨道能量在B3LYP/6-311G(d, p)模式下使用密度泛函理论(DFT)计算得到, 经DFT优化的结果与实验确定的数据相近。此外, 为进一步揭示标题化合物的物理化学性质, 通过DFT进一步研究了分子的静电式和前线分子轨道。

脲类及其衍生物在化学、农业、医学等多个领域有重要用途。而芳基脲类化合物是一类重要的医药化工中间体, 本文经酰化和氧化两步反应制备3-叔丁基-1-(3-羟基苯基)脲, 并于室温下经溶剂挥发法获得其单晶体, 对晶体的堆积及分子间作用模式进行了分析。其结构经核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(FT-IR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、质谱MS和X射线单晶衍射等方法确证, 在B3LYP/6-311+G(2d, p)模式下使用密度泛函理论(DFT)进行了最优结构以及前沿轨道能量计算, 对比了晶体与理论计算的分子结构。结果表明, 经DFT优化的分子结构与X-射线单晶衍射确定的晶体结构基本一致, 该化合物为单斜方P21/n空间群, 晶胞参数为a=1.181 42(6) nm, b=1.762 00(8) nm, c=1.179 02(5) nm, Z=8。

文物绘画胶结材料经常与颜料或染料以混合状态存在, 成分复杂, 在悠久的历史环境中, 胶结材料降解老化, 文物绘画层受到严重损害。 绘画内容蕴含很高的艺术、 历史和科学价值, 对古代的文化、 风俗, 科学技术, 宗教信仰等研究具有重要意义。 绘画胶结材料通常以多糖、 脂肪酸或蛋白质为基础, 其精确分析对彩绘文物的鉴定与保存材料的选择至关重要, 同时也有助于确定合适的保护处理方法, 故胶结材料在老化过程中的化学变化及其物质组成的认识是文物保护界的关注热点。 因文物具有不可再生性, 绘画胶结材料含量低, 样品允许微损或无损分析, 普通的分析方法在灵敏度上很难达到要求。 光谱技术作为文物材料结构的分析工具之一, 满足了胶结材料无损或微损的分析要求, 克服了传统化学手段的分析缺陷, 在文化遗产保存和保护领域得到了广泛的应用。 综述了红外光谱, 拉曼光谱, 紫外-可见和荧光光谱、 核磁共振等光谱技术在文物绘画用胶结材料分析中的应用。 红外光谱中, 其反射模式抗干扰强, 尤其是衰减全反射红外光谱图分辨率高; 同步辐射红外光谱检测面积小, 可对化合物精确定位、 分离; 漫反射和亚衍射极限红外光谱可分别进行非侵入性表征和纳米微区成像。 拉曼光谱对分子变化有特异性、 敏感性, 选择性强, 是胶结材料的有效检测技术。 荧光光谱除强的选择性外, 物理参数多, 获取被测分子信息多, 荧光寿命成像可区分胶结材料。 核磁共振二维谱能分析复杂混合物, 溶胀态核磁共振技术抗干扰, 分析时间短, 样品不需预处理; 电子顺磁共振和边缘结构可研究环境对颜料和胶结材料的影响。 光导纤维反射光谱可做原位无损分析, 中红外光纤反射光谱是分析胶结材料的理想方法, 该法与拉曼光谱法可信息互补, 区分复杂胶结材料。 综述中光谱技术大多可和化学计量学结合, 更好地进行胶结材料的研究, 但不同的光谱技术受现阶段方法所限, 获取的样品信息不尽相同, 样品分析时可把多个光谱技术结合起来以发挥各自优势, 弥补自身的测试不足, 相互补充印证, 提高分析结果的准确性。 另外对仪器联用技术做了简要介绍, 总结了目前胶结材料分析的难点, 对光谱技术的发展与应用前景做了展望。