国际“物理化学”课程与教学研究评述

通过文献的计量分析和阅读总结,我国物理化学课程与教学研究还局限于经验与思辨。我们梳理了国际权威期刊上研究物理化学教学的文献,将其分为教科书研究、学习研究、教学研究、教师研究和教学媒体研究等5类,并对其中核心成果进行评述。总结出国外物理化学课程与教学研究注重学习证据的收集和分析,注重教育研究方法的运用,并对于未来高等化学教育研究提出建议。     

一步可控合成二氧化硅纳米管和空心球

通过简单的溶胶凝胶法在相同体系中可控合成了新颖有序的二氧化硅纳米管和空心球,对制备二氧化硅纳米管的多种反应条件进行了系统研究。发现反应时间、溶液中水和乙醇比例、搅拌和滴加速度对形成管状结构都有着重要影响。同时,纳米管的形成机理研究表明,在醇水混合溶液中柠檬酸三铵晶体为细柱状形貌,其作为重要的结构导向剂为二氧化硅胶晶附着提供模板,从而形成管状结构,二氧化硅空心球也显示了相似的形成过程。     

以4,4''-(1-咪唑基亚甲基)二苯甲酸为配体的锌配合物的合成、晶体结构和荧光性质

以Zn(NO_3)_2·6H_2O和4,4′-(1-咪唑基亚甲基)二苯甲酸(H_2IMB)为原料,在不同溶剂热条件下反应,得到2个结构不同的配合物[Zn(HIMB)_2]_n(1)和{[Zn(IMB)]·1.5H_2O}_n(2),对它们进行了X射线单晶衍射分析、元素分析、红外光谱分析、热重分析和粉末衍射。配合物1属于正交晶系,C222_1空间群,a=0.935 2(3) nm,b=2.583 3(8) nm,c=1.396 4(4) nm,V=3.373 6(18) nm~3,Z=4,M_r=707.98,D_c=1.394 g·cm~(-3),μ=0.786,F(000)=1 456,R_1=0.048 6,wR_2=0.120 1(I2σ(I))。配合物2属于四方晶系,I4_1/acd空间群,a=1.853 5(2) nm,b=1.853 5(2) nm,c=4.309 7(5) nm,V=14.806 (4) nm~3,Z=32,M_r=412.69,D_c=1.481 g·cm~(-3),μ=1.360,F(000)=6 752,R_1=0.043 7,wR_2=0.117 1(I2σ(I))。单晶结构分析显示,配合物1拥有二维二重贯穿聚索烃格子状层状结构,而配合物2具有三维二重贯穿(3,6)-连接(6~(11).8~4)(6~3)_2网状结构。结果说明了溶剂在配合物组装过程中起着非常重要的作用。此外,还研究了2个配合物的荧光性质。     

基于V型配体的三个荧光Zn-MOF对水溶液中2，4，6-三硝基苯酚和Fe3+的荧光传感

在溶剂热条件下,合成了3个基于V型配体的Zn(Ⅱ)金属有机骨架：{[Zn₂(BIDPS)₂(OBA)₂]·DMA}_n(1)、{[Zn (BIDPT)(PA)]·DMF}_n(2)和{[Zn (BIDPS)(PA)(H₂O)₂]·2H₂O}_n(3)(BIDPS=4,4''-二(1-咪唑基)苯砜,H₂OBA=4,4''-二苯醚二甲酸,H₂PA=帕莫酸,BIDPT=4,4''-二(1-咪唑基)苯硫醚)。利用X射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、热重分析、X射线粉末衍射对其结构进行了表征。配合物1具有二重穿插的三维cds拓扑网络结构。配合物2为二维(4,4)层状结构,层与层之间通过互锁形成2D→3D的三维金属有机骨架。配合物3具有一维链状结构,一维链通过分子内和分子间氢键连接,形成三维超分子结构。荧光研究表明,配合物1~3可以在pH=4~10的水溶液中稳定存在,且在水中具有较强的发光性能,可作为检测2,4,6-三硝基苯酚和Fe³⁺的发光传感器,具有较高的灵敏度和选择性。     

关注学科知识的职前化学教师自主研修——基于“化学师范生备课组”的活动个案

学科知识是师范生专业素质的重要组成部分,研究基于化学师范生备课组以学科知识强化为主题的研修活动,从备课选题、研修过程、问题批判等方面探讨化学师范生学科知识强化新途径,评析化学师范生备课组的价值。     

STEM生涯教育研究的国际文献计量和内容分析*

STEM生涯教育越来越受到学术界重视,但是我国目前依然是处于初期探索阶段。通过对119篇国际文献的计量分析和内容分析,获得可供借鉴的研究思路。研究发现,国际STEM 生涯研究注重实证范式,以量化研究方法为主。STEM 生涯研究特别专注于影响生涯抱负的因素研究,影响因素包括性别、学校的正式课程、父母STEM 职业、学生个体的兴趣和学业成就等多个方面。STEM态度和STEM职业抱负均可以通过有效的教学策略或学习环境来加以改善,有效干预手段包括校外科学活动、学科竞赛、针对生涯教育的学校课程改善以及以家长为中心的家庭干预。STEM教师在生涯教育目标下的专业发展,研究成果比较单薄有待于深入。本土化的STEM生涯教育研究可以从研究谁、用什么方法、关注什么维度等方面展开创新探索。     

铁与硫酸铜溶液反应的异常现象探究

偶然发现铁与硫酸铜溶液反应过程中溶液pH呈现下降趋势。针对这一异常现象进行实验探究,发现亚铁离子被氧化是产生异常现象的关键副反应。据此提出,消除异常现象的方法是用热的去氧蒸馏水配制2%的硫酸铜溶液,且反应装置要密闭。     

基于PbBr_2的有机-无机杂化化合物的合成和晶体结构（英文）

合成得到了2个新的有机-无机杂化化合物{(4-CH_3-Bz-4-Ph-Py)[PbBr_3]}_n(1)(4-CH_3-Bz-4-Ph-Py+=4-甲基苄基-4-苯基吡啶离子)和{(4-F-Bz-4-Ph-Py)[PbBr_3]}_n(2)(4-F-Bz-4-Ph-Py+=4-氟苄基-4-苯基吡啶离子)。对化合物1和2进行了元素分析、粉末X射线衍射等表征,并利用X射线单晶衍射测定了它们的单晶结构,配合物1与2同构,均属于正交晶系,P21212空间群。结构研究表明,配合物1和2中,铅溴八面体通过共边连接方式,形成[Pb_3Br_9]n三链,有机阳离子填充在无机溴化铅链空隙中。配合物1和2均未作手性分离。     

促进化学教师专业发展的化学前沿资源例析

化学前沿资源的获取可以通过检索和阅读获得，结合近年来的文献实例探讨化学前沿对化学教师专业发展的特别意义：强化学科知识，促进学科视野与时俱进，彰显前沿研究的科学方法，有助于学科观念建构。将学科前沿资源应用于化学教学不限于教学情境创设、化学新题命制等，还有助于校本课程建设、实验创新设计和基于科学阅读的素养提升。