美国《科学教师培养标准(2020年版)》述评*

美国《科学教师培养标准(2020年版)》针对《新一代科学教育标准》的推行而修订,立足于科学教育最新研究成果,尤其突出学科内容知识的重要性,补充对科学本质和科学文化的要求,强化对工程和技术、交叉概念、学科观念的理解,突出学习进阶规律在科学教师培养中的应用。此外,在学科教学法、学习环境、安全、对学生学习的影响等维度做出相应的改动。该标准启示我国:借鉴国际改革趋势出台中国特色的科学教师培养标准,但科学教师培养也要本土化;学科内容知识对科学教师专业发展非常重要;科学教师的培养应立足于学习进阶的规律;职前科学教师培养需要注重学习环境建设。     

碳自掺杂石墨相氮化碳纳米片的制备及其在可见光照射下的光解水产氢性能

石墨相氮化碳(g?C3N4)由于具有对可见光吸收范围较窄和光生载流子分离效率低等缺陷,其光解水产氢活性较差。我们采用简单的一步热共聚法,以尿素和2,4,6?三氨基嘧啶(TAPD)混合物为前驱物,制备碳自掺杂纳米片(CNNS?x,x mg代表掺入TAPD的质量)。X射线衍射(XRD)、元素分析(EA)和X射线光电子能谱(XPS)等测试结果表明,来自TAPD的嘧啶环成功引入g?C3N4共轭体系中,使所得的CNNS?x具有较窄的带隙,较快的光生载流子迁移速率,从而提高其对可见光的吸收效率和光生载流子的分离效率。得益于此,CNNS?x在可见光照射下表现出较好的光解水产氢活性。特别是CNNS?30具有最佳光解水性能,其产氢速率可达57.6μmol·h-1,是g?C3N4纳米片(CNNS)的4倍。     

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。     

一种用于活体细胞Zn2+检测的高灵敏度比例计量荧光探针

无论是在水溶液还是乙腈溶液中,2-PBI(2-(2′-吡啶基)苯并咪唑)的发射光谱都表现出一定的红移,但由于该分子对Zn2+低的结合能力以及多变的配位比例,2-PBI不能作为一个比例计量型的Zn2+荧光探针。本研究通过在2-PBI的5位引入推电子基团N,N-二甲基,增加探针的配位原子数同时促进探针的ICT效应,设计合成比例计量型Zn^2+荧光探针DBITA。实验结果表明,除了172 nm的大斯托克斯位移外,DBITA还表现出特定的Zn^2+诱导的红移,发射波长从534 nm红移到609 nm,DBITA与Zn^2+以1∶1比例结合。此外,DBITA对Zn^2+表现出极高的亲和力,配合物DBITA/Zn^2+结合的Kd值为0.16 pmol·L^-1。在HeLa细胞中,DBITA完成了细胞内的Zn^2+的定量造影。     

以9，10-双(咪唑基)蒽为配体的锌配合物的合成、晶体结构和荧光性质

以9,10-双（咪唑基）蒽（DIA）和硝酸锌为原料,分别与对苯二甲酸（H₂bdc）、二苯甲酮-4,4''-二羧酸（H₂cdc）、反式-1,4-环己二甲酸（H₂chdc）在溶剂热条件下反应,得到3个结构不同的配位聚合物[Zn₂（DIA）（bdc）₂]_n（1）、{[Zn（DIA）（cdc）]·H₂O}_n（2）和[Zn（DIA）（chdc）]_n（3）。对它们进行了X射线单晶衍射分析、元素分析、红外光谱分析和热重分析。单晶结构分析显示,配合物1是第一例拥有三维（4,7）-连接的{3².4.5².6}{3².4⁸.5⁴.6⁵.7²}₂拓扑结构;配合物2具有二维格子状结构,层与层之间通过O-H…O和π…π弱相互作用形成三维超分子结构;而配合物3具有二维两重贯穿的层状结构。结果说明有机羧酸的长度和刚柔性在配合物组装过程中起着非常重要的作用。此外,在室温下对3个配合物进行了荧光性质分析。     

基于PbI2的有机-无机杂化化合物的合成和晶体结构

合成得到了2个新的有机-无机杂化化合物{（4-CH₃-Bz-4-Ph-Py）[PbI₃]}_n（1）（其中4-CH₃-Bz-4-Ph-Py是4-甲基苄基-4-苯基吡啶阳离子）和{（4-CF₃-Bz-4-Ph-Py）[PbI₃]}_n（2）（其中4-CF₃-Bz-4-Ph-Py是4-三氟甲基苄基-4-苯基吡啶阳离子）。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。化合物1属于正交晶系,P2₁2₁2空间群;化合物2与1同构。结构研究表明,化合物1和2中,铅碘八面体通过共边连接方式,形成[Pb₃I₉]_n三链,有机阳离子填充在无机碘化铅链空隙中。     

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。     

新型2-[4-(取代苯甲酰氨基)苯基]苯并噻唑的合成及生物活性

以2-氨基苯硫酚和对氨基苯甲酸为起始原料,设计并合成了5个新型的苯并噻唑衍生物(4a~4e),其结构经1H NMR,IR,MS(EI)和元素分析表征。采用菌丝生长速率法初步研究了4a~4e的生物活性。结果表明:用药浓度为100 mg·L~(-1)时,4b和4c对西瓜枯萎病菌有一定抑制效果,抑制率分别为47%和43%。     

基于苯并噻唑Zn2+荧光探针及其细胞造影应用

设计合成基于苯并噻唑Zn²⁺荧光增强型探针BHP,在HEPES缓冲液中测其对Zn²⁺识别性能。实验结果表明,BHP对Zn²⁺有较高的选择性,对其他金属离子如Cd²⁺,Fe²⁺,Ni²⁺,Pb²⁺,Hg²⁺,Al³⁺,Mn²⁺,Ag⁺,Cu²⁺,Co²⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺和Ca²⁺无明显荧光增强响应。BHP与Zn²⁺按1：1计量比配位,在生理条件下荧光强度不受pH值影响。在HeLa细胞中对Zn²⁺的造影表明BHP可用于生物体Zn²⁺检测。     

蛋白芯片法同时检测食品中克伦特罗与莱克多巴胺的残留量

建立了食品中克伦特罗和莱克多巴胺残留含量同时检测的微阵列蛋白芯片法。结果显示:克伦特罗的线性范围为0.07～1.2 ng/g;莱克多巴胺的线性范围为0.05～0.8 ng/g。猪肉、猪肝中上述两种物质的加标回收率为74%～132%,相对标准偏差均小于10%。将所建立的方法与HPLC-MS方法进行对比,两者检测结果一致。该方法简单、快速、通量高,可用于实际样品中克伦特罗和莱克多巴胺残留量的检测。