大學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：四苯基乙烯的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性研究及其指紋成像應(yīng)用

張珮娟，趙博，何鳳儀，羅寒飛，申起飛，黨東鋒

西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院，西安 710049

熒光技術(shù)具有快速、靈敏及非侵入等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在生物成像等領(lǐng)域中顯示了非常廣泛的應(yīng)用前景[1]。其中，有機(jī)熒光材料具有結(jié)構(gòu)可調(diào)、性能優(yōu)異等特點(diǎn)，在上述領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。然而，值得注意的是，傳統(tǒng)的有機(jī)熒光材料由于存在強(qiáng)烈的分子間π-π堆積作用，致使其在固體等聚集狀態(tài)下的熒光性能顯著下降，即聚集導(dǎo)致熒光淬滅現(xiàn)象(Aggregation-Caused Quenching，ACQ，圖1A)，這嚴(yán)重限制了該類材料的廣泛應(yīng)用。2001年，唐本忠院士團(tuán)隊(duì)提出了聚集誘導(dǎo)發(fā)光(Aggregation-Induced Emission，AIE，圖1B)的概念[2]。與傳統(tǒng)熒光材料的ACQ現(xiàn)象不同，具有AIE特性的熒光材料在溶液中以單分子形式存在，激發(fā)態(tài)能量主要是以非輻射躍遷的形式耗散，因此通常發(fā)出微弱的熒光甚至不發(fā)光；而當(dāng)分子處于聚集狀態(tài)時(shí)，分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受限，非輻射躍遷耗散降低，激發(fā)態(tài)能量則主要通過(guò)輻射躍遷的方式回到基態(tài)，因而可以觀察到優(yōu)異的發(fā)光現(xiàn)象(圖1C)。鑒于AIE材料的高效發(fā)光性能，近年來(lái)其受到了全球科學(xué)家的廣泛關(guān)注[3,4]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10年來(lái)，共有來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、日本、印度和新加坡等數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)的研發(fā)人員發(fā)表了萬(wàn)余篇以“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”為主題的科研論文，研究領(lǐng)域涉及化學(xué)、材料科學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)和工程等多個(gè)學(xué)科方向，逐漸形成了以中國(guó)科學(xué)家引領(lǐng)，全球科學(xué)家競(jìng)相跟進(jìn)的研究局面。聚集誘導(dǎo)發(fā)光作為目前的學(xué)術(shù)前沿研究熱點(diǎn)之一，如何實(shí)現(xiàn)其在基礎(chǔ)教學(xué)中的設(shè)計(jì)和推廣，豐富和拓展大學(xué)生的研究視野，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及培養(yǎng)創(chuàng)新思維，也是目前該領(lǐng)域需要深入研究的內(nèi)容之一。

圖1 傳統(tǒng)有機(jī)熒光材料(A)和聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料(B)在不同水含量四氫呋喃混合溶液中的發(fā)光強(qiáng)度示意圖；聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理示意圖(C) [3,4]

目前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，要求學(xué)生在聯(lián)系和鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)和提高，但是目前該類實(shí)驗(yàn)通常在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面具有一定的局限。2007年，教育部推行實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，旨在探索和建立以問題為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，通過(guò)結(jié)合多種多樣的前沿和開發(fā)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考問題和主動(dòng)解決問題的能力，最終全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。值得注意的是，學(xué)生在大學(xué)階段能力和精力都相對(duì)較為有限，同時(shí)前期對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的背景及內(nèi)容了解不深。因此，如何設(shè)計(jì)出一個(gè)合適的綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，并且引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練和深入研究是實(shí)現(xiàn)新時(shí)期培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵之一[5-9]。除此之外，如何實(shí)現(xiàn)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思政教育相互結(jié)合也是目前需要思考的問題之一?；谏鲜隹紤]，本文提出一個(gè)新的大學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)——四苯基乙烯的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性研究及其指紋成像應(yīng)用，將前沿研究熱點(diǎn)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光概念引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面通過(guò)中國(guó)人引領(lǐng)的研究?jī)?nèi)容講解，加強(qiáng)和提升學(xué)生的民族和文化自信，激勵(lì)學(xué)生更好地投身科研學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和思政教育的互相融合；另一方面通過(guò)四苯基乙烯(TPE)化合物與4’,5’-二溴熒光素的性能對(duì)比及其光物理測(cè)試和指紋成像應(yīng)用研究等，進(jìn)一步豐富創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)效果。本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)施能夠較好地拓展學(xué)生對(duì)聚集誘導(dǎo)發(fā)光等前沿研究和背景知識(shí)的了解，也能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)熒光光譜儀等儀器的掌握，可以極大地激發(fā)和提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，為培養(yǎng)和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力奠定基礎(chǔ)，最終為大學(xué)生科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維等的養(yǎng)成提供新的探索思路。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

1) 通過(guò)查閱文獻(xiàn)和資料，了解聚集誘導(dǎo)發(fā)光的機(jī)理、材料體系種類及其潛在應(yīng)用領(lǐng)域；

2) 了解和掌握熒光光譜儀等儀器的工作原理及操作要點(diǎn)，練習(xí)并掌握上述儀器的數(shù)據(jù)處理和分析方法；

3) 提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力，鞏固和提高其實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

聚集誘導(dǎo)發(fā)光原理：目前聚集誘導(dǎo)發(fā)光的機(jī)理主要是分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受限(圖1C)，即AIE分子內(nèi)部存在能夠振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的單元，當(dāng)其處于溶液等單分子狀態(tài)時(shí)，較多的分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致激發(fā)態(tài)能量主要以非輻射躍遷的方式進(jìn)行，此時(shí)熒光強(qiáng)度較弱；而當(dāng)其處于固態(tài)等聚集狀態(tài)時(shí)，上述運(yùn)動(dòng)受到了明顯限制，激發(fā)態(tài)能量則主要以輻射躍遷的方式進(jìn)行，進(jìn)而發(fā)生強(qiáng)烈的熒光發(fā)射現(xiàn)象。

聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性檢測(cè)原理：配制四苯基乙烯的乙腈溶液，向其中加入不同比例的水(體積比)，得到一系列不同水含量的四苯基乙烯乙腈溶液。不同水含量條件下，四苯基乙烯的分子聚集程度不同，其中水含量越高，分子聚集程度越明顯，其熒光發(fā)射強(qiáng)度越大。

指紋成像原理：本文主要采取以下兩種方法進(jìn)行指紋成像，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和對(duì)比。

1) 分散液提取指紋[10]：配制四苯基乙烯的水-乙腈混合分散液，分散液中存在的TPE聚集體會(huì)與指紋中殘留的油脂結(jié)合發(fā)射熒光，進(jìn)而顯示出指紋的精細(xì)結(jié)構(gòu)；

2) 指紋粉提取指紋[11]：將磁粉與TPE固體粉末混合制成指紋粉，利用指紋粉與手指分泌物中油脂的吸附作用，結(jié)合TPE的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性實(shí)現(xiàn)指紋提取與成像。

2.2 試劑或材料

四苯基乙烯(98%，艾伊津生物有限公司)，4’,5’-二溴熒光素(95%，阿法埃沙化學(xué)有限公司)，磁粉(廣州市鷹洲科技有限公司)，乙腈(AR，天津市大茂化學(xué)試劑廠)，四氫呋喃(AR，天津市富宇精細(xì)化工有限公司)，二氯甲烷(AR，天津市富宇精細(xì)化工有限公司)。

2.3 儀器和表征方法

穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜儀(FLS980，愛丁堡公司)，UV-A型手提暗箱式紫外分析儀(上海康和光電儀器有限公司)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52AA，上海亞榮生化儀器廠)，循環(huán)冷卻器(DL-400，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司)，循環(huán)水式多用真空泵(SHB-IIIA，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司)，天平(BSA223S-CW，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)。

2.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1) 四苯基乙烯和4’,5’-二溴熒光素的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性測(cè)試。

稱取3.3 mg四苯基乙烯固體粉末，并將其溶解在100 mL的乙腈中，得到四苯基乙烯溶液。量取上述溶液約0.4 mL，并加入3.6 mL乙腈，混合均勻配制水含量為0%的待測(cè)溶液(4 mL)；量取上述溶液約0.4 mL，依次加入3.2 mL乙腈和0.4 mL去離子水，混合均勻配制水含量為10%的待測(cè)溶液(4 mL)；量取上述溶液約0.4 mL，依次加入2.8 mL乙腈和0.8 mL去離子水，混合均勻配制水含量為20%的待測(cè)溶液(4 mL)；按照上述待測(cè)液配制方法，依次配制出水含量為30%、40%、50%、60%、70%、80%及90%的待測(cè)溶液，并保證濃度均約為1 × 10-5mol·L-1；在365 nm紫外燈照射下，觀察上述待測(cè)溶液的發(fā)光現(xiàn)象，并利用熒光光譜儀測(cè)試上述溶液的熒光發(fā)射光譜，收集和處理數(shù)據(jù)，記錄其最大發(fā)射波長(zhǎng)。

稱取4.9 mg 4’,5’-二溴熒光素固體粉末，并將其溶解在100 mL的四氫呋喃中，得到4’,5’-二溴熒光素溶液。按照四苯基乙烯的溶液配制方法，依次配制出水含量為0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%和99%的待測(cè)溶液，并保證濃度均約為1 × 10-5mol·L-1；在365 nm紫外燈照射下，觀察上述待測(cè)溶液的發(fā)光現(xiàn)象，并利用熒光光譜儀測(cè)試上述溶液的熒光發(fā)射光譜，收集和處理數(shù)據(jù)，記錄其最大發(fā)射波長(zhǎng)。

結(jié)合上述數(shù)據(jù)，對(duì)比四苯基乙烯和4’,5’-二溴熒光素兩種材料的光物理性能特點(diǎn)，進(jìn)而總結(jié)AIE和ACQ化合物的熒光性能區(qū)別。

2) 分散液提取指紋。

本實(shí)驗(yàn)首先提出利用四苯基乙烯的分散液提取指紋，并研究了水含量和浸泡時(shí)間對(duì)指紋提取及成像的影響，相關(guān)步驟如下。

探究水含量對(duì)指紋提取的影響：按照上述溶液配制方法，制備成10 mL不同水含量(40%、50%、60%、70%)的四苯基乙烯分散液；將指紋留于清洗后的蓋玻片上后，將蓋玻片輕輕放入裝有四苯乙烯分散液的小燒杯中，讓分散液完全浸沒蓋玻片，期間不斷輕搖小燒杯，使四苯基乙烯吸附在指紋上，持續(xù)10 min；取出蓋玻片，用去離子水沖洗后放在濾紙上晾干，并在365 nm紫外燈下觀察指紋成像效果。

探究浸泡時(shí)間對(duì)指紋提取的影響：按照上述溶液配制方法，制備成10 mL水含量為60%的四苯基乙烯分散液；將指紋留于清洗后的蓋玻片上后，將蓋玻片輕輕放入裝有四苯乙烯分散液的小燒杯中，讓分散液完全浸沒蓋玻片，分別浸泡4 min、7 min、10 min和13 min后，取出蓋玻片，用去離子水沖洗后放在濾紙上晾干，并在365 nm紫外燈下觀察指紋成像效果。

3) 指紋粉提取指紋。

本實(shí)驗(yàn)也可以使用四苯基乙烯固體粉末與磁粉混合制備相應(yīng)的指紋粉，利用指紋粉提取指紋，相關(guān)步驟如下。

指紋粉的制備：將四苯基乙烯(70 mg)溶于二氯甲烷中(20 mL)，并加入2.5 g磁粉?；旌暇鶆虿⒊曁幚?0 min后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓去除溶劑，將得到的固體混合物用研缽進(jìn)行研磨，使磁粉與四苯基乙烯粉末完全混合，將得到的粉末放在烘箱中干燥過(guò)夜后備用；

指紋提取及成像：將指紋留于清洗后的載玻片上后，取適量制好的指紋粉傾灑在指印上，輕拍載玻片使磁粉與指印充分結(jié)合，用磁棒去除未被吸附的磁粉，并在365 nm紫外燈下觀察指紋成像效果。

3 結(jié)果與討論

3.1 四苯基乙烯和4’,5’-二溴熒光素的光物理性能

如圖2A所示，四苯基乙烯在乙腈溶液中幾乎不發(fā)光，但是隨著水含量的不斷增加，其聚集程度逐步加強(qiáng)，熒光強(qiáng)度也得到了緩慢提升，最終在水含量為90%的乙腈溶液中顯示了非常強(qiáng)烈的熒光發(fā)射現(xiàn)象。由圖可知，四苯基乙烯溶液的發(fā)射波長(zhǎng)大約在400-600 nm范圍內(nèi)，并且其在固態(tài)下也具有強(qiáng)烈的熒光發(fā)射信號(hào)。四苯基乙烯分子在不同水含量乙腈溶液中的相對(duì)熒光強(qiáng)度及熒光照片也再次顯示了其良好的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性(圖2C)。另一方面，4’,5’-二溴熒光素在四氫呋喃溶液中可以顯示出一定的發(fā)光現(xiàn)象，隨著水含量的不斷提高，雖然其熒光強(qiáng)度略有提高，但是當(dāng)水含量為95%和99%時(shí)，其熒光發(fā)生了明顯的淬滅現(xiàn)象，尤其是4’,5’-二溴熒光素在固態(tài)下的熒光信號(hào)幾乎完全淬滅(圖2B和圖2D)，這也證明了其聚集導(dǎo)致熒光淬滅的特點(diǎn)。上述結(jié)果顯示，相較于傳統(tǒng)熒光材料，四苯基乙烯具有優(yōu)異的AIE特性，顯示了其在指紋成像等領(lǐng)域中的巨大應(yīng)用潛力。

圖2 四苯基乙烯(A和C)和4’,5’-二溴熒光素(B和D)在不同水含量乙腈或四氫呋喃混合溶液中的發(fā)光光譜圖(A和B，插圖為其分子式)及其相對(duì)熒光強(qiáng)度變化圖(C和D，插圖為其不同條件下的熒光示意圖)

3.2 分散液提取指紋

本實(shí)驗(yàn)首先研究了四苯基乙烯分散液中水含量對(duì)指紋成像性能的影響(圖3，A-D)。如圖所示，在水含量為40%和50%的四苯基乙烯分散液中，由于其有機(jī)溶劑含量較多和聚集程度有限，導(dǎo)致指紋成像效果較為有限。當(dāng)水含量上升為60%和70%時(shí)，浸泡10 min的指紋樣品可以較好地吸附四苯基乙烯聚集體，實(shí)現(xiàn)較好的熒光發(fā)射及成像效果。另一方面，本實(shí)驗(yàn)也研究了分散液提取時(shí)間對(duì)指紋提取及成像的影響(圖3，E-H)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)指紋樣品分別浸泡4 min、7 min、10 min、和13 min后，浸泡7 min的指紋樣品成像效果最好，能夠較好地分辨出指紋的二級(jí)結(jié)構(gòu)。

圖3 待測(cè)指紋樣品在四苯基乙烯分散液中的熒光成像示意圖(A-D)；待測(cè)指紋樣品在四苯基乙烯分散液中(水含量為60%)的熒光成像圖(E-H)

3.3 指紋粉提取指紋

本實(shí)驗(yàn)也采取了第二種方法，即利用四苯基乙烯指紋粉提取指紋并進(jìn)行成像。首先將制備好的指紋粉與指印充分結(jié)合，當(dāng)去除未被吸附的指紋磁粉后，即可在365 nm紫外燈下觀察指紋成像效果(圖4)。由圖可見，利用該法可以實(shí)現(xiàn)較好的熒光成像效果，尤其是可以清晰地觀察出指紋的精細(xì)二級(jí)結(jié)構(gòu)(圖4，B-E)。除此之外，該指紋樣品在存放3天后，仍然能夠顯示出優(yōu)異的成像效果，顯示了較好的成像穩(wěn)定性能(圖4，F(xiàn))。

圖4 待測(cè)指紋樣品與指紋粉共混后的熒光成像示意圖(A：第一天；F：第三天)及其二級(jí)潛指紋成像結(jié)構(gòu)(B-E)

3.4 指紋成像性能分析

為對(duì)比兩種指紋提取方法，并進(jìn)一步分析其熒光成像效果，本實(shí)驗(yàn)也利用image J軟件對(duì)兩種方法所得的熒光照片進(jìn)行灰度值分析(圖5，白線部分)[8]。如圖5所示，兩種指紋提取方法都取得了較好的波峰波谷差距，顯示了良好的成像分辨率(圖5)。然而，使用分散液提取的指紋，其熒光亮度分布不均勻，且有機(jī)溶劑的存在對(duì)指紋的精細(xì)結(jié)構(gòu)也具有一定的破壞作用。同時(shí)，值得注意的是，此法也具有一定的批次差異性。另一方面，利用指紋粉提取指紋的方法相對(duì)較為簡(jiǎn)單，不需要嚴(yán)格控制提取時(shí)間，且具有較好的成像穩(wěn)定性，顯示了較好的應(yīng)用前景。

圖5 待測(cè)指紋樣品利用四苯基乙烯分散液(A)和指紋粉(C)得到的熒光成像示意圖及其對(duì)應(yīng)的灰度分析圖(B和D)

4 實(shí)驗(yàn)安排與教學(xué)建議

本實(shí)驗(yàn)前期已經(jīng)組織了2-4名本科生進(jìn)行了相關(guān)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，大約耗時(shí)8 h，其大致實(shí)驗(yàn)進(jìn)度安排如表1所示。首先由教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)背景介紹，使學(xué)生對(duì)聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料及其應(yīng)用研究有進(jìn)一步了解，尤其通過(guò)中國(guó)人引領(lǐng)的研究前沿講解，加強(qiáng)和提升學(xué)生的民族和文化自信，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和思政教育的相互融合；溶液配制部分由學(xué)生單獨(dú)操作，要求其聯(lián)系基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)內(nèi)容，在約1 h內(nèi)完成；因需要使用熒光光譜儀，光譜測(cè)試部分建議分組進(jìn)行，3-4人為一組，在教師講解原理及操作流程之后，由學(xué)生操作完成；指紋粉制備環(huán)節(jié)需要保證四苯基乙烯分子與磁粉充分混合，并確保顆粒均勻；指紋粉提取與成像部分要求學(xué)生單獨(dú)操作，并利用兩種方法進(jìn)行對(duì)比和分析；在實(shí)驗(yàn)完成后也要求學(xué)生當(dāng)堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告初步撰寫，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論，分享自身心得體會(huì)，為本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的下一步改良和教學(xué)效果提升提供建議。

表1 本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的時(shí)間進(jìn)度安排表

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)在高校的實(shí)施和推廣，我們也建議應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的管理及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等方面的工作，相關(guān)建議如下：

1) 實(shí)驗(yàn)管理與實(shí)施。

本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)和管理要求必須堅(jiān)持學(xué)生的主體作用，教師則以輔導(dǎo)為主。首先，由教師面向大二和大三學(xué)生發(fā)布指南，學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間報(bào)名參加；實(shí)驗(yàn)開展前，學(xué)生根據(jù)指南分組，自行查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)置的目的及意義，并對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形成初步了解。學(xué)生若對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有補(bǔ)充或者不解，也可與教師討論實(shí)驗(yàn)方案，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并驗(yàn)證其可行性，在實(shí)驗(yàn)開展前確定最終實(shí)驗(yàn)方案；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先由教師對(duì)背景及內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單梳理，之后則主要以引導(dǎo)為主，輔以有效監(jiān)督，要求學(xué)生自己動(dòng)手、自己思考，尤其要求其詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)，不可隨意修改，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生整理和分析數(shù)據(jù)，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，同時(shí)對(duì)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的管理和實(shí)施提出建議。

2) 實(shí)驗(yàn)考核與評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)和考核對(duì)于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)目標(biāo)性考核與過(guò)程性考核的兼顧和平衡。如在注重培養(yǎng)和教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，加強(qiáng)關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的收獲，如完成了哪些創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、在實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)中具體扮演什么角色、遇到問題時(shí)提出了哪些好的解決方法、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有什么新的思路和想法等；此外，實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)也需要一方面堅(jiān)持評(píng)價(jià)的指標(biāo)化，另一方面堅(jiān)持評(píng)價(jià)的個(gè)性化。如在化合物光物理測(cè)試及指紋成像分辨率的計(jì)算和分析等方面需要堅(jiān)持指標(biāo)化，但在開放式討論及心得體會(huì)分享方面注重個(gè)性化，注重對(duì)學(xué)生科研思維和創(chuàng)新思維等的啟發(fā)，尤其培養(yǎng)其對(duì)科學(xué)研究的興趣。本綜合實(shí)驗(yàn)也建議通過(guò)多方位互相結(jié)合，完善考核和評(píng)價(jià)機(jī)制，進(jìn)而更好地評(píng)價(jià)教學(xué)效果。

5 思考題

1) 查閱文獻(xiàn)和資料，找出幾類經(jīng)典的聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料，并總結(jié)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和潛在應(yīng)用；

2) 闡述熒光光譜儀的操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，并列舉熒光材料光物理測(cè)試的其他性能指標(biāo)及測(cè)試方法；

3) 查閱文獻(xiàn)，找出其他可用于指紋成像的材料體系，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和利弊，并簡(jiǎn)單提出高性能指紋成像材料的設(shè)計(jì)思路。

6 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合當(dāng)前熒光材料的研究熱點(diǎn)，提出了四苯基乙烯的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性研究及其指紋成像應(yīng)用的大學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過(guò)四苯基乙烯的光物理性能測(cè)試和指紋成像應(yīng)用豐富了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)的實(shí)施不僅會(huì)進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)聚集誘導(dǎo)發(fā)光領(lǐng)域的了解，同時(shí)也有利于加強(qiáng)其對(duì)熒光光譜儀等大型儀器設(shè)備的掌握，在提高學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，為其科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力的提升奠定基礎(chǔ)。本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)也可以結(jié)合思政教育，激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的研究興趣，并激勵(lì)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)，勇立潮頭。