科学身份认同是应对时代不确定性与变化性的关键要素,是培养学生科学核心素养的基础。PISA 2025科学测评框架新增“科学身份认同”维度并将其作为主要组成要素,它包含“科学资本”“认识论信念”“态度与倾向”“环境意识与能动性”等 4个核心二级维度。基于理论框架,从整合多位一体资源、倡导多元主体评价、构建多元科学身份、融合多元化情境等出发,提出在科学教育实践中提升学生科学身份认同的培养策略。

新南威尔士州新修订的11—12年级《第6阶段化学新课程大纲》高度重视深度学习,该课程大纲为化学教育中如何实现深度学习建立了范式。深入剖析课程标准内容中促进深度学习的操作实践途径、课程建构特色和教学评价体系。结果表明,该课程大纲在促进深度学习方面具有成熟的可操作化路径和与之相匹配的完善的评价体系,课程内容具有“建立在融合信息技术的深入探究与整合实践基础上”“融合于以多元文化和跨学科为特色的真实情境中”2个鲜明特征。对我国探索如何在化学课程中有效落实深度学习具有一定的引导作用和参考价值。

以近20年我国初中化学实践性作业设计的相关期刊论文为例,采用内容分析法,对初中化学实践性作业案例的类型、主题及情境等3大研究维度进行统计分析,了解目前实践性作业案例的设计亮点和不足之处,为开展实践性作业设计提供方法指引和参考建议。

从镁与水反应这一教材实验出发,探究镁与不同溶液的反应,围绕控制变量思想设计探究实验方案,通过试管实验、微距实验、手持技术数字化实验等多种表征手段呈现证据,基于物质结构与性质、化学平衡、水溶液中的离子反应与平衡、化学反应速率、氧化还原反应及其影响因素等多角度进行推理,在系列递进式活动任务中,诊断和发展学生的实验探究能力。

以“揭秘2019-nCoV抗原检测原理”为总任务的项目式教学实践,承载了“胶体及其性质”的化学学科知识;深入挖掘项目任务中与物理、生物、化学工程与工艺等方面的关联知识,真正实现跨学科融合的深度教学。学生通过完成“探究显色原理”“认识胶体”“探究偶联原理”“制备胶体金”“揭秘抗原检测原理”等5个子任务,充分调用多学科的知识能力,形成宏微结合的学科观念,有效提升证据推理、科学探究与社会责任的学科核心素养。

以“乙醇制备乙醛”为教学载体,和学生一起综合利用化学键极性与α-H反应活性、化学反应的速率与限度等模块化知识,构建从课本基本原理到工业生产实践发展变化的认识模型,提升学科理解水平。

基于“豆腐砖”的真实情境和实际问题,设计了初中化学“含钙化合物”主题式复习课。通过解密“豆腐砖”易碎之谜、推测“豆腐砖”淋水开裂原因、探讨“豆腐砖”的防治措施,让学生自主设计多组探究实验,运用化学核心知识解决问题,建立起含钙化合物的知识体系。

以“粗盐提纯”为情境主线,引导学生从物质组成和转化的视角分析问题,依托设计、评价及完善粗盐提纯流程图开展探究性学习活动。设置逐级推进的学习任务引领学生运用分析、比较、分类、综合、归纳、演绎等科学方法建构、完善和应用认知模型,形成对“物质的分离与提纯”的结构化认识,提升科学探究能力,发展科学思维能力。

以“装置气密性检查”为例,通过“认识气密性检查的重要性”“归纳分析气密性检查的方法与原理”“构建气密性检查的思维模型”“探究气密性检查方法的具体运用”等4个教学环节,从“应用在哪里”“方法有哪些”“原理是什么”“实验怎么做”等4个方面探索核心素养导向下的实验技能复习课教学模式,充分发挥实验教学的功能和育人价值,使课堂回归本真,教学凸显灵性。

教师的课堂语言会直接影响学生的知识建构和思维发展。基于语义波理论,构建适用于中学化学课堂的语义密度识别框架。以新手教师与专家教师的课堂语言为研究对象,识别语义密度并绘制语义波图像,比较2者的差异。分析语义密度发现,新手教师课堂语言语义密度高,语言较为复杂,侧重知识的抽象提取,注重化学专业术语的使用;而专家教师课堂语言语义密度较低,语言通俗易懂。分析语义波图像发现,新手教师语义波重复出现上升波段,呈现符号/概念-概念解释的教学思路,侧重知识的专业解释,缺少联系生活实际阐释和归纳概括知识的过程;而专家教师语义波重复出现下降波段,呈现符号/概念-现象-概念解释的教学思路,注重知识的具体应用。最后对新手教师提出丰富教学语言、增加生活实例、建构现象-概念密切联系的教学思路等建议。

将整本书阅读引入化学教育不仅可以丰富教育资源,还有助于提高系统思维能力、发展问题意识、培养情感与价值观,更能促进文理学科融合,增强学生的综合能力。以《了不起的面包:面包6 000年神圣与日常的历史》为例,展示如何运用“点-线-面-体”模型开发化学教育资源,并将整本书阅读策略应用于化学教育场域,为落实基于整本书阅读的深度学习提供借鉴与参考。

“杂化轨道理论”是新课程、新教材背景下高中化学重要的知识模块,能利用该理论分析物质结构和成键情况是高考化学选拔性考试的考查能力之一。学生在分析杂化问题时是否能形成程序性的思路？教师如何探知学生分析杂化问题时的认知障碍点？参考Drawing-writing Technique通过“绘制杂化过程”为任务,以高分组学生和低分组学生为被试,测查不同群体对杂化问题的认知水平及其是否存在显著性差异。结果表明:2组学生基本能按照一定思路分析杂化问题,但在各分析步骤上存在显著差异;高分组学生总体分析水平处在水平3,水平较高。

“点火成蛇”是化学实验和小学科学实验中的一个趣味实验项目。通过设计正交实验,研究了蔗糖质量、碳酸氢钠质量、堆积物形状对“点火成蛇”实验结果的影响。研究结果表明,反应混合物的堆积形状是影响“蛇”形物生长成型的最主要因素,圆柱体的堆积形状可以显著增加“蛇”形物的长度,有利于提高“蛇”形物形状的完整性。最佳实验条件是:蔗糖质量为4 g、碳酸氢钠质量为0.4 g,反应混合物的最佳堆积形状为圆柱体,此条件下生成“蛇”形物的平均长度为67 cm。重复性实验的相对标准偏差RSD为6.0%,基本满足重复性要求。

利用无氧气参与下,氢氧化钠碱性溶液中葡萄糖还原亚甲基蓝的微量流动相反应,验证了该反应符合一级化学反应的特征。25 ℃时化学反应的平均速率常数是0.003 58 s^-1,推算出反应的活化能约为67.06 kJ·mol^-1。利用改进后的简易仪器,探究了一种适合中学推广的更加直观的微型化实验。

分子晶体熔点的解析需要从熔化过程的自发性角度出发,综合考虑晶体熔化时的熔化焓变[ΔH(熔化)]和熔化熵变[ΔS(熔化)]。其中ΔH(熔化)与分子间作用力正相关,ΔH(熔化)越大,熔点可能越高。分子间作用力主要包括氢键和范德华力。除了强极性分子外,作为范德华力主要构成的色散力受相对分子质量、分子变形性、分子间距等因素影响。同时,分子变形性又会增大分子晶体熔化时的ΔS(熔化),ΔS(熔化)越大,分子晶体的熔点越低。因此,解析分子晶体的熔点时必须关注分子的变形性。教师应该积极主动地开展针对性学习,完善自己的知识结构,增强化学学科理解,这样才能在影响熔点的众多因素中确定主要影响因素。

在化学教学过程中重视跨学科的联系,打破学科界限,引导学生利用高中数学知识解决高中化学中的问题,在化学和数学必备知识的基础上得以发展其关键能力,能够真正帮助学生构建化学学科观念、落实学科核心素养。通过教学实践,结合高中数学概率知识、假设推理方式、函数图像构建、不等式基本定理等为解决高中化学问题提供教学参考。

选取2013-2023年间 Journal of Chemical Education 期刊发表的43篇化学跨学科实践活动相关研究为研究对象,对国际化学跨学科实践活动进行内容分析。研究发现,活动主题主要分为生活生产、环境保护、文化艺术、科学研究和趣味活动等5大类型;5个类型下的代表性案例都支持了学生的跨学科学习;最后,从活动主题、目标和评估等3个方面进行分析总结,并为我国化学跨学科实践活动提出建议。

在全球教育转型背景下,职业启蒙教育的战略地位日益突出,促使多国教育体系重新评估并强化早期职业引导机制。英国国家职业周(National Careers Week, NCW)的化学职业板块通过年度性集中活动,整合了化学领域专业知识与实际职业场景,深化了学生对化学科学的理解,激发了他们对化学及相关行业职业路径的兴趣,与我国“加强学生职业生涯规划教育”的政策导向相呼应,为培养既具备扎实化学基础知识,又拥有开阔职业视野和规划能力的高素质化学人才提供了宝贵启示。

中华优秀传统文化是中华民族的精神命脉,将其融入学科教学意义深远。以CNKI数据库为数据来源,运用信息可视化工具CiteSpace,从研究趋势、研究热点和研究前沿等维度,对近10年我国中学化学教学融入传统文化的研究论文进行可视化分析:传统文化在中学化学教学中的研究共经历3大发展阶段,包含4个研究热点和3类研究前沿;最后为拓宽该研究领域的深广度提出实质性建议。