第40卷第19期封面和中英文目次

碳元素是人类最早发现和利用的元素之一，也是组成生命的重要基础元素。在人体内碳主要以糖类、蛋白质、脂类等有机物的形式存在，还有部分以无机盐的形式存在，主要是碳酸氢盐缓冲系统，这些含碳化合物在机体内发挥着重要的生理功能。碳材料可作为人工组织、器官植入材料、药物或基因载体、生物成像剂、生物传感器等，在医学领域为人类疾病的病因探究、诊断和治疗等提供了新的方案。

《普通高中化学课程标准（2017年版）》构建了化学学科核心素养的内容体系及其发展水平框架，重视开展“素养为本”的教学，重视真实情境的创设。在分析教学情境的内涵与功能的基础上，解读了新课标中课程内容、实施建议和命题原则中对真实情境创设与应用的要求，讨论了真实情境在发展学生化学学科核心素养中的教育价值。通过对具体教学案例的分析，探讨了基于学生化学学科核心素养发展的教学情境设计的策略。

分析了“铁的性质和冶炼”复习教学中的2个问题：未注重实验室与工业生产流程对比，缺乏真实的认知体验；只重视知识的概括和重组，缺乏基于实证的科学探究和思辨后的知识重构。设计真实的生产场景让学生感知化学的社会价值，在科学实验场景中探寻化学的本体价值，同时将化学的育人价值贯穿教学过程。

以《化学反应原理》中“盖斯定律”这一教学内容为例，基于发展高中生的化学核心素养为目的确立本课时教学目标，将“理解盖斯定律的本质”“应用盖斯定律计算反应热”这2个问题的讨论作为重点，主要从“证据推理与模型认知” “科学态度与社会责任”2个维度，探讨如何在化学课堂上发展高中生的化学核心素养，探索素养为本的有效课堂教学模式。

EQUIP测评工具是理科教师探究性教学水平分析方法系统，该系列量表深入评估探究课堂的时间利用、教学、话语、评价、课程等5个要素。选择2名骨干化学教师C和教师Y作为个案研究对象，以人教版《化学1》第3章金属及其化合物中典型的2节课进行课堂观察，应用探究性教学质量评价量表（EQUIP）测评工具分析探究性课堂教学的表现，结论如下：（1）探究性教学整体表现处于中等水平以下；（2）课堂探究活动顺序水平低；（3）教师为中心，互动偏少；（4）教学评价以理解知识为主，缺乏批判性思维培养；（5）探究性教学缺乏大观念建构。教学方式以引导和讲授为主，教学观是以教师为中心的讲授方式为主。

以“二氧化硅”的教学为例，基于真实问题情境，以问题为导向设计和实施教学，在过程中渗透化学学科核心素养的培养。经测评，学生兴趣浓厚，教学效果较好。

从硫酸工厂选址问题入手，将问题转化为项目任务，再由学生主动转化为化学问题，在问题解决中构建含硫物质的价-类二维图。此认识模型的建构让学生在复习元素化合物时有章可循、有图式可依。

为了促进学生化学学科核心素养的形成和发展，构建了基于高中化学学科核心素养的教学设计基本思路，提出了4个方面的教学策略：设计教学单元，整体规划素养发展路径；制订教-学-评目标，监测素养达成；设置活动任务，承载素养的发展；创设真实情境，联结素养与知识。并以“沉淀溶解平衡”为主题教学单元进行教学设计，将基于核心素养发展的教学设计思路付诸应用，促进化学核心素养培养目标的达成。

基于中学教学实际，针对师生对复杂离子反应及其离子方程式书写的困惑，通过整理和归纳，把复杂离子反应分为连锁反应、并列反应和竞争反应等3种反应类型，探究了复杂离子反应的规律、分析策略、离子方程式书写的方法及应用。

通过问卷探查高中生学习化学热力学过程中易产生的迷思概念，并通过开放性试题和学生访谈，归纳出相关迷思概念具有普遍性、相关性、隐蔽性和经验性的特点，然后从化学热力学概念的抽象性、教材对热化学理论的回避、教师对学生认识过程的关注程度和学生知识储备4个方面分析了迷思概念产生的主要原因，最后得出结论。

运用自编“高中生化学学科核心素养现状调查问卷”对湖北省范围内16个市（自治州）4类学校的36519名高中生首次进行大规模化学学科核心素养调查。结果表明：高中生化学学科核心素养总体表现良好，其中宏观辨识与微观探析素养水平最高，证据推理与模型认知素养水平最低；男生的化学学科核心素养及其5个维度上的表现均显著高于女生；高中生的个人维度为首要影响因素，其次为学校维度，家庭维度总体虽然影响程度不大，但是家庭经济状况对其化学学科核心素养具有较大影响；化学学习策略、化学学习动机、化学学习适应性对高中生化学学科核心素养及其5个维度具有显著正向预测作用，为强影响因素；湖北省骨干教师及市县高中化学学科教研员预测的影响化学学科核心素养因素的排序结果与实际学生调查结果存在差异。

基于中学晶体教学特点和教学实际的疑难，开发了基于Unity 3D的晶体教学的交互软件，该软件具有三维模型展示、晶体交互操作等功能，实现对金属晶体的堆积方式、晶胞结构、晶胞参数、晶胞的配位数以及空间利用率等知识点的可视化三维教学。软件可在手机、平板、电脑上应用，方便课内外学习。教学实践表明，该软件能改善教学情况。

利用3ds MAX软件对金属晶体进行实时三维建模，在课堂上引导学生从简单立方晶胞开始，采用“修改-试错-验证”模式，逐步构建出立方晶系的所有晶胞。使学生在好奇心驱动下逐步理解并自主“发现”知识，探究密堆积的特点与条件，最终建立晶胞结构与堆积的关系。通过学生的主体参与，将知识传授与能力培育相融合，提升学生化学学科核心素养。

苏教版《化学2》化学反应限度一节用“2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂”的反应为例来引导学生认识可逆反应，但是用KSCN溶液真的能检验溶液中剩余的Fe³⁺吗？通过理论计算和实验验证得出了一致的结论，并找到一个更具有代表性的可逆氧化还原反应来引入反应限度的概念。

镁与铵盐溶液反应的原理在中学化学中存在多种矛盾解释。通过测定镁与不同铵盐溶液、镁与不同阴离子溶液反应的速率和生成氢气的体积，得出镁与铵盐溶液的反应实质：铵根离子是镁与水反应生成氢气的催化剂；部分阴离子（Cl^-，SO₄^2-）催化了镁与水的反应。并从热力学和动力学2个方面探讨了铵盐溶液对镁与水反应的影响。

文身在青少年中的认可度逐渐提高，但可能存在一定的健康隐患。设计了一系列实验，分别探究了高档和低档文身墨水的重金属元素、颗粒大小、着色性、对细胞活性的影响、对植物生长的影响等性质。结果表明，文身墨水具有潜在的健康风险，且低档墨水的健康风险大于高档墨水。该实验带领学生在生活中认识化学，培养学生运用化学思维认识科学风险并决策的能力。

对氢、卤素、氧族元素作配位原子时提供的价电子数做了合理的解释，并推导出计算中心原子价层电子对数的新方法，该方法不需要书写路易斯结构式再确定成键电子对数和孤电子对数，也不必规定不同族的原子作配位原子时提供的价电子数，只需要根据公式即可直接得到中心原子的价层电子对数。

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