第41卷第5期中英文目次

就目前普遍应用的铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料动力电池的技术参数与电池反应原理,并针对电池安全性、快速充电、耗电成本和行驶里程计算方法等问题进行了讨论,为当下在新能源交通工具核心动力部件的教学提供情境素材。

以二阶诊断测试题为主要工具对高一学生“甲烷”的心智模型建构情况进行了测评,分别围绕甲烷的分子结构、甲烷的稳定性、甲烷的氧化反应、甲烷的取代反应等4个知识点,对心智模型的种类及持有相应种类的学生比例进行了统计和分析,对相关学习困难进行了探讨,研究发现学生建构了4类共7种非科学心智模型。

通过利用SEC“一致性”分析工具对聊城市2016-2018年化学中考试题与《义务教育化学课程标准(2011年版)》的一致性进行分析,得出2016-2018年的聊城市化学中考试题与课程标准不具有统计学意义上的一致性。在内容主题及认知层次分布上,3个年份的试题与课程标准均存在着明显的差异。

通过对Fe³⁺催化过氧化氢分解的实验过程的探究,证实了有的均相催化剂参与反应后化学性质是有改变的,完善了对催化剂概念的认识。进一步基于尺度视角设计并制备了新型的非均相催化剂磁性Fe₃O₄纳米粒子,并对其催化双氧水分解的过程进行了实验探究,对其是否损耗与Fe³⁺的催化过程形成对比,对均相催化剂和非均相催化剂进行了比较与评价。以尺度为思考问题的出发点,引导学生理解科研前沿(单原子催化剂)的设计思想,构建学生认识物质的尺度观念,促进学生进一步认识科学本质和学科价值,培养学生的创新意识。

以沉淀滴定为例阐述在高三教学中进行化学学科核心素养为本的高三化学深度复习。分析了教学背景和复习目标,详细呈现了教学过程,并对教学效果进行了检测和反思。素养为本的高三化学深度复习关键是:创设真实情境,激发学习欲望;解决真实的问题,发展高阶思维;教、学、评一体化,促进素养提升。

基于元素分析仪、质谱仪、红外光谱仪等现代分析仪图谱,提出葡萄糖分子结构的可能假设,通过实验加以证实,再结合¹H-NMR图谱佐证葡萄糖分子结构,从而建立葡萄糖分子结构的探究模型,为有机化合物分子结构探究提供范式。

通过对国内外课堂教学行为观察的相关文献与指向核心素养教学的本质、特点、要求的综合考虑,提出了素养为本的课堂教学行为理论框架;选取了基于水溶液主题的4个典型课例,用素养为本的教学行为理论框架对其进行编码分析,通过分析讨论每个教学行为的时间、频次以及情境素材的选取情况,将素养为本的课堂划分成了4个水平,对每个水平进行定性描述、抽提关键教学行为,并概括出不同水平之间进阶的核心教学行为。

以“分子和原子”3堂同课异构课为载体,阐述了模型素材差异对学生概念认知水平的影响。通过控制变量法以及采用“前测问卷—课堂授课—课后测试—访谈问卷”的研究方法,得出以下结论:(1)教师采用教育的类比模型进行教学更有利于学生对“分子”“原子”概念的建构,采用图像和符号模型进行教学更有利于学生“从微观角度解释物理变化、化学变化”概念的建构。(2)从知识来看,使用图像和符号模型组织教学整体来说能帮助学生对“分子和原子”的概念建构到更高水平。从建模能力来看,使用图像与符号模型教学更能培养学生的图像识别与描述能力,使用教育的类比模型教学更能培养学生的动手能力和空间建模能力。(3)同时使用2种模型进行教学时学生对概念建构的程度最好,概念建构所达到的水平也更高。同时,研究对教材的编写、教师的教以及学生的学提出了一些建议。

新课标对元素化合物教学提出了新的要求。在调研北京市4所学校元素化合物教学现状的基础上,依据元素化合物认识模型,提出了核心素养背景下的元素化合物的教学关键改进点:师生对话的有效性;进行物质分类及氧化还原的功能化教学。

以“探究食品脱氧剂中的化学问题”为项目学习主题,以探究食品脱氧剂的主要成分、脱氧原理、能量转化形式为项目学习活动,呈现了基于项目学习的高中化学教学设计思路、教学流程,进行了项目教学实施,并结合前后测、学生自评互评和教师评价量表从知识、能力、素养等方面分析了实施项目教学后的效果。

测查了381名高中生的化学认识论信念及化学学习策略的结构与水平,并使用结构方程模型进一步探查化学认识论信念与化学学习策略的关系。结果表明:高中生在化学认识论信念各维度的得分均较高,即其倾向于持建构主义取向的化学认识论信念;在化学学习策略方面,高中生倾向于采用深层的化学学习策略;此外,高中生的化学认识论信念与其化学学习策略显著相关,且持建构主义取向化学认识论信念的高中生倾向于采用深层的化学学习策略。基于研究结果为我国高中化学教学及其研究提供了相应的建议。

以本校全体初三年级学生为研究对象,并将其分成实验组与对照组;通过集体备课设计完成的微课被上传至线上供实验组学生自学使用;经过2个月的实践,对学生的自学化学能力进行调查、比较与分析。结果表明,借助微课进行自学能提高学生的自学化学能力;在性别差异上,女生自学化学能力依旧好于男生,男生自学化学能力获得明显进步,实践效果好于女生;在学业水平差异上,学困生自学化学能力提升幅度最大,中等生次之,而优等生自学化学能力提升幅度最小。基于以上研究结论及实践中获得的经验,提出下列建议:建构具有中学化学学科特色的“微课链”;搭建学生反馈和教师交流的平台;构建家校联合体监督学生自学过程。

沉浸式虚拟现实技术以其高沉浸感、交互性和自主性的特征,近年来逐渐进入教育领域。梳理国内外已有研究成果,对沉浸式虚拟现实技术应用于科学教学的研究进行探讨。从以下3方面进行述评:(1)沉浸式虚拟现实系统的组成及特性;(2)如何将沉浸式虚拟现实技术应用到科学教学中;(3)沉浸式虚拟现实技术在科学教学中的研究现状及应用价值。

在分析气体摩尔体积的教学目标、内容、现状以及所蕴含的化学学科素养的前提下,研发了指向深度学习、促进学生化学学科核心素养发展的课堂教学软件。通过该教学软件呈现可视化证据,解决气体摩尔体积教学中的挑战性问题并实现深度学习。

为了便于学生学习醇的化学性质及其变化规律,对教材中的2个实验进行了改进:(1)在钠与乙醇、水反应的对比实验中控制了乙醇和水的浓度变量;(2)设计了操作简便的乙醇催化氧化学生实验装置,实现了乙醛的检验,并动态呈现出催化剂的作用原理。通过实验创新,充分挖掘了化学实验的育人功能,提升学生证据意识的同时培养了其严谨求实、敢于质疑、勇于创新的科学精神。在实验教学中发展了学生的化学学科核心素养。

简要分析了Zn-Cu原电池演示实验中Zn片电极产生气泡的原因,并用琼脂凝胶法改进了实验。改进后的实验有效地避免了Zn片上H₂的逸出,使得实验现象与理论推导一致,具有较好的推广价值。

近年来社会性科学议题在科学教育研究领域越来越受到重视,运用CiteSpace V,VOSviewer对Web of Science核心合集数据库收录的社会性科学议题研究的167篇相关文献进行可视化分析。从核心作者、核心研究机构、共被引文献、关键词共现等角度,客观地分析进入21世纪以来国内外社会性科学议题研究的热点主题,发现社会性科学议题与科学论证、科学素养、科学风险及决策等相关主题的研究联系密切,社会性科学议题文献主要包括课程内容、教学和学校3个层面的研究思路。在文献的知识图谱分析基础上,从社会性科学议题课程目标聚焦、教学策略应用和教学评价缺位等3个方面获得一些启示。

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