第41卷第7期中英文目次

钒是地壳中含量第21丰富元素,是人体必需的微量元素。介绍钒元素的发现、自然分布以及在人体内的循环。重点从化学结构分析钒酸盐磷酸盐的拮抗作用机制,从生化机理阐述钒化合物对激酶与磷酸酶的调节、对RNA和DNA功能的影响、对活性氧作用的影响,从人体健康视角探讨钒对治疗糖尿病和癌症及保护心血管等的潜在药理学作用。

我国高校招生中的化学专业面试题,可以分为化学专业知识与专业志向类、化学与环境保护类、化学与生产生活类、化学史实类等4类,分析了各类试题的解答思路,并提出了教学对策。

基于联系生活实际的真实问题情境,设计化学活动课,让学生在探究“可乐可以除铁锈”本质原因的过程中学习“氧化铁与酸的反应”,从而发展化学学科核心素养,提高解决实际问题的能力。

以广西蔗糖产业的现状为背景,围绕其特色经济作物甘蔗的综合利用为情境线,设计若干个关键性问题,引导学生从工业生产和生活实际的角度进行思考,学会从糖类物质的结构与性质的层面分析与解释,为国内蔗糖业的健康发展提出解决方案。培养学生解决综合问题的能力,进一步认识化学与生产、生活的关系,感受化学学科在社会发展中的价值。

根据认知心理学关于概念结构的理论,对高中生“化学平衡”概念的自由分类进行多维标度和聚类分析,得出高中生的“化学平衡”概念由2个维度组成,学生的分类属于关联聚类,揭示了影响学生概念结构的因素,并对概念教学提出了建议。

科学精神是科学发展过程中形成的规范、文化和价值取向,具有探索、质疑、求是、执着、创新等特点。以化学史为主线,从“门捷列夫与元素周期律的故事”这一角度进行教学设计,探索中学化学创新教学,努力落实科学精神等核心素养。

基于科学哲学和语言学理论,强调化学学科中的三重表征的话语意义,旨在帮助学生将头脑中的三重表征思维用语言科学地表达出来并进行社会性交往。在明确三重表征与话语的关系的基础上,借助于相关教学片段,对三重表征的话语意义(语法学、语义学和语用学意义)进行探析,将宏观微观符号表征中各自的语言内部联系以及彼此间的话语表达关系解构出来,从而全面提升学生在建构、关联及转换表征过程中的交往效率。最后针对相关教学问题,提出了3条教学策略。

采用元分析的方法,以化学内容主题为例,综合探索2000—2018年间英文期刊中概念转变的实验研究和准实验研究的效果。根据入选标准和极值筛查,得到60个有效研究。采用CMA2.0软件分析数据,结果发现19年来科学概念转变研究的整体效果显著;类比思维类、情意教学类、学习方式类、教学媒体类等4类概念转变策略的效果差异显著,但都是有效的策略和方法。

以中学化学所涉及的“金属”物质教学内容为例,运用MS分子模拟软件内嵌的Visualizer,Build 及Symmetry property 等3个功能模块,在不同尺度(从埃、纳米、微米到厘米)范围内,实现对“金属原子结构”“金属晶体”及“金属性质(密度)”的连续性可视化展示,帮助学生从原子的视角深入理解化学物质微观结构与宏观性质之间的本质相关性。

为了提高组卷质量,基于极课大数据建立初中化学校本题库,根据双向细目表,利用该系统的出卷功能进行组卷。采用SPSS软件对试卷难度、区分度、信度和效度进行综合分析和评价,可知基于极课所出试卷各项评价指标较优秀,符合考试要求,试卷质量高。

以常见的铜锌原电池反应为例,设计了一组对比实验装置,即化学反应装置与原电池装置。以化学反应装置中的能量变化为依据,展示了化学反应中释放出的能量具体形式为“热”与“功”;通过与原电池装置的比较,证明原电池实验装置中的“热”转化为了电能。

借助手持技术,用阳离子交换膜代替盐桥,滤纸代替烧杯,将双液铜锌原电池改进为高效化、微型化的夹心式阳离子交换膜原电池。通过实验探究、微观分析得出阳膜电池具有电流示数大且较稳定、装置简易、操作方便、药品用量小、绿色无污染等优点。本实验不仅揭示膜电池的工作原理、还原高考膜电池实验、构建化学电源的基本模型,还贴近生活,提高学生的自主实验探究能力,培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识的核心素养。

对中学化学学生实验活动中产生的气体污染物进行测试,得到不同通风条件下化学实验室内部空气污染物的数据。结果表明,中学化学学生分组实验产生的主要气体污染物有苯、甲苯、甲醛、氨气等,实验过程中如不采取任何通风措施,实验室气体污染物的浓度短时间内会急剧升高,所以采取有效措施对实验室内部空气污染物进行消除是非常必要的。目前中学化学实验室配备的通风设备以桌面排风设备为主,相比于自然通风的环境,学生实验时开启桌面排风设备,能够有效降低实验产生的气体污染物浓度。

从教材中钠和氯气反应的演示实验出发,设计独特的实验装置,在实验室里完成了碘化钠的制备。避免了氯气的危害,也满足教学的需要。从热力学角度进行相关计算,证明本实验的可行性。

利用威尼尔(Vernier)传感器进行实验探究,通过对比分析、证据推理可以验证除二氧化碳外水蒸气也是一种温室气体。通过威尼尔传感器实时采集不同气体样品在太阳灯模拟日光照射下的升温数据,让数据变化趋势清晰直观地呈现在眼前,使学生直观感受到平时无法可视化的温室效应现象。本实验是对中学教材温室效应有关内容的很好补充,既贴近生活与自然,又利于激发学生对化学的兴趣。

利用SPSS21.0软件设计正交实验探讨甲醛与新制氢氧化铜反应的最佳条件,并在此条件下运用化学方法进行产物分析,得出主要产物为Cu,HCOONa,H₂和H₂O,副产物为Cu₂O的结论。研究从明确实验条件、分析实验产物等方面提供了实验探究的样例。

通过近似计算2Al＋Fe₂O₃=2Fe＋Al₂O₃,3Mg＋B₂O₃=2B＋3MgO,Na＋KCl=K↑＋NaCl等金属热还原反应在298 K时的标准摩尔吉布斯自由能变Δ_rG^ø_m、标准摩尔反应热Δ_rH^ø_m及标准摩尔熵变Δ_rS^ø_m,判断这些反应能否进行及焓变、熵变对反应的贡献。

中学阶段常用于检验二氧化硫气体的品红溶液分为酸性品红和碱性品红2种。通过设计集演示、对比于一体的绿色环保二氧化硫性质实验装置,优化实验条件,探讨了酸性品红和碱性品红与SO₂、酸碱反应的性质差异及褪色机理,并提出鉴别酸性品红和碱性品红的简便办法。

利用数学建模思想,展示完全平方公式、二项式定律、CASIO-991CNX中文版计算器求解高次方程、导数等数学工具在解决萃取率问题、雨水的pH求算、合成氨工业最佳投料比求算等具体的定量化学问题中的应用,揭示数学化归思想在解决化学实际问题中的强大功能,培养学生的化学学科核心素养。

从研究主题、研究领域、实验方法等多视角分析了2008-2018年Journal of Chemical Education有关中学化学创新实验的发文情况,介绍了热化学实验、化学动力学实验、生活化实验、与环保相关的实验、学科交叉实验等多篇具有代表性和教学意义的实验案例。