分析了2017年版高中化学课程标准对必修课程无机物主题的要求,明确了该主题承载的学科观念和指向核心素养的表现性要求。阐述鲁科版高中化学必修新教材无机物主题编写思路,描述学生无机物认识方式持续进阶的路径,并据此提出新教材的使用建议。

明确了“物质分类”“氧化还原反应”“电离与离子反应”等概念对物质性质的认识功能,阐述了鲁科版教材通过构建认识模型,基于认识发展布局学习素材,依据学习理解、应用实践、迁移创新构建进阶的评价体系等方式促进核心知识向能力、素养转化的编写思路,并提出了使用建议。

基于成分显示理论,运用“内容业绩”二维矩阵模型,对我国大陆2019年人教版高中化学教材和我国台湾地区2016年翰林修订版高中化学教材习题进行分类统计和对比分析,发现2套教材在习题设计上的不同特点与存在问题,从适当引用学术文献、适当提升计算题数量和类型、增加开放题的学生活动类型等方面对人教版教材习题设计提出建议。

以一道科学探究题的命题为例,从题目的研发、学生问题反馈、教学策略改进等角度研究科学探究问题,寻找学生困惑的根源,找到对应教学改进策略,帮助学生提升科学探究能力。

以“氢氧化亚铁的制备”教学设计为例,通过开展专题课,引导学生深入探究氢氧化亚铁制备实验的设计与改进,重点关注学生“科学探究与创新意识”素养水平的发展,并基于具体的测评数据进行反馈评价。

以“常见物质的检验”的教学为例,运用化学史料帮助学生自主建构知识体系,促进学生追寻知识本原,实现思维进阶,发展核心素养,并阐述运用化学史料构建高中化学生命课堂的实施策略。

以倡导“理解与批判、联系与构建、迁移与应用”的深度学习为理念,围绕“分子与原子的概念”比较教材与文献的设计思路,调整认知脉络,着力解决“概念学习过程中实验探究少,宏观现象进入微观分析的相关实验不匹配,忽略证据推理、变化观念与平衡思想核心素养”等不足。设计“3种形态的碘与淀粉的反应、H₂O₂溶液与品红反应、H₂O₂溶液的分解反应”3组实验,设置学生画分子模型、画H₂O₂分子分解的微观过程等活动,提炼“物质种类、分子种类、物质性质之间的关系是什么？你从实验中找到哪些证据支持观点？前2个单元的实验,还有哪些可作为论证的依据？”等问题,引发学生充分论证。“实验、活动、问题、论证”环环相扣,促成教学内容的有效结构化,通过化学概念的深度学习实现化学学科核心素养的发展。

九年级学生在化学学习的过程中开始建立三重表征思维,同时,不同学业水平学生的三重表征转换能力会出现分化。为了探究学生在各个阶段三重表征转换能力的发展特点,采用眼动分析法对12名九年级学生进行了一学期的追踪实验。研究发现:(1)入门时期,学生进行不同表征之间转换的能力是有差异的,并且表现出转换和逆向转换能力的不对称性特点。学优生与学中生、学困生的三重表征转换能力有明显差异,但学中生与学困生的三重表征转换能力还没有表现出明显差异。(2)突破时期,学生进行宏观(中心)、符号(中心)、微观(中心)转换的注视点个数、测试总时间没有表现出统计学差异。学优生与学中生的转换能力分化更明显,学中生与学困生开始出现差异。(3)深化时期,学生宏观(中心)表征能力最强,符号(中心)表征能力次之,微观(中心)表征能力最弱。学优生与学中生、学困生的转换能力差异显著,学中生的间接转换频率明显增加。

中学化学“饱和溶液”概念的教学中,容易忽视学生已有的前概念,忽视概念建构的过程以及对概念背后本质原理的挖掘,常依托实验来建构概念,导致学生不能充分认识到概念的本质原理。尝试创建模型,采取将模型与实验相结合,用模型解释或预测实验的方式,帮助学生更好地建构并理解“饱和溶液”概念及其本质。

以“氯的单质及化合物”单元教学为例,研究了旨在培养学生核心素养的教学活动设计,提出了教学活动设计的一般原则、教学活动的一般类型,总结了教学活动设计的灵感来源。通过一系列连续的教学活动,提升了学生教学过程的参与度和学习效率,调动了学生学习和创新的积极性,培养了核心素养。

涌现作为系统科学的一个主要特征,同时也是化学的基本特征。化学涌现性的根源在于化学实体有2个基本特征:化学实体是具有层次性的复杂系统;化学实体各层次微粒间都存在复杂的相互作用。将涌现性观念融入教学中,不仅能完善物质结构与性质学习的科学视角,同时也能培养学生的批判性思维,促进宏观辨识与微观探析核心素养的发展。

“精准施训”是破解中小学教师培训针对性、实效性和可持续性问题的关键。通过对“精准施训”逻辑原点的思辨,解读了《中小学幼儿园教师培训课程指导标准(初中化学学科)》是什么、做什么,并以“2019年‘国培计划'——示范性综合改革项目福建教育学院培训课标(初中化学)班”的实践,探索了该指导标准怎么做和怎么做得更好。认为“精准培训”应回归学科教育和学科育人的本质;基于“学科整体理解”的研修,可以强化学习者对“学科育人”问题的真思考;融入“教师能力层级自我诊断”的课堂实践研修,可以破解需求调研和分层施训的难题;强化“听课观摩”实践性课程的研修目标,可以提升学习者对教学能力的自我诊断水平。

通过网络线上收集得到化学类社会谣言与误区共计97条,初步构建了有价值的素材库。通过分类整理、归因分析和示例说明,讨论了这些谣言和误区对于化学科普的意义以及作为化学教育真实情境的资源价值。化学类社会谣言与误区的辨析,不仅有利于引发受众关注、在真实情境中促进深度学习,还有利于端正化学学科形象、形成积极的学科态度和价值观。

针对晶体结构教学的抽象性,运用Mercury软件辅助教学,该软件具有读取晶体信息文件、显示或编辑多种样式的晶体结构图等功能,能实现晶体配位数、晶体堆积方式、晶胞模型建构、晶胞微观结构分析等知识点的可视化教学,使教学有据可依,有助于发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养,是信息技术与学科教学整合的有效应用。

指出传统的“分子极性演示实验”的不严谨之处,从理论层面解释了用带电玻璃棒(或塑料棒)靠近四氯化碳等非极性分子时液流也能发生偏转的原因。运用微波对极性分子和非极性分子的影响不同的原理,设计了2种改进的实验方案,利用微波炉加热不同液体,借助温度计或测温贴纸测量液体的温度变化,可以明显地发现极性分子受微波加热升温显著,从而区分极性分子和非极性分子。

尝试利用高吸水树脂对“酸碱中和反应、碳酸钠和碳酸氢钠分别与稀盐酸反应、探究分子运动现象”这3个实验进行创新改进,充分利用了高吸水树脂特殊的结构作用,使3个实验的现象更加显著。改进实验操作简便,高效简洁,值得推广到一线化学课堂的演示实验或学生分组实验。

探究了金属钠与硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、高锰酸钾等盐溶液反应的实验现象,分析了产生现象的原因。研究结果表明,钠和盐溶液的反应,都比钠与水的反应要剧烈很多。当硝酸根离子浓度达到1 mol/L时,会有明显的黄色火花产生,并出现钠的燃烧现象;研究表明,随着硝酸根离子浓度增大,反应会越快越剧烈。

依据文献理论和紫外可见光谱法证明了Fe²⁺与SCN^-能够形成化学键。又通过传统对比实验,利用化学平衡移动原理和沉淀溶解平衡原理,进一步验证了Fe²⁺与SCN^-能发生络合反应。

利用油膜法制造水中无氧环境,常常在化学教学中使用。通过手持技术数据可视化的优点,以大豆油为例从定性和定量角度展开对大豆油能否隔绝氧气再探究,得出大豆油油膜法不能制造水中无氧环境的结论,最后提出改进的方案。

对世界各国为国际化学年发行的纪念邮票进行收集整理,解读了国际化学年邮票中的化学信息,论述了这些化学信息在弘扬科学精神、普及化学知识、塑造化学形象以及辅助化学教学方面的社会价值。