研读新课程标准中的相关要求,分析鲁科版必修新教材的情境素材类型和呈现方式,得出教材中情境素材具有:微项目使实践情境大放异彩、史实情境彰显中华民族自信、情境素材充分体现STSE教育理念等特点。据此提出从静态的教材情境到动态的教学情境转化的3条教学建议:充分重视教材栏目所蕴含的情境教学功能;深挖教材情境素材所承载的学科核心素养;考虑教学的整体设计选取和呈现情境素材。

化学实验评价对于培养学生的创新意识和化学学科实践能力具有重要意义,尝试借鉴香港高中化学学科校本评核方法设计“教、学、评”活动促进学生化学学习和实验能力发展。介绍了香港高中化学学科校本评核框架及准则,以人教版《化学1》(2003年课标本)“铁盐和亚铁盐”为例,结合2017年课标设计实验评价量表,通过实验活动串联教学任务,以期实现教、学、评目标。通过评价反馈,促使更加科学、全面地评估学生的实验能力表现,为教师的化学教学实践提供改进依据。

以水杨酸到阿司匹林再到长效缓释阿司匹林及复合药物的合成为历史脉络,基于药物发展的真实情境,以驱动发展历史的问题为线索,在不断地解决问题中推进教学内容,既落实了有机合成路线设计的教学内容,又使学生理解了基于分子结构修饰合成新药物的思想,拓展了学生视野,使学生在真实情境下通过真实问题的解决,体会有机合成的重要作用。

以学科核心素养为导向的命题框架强调“情境”与“知识”同时服务于“问题”的提出与解决,在高三课堂教学中创设复杂实验情境,采用问题解决学习,引导学生在应用内容性知识解决真实问题的过程中,自主合作习得程序性知识和认识性知识。培养对学科的整体认识,形成严密的知识结构体系和思维逻辑,着重发展“证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想”等学科核心素养。

探讨在高一年级氧化还原反应新课教学中,使用口诀教学对学生氧化还原反应分析能力的影响,涉及简单氧化还原反应的分析广度和速度、不同复杂程度氧化还原反应的分析深度。结果显示:口诀教学对实验组学生氧化还原反应分析能力的形成和发展,起到良好的即时效果和保持效果;实验组和对照组学生的分析能力在教学过程中均获得显著提高,但表现出不同的发展过程。在此基础上,提出了若干教学和研究建议。

以课标中要求掌握气体制备与性质的(1)氧气、二氧化碳,(2)氯气、氨气,以及不要求掌握制备的中学阶段重要气体(3)乙烯、二氧化硫作为三段进阶的考查内容,对北京市示范性高中的156名高一学生进行测查,结果发现学生相关知识储备的深入性与系统性不佳,尤其是气体净化与收集等环节;学生在外部信息的有效提取上存在困难,化学阅读能力尚待提高;三段进阶层次性明显,由易到难,低层级作为高层级的重要基础。基于此,本研究提出了相应的教学策略。

将课程标准转化为学习目标是进行单元设计的核心问题。基于北京市十一学校化学学科在不同化学学习模块中的单元教学实践,总结了将课程标准转化为学习目标的通用策略,包括基于课程标准的关键词解构,基于核心素养的单元核心重构,基于单元学习任务的学习者目标的转化,以及学习迁移和学习建构的互补。这一方法对于化学学科不同模块下的学习单元设计乃至其他学科都具有一定的通用性。

在技术发展的背景下,混合式学习成为教学的一种趋势。以初中化学为例尝试构建一个混合式教学流程框架并验证其教学有效性。研究表明该流程框架对教学有一定的促进作用,并在活动设计、过程性评价及资料管理等3个方面进行成因探讨,并提出教学建议。

教学研究论文是反映中学化学卓越教师专业素质和能力的一项关键指标。针对119名中学化学卓越教师的1 196篇教学论文展开内容分析,研究结果在宏观上反映了中学化学卓越教师教学研究的现状及计量特征,在微观层面上呈现了中学化学卓越教师教学研究的核心内容领域,以期为一线中学化学教师开展教育科研提供重要参考与借鉴。

基于2019年全国各地157份中考化学试卷的统计,以及部分省市中学化学教育工作者的调查和访谈,对目前我国中考化学科命题组织方式、考试组织、试卷结构、成绩呈现等进行分析,并就如何进一步提高命题质量、构建合理的试卷结构,推动中考改革提出建议。

采用计算化学模拟方法,在MP2/6-311+g(d),B3LYP/6-311+g(d),HF/6-311+g(d),ωB97XD/6-311+g(d)水平上考察了NCl₃的自然布居分析电荷(natural population analysis, NPA电荷)、原子偶极矩校正的Hirshfeld布居电荷(atomic dipole moment corrected Hirshfeld population,ADCH电荷)、分子中的原子理论电荷(atoms in molecules,AIM电荷)和自然电子构型。模拟结果表明,N的化合价为负,而Cl的化合价为正。

为进一步提升图像比色法测定补铁药物中铁含量的准确性及普适性,考察了拍摄环境对结果的影响,确定了适用于图像比色分析的定量参数,比较使用不同容器来盛装溶液所获得的比色结果,在最优条件下测定了实际样品中铁的含量及加标回收率。结果显示,获得可靠数据的关键是将标准溶液、待测液以及空白溶液拍摄在同一张图片上;由溶液图像R值换算的吸光度值与浓度具有最佳的线性关系;分析以比色皿、试管、点滴板为容器获得的溶液图片,都能得到适合于定量比色分析的数据;测定的加标回收率大于95%。该方法操作简便,测定结果准确,可在各种条件下的高中化学实验室中开展。

通过多年的实验探究发现,趣味化学实验“点火成蛇”,可以不用催化剂,直接点燃蔗糖和碳酸氢钠的混合物,就可以得到实验结果。以前所说的“催化剂”,实际上只起了一个吸附酒精集中加热反应物的作用,使实验现象更加明显,而对化学反应并没有“催化”作用。建议普通实验室用沙子或细黄土在铁架台底座上进行这个实验。

对人教版九年级化学上册第七单元的“燃烧条件”探究实验进行了改进。引入了水浴加热、温度传感器、氮气氛围保护、便携氧气瓶等创新点,改进的实验具有高效性、科学性、环保性。

基于甲烷氯代反应的机理,对物质体系、反应容器、光照条件、实验表征等进行分析,创新设计甲烷氯代反应实验,利用数字化实验的压强和温度传感器采集的实验数据为支持,更直观地多重表征甲烷与氯气发生的“取代”过程,对于成功实现甲烷氯代反应实验具有指导意义。

针对中学化学实验教学中电解有机物的空白现状,应用Schiff试剂定性检测电解液中乙醛浓度的方法,开发了一个电解乙醛的课堂演示实验。该实验将有机化学中的氧化还原反应与电解过程相结合,以此发展学生对电解池工作原理以及有机化学反应机理的认识。通过实验探究,培育学生“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”的学科素养。

针对酒精灯火焰呈黄色的解释争议进行研究,以降低环境温度和减少氧气浓度为方向,设计了可观察环境温度变化对含氢燃料火焰颜色影响的仪器。对乙醇、丁烷、蜡烛等燃烧火焰进行降温测试,发现含氢燃料正常燃烧火焰颜色一般为黄色、降低环境温度后变为极淡的蓝色(光亮条件下)的规律,证明了燃烧过程中水分子处于激发态是导致火焰颜色由蓝色变为黄色的重要原因,钠元素的焰色反应不是酒精灯火焰呈黄色的唯一原因。对丁烷喷枪火焰颜色的降温测试,意外观察到4种疑似氢原子光谱的可见光谱线,为今后寻找该谱线提供了可借鉴的方向。研究过程可作为基于真实情境的研究素材,通过问题的发现、仪器的改进和规律的总结,提高学生运用化学知识解决真实问题的能力,培养学生的核心素养。

借助物质相互转化的原理,仅在一支试管中设计了一氧化碳还原氧化铜的实验;改进后的实验利用传感器收集实验数据,培养学生严谨的证据意识;从气体制备到尾气的处理,创新实验均体现绿色化学的观念。该实验的一体化设计,药品用量少,操作简单,实验耗时短,现象明显,提高了学生的参与度,提升了实验教学效果。

利用CiteSpace可视化文献计量分析软件,对2016年以来,我国化学教育教学领域最具影响力的3本学术期刊《化学教育》《化学教学》和《中学化学教学参考》中“素养为本”的化学课堂教学设计相关文献进行统计分析,探析其研究热点和发展趋势,以期为后续“素养为本”的化学课堂教学设计提供有益的参考。

“中和滴定”知识有其自身的产生和发展顺序,结合滴定分析法的产生和发展、指示剂的发现、滴定管的发明及改进等史实,能够引导学生认识知识的建构过程,也有助于培养学生的科学态度和创新意识,发展学生的化学学科核心素养。

18世纪,发现氢气的卡文迪什认为该气体是水与燃素的化合物;但发现水的组成的拉瓦锡认为氢气是一种元素物质。到19世纪,原子分子论形成后,氢气被认为是由双原子分子构成的单质。20世纪30年代,氢同位素的发现使人们对氢元素概念有了新认识,并逐渐形成现代氢元素概念。氢元素概念的发展史不仅是元素概念的发展史,也是科学思想的演进史和科学方法的发展史。