选取人教版新旧必修化学教材中的“硫及其化合物”单元作为研究对象,基于新课标中化学学科核心素养的培养视角,明确了新课标对“硫及其化合物”的素养定位后,对新旧教材中该单元的引言、正文、栏目和插图进行对比分析。对比分析结果显示,新教材“硫及其化合物”的内容侧重“证据推理与模型认知”素养的培养,其次是“宏观辨识与微观探析”“科学态度与社会责任”素养,而在素养水平上则侧重水平1和2维度的培养,符合新课标对该主题单元的学业要求和素养定位。

教材分析是连接教材和课程的桥梁,基于宏观辨识和微观探析核心素养,比较分析了2004年版和2019年版高中《化学1(必修)》教材的特点。通过运用“三序结合”原则,从静态视角对比教材栏目设置、内容组织形式、核心素养呈现方式、学生认知水平以及作业布置形式等5个维度要素在宏微辨析核心素养领域的建构。分析结果显示,2019年版《化学1(必修)》教材在以上要素方面均围绕宏微辨析核心素养,呈现不同水平阶梯型设置。建议在“宏微符”概念形成的过程中增设更为细致的过渡内容,以及更为详尽的与教材配套的辅助内容,便于教材的二次开发。

依据学习目标、教学活动、评价任务、成绩评定一体化设计的要求,研制中学化学实验试题,通过试题的测评结果开展教学反思,分析实验教学中存在的问题,改进实验教学模式,激活学生从化学实验中认识物质及其变化的好奇心和求知欲,诊断并发展学生的核心素养水平。

模拟大型科普求真类节目《是真的吗？》创设学习氛围;通过基于生活生产实际的“日常灭火可否用N₂代替CO₂”“深海捕获CO₂可否调控温室效应”“石油采矿业中,向油井下注射1吨CO₂可否增产原油3~5吨”“用石灰水可否保鲜鸡蛋”等4个核心问题及3个真假难辨的小问题,引导学生从化学的正向视角深刻认识二氧化碳的性质;利用移动磁贴板设计板书,引导学生经历并建构结构化知识体系。

以促进学生的深度学习为基本理念,围绕“自然界的碳循环”“大气中CO₂的控减排”“化学家们合成的新型碳家族成员”等板块,设计并成功实施系列情境问题,在系列问题的讨论、分析、解决过程中帮助学生建构“碳”家族成员间相互转化的知识网络,提高学生思维的纵深度,引发高阶思维,促进深度学习。

针对离子键与共价键在教学中存在本质分离、联系割裂和忽视“证据推理”素养发展目标的问题,依据元素周期律中金属性和非金属性的递变规律进行推理,并寻找证据进行证实或证伪,以认清离子键与共价键的静电作用的成键本质和辩证统一的关系,发展学生证据推理的核心素养,提高学生的逻辑思维能力。

通过化学用语认识模型的建构,彰显其教学功能价值,为内隐的“心智模型”与外显的“符号模型”之间建立可能的联系和发展。运用“联想与建构”“迁移与体验”“本质与变化”等教学策略,实现化学用语的教学从内容传递走向深度学习。

采用二阶式纸笔测验以及半结构化访谈法对高中生持有的“芳香烃”心智模型进行测评,并重点分析了学生建构的与“芳香烃和苯的同系物的概念”“芳香烃的结构”“苯及其同系物的化学性质”等概念群相关的缺陷模型。研究发现学生建构的有关“芳香烃”缺陷模型包括3大类共计11种;学生对有机物空间结构的想象力和建构能力较为薄弱;学生对“有机化合物结构内基团之间相互作用对其化学性质的影响”认识不足,“性质结构”模型不完善;学生建构的有机化学的心智模型尚不具备整体性。

分析了传统文化进入化学课堂的可能性和必要性,对《天工开物》与高中化学契合的内容进行整理,列举其在化学课堂导入、工艺流程教学及试题编制等方面的应用并运用于实践,并就如何促进传统文化更好地应用于化学课堂提出建议。

为探讨不同发展阶段的高中化学教师对于“物质的量”主题的认识,聚焦学科教学知识(PCK)的2个基本组成部分:(1)学生理解的知识,(2)教学策略和表征知识。基于PCK课堂观察量表和CoRe模型,对比分析新手、熟手、专家型教师关于“物质的量”主题的PCK表征。研究结果表明,不同发展阶段化学教师的PCK存在差异,教师对学生知识的理解影响了教学策略和表征方式的决策。

主要使用李克特式量表问卷测查了256名中学化学教师的模型认识与模型教学观的结构与水平,并使用结构方程模型进一步探查化学模型认识与模型教学观的关系。结果表明:(1)化学教师对化学模型的描述与解释功能以及模型的暂定性具有较好的认识,但对模型预测功能认识不足;(2)化学教师在模型教学中倾向于使用模型描述、解释或预测化学现象,并且较认可以学生为中心的模型教学,但缺乏对模型暂定性的反思;(3)化学教师的模型认识基本上可预测其模型教学观,如关于模型功能的认识能显著预测其模型教学观。文末据此为我国化学教师培训及其研究提出相关建议。

运用pH传感器和滴数传感器,采取pH滴定法测定了乙酸的电离常数和草酸的二级电离常数,分析了实验误差以及不宜选用此法测定中强酸的电离常数的原因。

鉴于演示实验的重要教学价值,通过剖析教材中2例演示实验——“原电池实验和碳酸钠与盐酸分步反应”可视化效果不佳的成因,用电极绞合法和粉笔吸附法巧妙地加以改进,可以简单有效地展现实验现象。实验操作简便、现象明显,具有很好的推广价值。

对氢氧化钡晶体与氯化铵晶体吸热反应进行实验改进,在反应物中加少量的水,反应小烧杯上面倒扣上一个大一点的烧杯等,使得实验中水结冰成功率高,结冰快,且结冰量增大。结冰水中加入酚酞溶液,结出的冰为红色,既能检验氨的生成,又增添了实验的趣味性。

目前化学实验设计存在“技术性异化”“生态位壁垒”“绿色化缺失”“人本性式微”的问题。技术伦理规范下的化学实验创新设计,从实验主体的价值向度、基本属性和实践逻辑等3个方面讨论化学实验设计的规范。提出在技术伦理视角下丰富化学实验创新设计角度,形成实验设计的伦理向度;完善化学实验设计各要素,建立实验设计的伦理秩序;开展绿色化实验设计,确保实验设计的伦理互动;规范化学实验设计系统,突出化学实验设计的“为人向度”。将技术承载的价值,通过技术主体的伦理行为转化到化学实验设计过程中,规范化学实验创新设计的路径。

以发现C₆₀球笼结构的史实阐述结构模型的制作对探索物质结构奥秘的重要性。以科学家对富勒烯形成机制的探索佐证多角度构建结构模型的合理性,举例介绍搭建C₆₀球棍模型3种方法的操作步骤。探讨一组有结构关联性C_60+10n碳笼分子结构模型构建的思维方法,举例介绍搭建代表分子C₇₀,C₈₀球棍模型的操作步骤。探讨一组有高度对称性的富勒烯结构模型构建的思维方法,举例介绍搭建大直径、高对称富勒烯C₇₂₀球棍模型的操作步骤。结合《普通高中化学课程标准(2017年版)》和教学实践探讨结构模型构建在化学教学中的作用,为富勒烯结构模型的自主构建教学提供范例。

以CiteSpace为工具,对2009-2018年10年间概念图在化学教学中应用的中外研究文献进行可视化的对比分析。研究表明:与国外研究相比,在应用范围上,国内缺少概念图在大学化学教学中应用的相关研究;在研究内容上,国内学者应加强概念图培养学生高阶思维能力及创造力的研究;从评估方式看,国内较少采用定性和定量相结合的评估方法。

晚清时期由日本吉田彦六郎著、何燏时翻译的《中等最新化学教科书》是癸卯学制颁布后第一本较有影响的译日中等学校化学教科书。从出版背景发现其是效法日本教育的产物,内容体系意在传递给学生较完备的化学知识,化学名词术语翻译趋向标准化,晚清时期译日化学教科书使我国中学化学教材的编制上升了一个新台阶。