以“金属”一章为例,对人教版高中化学教材和澳洲VCE课程的高中化学教材中习题进行比较研究,发现澳洲化学教材中的习题对学生的认知水平要求更高,能帮助学生进一步改变学习方式,更好地促进学生形成学科观念,加强学科思维训练,注意学科方法应用。

针对2020年7套高考试卷中的化学实验题,从题型分值、呈现形式、考查内容、绝对难度、核心素养等多个维度,综合分析试题的特点。研究发现,7套试卷的实验题在阅读量、背景、内容量、推理、数学技能、开放度、阶梯性难度指标上各有侧重;7套试卷的实验题中,针对“证据推理与模型认知”(30次)、“宏观辨识与微观探析”(19次)维度素养的考查频次相对较高,对“变化观念与平衡思想”(6次)维度素养的考查频次相对较低;在素养考查水平方面,对“证据推理与模型认知”的考查整体上集中在较低水平,对“宏观辨识与微观探析”的考查整体上在较低水平和较高水平上分布较为均衡。

科学建模能力测评是化学学科核心素养评价改革的重要组成部分。如何基于课程标准对学生科学建模能力进行试题开发和评价是目前化学教育研究者和一线教师所共同关注的研究议题。以整体效度理论为理论基础,采用结构中心设计原则和证据中心设计原则作为设计方法论,构建了基于课程标准的科学建模能力试题开发框架,并以“电离与离子反应”主题中具体评价目标为例,对开发和实施过程中的效度进行全面、系统地呈现和分析。

基于深度学习理念,对酸、碱、盐复习进行了设计。以灭火器原理探究为主线,以实验探究活动为主导,引导学生应用所学知识鉴别盐酸和硫酸,并运用阅读、分析信息的能力及对知识的迁移能力鉴别碳酸钠和碳酸氢钠,以达到培养学生高阶思维的目的。

针对学生在学习“依据化学方程式的计算”中普遍存在的“机械记忆解题步骤、怠于探求问题背后深层原因、将化学问题沦为单纯的数学计算”等倾向问题,采用层层深入的问题设置来激发学生深度思维,促使学生将已有知识链条化、结构化,同时将内在的思维链条外化,逐步搭建解决问题的一般思维模型,以此促进学生对化学核心概念和原理的深度理解。在初步建模的基础上,进一步引导学生对“化学反应中含杂质物质质量的计算”的具体问题再次建模,逐步形成“依据化学方程式的计算”类问题的解决图式。调查数据表明,经过思维建模及其应用有效发展了学生的深度思维能力和问题解决能力。

分析了九年级化学“化学方程式”的有关教研类文献,提出在单元复习阶段要基于学科思想系统整合教学内容,以乙醇为教学主线,在知识之间进行整体性联通,引导学生深度思考,提高学科知识的整合能力,帮助学生建构学科观念,呈现了可借鉴的教学设计。

基于学科理解的学习任务是精细化教学研究的切入点,是核心素养的落脚点。基于分析学习任务的内容、方法、情境要素,结合原电池教学案例,提出以下设计策略:对教学内容本原性、结构化地理解;分析学生认知基础和学习困难,确定学习任务着力点;任务以本原问题体现,显化认识视角;注重学习任务的教学逻辑;活动指向学生的素养发展;创造真实适切的任务情境。

《普通高中化学课程标准(2017年版) 》中明确提出化学学科核心素养,完成了三维目标的迭代。硅及其化合物相关内容发生了较大变化,虽然知识层面要求降低,但是作为认识对象和感性认识素材的要求却有所提高。这种定位的嬗变,势必要求进行主题教学的重构。结合化学发展史以及改进的HPS教学模式,进行了初步的教学实践探索。

采用访谈法与质性资料分析法,测查了6名(3名新手与3名熟手)高中化学教师关于氧化还原反应主题的PCK。结果表明:(1)新手教师与熟手教师在CTO,KoL与KoS组分上存在较明显的差异。新手教师倾向于采用“教师-传授”教学取向,对学生知识的把握相对不足,更强调使用习题巩固策略;而熟手教师倾向于采用“学生-建构”教学取向,对学生知识的把握更为全面,更强调学生自主建构知识的过程。(2)新手教师与熟手教师在KoC与KoA组分上存在较明显的相似之处。在课程知识方面,教师对课程标准与教材中氧化还原反应主题内容具有较好的理解,但对化学基本观念、学科核心素养认识尚浅;在评价知识方面,教师偏向于传统的评价方式,且集中在形成性评价和总结性评价,但相对缺乏对学生的课前诊断性评价。文末据此对我国化学教师教育及其研究提出相关建议。

国内外研究者在探究化学游戏化学习对学业成就的影响方面做了大量工作,至今没有一致的结论。鉴于此,采用元分析方法对近10年国内外32项化学游戏化学习研究(共37项研究结果)进行定量分析。研究表明:(1)总效应量为0.730,说明游戏化学习对化学学习成就有中等偏上的积极影响;(2)非电子游戏和教学活动游戏的学习效果比电子游戏及混合式游戏的学习效果更显著;(3)游戏化学习在中学学段的应用对化学学习成就有显著的正向影响;(4)化学游戏化学习更适合应用在中小班规模。并提出推进化学游戏进课堂和改进化学游戏化学习的建议。

利用SPSS 25.0统计软件对“蓝瓶子”实验进行正交实验设计,通过统计学分析得出最佳实验条件。利用氧化还原传感器(ORP)对“蓝瓶子”振荡体系的电极电势变化曲线进行分析,并针对蓝色的产生和消失过程设计3组对比实验深入探究,阐明其反应原理,意在引导学生深刻理解趣味实验现象背后的微观反应本质。

借鉴有机反应机理箭推法的书写方法,举例探究了中和反应、水解反应、化合反应及氧化还原反应等中学常见无机反应机理的书写方法。

“物质微粒性”(PNM)是科学教育中的大概念之一,在国际科学课程中占有重要的地位。通过分析近20年国际科学教育相关研究文献,梳理了PNM的理论溯源、内涵、学生认识模型、制约因素及教学策略,阐明了当前国际科学教育领域对学生PNM认识的研究进展,为我国化学课程改革研究提供参考。

科学论证教学因致力于学生高阶思维发展和关键能力培养,在国际理科教育教学中备受关注。以“电离理论的产生”主题为例,较为细致地介绍了模型证据链(MEL)这一新颖的科学论证教学模式的结构和要素。在此基础上,深入剖析了该教学模式的功能与价值,即通过证据评估模型的方式发展学生基于模型的推理能力,从而提升批判性评价的水平,并进而促进概念转变。

从以氢为基准到以氧为基准,再到以碳为基准,原子量基准的设定与化学学科的发展紧密相关。运用原子量基准的设定史实,可以帮助学生解决相关的困惑,学习其中蕴含的思想方法和科学态度,认识科学的本质,充分发挥史实的教育价值。

从认识铝的化合物到铝元素预言的产生、金属单质的获取、原子质量的测定,直至同位素的发现,铝元素概念的发展大致可分为萌芽、形成和新的认识3个主要时期。相应的,关于铝元素的认识经历了从假说到客观实在,从定性到定量,从宏观到微观的发展历程。铝元素概念的演变浓缩着人类科学认知的过程,体现了科学思想和科学技术的进步。

以第34届中国化学奥林匹克(初赛)试题中的有机化学模块第9和10题为例,从化学反应历程的角度出发,对试题内容与解题思路进行了分析,激发读者探索化学的兴趣。