《普通高中化学课程标准(2017年版)》强调STSE教育理念。为更深入地了解鲁科版高中化学必修教材中的STSE教育内容的特点,以鲁科版高中化学必修新、旧教材为研究对象,比较2个版本教材栏目STSE内容呈现的特点和异同,以加强对学生进行STSE教育、培养科学态度与社会责任为目的,提出教师使用教材的建议。

针对当代核心素养背景下学科核心素养中人文向度的部分缺失,以美国主流理科教科书《化学:概念与应用》作为研究对象,选取了4则人文意蕴特征明显、内涵丰富的“跨学科”栏目典型案例,通过对其人文意蕴向度的结构性与教学价值分析,获得学科人文智性及其教育的启示:以科学与人文的对话推动2个世界的沟通;以科学的革命性突跃弘扬科学精神的人文光辉;倡导自然与艺术和谐统一的人文审美意向;肩负社会责任与维护和平正义的进步人文思想。 为学科教学中人文教学资源的研究开发提供认识导向;为完善当前学科核心素养内容提供参考;并从选材理念、教学准备、课程教学、目标达成4个方面为该类资源的教学应用提供策略建议。

以化学学科能力模型为依据,确定化学学科能力评价指标,并以此为基础,对2008-2020年江苏高考化学试题学科能力要求进行分析,得出江苏卷对于化学学科能力的考查特点及变化趋势,并提出了相关教学建议。

基于人教版必修新教材中新增“化学与职业”栏目进行了“硫酸的工业生产”教学设计与实践。学生角色扮演“化工工程师”为解决工业上是如何制备硫酸这一核心研究话题,经过理论分析硫酸生产路径、模拟体会具体反应用于生产实际时所需考虑的问题、实际调研化工厂中的硫酸生产工艺这3个环节,增强对化学相关职业的认识与了解,发展以化学为职业取向的兴趣。

以“84消毒液的使用指南”为主题,开展高中化学“次氯酸盐的性质”的教学。学生通过完成“一张图说清消毒剂”“探究84消毒液的漂白效果与酸碱性的关系”“探究84消毒液的漂白效果与光照的关系”“探究84消毒液的漂白效果与温度的关系”“84消毒液与酒精混合会有氯气吗”等5个项目任务,理解了次氯酸盐的性质及漂白原理,培养了学生的文献检索能力、实验探究能力以及发展了学生的高阶思维能力。将文献查阅与学生实验相结合,让学生在真实问题的解决中,完成次氯酸盐的性质等相关知识的内化,是顺利完成本项目教学的关键。

以高三复习课“铜元素化合物”的教学为例,基于主题教学思想,从“价类二维图”出发,引导学生从物质类别、氧化还原和化学平衡等多角度认识元素化合物间的相互转化,实现了主题内容的关联与进阶,促进了学生思维能力的提升和学科观念的建构。本节课是网络直播课,采用“腾讯课堂”平台,学生可以连麦回答问题,学生设计的实验方案发布在班级微信上,由教师共享屏幕,则所有学生可见。

结合学生的生活实际,金属复习课从学生熟悉的暖宝宝入手,采用项目式教学法。项目式教学法使学生作为项目的执行者,调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的动手能力、思维能力、知识综合运用的能力,最终促成学生对金属知识深入而全面的掌握。

化学三重表征自提出以来就备受研究者关注,并指导着化学学科教学的理论与实践。然而对于三重表征的一些基本问题和概念并没有形成一致的看法,在澄清和界定三重表征内涵的基础上,对近年来国际化学三重表征研究的新成果进行了探讨,相关研究可以为三重表征的进一步研究带来思考和启示。

本研究利用数字化电导率传感器对离子反应的发生条件实验进行拓展设计,测定常温下,等浓度的CH₃COONH₄溶液分别与蒸馏水、NaCl溶液、HCl、NaOH溶液混合后的电导率变化,以实验的数据和图像为证据,推理部分离子反应的实质和发生条件,促进学生对离子反应内涵的认知,在教学中渗透 “证据推理与模型认知”学科核心素养。本研究是对教材内容的补充和拓展, 为教师进行离子反应的教学实践拓展提供一定参考。

思维可视化因其具有建构性、交互性和直观性的特点,在提升化学高阶思维方面呈现一定优势。利用思维可视化工具发展化学高阶思维的可能途径包括:使用双气泡图发展比较思维、利用概念图或树形图发展结构化思维、借助流程图与括号图发展概括思维、采用复合流程图或鱼骨图发展因果逻辑思维。在化学教学中,充分发挥思维可视化工具的“诱导”“添加”“辨分”以及“反思和整理”等功能,将高阶思维的训练渗透到概念、原理及问题解决的教学中,则有望实现化学高阶思维发展从理念到实践的跨越。

专家、熟手和新手教师基于相同文献命制高中化学工艺流程题,通过试题要素分析、实测结果对比和显著性差异检验,研究专家、熟手和新手教师在化学命题上的差异及差异表现,为提升教师的命题水平提供有益的参考。

结合学科特点,对AMS进行修订,用编制的《高中生化学学习成就动机水平现状调查问卷》并结合访谈,对重庆市4所重点中学高中生的化学学习成就动机水平现状进行调查。结果表明:新课程改革下,高中生的化学学习成就动机处于中等偏高水平,不同性别和学业水平的学生均存在显著差异。学生在面对评价自身能力的化学学习任务时,追求成功的动机最强,避免失败的动机最弱;在面对不确定的化学学习任务时,避免失败的动机最强,追求成功的动机最弱。与解答化学试题相比,学生在面对化学实验和科学探究活动时成就动机水平较高。研究结果为激发和训练高中生化学学习成就动机提供了启示。

针对焰色反应教学存在的不足,以手持技术TQVC概念认知模型为理论依据,从“混合、定量”的角度出发,设计手持技术数字化实验以促进学生对焰色反应概念的认知。利用分光光度计传感器,通过测定火焰发射光谱的波长和光强度,从定性和定量2个方面检测混合液中的NaCl和KCl,帮助学生从宏观和微观相结合的视角认识焰色反应的本质。

卤化银难溶电解质的沉淀溶解平衡是中学化学教学的重要知识点。应用本项目组研制的MXLab21先进数字化实验系统,结合银硫离子电极,测定AgNO₃溶液沉淀Cl^-,Br^-,I^-及其混合离子的沉淀曲线,即电动势(E)随AgNO₃溶液体积(V)变化的关系曲线。3种单一离子的沉淀曲线可以直观体现出滴定的电动势突跃范围与相应沉淀的溶度积大小的关系及其规律性变化。通过混合离子的沉淀曲线分析3种离子两两混合或3者混合时分步沉淀的可行性。Cl^-,Br^-,I^-的沉淀及分步沉淀的动态E-V曲线的建立,对中学化学教学具有重要作用,对化学学科核心素养的发展和培养具有重要价值。

通过一系列实验探究进一步认识一氧化氮的性质,结果发现一氧化氮能在不同条件下表现出氧化性,且一氧化氮与Cu⁺会形成一种未知的较稳定配合物;此外,从环境保护的角度,基于一氧化氮在不同条件下的氧化性提出对汽车尾气以及工业废气进行转化处理的可能方案。

针对钠与乙醇反应的实验进行探究与改进。探索出反应试剂的最佳用量,可在较长时间内观察到氢气燃烧时的淡蓝色火焰;通过实验条件模拟、利用酒精检测仪检测,探究乙醇蒸气燃烧的条件,得出采用最佳试剂用量进行实验时乙醇蒸气对氢气的燃烧并未产生影响。实验改进后,在普通可见光下,也可明显地观察到氢气燃烧时的淡蓝色火焰。

基于化学平衡的原理,通过简单的计算解释了氢氧化铜溶于氨水的反应机理,同时基于价键理论和Jahn-Teller效应来阐述铜氨络离子以及其他铜离子配合物的形成过程。

酸碱质子理论是普通化学中的重要模块。学习酸碱质子理论一般从弱酸水溶液入手,若将应用范围扩展为所有含质子的化合物,该理论将被赋予更多的内涵。在含质子的已知化合物中,K_a的范围十分宽广,跨越了100个数量级以上。哪种酸碱“最强”一直是学生间喜闻乐见的话题,以此话题出发,介绍了常见的超强酸、超强碱与相关概念及应用。这些概念的介绍不仅拓展了学生的视野,更能够加深学生对酸碱质子理论的理解,对未来分析化学、无机化学、有机化学的教育产生积极意义。

依据国际科学教育文献,对SLPRI、SLPAI和5E ILP 3个具有代表性和影响力的理科教学设计评价工具进行评述和比较,发现当代国际理科教学设计评价工具呈现出适用对象具体化、指标设定专业化、评分标准精细化等发展趋势。从教师培训、教学设计和教学设计评价工具的开发3个方面提出我国理科教育工作需要关注的问题,呼吁我国学者应关注和从事理科教学设计评价方面的研究。