介绍青铜器的组成成分、锈蚀产物与机理、修复与保护现状的最新研究进展,从化学学科的角度研究青铜器,既可以拓展专业视野,又能凸显青铜器在历史研究与艺术审美之外的科学价值,为大众揭开这些千年文物的神秘面纱。

归纳与演绎思维在化学概念的形成、巩固和应用过程中发挥着重要作用,化学概念教学中归纳与演绎思维的培养要遵循生为主体师为主导、概念教学与思维培养相统一、思维培养和概念教学循序渐进、归纳演绎与分析综合相结合的原则。以“电解质”概念的教学为例,分别从化学概念教学中归纳思维的培养和演绎思维的培养等2个维度对具体培养路径进行了阐释。

新课程背景下,依托教育部化学学科深度学习项目组提出的深度学习教学设计“四要素”,以配合物为例,开展深度学习,深入挖掘核心知识的素养功能和教育价值,促进学习方式转变,发展化学学科核心素养。

学习体验是学生对学习内容、过程、方法、意义的自我感受和评估,对学生学习志趣、学习素养提升有积极正向作用。以钠及其化合物复习为例,将各类别物质间转化关系的构建、物质制备原理和条件的优选作为学习体验对象,依据学习体验的内在发展历程设计学习任务及活动,引导学生亲身体验学科认知方式、学科思维方法、学科应用价值,评价体验结果,激励学生自主学习发生。

以高三复习课“平衡原理的应用”为例,通过真实情境的剖析让学生感知模型,引导学生分析归纳提炼模型,并进行针对练习运用模型,变式训练体会模型,让学生在实践中以模型思维为突破,深入领悟建构模型的实质,有序解决复杂化学问题,提升科学思维能力,发展化学学科核心素养。

针对实验方案设计题的得分率分析和教学现状,基于课程标准、教材、真题和文献研究,构建“阿司匹林的制备和提纯”深度学习主题模型。通过设计制备和提纯阿司匹林的实验方案,构建实验方案设计的思维模型,并以制备七水合硫酸锌为例内化思维模型,在解决真实、复杂的问题过程中实现核心知识结构化,生成指向深度学习的主题式复习教学流程。

在化学课堂中开展社会性科学议题的教学能够发展学生的社会参与意识,结合微项目学习模式,从课堂教学角度出发,构建选定项目、启动项目、实施项目、交流成果等4个教学流程,确立实施教学的核心问题,设计了鲁科版高一化学“物质的性质与转化单元复习课”,进行了基于社会性科学议题的化学微项目学习的实践教学,结合实践的基本情况提出4点反思。

以建构有机合成中的顺推法和逆合成分析法思维模型为载体,通过设置驱动任务,将信息技术和“教学评”一体化深度融合,促进学生结构观、发展观和转化观的形成,理解有机化学的社会价值,培养学生的宏微结合、变化观念、科学态度和社会责任等化学学科核心素养。

模型认知是重要的思维方法。基于模型认知进行教学设计,能促使教师从关注知识转向关注核心素养,从而使教学活动有效地促进学生思维能力的发展。在对模型及模型认知理解的基础上,以典型的符号模型“化学方程式”为例,阐明了教学思路和教学活动与学科观念的关系,形成了发展学生模型认知核心素养的教学设计。

氯化钠与氯化铯的阴阳离子个数比相同但晶胞结构却有很大差别。用模型建构、数学计算等方式并融合“尺度与结构”等大概念思维,引导学生循着科学家的科学研究方式思考问题。

逆向教学设计被称为“通过设计促进理解”的教学设计。教学过程中,教师结合课程标准相关要求进行单元逆向教学设计,有助于学生提升学科核心素养,引发深度学习。围绕“钠及其化合物”开展了逆向设计的相关探索。根据逆向设计模板,同时,结合本单元学生需要获取的目标、知识和表现性任务,设计了4个课时的教学任务。单元教学过程整体实现了初始培养学生从微观结构出发,结合实验事实认识钠的性质,进而到学生分析物质性质的相似性和差异性,然后到学生结合相关资料实现鉴别实验方案的设计,最终学生结合相关资料进行纯碱制备工业应用。通过总结学生在“钠及其化合物”单元教学各环节中的表现情况,包括课堂实录、完成表现性任务、以及针对授课学生、同行专家的调研问卷情况,整理了“钠及其化合物”单元教学过程中的相关收获以及反思。相关单元设计的认识可为今后落实“素养为本”的教学提供一定的参考。

以核心期刊《化学教育》2018—2021年高中化学教学设计及实施类文献为研究对象,在较完备的教材分析视角指引下,采用内容分析法研究优质教学案例中教材分析的现状及特点,在此基础上构建教材分析模型,探索优质教学案例的设计路径。

基于化学学科能力建构的基本框架,研究初中学生化学学科能力的分化水平和性别差异之间的关系。通过设计“初中化学学科能力”专项测试题,对132名男生、108名女生进行纸笔测试,并用SAS.9.4软件对测试结果进行量化处理,发现初中生的化学学科能力存在不同程度的分化现象,男生和女生在化学学科能力上存在性别差异,尤其在模型思维能力、定量化能力上男生比女生均有明显的优势。

基于Arduino技术,利用AS7341传感器、全彩 LED灯珠、聚光透镜、蓝牙芯片搭配3D打印技术设计出一款掌上分光光度计。介绍了掌上分光光度计的应用实例:对不同颜色的食用色素标准液进行测定,在测定范围内,吸光度与待测样品浓度具有良好的线性拟合关系;运用于菠菜中铁元素含量的测定,所得实验数据具有良好的一致性;运用于绘制待测溶液的吸光度时间曲线,取得了良好的实验效果。结果表明自制的掌上分光光度计完全可以代替传统的分光光度计,且进一步拓展了分光光度计的功能。

通过实验发现:SO₂在盐酸中既能将Cu单质氧化为+1价铜的化合物,也能把Cu²⁺还原为+1价铜的化合物,且发现SO₂将Cu单质氧化或将Cu²⁺还原都需要有Cl^-来参与反应,其反应机理需要通过SO₂和FeCl₃的反应(I^-催化)来进一步探究。这几个探究实验皆易于操作与观察,具有显著的实验表征,有利于从宏观辨识深入到微观探析的过程。

在已有的化学平衡常数教学的基础上,提出认知化学平衡常数的新角度——化学平衡常数的多种表达式。依据教材中用浓度表示的化学平衡常数并结合理想气体状态方程,推导用物质的量分数及分压表示的化学平衡常数表达式,分析3者之间的区别和联系,进而应用化学平衡常数的多种表达形式解决2019年全国(Ⅰ卷)化学第28题中的相关问题,使学生深入理解解答这道高考试题的关键所在。同时,拓展了学生对平衡常数的认识,提升了学生灵活应用平衡常数解决问题的能力。

新冠疫情是一个全球性的历史事件,科学教育也深受新冠疫情的影响。对新冠疫情爆发以来收录在Scopus数据库中的49篇有关科学教育的文章进行分类综述,主要围绕:新冠疫情下远程科学教育的机遇与挑战;新冠疫情:一个重要的社会性科学议题;HPS在新冠疫情时代对科学教育的贡献;由新冠疫情反思科学教育标准与科学素养;新冠疫情下的非正规科学教育与可持续教育等5个方面展开述评,总结新冠疫情中科学教育的经验以反思科学教育、前瞻后疫情时代的科学教育。

梳理了国内外1990—2020年核心期刊文献中对学生电化学主题概念测评的实证研究,主要涵盖学生电化学概念理解水平以及影响因素等方面。据此探讨其对化学教师教学实施以及国内外化学教育实证研究的启示,以期为中学化学教学及后续研究提供有益参考。

科普图书是落实“立德树人”根本任务的重要载体。以《呦呦寻蒿记》为案例,挖掘人物传记类化学科普图书的育人功能,发现此类图书具有树立理想信念、厚植爱国情怀、提升文化自信、形成生态文明意识的德育功能;具有普及化学基础知识、倡导化学思维方法、提升科学探究能力的智育功能;具有树立增强体质观念、调节心理健康发展的体育功能;具有提升感知美审美品质、创造美创新素养的美育功能;具有认同敬业乐业观念、提升高效劳动技能、培养实干兴邦精神的劳育功能。为落实“五育融合”育人功能,必须加强内容创作专业化、政策支持常态化、图书管理制度化、图书价值外显化。

电子效应和空间效应是有机化学的基础,近年来,这部分知识在全国化学奥林匹克竞赛中的考查比例处于上升趋势。因此,以近年全国化学奥林匹克竞赛试题为例,详细说明电子效应和空间效应在竞赛中的考点,帮助辅导化学竞赛的教师和参加化学竞赛的考生了解该部分知识需要达到的教学标准和掌握层次。