2020年教育部颁布了《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》,无论从其形式还是内容相比2003 年颁布的《普通高中化学课程标准(实验)》都有较大变化。新版课程标准从课程性质、课程目标、课程结构、课程内容等方面进行了全面阐述,从而也带来了课程难度的变化。借助已有的研究方法,以课程广度、课程深度、课程时间为变量,对课程的难度进行定量研究。文中所得出的结论有助于高中教师和研究人员对课程难度进行比较充分、全面的了解,教师从而能够科学、有效地制定教学目标、实施课程内容和开展教学评价。

《国家十四五规划纲要》提出要在2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。因此,设计并实施了“碳中和”大概念统领的6课时的项目式学习活动。学生在“碳中和”思路的指导及制定低碳行动方案任务的驱动下,经历了探究二氧化碳的来源及去路、寻找降低二氧化碳排放量及增加二氧化碳吸收量的方案、分析方案的可行性等一系列项目活动,不断迭代改进项目作品“低碳行动方案”。项目实施后取得了显著效果,学生的学科观念、对学科价值的理解、态度责任、解决实际问题的能力等均有明显发展。根据教学实践,提炼了设计和实施项目活动的策略。

以制作天气瓶为项目核心与溶液单元知识进行整体融合。经过认识天气瓶、揭秘晶体变化奥秘和自制天气瓶等一系列活动,学习多角度认识溶液的组成、溶解度和科学的定量实验设计方法。溶液形成过程的微观本质是学生的学习难点,应用多个电导率仪测定不同位置的离子浓度变化,形成硝酸钾溶解过程曲线,通过分析曲线数据变化很好地搭建起宏观辨识与微观探析间的桥梁,帮助学生突破学习难点。学生在解决这一复杂、综合实际问题的过程中,有效地发展了宏观辨识、变化观念、证据推理、科学探究、创新精神等化学学科核心素养,发展了科学价值观。

以食品发热包为主题情境,通过探析发热包成分、解密发热原理、计算原料配比、配制发热包等环节梳理酸和碱的性质、用途。从元素观、转化观的视角认识物质转化规律,体现物质研究的一般思路,凸显科学探究的基本过程。通过设计方案测定发热包中碳酸钠的含量,总结混合物成分鉴定及定量测定的方法;归纳气体定量测定的影响因素。呈现一堂学科观念、学科方法教学具体课例,凸显物质研究、定性检验、定量测定的基本方法。

绪言课的教学效果对于学生后续学习起着举足轻重的作用,基于对高一化学绪言课教学意蕴的分析,选取了历史与现代、生活与科研、国内与国外等多种情境素材,并设计成对比的教学情境,竭力将学生带进真实的化学科学,引领高中化学学习的方向,打开学生的国际视野,培养学生的家国情怀。并结合问卷调查对本节课教学效果进行了反思。

以长岭石化含硫尾气处理为真实情境,从SO₂的来源、危害、吸收和监测等4个方面进行教学设计,以正确的价值引领为导向,在解决真实问题的情境中培育学生的关键能力,深化对物质间转化关系的认识,体会国家、企业对于社会责任的担当,坚持正确的价值引领和素养导向。

依托广西北海市丰富的海洋资源,创设了“在北海能否建提镁厂”的驱动性总任务,师生合议将任务规划为3个大问题和6个子任务。学生采用信息收集、分类、比较、推理、实验、系统分析等认知策略,最终以ppt的形式进行成果汇报,通过组间评价、核心问题讨论、决策性问题辩论等方式逐步落实项目目标。

传统实验方法较难判断干冰能否与氢氧化钠溶液反应,更无法呈现其反应的过程。通过验证生成物的实验可以判断干冰与氢氧化钠溶液反应,成功实现将无明显现象反应变成有明显现象反应。运用手持技术数字化实验将“不可见”的化学实验现象转化为“可观测”的数据与曲线图像,以及探究反应产物与氢氧化钠溶液浓度的关系,从而实现对二氧化碳化学性质的深度学习。

为充分了解教研员专业发展的现状与需求,探寻教研员专业发展与教研工作的有效策略,以广东省123名中学化学教研员为基础样本展开问卷调查,对14名化学教研员和一线教师展开访谈,对其基本信息、专业情意与状态、专业能力与发展及区域教研活动的组织情况进行关联分析,找寻其中的变化规律,了解问题与需求,为教研员的发展和教研工作的优质开展建言献策。

研究发现,学生在问题解决过程中使用了2种抽象层次不同的模型,化学学习水平越高,掌握较高抽象层次的模型的程度越高;优等生更多采用抽象层次较高的模型;不同抽象层次的模型对化学问题解决的正确率没有显著影响,但对问题解决的效率有显著影响。

以晶体结构教学为例,引导学生利用VESTA软件搭建典型晶体的晶胞模型可大大激发学习兴趣,降低认知难度。通过金刚石、金属镁、金属铜、氯化钠、萤石等晶胞模型的搭建,空间充填模型的旋转与观察,晶面及配位多面体的插入,帮助学生突破原子分数坐标、空间利用率计算、晶体空隙的洞察等难点,是VESTA支撑下的具体教学策略。学生在体验真实建模的过程中加深了对认识原型的理解,收获了知识与快乐,发展了证据推理与模型认知这一化学学科核心素养。

针对钠与氧气反应教学中存在的不足,引入手持技术数字化创新实验,自主设计创新反应装置T形玻璃管以定量探究钠与氧气反应。本研究利用氧气传感器,通过测定密闭体系内氧气含量的变化,帮助学生基于四重表征模型、从定性和定量的角度认识钠与空气中的氧气在室温和加热条件下反应的区别;借助氧气、二氧化碳、湿度等3种传感器从定量的角度探究空气中的二氧化碳与水蒸气对钠的影响,形成对钠与氧气反应的科学认知。

针对FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂实验中出现的异常现象,借助手持技术并运用控制变量方法分别探究了反应物及催化剂浓度、溶液pH、Cl^-效应等因素对Fe³⁺催化H₂O₂分解速率的影响,探寻FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂溶液的最佳实验条件。

氧立得制氧机是当前家庭用于缺氧预防和治疗的主要设备之一,具有制氧纯、产氧足、供氧快、易携带、操作简单等特点。剖析了氧立得制氧机的反应原理和产品结构,探究了过碳酸钠的制氧性质,通过与过氧化氢的制氧效果进行对比,揭示了实际应用中制氧剂的选择依据。自主设计并制作了简易制氧机,分析了真实制氧机的产品形成与加工设计思路,从而培养学生工程技术素养,为教师教学提供借鉴。

通过问卷的形式调查了赣州市高中化学实验教学开展的情况,结合赣州中学化学实验社团开发与运行的实际,研究了化学实验社团的创建与运行、开展趣味化学实验社团活动、社员参加化学研学活动、拍摄社团原创趣味实验视频、创办化学实验社团公众号、创新改进教材实验等等。实践结果表明:在高中开发化学实验社团具有可行性和操作性,通过开展化学实验社团活动,可以锻炼学生多方面的能力、促进学生化学核心素养的发展。

金属的化学性质一直是中考考查的重点内容之一,通过对近4年来各地区涉及的“金属的化学性质”内容的中考试题的研究和分析后发现,试题存在如下问题:(1)依据金属与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性强弱;(2)把金属的活泼性和活动性混淆为一体;(3)金属和酸反应呈现出“一斜二平”的图像关系;(4)试题超出义务教育化学课程标准的要求。针对上述4种情况对几组“金属化学性质”类中考试题分别进行讨论。

节选了部分适应性高考题中的“真实性实验问题”进行分析和探讨,解释了相关实验现象,运用“数学关系式”对相关图像的数据进行了比较分析,并提出了相关的教学建议。“真实性实验问题”是“真实情境”试题的来源之一,针对试题、教材、教学中的“真实性实验问题”进行定位和比较,为落实以“化学学科核心素养”为命题原则的新高考做好铺垫和引导作用。

分别以“Web of Science”与“中国知网”数据库为检索源,对2000—2020年间国内外“物质的量”主题研究论文进行检索,根据论文的研究内容进行分类归纳。研究表明:目前“物质的量”主题教学研究主要涉及:概念历史考量、教材研究、教师发展、学生认知与教学策略研究等5个方面。通过探析国内外的相关研究成果,以期为国内相关研究与实践提供有益借鉴。

运用文献计量分析法,对2001—2010年和2011—2020年间的1 924篇中学化学实验教学研究文献进行对比分析。结果表明,中学化学实验教学的研究热点主题整体较为集中,研究网络整体结构较为稳定,但研究主题内部存在松散现象。未来对中学化学实验教学的研究可关注以下方面:完善实验教学体系建构研究,体现学科核心素养为本的价值取向;重视实验创新性研究,丰富实验教学的实施形式;深化实验研究内容,攻克实验教学研究的薄弱点。