根据化学科普现状,探索和实践了一套化学科普新模式,即:针对受众、量体裁衣、深挖项目、以点带面。以“黄金雨”科普项目为例简要介绍新模式的实施,并重点讨论了重金属的毒性以及循环回收和利用,提升大众对绿色化学、环保和可持续发展的认知。项目对不同层次人群的具体科普实践也收到了很好的反馈。

记忆是学生进行其他认知活动的基础,因记忆容量以及保持时间等限制具有一些缺陷,表现为分心、暗示、健忘、纠缠、空白、错认、偏颇等7种类型。记忆缺陷影响着学生的化学学习,了解化学学习中学生记忆的7种缺陷,可以精准地把握学生化学学习产生困难的原因,并采取一定的教学方法改进教学。

分析了《义务教育化学课程标准(2022年版)》学习主题5“化学与社会·跨学科实践”的核心素养发展定位,阐述了该学习主题的内容要求及主要变化,说明了素养导向学业要求的制订思路、具体要求及应用建议,在阐述教学提示的基础上,提出了该学习主题的教学建议,促进教师转变观念,积极实施和探索学习主题5的教学,促进学生核心素养的融合发展。

基于《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》提出的化学学科核心素养中“证据推理”的内涵及相关研究,将“证据推理”化学学科核心素养进一步解构为 “证据解读”“证据与结论的关系”“证据评估”等3个要素,并将证据按其呈现形式划分为反应机理、实验数据、工艺流程和实验方案等4种类型,在此基础上构建了“证据推理”视角下的试题分析框架,并以近5年高考化学试题(全国卷)为研究对象,总结其考查特点与规律,进而为改进化学教学提出相关建议。

对2016—2021年中国台湾指考化学卷和2021年浙江、北京、天津、广东、河北、湖北、湖南等地区的高考化学卷中关于“物质结构与性质”专题的考查情况及试卷组成进行了研究,总结经验,为教师的教学以及备课命题提供多方位的参考。

利用肥皂水鉴别软、硬水,一直在化学教学中使用。在教学中,创设真实情境,结合教材中实验要求开展定性研究,激发学生认知冲突,推动教学中利用手持技术数字化实验开展定量研究,得到不同体积肥皂水在软、硬水中浊度值,从而通过证据推理出更为精准的结论。整节课在问题驱动下通过定性、定量研究相结合,培养学生在真实情境中运用所具备的知识、能力及品质解决真实问题的本领。

化学史在课堂中的运用越来越广泛,但采用的多是西方化学史,鲜有中国化学史。如何在化学课堂中增强文化自信、提升人文素养？针对这一问题,以人教版新教材必修第二册“硫”的教学为例,开启中国硫磺文化的探索之旅。展开清晰的时间线,梳理各朝代对硫的认识与应用,贯以中国科技兴衰史,在互动、探究、体验中发展学生的科学观念,提升学科核心素养,增强文化自信。

以乙酸乙酯制备方法改进为目标,通过“分析直接酯化法的缺点,设计新合成方法” “探索改进实验方案” “总结汇报,分析实验方案的适用情境”等3个任务,使学生加深理解有机化学基本反应类型和认识工业生产的适用条件,理解有机化学与生产实际之间的联系,在探究过程中培养学生的信息处理能力、科学探究精神以及“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。

以促进学生形成解决问题的思路为目标,以“探究沉淀生成的本质”任务为载体进行探究设计,通过引导学生形成解决碳酸钙沉淀生成的思路方法来构建问题探究式教学设计的模式,旨在培养与提高学生运用平衡理论知识分析和解决实际问题的能力,建构起沉淀生成本质的特征思维模式。

以探究氢氧化钠变质为依托点,融合酸、碱、盐相关知识,在复习知识的同时,将结构化认识和解决物质转化问题的思维方法贯穿于课堂实验探究始终,帮助学生从“概念理解-模型建构-学习活动-真实问题-模型评价”5个维度,体验模型认知的具体过程。利用实验探究的手段解决学生的认知冲突,修正和完善模型,实现结构化认识和解决物质转化问题的思维模型建构,提升化学学科核心素养。

秉承2017年版课标的理念和要求,按照鲁科版新教材的编排体系,系统梳理了对“反应热”的学科理解,包括理解知识本体与其中蕴含的思维方式方法。为增进学生的学科理解,将反应热单元分为3课时:基于体系理解反应热概念,借助内能将反应热与焓变建立联系,焓变的计算。精心设计了每一课时的驱动性问题(任务)以及课中与课后作业评价并进行了教学实践。对比上一轮此内容的单元整体教学,从教学侧重点、教学方法、教学效果等角度进行了反思。

学科理解对教师教学的主要价值在于凝练学科本原性问题、抽提认识视角、厘清认识思路及建构主题概念层级结构,其中认识视角决定了理解问题的深刻程度,能够指引认识思路的发展,具有学科认识论层面的重要价值。本研究探讨学科理解视域下的认识视角是如何抽提并发展的,以有机物分子组成与结构主题为例。通过理解化学史得出抽提认识视角的过程:(1)追溯化学家本原性思想,分析概念的学科功能;(2)基于学科功能抽提认识视角,纵向体会认识视角的发展性;(3)基于矛盾冲突丰富认识视角,横向体会认识视角的多面性;(4)基于认识视角发展结构化、本原性的理解。

沿循化学键发展史、创设实验和文献情境、分析实验数据,引导学生自主建构化学键的概念及其表征方式。研究结果表明:基于化学史和实验数据的教学不仅能帮助学生充分理解概念的含义,在学生构建概念并解释真实问题的过程中,还能发展学生宏微结合、证据推理、科学探究与社会责任的化学学科核心素养,认识化学研究的创新方法和研究结论的相对合理性。

以上海市“空中课程”中高中化学X教师的线上课堂教学为例,采用SEC一致性分析模式,从核心素养的“证据推理与模型认知”这一视角,对其课堂提问与课程标准的一致性进行了分析。研究表明:(1)从总体上看,X教师的课堂提问与课程标准中的素养之间具有较好的一致性;(2)X教师的课堂提问在证据推理素养层面上与课程标准一致性程度欠佳,而在模型认知层面上与课程标准具有较好的一致性;X教师的课堂中根据具象证据或模型进行推理论证的问题多于课程标准中的素养要求,根据抽象证据进行推理论证的问题较少;(3)从素养水平维度分析,X教师课堂中低素养水平的问题占较大比例,高素养水平的问题少于课程标准要求;(4)上述偏差的产生主要受线上教学的影响,另外还受到考试要求、教师个人对课程标准的理解等因素的影响。

循证理论注重决策的有证可循,可以为教师的教学提供新的思路,强调教学决策的证据支撑。厘清循证理论指导下化学探究性实验教学中的四大证据要素及其关系,结合化学探究性实验的特征,探讨了在循证理论指导下化学探究性实验的教学模式。以“乙烯与溴的加成反应”探究实验教学为例,阐述教学模式的具体应用,即教师合理整合各类证据,明确教学目标,体现探究规律,充分预设课堂诊断性证据,设计可动态调整的教学方案。学生自主设置实验探究方案,推理事实现象,优化实验设计,内化实验探究规律。

设计了一个全新的电解水演示实验,将太阳能电池、电解水制氢、氢氧燃料电池一体化构成一个整体的演示实验,可以帮助学生系统了解与氢相关联的储能用能技术和基于氢的洁净能源的开发和应用,激发学生利用化学知识服务于国家绿色发展理念的使命担当。

根据化学学科核心素养下对化学实验的要求,对人教版教材中“验证牺牲阳极法”实验提出一种改进实验方案。采用被隔成2个区域的废弃饭盒作反应容器,采用镁条作阳极金属,可以实现反应进行与结束的可控化、对照效果的可视化和操作的简便化。该套改进实验装置既适用于演示实验,也适用于学生分组实验对牺牲阳极法的应用效果进行探究,进而掌握科学探究的方法。

利用生活中的常见物品——棒棒冰塑料包装筒、饮料瓶盖、注射器、药丸板、手机等材料,设计出一个一体微型生活化实验。该实验兼具SO₂的制取与性质验证功能,趣味性强,能提升学生的学习兴趣,具有一定的推广价值。

STEM生涯教育越来越受到学术界重视,但是我国目前依然是处于初期探索阶段。通过对119篇国际文献的计量分析和内容分析,获得可供借鉴的研究思路。研究发现,国际STEM 生涯研究注重实证范式,以量化研究方法为主。STEM 生涯研究特别专注于影响生涯抱负的因素研究,影响因素包括性别、学校的正式课程、父母STEM 职业、学生个体的兴趣和学业成就等多个方面。STEM态度和STEM职业抱负均可以通过有效的教学策略或学习环境来加以改善,有效干预手段包括校外科学活动、学科竞赛、针对生涯教育的学校课程改善以及以家长为中心的家庭干预。STEM教师在生涯教育目标下的专业发展,研究成果比较单薄有待于深入。本土化的STEM生涯教育研究可以从研究谁、用什么方法、关注什么维度等方面展开创新探索。

介绍在化学竞赛教学中引入文献阅读的实践,对文献的选择、阅读方式和考查方式进行了分析和探索,以帮助学生加深对知识的理解,培养学生解决问题的能力,促进学生的可持续发展,最终实现学生综合能力的提升。

催化科学的发展从早期催化技术的应用到概念和反应机理理论的完善,科学家的研究经历了从实践到猜想再到理论确立,从定性到定量,从宏观到微观水平的过程。通过厘清催化科学相关概念和理论的发展,论述了其中蕴含的教育价值。