简要介绍《义务教育化学课程标准(2022年版)》的“物质的化学变化”学习主题的修订重点,阐述了内容要求、学业要求、教学提示的设计思路,以及教师理解和实施该学习主题课程标准的建议。

基于新课标对核心素养“科学探究与创新意识”的水平划分,分别选择旧教材的“科学探究”栏目和新教材的“探究”栏目作为分析单元,从内容对象、开放水平等2个维度对新旧教材科学探究内容进行分析。分析结果显示,新教材探究活动数目减少,但其开放水平整体提高,减少了无效探究,增加了结构化的探究活动。建议教师充分把握新教材“探究”栏目的新特征,开展素养为本的教学。

以新人教版、新鲁科版和新苏教版的高中化学必修教材为样本,基于思政教育角度,结合高中思想政治课程标准和中国学生发展核心素养,对教材中涉及的思政元素内容进行界定和编码统计,并从内容维度、呈现位置、运用方式、联结方式等方面进行对比分析,发现新版教材中思政元素存在分布的着重点各有差异,运用的联结方式呈多样化和化学知识涵盖多重思政元素的特征。在发挥课程思政教学功能上,提出了依托教材编排特色、应用各项联结方式和融合现代信息技术的策略。

校本课程“化学传奇”主要是引导学生阅读化学史文章。校本课程从“化学传奇”升级到“化学阅读”,化学阅读的内容拓展了,阅读形式升级了:由文章阅读升级为视频观看和整本书阅读,阅读的时间由校本课程的课内阅读延伸到课外阅读,阅读时段由校本课程季扩展为高中全学段。学生的阅读活动,也由教师规定阅读内容升级到学生在推荐书目内自主选择性阅读和个性化阅读。

每一门学科都不是孤立存在的,学科间都有一定的联系,打破学科边界,进行学科融合,能够有效促进学生关键能力的提升。以生物学学科的“光合作用”知识为载体,从研究化学反应的角度,重新探究光合作用需要二氧化碳。通过实验探究,促进学生对实验的系统认识,发展学生的科学探究、证据推理等关键能力,培育科学学科核心素养。

把“溶液”放到完整学科体系中,利用本原问题驱动,调取新授课储备的、与新问题情境匹配的学科理论、模型,将“核心概念、学科任务、认识角度、认识路径、能力活动、化学基本观念”融合,借助学科思维方式、方法,打通纵横联系,找寻基本规律,在思维碰撞中对自身原有认识加以修正、完善发展,形成“核心概念功能化,解决问题思路化”的系统思维模型。在学科核心素养统领下,落实核心概念功能价值演变的初中化学复习课教学。

基于建模思想,通过建模实践活动,重现科学家发现元素周期表的历史过程,揭示科学家在探究过程中的思维和方法。整合元素周期表和核素的知识于模型的建构和认识中,从科学本质认识元素周期表的建立。

以“环氧乙烷制备工艺中的绿色化学”为项目式学习主题,以绿色化学概念学习、化学工艺中绿色化学的设计评价等为项目学习活动,探究绿色化学理念的教学设计。培养学生绿色化学意识,提升科学态度和社会责任的化学学科核心素养。

分析同分异构体(同分异构现象)的素养发展特质,抽提认识有机物分子结构多样性的认识视角。引导学生基于“同分异构现象”“限定条件”建构认知模型,在不同水平认识有机物分子结构的多样性。

“金属的化学性质”是初高中化学学习的重要内容,该部分内容涉及到重要的化学观念和化学学科核心素养,如元素观、转化观、微粒观、STS观,以及宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知素养。但是初三学生认知水平受限,在教学中不能深入电子转移的微观角度,不能充分认知模型、应用模型。为弥补这一问题,本研究基于化学学科核心素养,进行“金属的化学性质”的初高中衔接教学研究。

结合化学学科核心素养,提出了三元情境式教学模式。以“分散系及其分类”为例,按照提出问题、分析问题、解决问题的主线,呈现了包括生活情境、实验情境、社会情境的教学实录,为化学学科核心素养的培养提供了案例。

基于可信度在概念转变中的重要性,介绍了注重证据与概念匹配关系的证据模型链(MEL)教学支架,说明了它在支持概念可信度重新评估、促进概念转变教学有效完成中的作用。通过分析MEL支架的构成要素及呈现形式,开发了适用于化学概念转变教学的课堂教学模式,并以容易产生相异构想的典型主题“化学平衡的动态性”为教学设计案例,对基于MEL的概念转变教学模式付诸实践并予以说明。

历代本草,世代相传,距今已发展了两千多年,蕴藏着深厚的人文底蕴和科学精神,将其融入中学化学教学有利于实现化学学科的育人功能。挖掘提炼出本草古籍中与中学化学知识相契合的内容,结合药物化学、药理学等方面的知识,举例说明本草古籍在无机化学、有机化学及试题编制等方面的应用,探索将本草古籍融入中学化学教学的有效途径。

针对一线教师在设计硅酸盐材料一课时面对的困难,开发了与陶瓷、玻璃、水泥相对应的石家河红陶杯、洛阳浮法玻璃、白鹤滩大坝等3个教学素材。包含2个原创实验、7个资料、14个原创提问。开发的素材可用于硅酸盐材料高一新授课或以硅酸盐材料为情境的高三复习课中,也可为原创题的命制者提供参考。素材的选择遵循了立德树人的理念,培养了学生的爱国情怀,同时也提升了高级思维能力。

基于《义务教育化学课程标准(2022年版)》、“双减”改革和“县中”行动计划深入实施的现实需求,针对如何构建县域初中化学教师发展共同体,从调查掌握县域初中化学教师发展的实际情况、构建城乡一体化的初中化学教师发展共同体、实施“课程、教学、评价”一体化教研机制、精准培训赋能教师专业发展、加强教学基本功和教学技能训练等5个方面进行了实践探索。研究表明:健全工作机制、聚焦学科育人和激发全体教师工作热情,是构建县域初中化学教师发展共同体的关键环节。

以2021年北京学业水平等级性考试化学卷第16题所涉及的“Fe²⁺+Ag⁺Fe³⁺+Ag”体系为例,结合热力学理论分析和滴定分析实验,提出了一种在中学化学阶段可操作的测定化学平衡常数的实验方法,为高中化学平衡常数的概念教学提供重要的例证。

针对教材中验证Fe²⁺氧化性实验现象不明显的问题,改进了Fe²⁺氧化性实验。把锌片剪成细小的锌丝,通过锌丝与亚铁盐溶液反应,反应一段时间后,用磁铁吸引锌丝,锌丝能被磁铁吸引,则证明Fe²⁺被还原为铁单质,体现了Fe²⁺的氧化性。

将市售硝酸银试剂配成溶液,滴入氨水,反应液始终保持澄清,初步认为这种异常实验现象是由硝酸银试剂中含有少量硝酸铵杂质引起的。测定了向硝酸银溶液中加入氨水生成氧化银沉淀的质量,指出制取银氨溶液时只有少部分硝酸银与氨水反应生成中间产物氧化银,大部分硝酸银与氨水反应直接生成银氨络合物。探析了向硝酸银溶液中滴入氨水,反应液始终澄清或生成白色沉淀的异常实验现象。

从奶茶中流行的爆爆珠的制作入手,通过精巧的实验设计,引导学生探究海藻酸盐水凝胶在医药和环境治理领域的多维应用。该实验深浅兼备,源于生活,契合公众关注的环境和医药热点,同时结合原创动画视频深入浅出地介绍了水凝胶的形成和药物缓释等相关原理。

以短周期主族非金属氢化物为例,阐述了非金属性与氢键强弱、非金属氢化物稳定性的关系;解决了“高氯酸的酸性强于硝酸”与“氯化氢不能形成典型氢键”间的矛盾;发现甲烷、硅烷、乙硼烷的稳定性排序与电负性排序对比出现异常,并以成键原子半径和孤电子对效应分析了异常的原因;总结了短周期主族非金属简单氢化物在水中的酸碱性、酸性强弱的规律。

对2021年第35届中国化学奥林匹克竞赛初赛试题中的第3题进行了较详细而巧妙的解析。从头到尾,借助结构式,紧紧抓住“旧键怎么断裂？新键怎么生成？”这根主线,充分展示了不同反应生成不同产物的演变过程。同时与所给答案进行商榷,并提出了一些教学建议。

人教社新版教材中介绍,化工史上制碱法主要有:路布兰制碱法、索尔维制碱法和侯氏制碱法。检索发现,介绍索尔维法和侯氏联合制碱法的中文文献较多,而介绍路布兰制碱法的中文文献不多。通过梳理文献,介绍了路布兰制碱法产生的历史背景,在法国的产生、在英国的成熟以及与索尔维法的相互竞争而消亡的演变过程,最后在此基础上总结了路布兰制碱法在化工史上的历史地位及其教育价值。