高中化学教材是学校开展生态文明教育不可或缺的重要载体,而习题又是教材的重要组成部分。以依据《普通高中化学课程标准(2017年版)》编写的人教版、苏教版、鲁科版等普通高中化学必修教材为分析文本,比较分析3版教材习题中生态文明教育内容在内容选取、习题数量、习题类型、呈现形态、习题价值等方面所呈现的特点,以期为高中化学教师有效使用教材习题系统开展生态文明教育提供参考与借鉴。

对依据《普通高中化学课程标准(2017年版)》编写的人教版、鲁科版和苏教版等3个版本高中化学必修教材的相似插图进行统计,结果发现共有20幅相似插图。从插图的呈现形式、内容设计、素材选取和整体性等4个角度对相似插图进行比较研究,总结优点和不足,提出化学教材插图的设计建议和教学建议。

从课程标准的框架、课程目标、课程内容、课程实施与评价等几个方面对澳大利亚新南威尔士州高中化学课程标准(2017年版)进行分析。结果表明,该州课程标准与我国高中化学课程标准在核心素养的培养、课程内容标准的表达上具有一致性,但在跨学科课程设计、学习过程性评价、课程标准配套资源开发等方面对优化我国化学课程标准颇具启示。

在“新课标”“新评价”的背景下,“教、学、评”一致性和一体化是发展学生学科核心素养的重要举措。利用Achieve工具对G省2022年中考化学试题进行分析,从“内容向心性”“表现向心性”“范围”“平衡”“挑战层次”和“挑战来源”等指标进行了一致性分析,并对课程、教材、评价提出相应建议。

项目学习是一种促进素养融合发展的学与教的方式,项目学习中成果展示环节在理论和实践中均存在亟待解决的问题。本文结合项目学习的特色,为促进学生“学会思考”,对成果展示的组织模式与实施策略进行了探索。在组织模式上,对课前、课中、课后三阶段的核心学习活动分别有所设计,形成“三阶段、九要素”的组织模式。在实施策略上,强调将问题解决框架贯穿整个成果展示过程;提出有效的互动路径以及互动指导建议,鼓励师生、生生间的深度互动。

以“制作彩焰蜡烛”为项目主题,开展“焰色实验”的创客教学。学生立足教材,从自己的疑惑出发,完成“探究焰色成因”“选择制作材料”“提高彩焰效果”等子任务,最终制作出彩焰蜡烛,掌握焰色实验的实验操作,理解焰色的成因,构建了猜想证据结论应用的认知模型,锻炼了实验探究、合作学习、反思改进等能力,增强了社会责任感。

结合生活情境,以自热食品中发热包的发热原理为探究主题,开展实验探究活动。旨在实践探究层面深化学生对必修1知识的理解,推进学生对化学与能源、化学与生活的新认识,提升学生的证据推理素养和科学探究素养。

有关氧气制备的复习课,传统的设计重视对知识的深度进行挖掘;为了体现化学是在不同层面创造物质,注重对知识的宽度进行拓展;以“神舟十三号航天员进驻中国空间站、空间站中的氧气从哪里来”为情境主线,引领学生探索生产生活层面制备氧气的主要方法、化学实验室制备氧气的基本原理及设计反应可控的气体发生装置,并要求学生在课后总结生产生活中制备二氧化碳的方法;整节课通过创设大情境,建构大观念,凸显了化学的应用价值和学科思想,增强了复习课的直观性、趣味性、实践性和主体性等。

分析了“溶解度”实际教学中存在的2个问题:直接给出概念难以让学生真正理解,纯粹的知识性教学难以体现学科知识的价值和意义。提出在“溶解度”教学中融合真实工业生产和活动探究,能帮助学生全面深入地建立概念、理解概念和应用概念,并感悟科学本质和学科价值,以“矿盐”为主题,呈现了融合盐化真实工业生产和活动探究的教学实录,包括矿区采盐、厂区制盐和盐穴利用等3个环节。通过课堂生成分析了教学效果、存在的问题及教学的改进方向等。

以“火”为主线,围绕化学学科核心素养的发展,设计“识火”“用火”“灭火”“防火”等教学环节,建构初中化学“三维共生”课堂,即“指向生活生本共生”的课堂,基于生活真实情境的“识火”,培养变化观念、证据推理素养,建构燃烧模型;“指向生成互动共生”的课堂,在“用火”中设计创新实验对已建构模型进行修正与应用,落实科学探究和创新意识;“指向生长融合共生”的课堂,在“灭火”和“防火”中提高学生的科学态度和社会责任,真正做到“课已毕,意犹存”。

以职业情境——让我来做化学实验员,引领学生扮演“化学实验员”以解决实验室中基本工作问题为话题。在任务驱动下,创设学生为主体的学习情境,体验药品整理、试剂鉴别、废液回收处理工作等。用分类、对比、实验、归纳整理的方法再深度学习酸碱的性质,提升学生化学学科理解能力;增强了学生对化学相关职业的认知与理解,提升学生的化学学科实践应用能力,发展以化学为职业取向的兴趣。

基于化学学科视角,重点对《天工开物》中相关的初中化学知识(守恒思想、安全意识、陶瓷烧制、竹子造纸、制取食盐、金属冶炼、烧石灰石等)进行了学科解读,对传统科技文化进行了补充完善,并赋予了新的科学内涵和学科表达形式。提出了对传统文化进行学科解读的四点注意:拾遗补缺,提高科学性;去粗取精,凸显适切性;望表知里,探寻本源性;由此及彼,注重整合性。

以近年来当地初中化学区域教研和教师培训的改革创新为基础,分析了当前存在的主要问题及其原因,提出了学习理论指导、专业化技术支持、“互联网+线下”混合式、“人工智能＋大数据”智慧型、教学技能评级进阶、以大概念为本的教研设计等区域教研和教师培训创新的策略。

采用潜在剖面分析和多项Logistic回归分析方法,探索1092名高中生化学学习焦虑的潜在类别,以及学业求助行为和学业自我效能感对不同类别化学学习焦虑的影响。结果表明:高中生化学学习焦虑存在3个类别,分别是C1组(低化学学习焦虑)(23.81%)、C2组(中等化学学习焦虑)(57.60%)和C3组(高化学学习焦虑)(18.59%);高中生的执行性求助和回避求助得分越高、工具性求助和学业自我效能感得分越低,越容易被分到C2或C3组,而不易被分到C1组。

基于透射比浊法原理,设计了基于学生经验、易于学生自制的简易浊度仪。利用智能手机内置的光强传感器获得入射光、透射光数据,结合用标准溶液绘制的标准曲线,可定量测得样品的浊度。自制浊度仪可应用于多种探究实验和科学实践活动,不仅是一个实用的实验工具,更是学生深度学习的过程。

初中化学教材中Zn置换Fe²⁺中Fe的演示实验中产生的大量气泡干扰学生对置换反应的认知学习。造成该现象的原因主要有:(1)Zn置换出Fe后形成ZnFe原电池引起的析氢腐蚀;(2)Fe的析氢过电势较Zn低,因此Zn置换出的Fe掺杂后,使得析氢过电势降低产生大量的气泡。基于此,采取控制反应条件,抑制反应中气泡的产生、放大Zn置换Fe的现象。通过调整反应时Fe²⁺的浓度、pH从而调整ZnFe原电池的数量以及析氢过电势,对该教学演示实验条件进行探究。结果表明当FeSO₄的浓度为0.54 mol/L、pH=3.58,Fe³⁺的浓度在KSCN检测不出的条件下,可以观察到Zn置换出的Fe附着在Zn的表面且能被磁铁吸引,同时观察不到气泡的产生。

银镜反应作为高中化学教学中醛基的一个重要性质演示实验,在演示时通常需要水浴加热,且形成银镜所需时间较长。在一系列实验探究的基础上,发现在银氨溶液中加入一定量碳酸钠溶液后再加入乙醛,常温下能够在较短时间内生成银镜。该反应操作简单,银镜形成较快。

为了分门别类地对价层电子对互斥模型进行深入研究,根据分子的共同点和差异点,将常见分子分为:AB_n(B为非氢原子)型、简单氢化物H_xA型、复杂共价分子H_xAB_n型。在计算常见分子价层电子对数时,先计算出价层电子总数V,再利用“商余”法:V/8=n…m,n为八隅体原子数,m/2为中心原子A的孤电子对数,x为配位氢原子数。再根据VP=BP+LP=x+n+m/2,计算出价层电子对数。从3种不同类型分子价层电子对数的计算方法中,提取出“商余”法计算常见分子价层电子对数的思维模型,有助于促进学生认知模型的建构和发展。

共价键理论是化学学科的核心内容,基于认识视角梳理共价键的发展史,将共价键理论的形成和发展分为4个阶段,现象阶段:初识物质结合方式;表征阶段:探索微粒结合过程;本质阶段:揭示共价键形成实质;发展阶段:解释物质结构与性质。共价键历史的发展阶段与教材的编排一脉相承,结合学生的认知发展,有以下教育价值:(1)凸显学科思想方法;(2)持续发展学生认识进阶;(3)促进学生素养形成。