昆虫信息素在部分替代化学农药中起到了重要作用,伴随着人们对生态和健康的关注,昆虫信息素的应用近年来成为科学家研究的热点。从物质结构、合成方法、农业与林业用途等角度对部分昆虫的性信息素、聚集信息素、报警信息素等展开介绍。这些信息素具有专一性强、不杀害天敌、对生物无毒害及环境友好等特点,被用于治理害虫。在3类信息素中,性信息素的应用最为广泛,可用于种群监测、害虫诱捕、交配干扰和联合治虫等。

基于发展性教育评价理论和SOLO分类评价理论提出“教、学、评”一体化的单元教学模型,分析教学设计流程,并以逆向教学设计形式开展教学设计。最后总结经验,提出教学建议:第一,设计教学时,要关注“教和学的可见性”,做到“心中有教学,眼中有学生”;第二,开展教学时,要让学生积极主动地参与到教学评价中;第三,注重开发和利用科学有效的评价工具。

构建了一个关于问题情境的分析框架,涉及情境的真实性、类型、作用等3个维度。利用内容分析法分析了1978年以来高考化学试题中问题情境的变化情况,综合3个维度,将其归纳为萌芽期(1978-1991)、过渡期(1992-2011)、发展期(2012-至今)等3个阶段。研究发现:(1)问题情境的真实性越来越高,由无情境和构造情境,转为准真实情境和真实情境;(2)问题情境的类型越来越多元,由科学情境绝对主导,转为科学情境与社会情境并重,并搭配个人情境;(3)问题情境的作用由中水平情境绝对主导,转为中水平情境为主,低、高水平为辅。研究结果表明:改革开放以来,我国高考化学命题质量越来越高,同时,我国高考化学命题对学生要求越来越高。

介绍以“印染工艺”为主要内容的校本课程开发,反映古代传统印染工艺向现代印染工艺转变的过程,体现传统文化与现代技术的结合,体现传统文化发展与变迁中与化学和生活的密切联系。“印染工艺”校本课程开发过程包括确定主题、可行性分析、明确课程目标、规划课程内容等。此外还分析了课程特色,并就校本课程的开发与实施提出建议。

基于“宏观辨识与微观探析”核心素养,对“烃及其衍生物的性质与应用”主题下的新旧人教版教材思考类栏目进行分类和比较分析。结果显示,新教材的内容设计更贴合新课标要求,相对旧教材在素养水平分布、认识视角外显化和符号表征规范化等3个方面有显著差异。基于此,对新教材的使用提出了4点建议:转变传统认知,重视指导与评价功能;把握教材逻辑,实现认知结构化功能;注重符号表征,发挥新教材规范功能;融合优选情境,落实新教材育人功能。

批判性思维是评价、探索和发展活动中最基本、最富有创造性的思维形式,是提出并解决问题的先决条件。而目前中国高中化学教学中对于批判性思维的培养重视不足,这对学生达成“终身学习”的目标十分不利。以中美高中化学主流教材为研究对象,以定量赋值的方法比较教材中批判性思维栏目内容,通过分析栏目中习题对批判性思维的2个构成要素“批判性精神”与“批判性技能”的培养倾向,以期对教材编写提供建议。

以“化学反应与热能”为项目主题,选择“自热饭盒的设计与制作”为项目载体,应用CDIO工程教育模式开展项目式学习活动。学生通过完成“构思自热饭盒加热方案”“设计与绘制加工图纸”“学习与应用3D打印技术”“成果汇报与评价反思”等4个CDIO子项目,深入学习化学反应与热能、高分子材料等化学知识,训练数学与经济思维,培养美学设计能力和严谨的理工科思维,最终树立使用跨学科知识与技能助力人类社会可持续发展的价值观念,发展核心素养。

以“探究易拉罐中金属材料的成分”为项目主题,开展高中化学“金属材料”的学习。学生通过“探究可乐易拉罐罐体和罐盖的耐腐蚀性”“探究罐体金属材料是纯铝还是铝合金”“探究罐体铝合金中是否含铁”“探究不同用途铁合金性能和组成的差异”“认识新型合金”等5个项目任务,将铝合金、铁合金及新型合金的学习转化为持续的探究与实践,形成“组成与结构决定性能,性能决定用途”的核心观念,养成沟通与合作的习惯,发展批判性思维,提升问题解决能力。真实而具挑战的任务驱动、自主而开放的学习过程、全程而多元的评价方式,是顺利完成本项目的关键。

以“海洋资源的综合利用与制盐”为项目教学主题,拆解“自制独特风味盐”和“海洋资源综合利用设计”2个子任务,在学科实践活动中完成初中化学“饱和溶液”“溶解度”等核心概念的学习,形成物质分离提纯和资源综合利用的思维模型,逐步建构“化学与可持续发展”学科大概念,感受科学、技术、社会、环境间的依存关系,提升对化学学科价值的认识水平。

课堂教学是落实立德树人根本任务的主要阵地,以“铝和铝合金”知识内容为载体,将化学学科知识、化学学科核心素养与学科德育内容有效融合,通过飞行之“铝”、安全之“铝”、低碳之“铝”、未来之“铝”等4个环节,把德育内容融入化学教学中,提升德育效果。

氧化还原反应集合了转化观、能量观、元素观、守恒观等多个基本思想,是高中化学教学中的重点和难点。笔者发现在学习氧化还原反应时,学生常常出现明显的思维定式,缺乏对化学新情境的认识思路。正确判断电子转移过程是分析氧化还原反应的基础,深入理解反应条件和能量变化是实现能力迁移的前提。受到自由能氧化态图的启发,笔者以滑雪运动进行类比,从能量变化角度分析氧化还原反应,旨在深化学生对化学学科本质的认识,推动高阶思维能力的成长,同时为教师提供探究式和建构式的教学参考。

职业生涯教育是培养全面发展人才的重要环节,现有与学科相关的生涯教育以日常教学渗透为主,育人时效具有局限性。为助力学生成长,开设了“化学与水处理”选修课程,利用化学知识解决水处理领域关键问题,课程内容包含水污染/富营养化、水质检测、自来水净化和污水处理等4大模块。通过调研总结型、角色扮演型、问题解决型和前沿创新型的项目化学习活动,不仅引导学生知行合一,掌握水处理领域所需的科学知识、实践能力和职业素养,更重要的是,课程将职业生涯教育和核心素养培育在教学过程中深度融合,达到了很好的育人效果。

我国少数民族地区长期以来存在着理科教育薄弱的现象,制约理科教育发展的首要因素是师资,有必要以实证的方式专门建构民族中学理科教师胜任力模型。采用文献法和访谈法初步收集青海省民族中学理科教师胜任力要素结构,并通过2轮德尔菲法将该要素结构进行修正和完善,形成青海省民族中学理科教师胜任力构想模型,最终以问卷调查的形式检验模型的信度与效度,建构了青海省民族中学理科教师胜任力模型。该模型为相关部门完善定向师范生培养模式、优化在职教师培训、改革中学教师评价体系提供了参考与启示。

基于手持技术表征原电池基准态与极端态工作原理的差异性,继而探究铁和铝分别与铜在浓硝酸中构成的2种极端态原电池在发生电极反转时硝酸浓度的临界值。通过双模型对比实验,帮助学生更加直观、准确、深入地建构原电池模型,同时丰富学生对元素周期律、金属活动性以及氧化还原反应等关联性知识的认知与理解。

从配位键的本质出发,结合价键理论的有关知识,并受到原子轨道线性组合三原则的启发,深入浅出地探究了配位键的形成条件,提出了形成配位键需满足的3个原则:对称性匹配原则、能量匹配原则、空间匹配原则等。此“匹配三原则”合理解释了H⁺与OH^-结合能形成稳定的配位键,而Na⁺与OH^-不能形成配位键的原因;该原则可用于探讨配合物中配位键形成的有关问题,为高中阶段需要学习化学选择性必修2的学生提供理论模型,帮助学生实现化学知识的激活,进一步落实“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

判断离子在电化学装置中的运动方向是高中化学教学中的重要内容。教学中通常伴随着结论式概括:“原电池中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;电解池中的阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动。”但这种结论存在片面性。我们可以对电化学装置、液相传质过程进行综合分析,通过设计实验等来引导学生进行质疑和探索,实现化学核心素养的提升。

借鉴有机反应机理箭推法的书写方法,从化学键断裂和形成的角度,举例探究硫及其化合物发生系列无机反应的机理。如氢硫酸的中和反应、硫化钠的水解反应、硫化氢和原子氧的反应等硫氢键参与的反应,四氟化硫的水解反应、四氟化硫和氟化氯的反应、硫(Ⅳ)和卤素单质的反应等硫卤键参与的反应,二氧化硫与水的反应、二氧化硫和三氧化硫的反应、亚硫酰氯的制备反应等硫氧键参与的无机反应,硫的氯化物的制备反应、硫化氢和氯磺酸的反应、碘和硫代硫酸钠的反应等硫硫键参与的无机反应。

运用内容分析法,对中外134篇化学教育游戏文献编码,进行“知识主题”“知识类型”“玩法设计”等3个维度的频数统计分析,尝试探讨化学教育游戏中知识学习与玩法设计的关系。研究发现:当前化学教育游戏的知识主题丰富,知识内容具有抽象性高、可视化程度低、识记难度大、动手操作性强等特点;不同类型的知识可转化为相应的游戏化元素;“游戏类型行为规则教学规则”三大游戏属性功能不同,游戏设计需要兼顾3者的平衡等3条结论。最终提出拓展游戏可能,丰富知识的内容;巧用游戏成果,从课堂走向科普等展望。