在快教育的背景下提倡慢教育,慢教育本质上是一种“快”的教育,一种“等待”的教育,一种有“品位”的教育。慢教育可以给学生提供更广阔、更宽松、更自由的学习空间和发展空间,从而促进思维的深度发展。因为思维的认识发展、空间扩展和实践活动都需要时间的积淀,需要慢教育。在慢教育中具体可以通过建构图示、问题驱动、实践探索等方式发展学生的深度思维。

以2013—2022年共10年的全国中考化学试题为样本,采用内容分析法,构建“多重表征SOLO”分析模型,从手持技术数字化实验情境试题题型、知识主题与“多重表征SOLO”水平等3个维度进行频数统计,并尝试探究试题题型、知识主题与“多重表征SOLO”的关系。得出“试题类型以‘实验探究'为主,知识主题丰富,试题的考查难度较大等”的结论。最终,为教学测评和试题命制提供实质性建议。

科学探究是化学学科核心素养之一,而探究性试题是检验学生探究能力及思维品质的重要方式。按照科学探究的过程,结合现有的纸笔考试形式,可将探究性试题中的探究要素分为提出问题、猜想与假设、制定计划、进行验证、获取证据、解释与结论、反思与评价、迁移与应用等几个方面。命制化学探究性试题时,要根据化学学科核心素养的培养目标,科学、灵活地设计探究环节中的各要素,有效提升探究性试题的考查功效。

新时代的教科书是铸魂育人的根本载体,是涵养核心价值观的重要源泉。基于教科书中“本土文化”内容构建了包含文化要素、符号表征、内容篇幅、叙述形式、价值取向、知识内涵、教育功能等7个维度的教科书文化资源分析框架。选取新编人教版高中化学教科书作为研究对象,依据量表进行编码。梳理教科书中呈现的文化素材并探讨其建构特征,为优化教科书的文化内容设计及教学运用提供参考性建议。

以“探秘温室气体的温室效应”为项目主题,在初中化学“气体的制取”复习课中开展项目式教学。在建构温室效应模型的基础上,学生遵循控制变量法设计实验,并综合应用气体性质和制备的相关知识,选择合适的化学反应,自主设计发生装置、除杂装置、收集装置,以满足项目实际需求。项目还采用了基于热成像检验温室气体的创新实验设计,缩短了实验时长,提高了科学性。项目的实施提高了学生迁移应用知识的能力,发展了实验探究与实践素养,培养了建模能力,增强了社会责任感。

从童年玩具——纸树开花入手,通过配制药水来引导学生主动探究饱和溶液和不饱和溶液的定义以及相互转换的条件,通过降温结晶解释纸树开花的原理,并了解自然界中一些常见的结晶现象,让学生在课堂上感受化学学习的知识趣味和艺术之美。

基于跨学科实践活动的理念,以“设计并画出一架飞机或飞船”为真实情境,探讨航空航天的结构材料、功能材料以及畅想航天航空材料的发展方向,在问题解决中综合物理、化学、生物、信息技术、工程及跨学科知识,促进学生多角度分析问题,发展学生的系统思维能力和创新能力,引导学生关注我国航天航空事业,树立科技强国的责任意识,促进核心素养的融合发展。

以寻找CO₂过度排放会引起珊瑚白化死亡的证据为项目开展的主要线索,通过对天然水体中碳酸根等含碳微粒浓度随pH变化及大气中CO₂分压的增大、CO₂的温室效应对海洋吸收二氧化碳能力影响的简单数学推导,引导学生构建简单数学模型并对模型做出定性的理论解释。此过程培养了学生运用平衡思想解决科学问题的高阶思维能力,完善了学生的平衡观,提升了学生的证据推理与模型认知素养。

基于“碳达峰、碳中和”这一社会热点问题,以“绿色发展”为统摄性的大概念,实施项目式教学,通过探秘“碳源”、挖潜“能源”、创新“储能”、固封“资源”4步曲,优化课堂教学模式、助推学生深度学习。在真实问题情境中,帮助学生厘清学科的必备知识、弄透原理的来龙去脉、构建解题的思维模型,进而发展学生的学科核心素养。

以“有机化学基础”中的酯交换反应为知识基础,选取“生物柴油”作为教学主题,基于STEAM教育理念设计并实施了2课时的项目教学活动。以“碳达峰、碳中和”社会背景创设情境,学生自主设计实验方案开展探究活动,利用超声波清洗机完成生物柴油的制备及检验。“制备生物柴油”探索了STEAM教育与项目式教学的结合,在发展学生科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养的同时,促进了高中化学课堂的跨学科整合。

在分析“化学反应的方向”的教学内容和相关教学设计的基础上,创新设计焓判据证伪实验、熵判据证伪实验以及氯化铵分解实验。通过分析实验结果寻求证据,强化证据意识,逐渐揭示化学反应方向的复合判据,促进学生深度认识化学反应的方向,发展学生的证据推理素养。

从“绿色化学”概念出发,介绍了5R原则及可持续发展,构建了符合绿色化学发展观的“社会责任”素养模型。设计出贴近学生认知发展规律的绿色化学教学方案,引导学生运用减量化、再利用、再循环3个原则改进化工工艺。在教学中把绿色化学的精髓融入对学生的“社会责任”培育过程中,培养并完善学生的绿色化学观。

基于STEAM理论,以中国山水画的传统艺术为教学情境,以沉淀溶解平衡知识为载体,以化学试剂为色彩将优秀传统文化融入化学学科教学设计,引导学生在获取知识的过程中提高人文素养,增强文化自信。

教师的专业化程度可以由其“教材二次开发能力”的水平做出一定范围内的判断。在文献分析的基础上,从“教材二次开发”的内涵和本质出发,构建出具有4个维度、5个指标和15个不同水平的“化学教师教材二次开发能力评价体系”,再通过赋分使该体系由定性走向定量,提高其可行性,最后通过案例分析介绍了该体系的运用。

基于全国30个省级行政区域1 236名中学化学教师(582位城市学校教师和654位乡村学校教师)的大规模问卷调查数据进行分析,结果表明,城乡教师数字化实验教学应用的频率、途径和场景差异显著;城乡教师专业背景差异、城乡学校教学资源差异造成了化学数字化实验教学应用的城乡差异。研究建议:主管部门加强乡村学校的数字化实验设施设备人员配置;教研部门有针对性引导乡村学校教师提升专业胜任能力;乡村学校加强对数字化实验教学应用的重视与制度支持。

以生活中常见的尿不湿、紫甘蓝等为原料,借助尿不湿中的高吸水性树脂颗粒与紫甘蓝中的花青素成分,采用浸渍吸附法制备复合有天然花青素的水凝胶。所构建的水凝胶具有pH响应的特性,能够在不同的酸碱度条件下呈现出不同的颜色。随后,将不同颜色的水凝胶层层堆积于玻璃瓶中,便可制得有良好视觉效果的彩凝胶许愿瓶。该实验贴近生活,简单易实施,具有典型的厨房化学实验特征;同时能够向青少年普及高吸水树脂以及花青素的相关知识原理,提高学生动手操作的能力,培养善于观察生活的习惯。

结合具体教学实例,阐述了如何利用化学实验课堂中“异常状况”的发生,抓住教学契机,顺“势”而为。通过创设真实且富有价值的问题情境,进一步激发学生学习兴趣,通过师生互动,创造“灵活动态”的化学课堂。在具体教学策略实施分析的案例中,预设课堂可能的“异常状况”,通过“实验探究”,提高学生对复杂情境的认知能力;面对课堂偶发的“异常状况”,通过“多角度辨析”,增强学生对复杂体系的分析能力;基于课堂典型的“异常状况”,通过“进阶式实验探究”,提升学生对复杂问题的处置能力。对“异常状况”处理的过程中,注重化学知识结构化,认识思路结构化,关注学生的认知发展规律,注重情境、活动和问题解决的整体设计,突出学生学习方式的转变,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。

通过研究新教材课后习题,借助拓扑学基本原理,建立了有机分子拓扑结构,分析了有机分子不饱和度的内涵,阐明了计算各类有机分子不饱和度的原理,介绍了书写有机分子结构和有机反应方程式的技巧,为学习和理解有机化学提供了新的思路和视角。

以“化学平衡”为研究对象,筛选中国台湾地区从1991年到2022年与该主题相关的研究成果,得到期刊论文11篇、硕士论文22篇,发文者皆来自于高校。对样本论文的研究范式、研究方法、研究对象、研究类型、研究内容等5个角度进行分析发现:中国台湾对“化学平衡”的研究,多采用定性与定量相结合的实证研究,研究内容包括学生的概念理解、心智模式和教学策略等,聚焦学生的认知过程,关注实验创新和教育技术的融合。对比海峡两岸对“化学平衡”的研究发现同中有异,据此提出了相关建议,以期为该主题的教学和研究提供参考。

中国化学奥林匹克竞赛是五大学科竞赛之一,其权威性和对学生创新能力的培养非常明显。开展化学竞赛培训是学校基于科教强国战略背景下进行的化学第二课堂实践,科学化实施培训有助于培养创新型学习者。厘清化学竞赛对学生和学校的意义、制定合理的选拔措施、循序渐进的教学安排、形成独立自主的学习意识、培育坚韧不拔的正确价值观等5个方面的落实有助于竞赛培训的体系化、结构化推进,切实落实学生化学学科核心素养和自然科学研究综合素养。