介绍了海洋出水陶瓷的组成,分析了出水陶瓷表面铁质、钙质、硅质以及有机污垢等4类沉积物的形成原理与危害,梳理了表面沉积物的物理和化学清除方法,挖掘出水陶瓷保护和修复过程中所蕴含的化学知识,体现化学与社会间的紧密联系。

近20年来,化学教育工作者已充分认识到实施绿色化学教育对化学学科发展的重要性。系统思维被证明是促进可持续发展的重要思维模式。概述了绿色化学教育的发展和系统思维的基本特征,阐明了绿色化学教育的基本原则和主要内容,提出了以系统思维为指导,实施绿色化学教育的相关策略,为系统思维在化学教育领域的广泛实施,以及有效开展绿色化学教育提供有力的支撑。

物质的性质与物质的聚集状态密切相关,高中化学3种版本的新教材中均新增了与“物质的聚集状态”相关的反映学科发展新成就的内容,以完善学生知识体系。以不同的分类标准对“物质的聚集状态”进行全面解读与拓展,试图厘清教材中等离子体、液晶、准晶、离子液体、纳米材料、超分子等概念的内涵及联系,并在此基础上总结其对教学的启示,以期为中学教学提供参考。

“证据推理”教学是素养为本的教学,可以通过编制教学评价量表衡量“证据推理”在教学中的实施情况,提升教学改进水平。利用文献法初步搭建框架并结合德尔菲法进行3轮修正,构建科学有效的高中化学“证据推理”教学评价量表。选择高中化学优质课例,用此量表进行测评,测评结果表明量表可行且实用。结合量表编制及应用中反馈的信息,为提高“证据推理”教学水平,提出如下教学建议:深化对“证据推理”的理解,促进教学改进;加强逻辑思维引导,完善推理思路;利用多种证据资源,深化推理角度。

基于《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中化学学科核心素养水平和学业水平考试的命题建议,本研究以知识(Knowledge)输出水平和情境(Situation)加工水平相融合的视角分析描述学生在解决实际问题(Question)过程中所表现的关键能力(Ability),构建了“KS-Q-A”能力测评框架,并以该测评框架对2023年深圳市高三年级化学学科第一次调研考试的试题进行分析,测评诊断学生的能力水平,也进一步佐证了测评框架的合理性和科学性。

通过构建化学试题情境分析框架,对2022年全国甲、乙卷和4个省份的高考化学试题情境进行量化分析。结果表明,高考化学学科命题重视情境的运用和呈现方式的多样化,情境主题来源广泛,且与生产生活的联系较为紧密。但在真实情境的占比、开放性问题的设置、问题与情境的关联程度、问题与情感态度价值观的融合程度等方面稍显不足。

同“素”异构即针对同一素材分别以不同题型跨模块甚至是跨学科进行深挖,测试学生化学学科核心素养的不同学业质量水平。以前沿学术探索情境“二氧化碳人工合成淀粉”作为命题素材,分别从化学反应原理、物质结构与性质、有机化学基础等3种呈现形式原创3道大题。同“素”异构,有利于提升学生从真实情境中提取加工信息的能力;有利于提升学生知识关联结构化的水平;有利于拓展学生思维的宽度和深度。

为从不同视域丰富科学本质认知,详细评介了家族相似性视角下科学本质分析框架,在进行本土化改造与表征基础上,应用该分析框架对我国《义务教育科学课程标准(2022年版)》展开研究,并提出相应修订建议,即课程标准修订应形成“社会+个人”科学本质体系;教科书编制应丰富科学家相关的科学史文本内容;科学本质教学应以校内外场景联合学生活动形式为主。

以“一次性筷子的利与弊”为社会性科学议题,设置有关工程技术、化学、数学、生物、物理、政策、伦理道德、安全等多个方面的问题,引导学生开展活动逐一探究,从而培养学生的科学思维、跨学科解决实际问题的综合能力,提高核心素养。引导学生整合所有跨学科活动成果尝试解答“一次性筷子利大于弊还是弊大于利”的综合性社会问题,促进学生关注社会,树立社会责任感。每个活动案例按照提出问题、活动探究、成果展示、评价等4个环节进行。

以牙膏的制作为主线,通过认识口腔环境、选择牙膏材料、测定主材含量、动手制作牙膏等4个项目任务,复习酸的通性,拓展酸的个性。从元素观、转化观的视角认识物质转化规律,体现物质研究的一般思路,凸显科学探究的基本过程;构建验证无明显实验现象的反应发生的思路;建立混合物中定量测定某成分的方法;总结商品设计的思路及原则;深化物质组成决定性质、性质决定用途的学科观念。呈现一节利用已学化学知识解决真实问题的案例,有效培养学生的科学态度与社会责任,发展学生的质疑能力、批判能力、证据推理能力和创新意识。

以“生物质橘皮果胶的提取及工艺流程设计”为主题,聚焦“生物质资源利用”社会热点问题,围绕有机化学、实验化学、工艺流程等高中化学重点知识开展项目式教学。引导学生完成有机物结构与性质探析、实验设计与优化、果胶提取及工艺流程设计等活动,深化对“结构决定性质”的理解,形成物质分离提纯的一般思路,构建工艺流程思维模型,体会生物质资源利用的途径和意义,提升其化学学科核心素养及问题解决能力。

以土豆作为情境素材,创设“食品谣言”“环保新闻”“科研结论”以及“生产工艺”“国家战略”等多个源自生产生活实践的问题情境,通过谣言辨析、淀粉水解探究实验、氨基酸模型的拼拆、土豆蛋白工艺流程的讨论以及为马铃薯主粮化战略建言献策等一系列活动,让学生循序渐进地经历“感知油脂水解模型—建构糖类认知模型—提炼生物大分子认知模型—应用模型解决问题”的跨学科模型建构过程,以此发展学生的模型构建能力,内化学生的跨学科思维,提高学生的学科核心素养。

通过对课标、教材、课例论文和高考试题中含“氯”真实情境的统计分析,呈现真实情境选取的流程图和基于含“氯”真实情境设计教学的流程图。创设“含氯消毒剂在自来水消毒中的应用”贯穿式真实情境,利用学生熟悉的“水”开展多维实验探究活动,在问题解决下认识氯及其化合物在生产生活中的应用价值,有效落实素养为本的课堂教学。

规范文字表达是建构学科知识、发展学科素养的基础。列举了高中生化学书面表达当中2类常见的文字表达不规范问题:文字书写不规范、语言表述不规范。在对文字书写分类示错的基础上提出了定向纠错策略:说文解字,厘清差别;创设认知冲突,转变认知错误。针对语言表述不明确、不完整问题,从认识思路的结构化、多元表达方式的协同运用2方面提出了解决策略。

通过讲学案中的“每课一问”栏目鼓励学生课后书面提问,引领学生反思与质疑,解决学生不知问什么、不敢问、不会问的问题。教师书面回答,分类录入,课堂点评,让学生留档。书面提问的有效性高,是更真实的主动的学习反馈。在研究过程中,我们将学生提问分为具体物质、理论方法、实验等3类分别研究,从而反思教学的错漏,进行补救;设计复习课,分专题有针对地解决问题。学生提问促使教师深度学习,深度教研,有利于提升自身素养。

论证探究式(ADI)是科学探究活动中融入科学论证的一种教学模式。以人教版高中化学必修二教材中的实验活动“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”为例,教师从创设情境提出问题、设计方法及收集证据、构建论证、论证、反思讨论、撰写研究报告、同伴互评、报告修改与提交等8个阶段设计教学方案。ADI教学模式有利于巩固学生对化学知识的掌握,培养学生的核心素养和科学思维,提高学生的科学探究能力。

学习投入是评价教与学质量的重要指标,“先学后教”是转变教学方式的重要抓手。调查了“先学后教”教学模式下九年级学生的化学学习投入情况及影响因素。结果显示:“先学后教”教学模式下化学课堂学生学习投入水平较高,其中情感投入水平最高,行为投入次之,认知投入最低;情感投入在性别变量上呈现显著差异,女生的情感投入显著高于男生。学生学习投入与学习成绩整体上呈低度相关,具体来看,与上、中游学生的学习成绩不相关,与下游学生的学习成绩显著相关。学习环境、教师教学、自我效能感因素对学生学习投入均有显著正向影响。研究结果为理解“先学后教”形态下的化学课堂学生学习投入、提高课堂教学实效提供了实证支持。

基于已有文献和《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》,阐述了“证据推理与模型认知”素养的内涵及其关联,初步建构了“证据推理与模型认知”素养的评价指标。应用德尔菲法展开5轮专家意见征询,修正完善评价指标,最终形成科学合理的“证据推理与模型认知”素养的评价指标体系,以期为“证据推理与模型认知”素养的教学评价提供可行的参考建议。