细胞分裂素能有效促进农作物增产增收品质改善,故被社会广泛关注。介绍了细胞分裂素在实际应用中的具体案例以及6苄氨基嘌呤(6BA)细胞分裂素的典型合成路线,并基于原料成本、工艺环保、反应操作等方面比较了几种工业合成线路的优缺点。最后,基于其合成反应特征,为中学有机化学教学提出了一些具体建议。

《义务教育化学课程标准(2022年版)》在课程内容每一个学习主题的教学提示部分中专门设立“情境素材建议”,供教材编写、教师教学参考。对比分析了新旧初中化学课程标准中“情境素材建议”的数量、地位、内容、特点及作用,并提出了该部分的使用建议。

针对学生的化学核心素养发展现状,开发了基于读写协同的初中化学作业,建立了这类作业的评价维度、标准和实施策略,并检验了其实践效果。在此基础上,从关注情境、关注过程、关注推广等3方面探讨了今后初中化学作业设计与实施的研究方向。

利用本土化SEC一致性分析工具,分别从内容主题、认知水平、核心素养、素养水平等4个层面研究人教版和鲁科版高中化学教科书习题与课程标准“有机化学基础”模块的匹配程度,发现2版教科书习题与课程标准存在可接受水平内的一致性,但不具备统计学意义上的一致性,研究结果对教科书习题的修订与使用具有启示作用。

以中国大陆人教版(2019年版)和中国台湾三民版(2020年版)高中化学教材中 “物质结构”主题相关章节的插图为研究对象,采用内容分析法,从插图的呈现形式和功能类型2个维度进行频数统计与分析,得出“呈现形式方面,三民版教材插图略胜一筹,人教版教材插图存在一定的改进空间;功能类型方面,三民版教材插图需要加强部分组织型插图的知识结构化水平,人教版需要增强解释型插图的解释效果”等结论。最后,为高中化学教材编写与课堂教学提出实质性建议。

以“揭秘、改良及自制火折子”为主题,开展初中化学“燃烧和灭火”教学。学生通过完成“揭秘火折子”“研究火折子”“改良火折子”“自制火折子”“火折子智慧的现代应用”等5个子任务,建构燃烧的条件及灭火的原理知识,培养学生的实验探究能力和文献研究能力,发展学生基于实验事实敢于质疑与思辨的高阶思维能力。将文献研究、实验探究与学生解决真实问题相结合,完成“燃烧和灭火”相关知识的内化和素养的提升。

以“钢铁的锈蚀与防护”教学为例,运用数字化实验和趣味实验帮助学生构建钢铁锈蚀的模型,并通过模型分析防止钢铁生锈常用的方法;唤醒学生内在的求知欲望,实现模型建构与应用,提升学生的化学核心素养。

以压缩氧自救器吸收剂为情境,设计“验证吸收剂成分氢氧化钙”“探究吸收剂能否为氢氧化钠”“碱有哪些共同的化学性质”等3个核心问题,引导学生探究发现常见的碱的性质及其用途,树立“结构决定性质、性质决定用途”的化学观念,感悟化学在生活、生产、环境、社会等各方面的重要作用,提升学生的化学学科核心素养。

通过“化学反应与电能”项目式教学的开展,学生能了解原电池结构与功能的关系,进一步完善原电池的结构模型,在此基础上引导学生以铜锌原电池的结构优化为起点,依据实验现象推断其结构缺陷,提出优化方案。通过液接电势的消除、盐桥向隔膜的演变等后续结构优化方案的创设训练,学生能明确新型电池的优化思路、建立电池设计的思维模型,从而加深对原电池原理的理解、培养运用系统方法解决实际问题的创新思维能力。

职业体验是基于用户需求和生产效率,利用学科知识,结合技术手段,不断优化方案的职业态度和劳动观念,能够为学生提供真实的问题情境,体会化学的学科价值,了解不同职业的特点。以“自制保温瓶”为主题,从保温瓶的工艺流程、内胆制作和外形设计等方面设计探究教学,发挥学生的主观能动性,提高学生对知识的迁移应用,培养解决综合问题的能力。

高三二轮复习要接轨高考,将能力提升与素养发展放在首位。为了示范真实情境中应用已学知识与题给信息解决问题的思路方法,减缓学生面对复杂问题时的畏难情绪,设计了融合电化学原理与工业流程的复习课——锂离子电池的原理及回收利用。以锂离子电池的制备、实验室组装、充放电原理和回收利用为线索,围绕真实的情境素材设置了10个具有评价功能的挑战性任务。课堂上依据评价量表对学生表现进行即时评价与引导,促进其高阶思维的发展。施教后进行反思:挑战性任务最好逐一呈现;高阶思维发展需充足时间;不考的知识可能更有价值。

分别使用人教版和鲁科版教材素材设计2种课堂探究活动,通过实证法探讨了不同复杂程度探究素材的使用对2个能力层次学生结构探究能力和心理体验的影响。结果显示:简单探究素材对平行班和创新班学生的结构探究能力均起到良好的教学即时效果,复杂探究素材对创新班学生的结构探究能力有显著的促进作用,却给平行班学生带来较差的学习效果及心理体验。该研究表明针对不同层次学生,应选择与之认知风格相适应的探究素材,使其思维能力得到充分发展,同时获得较好的学习心理体验。

对化学第一课的重要性、教学形式、实施困扰进行调查。从课标教材、生活实践、科技前沿、新闻热点等4个方面归纳化学第一课的教学素材。提出生活情境式、提纲挈领式、知识进阶式和方法指引式等4种教学范式;从立德树人的落实、生涯规划的融入、教学素材的选择、教材顺序的编排和深度广度的把控等5个方面提出化学第一课的实施对策。

利用玻璃滴管、脱脂棉以及洗耳球设计了一种简单高效的微型加压过滤装置,通过动态光散射仪和威尼尔压强计对过滤效果进行对比分析,发现该装置不仅过滤速度快,而且滤液中粒径分布小而窄。并提供了2则微型装置的应用案例:(1)加快获得“上层清液”,(2)实现沉淀转化的微型实验。

为进一步优化中学化学比色法实验的快捷性和普适性,海带中碘元素的测量利用智能手机应用程序(Colorimetric Titration)测定溶液中碘单质的浓度,实现了图片获取、数据采集、数据分析和结果显示的一体化。此外还测定了高锰酸钾的浓度及补铁药品的铁含量,测量结果显示7个样品的标准方差(R²)均高于0.99,且与紫外分光光度法的结果没有显著差别,证实该方法具有较高的操作友好性、准确性和快捷性,同时能够广泛应用于多种显色离子浓度的测量。该实验能够激发学生的实验兴趣及创新能力,期望能够为中学化学比色法实验提供新思路,促进教育数字化发展。

以亚硫酸钠溶液和铬(VI)盐溶液构建的复杂反应体系为例,借助控制变量法,探究了溶液的酸碱性、溶液的浓度、溶液的溶解氧等因素是否对亚硫酸钠溶液和铬(VI)盐溶液发生氧化还原反应产生影响。实验结果表明:亚硫酸钠溶液和铬(VI)盐溶液的反应与溶液酸碱性有关,溶液酸性增强,铬(VI)盐溶液的氧化性增强,对亚硫酸钠溶液的还原性几乎无影响,且溶液体系中的溶解氧对铬(VI)盐溶液的氧化性随酸性增强而增强的影响不大。

针对教材中乙醇催化氧化实验的不足,对教材中实验进行改进。借助滴有希夫试剂的棉签、铜片和短颈漏斗进行实验。改进后的实验符合科学性、安全性、实用性、节约性等原则。

从多学科融合的角度对2023年第37届中国化学奥林匹克竞赛(初赛)试题中的第7题进行了拓展延伸。利用电化学势,对细胞膜的膜电势产生机制、影响因素、测定方案与计算方法做出探讨,最后对该题的题干信息提出了优化建议。

HPS教育以建构主义为指导思想,旨在将科学史(H)、科学哲学(P)和科学社会学(S)融入科学教育,以期促进学生对科学本质等的理解。近年来,HPS教育已成为国内外教育界普遍认同的一种教学理念。以2000-2023年我国HPS教育在中学化学教学中的开展情况为分析对象,就HPS在中学化学教材、教学模式与教学案例、教育价值实证研究等方面的应用进行了梳理,总结经验,对目前HPS教育亟需改进之处提出了看法,以便为HPS教育更加高效、有的放矢地开展提供参考。