核心素养导向的教学目标是落实素养为本教学的关键,但目前设计的素养导向的教学目标往往比较宽泛,没有结合教学内容阐述核心素养发展的具体内涵,不同维度的核心素养比较割裂,没有体现核心素养的发展进阶。在明确核心素养导向教学目标特点的基础上,阐述了依据课程标准,使用教科书,结合学情,系统设计单元教学目标的思路和方法:明确单元教学的核心素养发展要求、确定学生单元发展空间、构建单元目标框架和叙写教学目标。针对核心素养导向的单元教学目标设计中遇到的主要问题,提出了相应的解决对策。

采用SEC一致性分析工具对初中化学人教版、科粤版和鲁教版教材习题从内容主题和认知水平进行一致性分析,揭示不同版本教材习题在这2个维度的分布特点和一致性情况,结果表明3个版本教材习题与新课标的总体一致性指数不高,教材习题的设置存在较大的提升空间,就此为新教材习题的编写和教学实施提出相应建议。

通过内容分析和比较研究的方法对6个国家或地区课程标准中原子结构主题相关内容进行分析,探寻课程要求、表现期望、相关概念等3个方面存在的差异与共性,并建构课程层面原子结构主题的学科理解。结果表明,在课程要求方面,关注学生的表现期望,注重科学实践,未全部提供教学实施建议;在表现期望方面,其层次和维度存在差异性;在相关概念方面,概念的层次和内容选取存在差异性。在学科理解方面,原子结构主题凝练的本原性问题为“原子中的粒子如何相互作用”,抽提课程层面的认识视角为“电子”视角,建构以“原子结构模型”和“原子构造模型”为主题大概念的概念层级结构。基于以上研究,为学生主题的学习以及教师教学的实施提供建议和参考。

选取文献素材创设真实情境命制试题可以保证试题的科学性和考试的公平性。例举了2道用《化学教育》文献命制的高考化学实验模拟题,对如何选择和研读文献,如何挖掘文献素材创设真实情境,如何全面地考查学生的学科综合能力,如何设计难度和区分度均符合高考要求的试题等问题进行了详细的分析和说明。

通过红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、X射线衍射等现代分析仪器的实验结果,辅助学生直接根据苯酚的结构特点对其性质进行预测。精心设计实验活动,引导学生多角度、多层次自主完成对苯酚性质的探究和学习。综合多种实验方法获得的完整证据链条帮助学生对知识进行自我构建和完善,辨识宏观现象和微观结构的关系,发展学生依据结构预测、分析、解释物质性质的能力,在证据推理的过程中提升学生的科学探究能力与创新意识。

以“废铁的回收利用”为项目主题,通过明确项目任务、设计废铁转化路径、优化废铁回收方案及展示废铁回收成果等4个项目任务,开展“常见的酸、碱、盐”专题复习,构建酸、碱、盐的知识网络及物质回收利用的一般模型,渗透元素观、微粒观、转化观等学科观念,发展实验方案设计与评价、实验探究与创新、证据推理和模型认知等关键能力。

利用杠杆平衡原理巧妙地将固体溶解、结晶过程表征为杠杆的倾斜,溶解的多少表征为倾斜的程度,利用延时摄影技术将几小时的实验浓缩成几十秒,提高了课堂教学效率,同时使用微焦距拍摄,捕捉蔗糖晶体溶解、结晶时的形状变化,为“不再溶解”提供了多重具有说服力的证据,极大丰富了学生的视觉感观。学生基于实验视频中的实验现象,运用对比分析、推理归纳等科学方法,自主建构饱和溶液与不饱和溶液概念,并从溶质质量、溶剂质量、溶液温度等3个维度建构饱和溶液与不饱和溶液相互转变的模型。通过教师的引导,学生运用控制变量思想建构溶解度的概念。

以发展学生核心素养为目标,围绕探究问题“水能溶解多少物质”进行教学设计与实施,通过引导学生分析问题、设计方案、搜集证据、得出结论,培养学生发现问题、解决问题的能力,促进由知识到素养的转化。通过对“水能溶解多少物质”的学习,定性知道物质的溶解是有限度的,为初中定量认识物质溶解的限度即溶解度奠定基础。

问题生成是问题解决的第一步,也是创造力的源泉。利用出声思维法收集40名高二学生真实化学情境中问题生成的思维过程信息,进行编码分析。绘制认知行为图,探索了化学问题生成的不同认知模式、特征及学生的分布情况。研究发现,高中生在真实情境中生成化学问题的认知模式可以归为3种类型,分别为情境信息识别型、知识经验联结型和问题迭代型。对比3类认知模式的特征,提出运用化学问题生成表将问题生成的思维过程显性化,引导学生生成高质量化学问题。

化学认识视角是指对物质及其变化的特征与规律进行认识的侧面、角度或切入点,因其独特的学科功能和素养发展功能受到普遍关注。通过对化学史实的内容梳理与思想抽提,从“物质的基本组成”和“物质的功能组成”2个方面呈现了“物质的组成”主题认识视角的发展脉络。对“素养为本”化学课堂教学的启示是:注重基于学科本原性问题建构化学认识视角,注重基于进阶式教学设计发展化学认识视角,注重基于挑战性学习任务迁移化学认识视角。

鉴于消防安全知识的重要性,有必要在高中阶段将隐藏在化学教学中的消防知识显性化。其主要内容包括:对燃烧条件的重新认识、燃烧的类型及特点、易燃易爆的安全知识、火灾的定义分类与条件、灭火的基本原理与方法、常见的消防灭火设备等。以此呼吁各级各类教育行政部门重视消防安全知识的教育,提升学生对火灾风险的识别和应对,建立未来社会化消防工作的基础。

通过对RAMP范式具体内容的分析和思考设置5个关键问题,并以5个关键问题为引导,设计中学化学实验风险评估模板。根据RAMP范式具体内容划分建立学生风险认知能力评价标准和等级评定,基于RAMP范式构建中学化学实验风险认知教育模式,并以氯水的成分探究实验为例阐述该模式的应用,为中学生化学风险认知与决策能力培养提供参考。

在高二“铜锌双液原电池”的教学实践中,针对教材中使用“饱和KCl溶液琼脂盐桥”存在诸多问题,尝试用浸泡了饱和KCl溶液的鹿皮巾制成鹿皮巾盐桥,并用其代替“饱和KCl溶液琼脂盐桥”进行了实验。结果表明:鹿皮巾盐桥具有“装置简单、操作简便、反应迅速、现象明显”等优点,有一定的推广价值。

采用滴液式气体发生器为反应装置,以固体乙烯利和30%氢氧化钾溶液制备乙烯。利用固液接触法制备乙烯,反应速率可控,无盐析和液泛现象,制气效率达90%以上,并且实验装置体积小、制气量大,为实验室制备乙烯提供了一种简便安全的方法。

针对制备氢氧化亚铁实验很难观察到白色沉淀的问题,课堂上采用学生自主创新的方式,亲自体验基于文献资料创新设计实验→实验验证→最终获得成功实验方案的全过程。所得创新实验方案为:取一根打磨光亮的粗铁丝于试管中,加入6 mol/L稀硫酸,待气泡不明显后,向其中加入40%氢氧化钠溶液。该方案简单易操作、现象明显,适合学生分组实验,同时实验过程中产生的意外现象激发了学生深度思考,发展学生的实验探究能力。实验的创新设计过程以及意外现象的分析解决过程,撬动了学生的创新思维。

结合关于苯酚实验改进的文献分析,对高中化学中“苯酚的实验探究”的相关仪器进行改进,改进后的“瓢虫”装置趣味性突出,能集合多种实验于一个器皿中,实验现象明显,有对比、有递进,达到“一个装置、三个探究、多个关联现象”的目的,不仅能推进课堂,更能培育学生的证据推理与模型认知、实验探究与创新意识等核心素养。

基于对教材中氢氧燃料电池的输出电压和电解饱和食盐水分解电压的测定,设计了使用石墨片作电极,包裹滤纸浸润硫酸钠溶液作电解质,制成串联的微型燃料电池组。并采用反复充放电的方法活化电极,增强电池容量。可以和电解饱和食盐水的液滴电解池联用,构成一体化微型实验。

解析VSEPR模型中b值选取规则,提出使用“换元法”转化复杂微粒为单中心构型思路,推荐使用“外围原子赋值法”进行杂化类型判断。阐述一些复杂微粒杂化类型判断方法,针对某些疑难类型进行补充说明。

为讨论“显性反思性”科学本质教学的整体效果,采用元分析方法对发表在SSCI期刊上的23项研究结果进行定量分析,结果表明,“显性反思性”教学方式对学生科学本质观具有积极作用。长期使用“显性反思性”教学的中等规模班级教学效果较好。结合科学史、社会性议题进行论证活动,促进学生合作学习并整合观点更有助于发展学生的科学本质观。基于此提出针对“显性反思性”科学本质教学与研究的2点建议,并回顾了本研究的3点局限。

从配合物相关理论出发,详细解析了第35届、第36届和第37届全国化学奥林匹克竞赛(初赛)中有关配位化学的3道题目,对试题的学科背景、知识点分布、化学思想等进行了分析,延伸拓展了化学考题相应的科学背景和理论知识。从中收获配合物知识学习与学科视野拓展的启发。