根据2022年版义务教育课程方案和义务教育化学课程标准修订的《义务教育教科书:化学》,聚焦核心素养发展,落实立德树人根本任务。主要介绍了新教材的编写原则、编写思路、教材结构、主要变化等,并针对教材使用提出教学建议。

开展跨学科实践活动是当前我国基础教育课程改革的重要内容。新修订的鲁教版初中化学教材全面强化实践育人,着力培养学生的创新能力,系统设计了9个跨学科实践活动。深入剖析鲁教版初中化学教材中跨学科实践活动的编写特色,进一步探讨跨学科实践活动的实施建议,以期为广大一线教师提供有效指导。

科学解释和科学论证作为重要的科学实践方式,是帮助学生体验相对复杂的化学问题解决过程、建构化学知识的关键。基于对科学解释和科学论证内涵及关系的分析,建立了关于高中化学教科书中呈现科学解释和科学论证方式的分析框架,并对我国不同时期人教版的部分高中化学教科书的部分内容进行了分析。通过研究,阐释了高中化学教科书建构科学解释和科学论证的方式,并结合知识类型、话语显隐性和话语开放性等3个维度说明了科学解释与科学论证在高中化学教科书中的建构特点。据此,阐明了编写高中化学教科书的启示。

近年来科普阅读题成为中考命题改革热点题型,为分析“科学思维”化学学科核心素养在中考化学科普阅读题中的考查特点,基于SOLO理论与布鲁姆目标分类理论将“科学思维”素养进一步解构为“单点思维层次”“多点思维层次”“关联思维层次”与“抽象思维层次”等4个要素,在此基础上构建了“科学思维”视角下对科普阅读题的试题分析框架。并以2023年全国中考范围内的科普阅读题为研究对象,总结其考查特点与规律,进而为改进化学教学提出相关建议。

在文献学习背景下,提出复习课文献选取策略及操作要素。以学科大概念“结构决定性质,性质决定用途”为统领,选取合适的文献“甲醛分子探针”,围绕真实科研过程展开“分子结构与性质”复习,深化知识理解与应用,促进学科大概念建构,发展核心素养。

以糖类“壳寡糖的抑菌性”为主线,综合运用化学学科和生物学科知识,以问题链驱动,从定性和定量的角度进行科学探究,建立壳寡糖结构-性质-用途之间的联系,将化学、生物知识和生活实际相联系,形成陌生物质的学习范式。跨学科教学过程对于发展学生的“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大有裨益。

从单元课例的设计和实践出发,针对原子的电子结构单元因为复杂的物理背景和深奥的数学原理而带来的难讲、难懂的问题,探讨了如何在教学中开展基于问题链的跨学科探究,结合多角度、多层次的探究方法来实现从证据到结构模型的有效推理,还原原子的电子结构理论发展的全貌。问题链为逻辑有序、推理严密的科学探究提供了连贯一体的体验;多角度、多层次的探究将实验、数学和科学认识融入实践过程中,帮助学生灵活运用多学科知识广泛地搜集证据,理解科学方法的精髓,并看到各种思想观点之间的联系,从而形成更接近于真实科学探究过程的学习体验。

基于初高中化学课程标准、不同版本高中化学必修教材分析及已有研究,建构高一学生化学分类观发展水平框架,设计测试卷内容指标体系与测评工具,对218份有效测试卷进行数据统计分析,了解高一学生化学分类观发展水平与现状,提出教学建议。

基于《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中“科学探究与创新意识”素养及其水平划分,结合已有研究,构建物质分离活动“科学探究与创新意识”素养表现的评价指标。根据评价指标开发评价工具,通过Rasch模型优化形成了良好的评价工具,运用评价工具对高一、高二、高三年级共1 814名学生开展评价,描述高中生物质分离活动“科学探究与创新意识”素养表现的整体现状,比较不同年级、不同学业水平高中生物质分离活动“科学探究与创新意识”素养表现的现状。

数字教材作为纸质教科书的演进形态,应当履行其在信息化环境下的教材职能。以网络问卷形式调查广西初中化学教师当前的信息化教学条件及频次、教材使用情况、教学难点及需求以及对数字教材的建议。研究发现,初中化学教学媒介及方式已发生转变,教师通常依据教材脉络对教学素材、教学活动进行二次改造,以适应信息化环境下的课堂教学。面对教学环境的变化和课程理念的变革,教师产生了新的困惑和需求,也对数字教材从内容、功能、形态上抱有更高的期待。研究为数字教材设计提供了建议,包括聚焦学科核心教学活动及教材在新环境下的价值实现,技术赋能课程理念推广以及打造适教利学的教材产品体系等。

针对二元弱酸滴定曲线教学中存在的困难,以H₂C₂O₄和Na₂C₂O₄为例研发一款教学软件,该软件可展示滴定过程中各微粒变化图像。借助教学软件的辅助教学功能和问题驱动的教学活动设计,让学生体验对数直线和分布系数曲线的绘制原理,并探讨二元弱酸滴定曲线“特殊点”、微粒浓度大小和基于教学软件辅助习题验证等问题。

利用智能手机,设计并开发基于数字比色法测定配合物组成的中学化学手持技术数字化实验,验证了在一定条件下Fe³⁺与SCN^-形成的配离子的主要组成,以期为配合物的实验教学提供参考。

以“四重表征”教学模式为指导,设计了一系列手持技术数字化实验探究盐类水解平衡的影响因素。借助石蕊溶液的变色现象,直观呈现硫酸铵溶液在水解平衡移动过程中的宏观变化,利用pH传感器测定硫酸铵溶液水解平衡移动过程的pH曲线,两相结合,进而推测微观反应原理并以符号形式进行表征,从而提高学生的思维转化能力、宏微结合能力、科学探究能力和证据推理能力,落实化学学科核心素养,也能为相关的教学提供素材。

针对高中阶段常见物质酸性强弱的比较问题,以乙酸和碳酸为研究对象,以电子效应和电离常数为切入点对此二酸的酸性强弱进行定性和定量的分析比较。对乙酸能和碳酸盐反应生成CO₂的机理进行分析说明,最后总结比较中学阶段常见物质酸性强弱的一般方法和规律。

充分发挥典型实验探究作用,从宏观和微观层面收集证据,采用证据推理、模型建构等对钠与水实验及现象深入剖析,指出中学阶段对钠的密度、钠的熔化、钠在水面运动的动力、产生氢气的微观机理、爆炸原因以及酚酞加入顺序等存在的不完善认识,基于已有研究成果给出较为合理的解释与建议,有助于培养学生的批判质疑精神。

以美国化学教材中的“水:探索溶液”单元为例,从主题式教学的内涵、主题式教学模块、主题式教学单元与教学环节等方面进行分析,提炼了注重情境的贯穿性、适当增加综合性实验、链接生活经验真实体现做中学、开发主题教学课例等启示,为今后的主题式教学设计提供参考。

第30届中国化学奥林匹克竞赛(决赛)理论试题6-6的答案解析在已公开发表的刊物和书籍中存在差异,但其原因尚未得到充分解释。为了更深入地解析这个问题,采用了简化的二维密置层模型来计算表面金属断键的数量。在此基础上,对试题进行了全面的剖析,并对相关的晶体结构知识进行了深入探讨。这项研究不仅有助于加深我们对表面知识的理解,同时也有助于推动结构化学的分层教学。