以敦煌壁画为研究对象,从化学视角深入剖析古代壁画色彩体系的物质基础、颜料发色机理、变色因素以及保存与修复技术,以期增进师生对敦煌石窟壁画色彩的认知深度,传承与弘扬中华民族的优秀文化,提升文物保护意识和文化自信心。

对2020—2023年山东等级考试化学试卷中“化学反应速率与限度”的试题分项梳理,从试题容量、情境素材、信息呈现、化学知识和核心素养等5个方面进行对比分析发现,试题凸出考查信息处理整合能力、读图能力和加工处理数据的能力等,重视考查学生灵活运用所学知识,利用“变化观念与平衡思想”创造性解决复杂问题的能力。

分析了“垃圾的分类与回收利用”跨学科实践活动的教学主题内容、教学现状、蕴含的大概念及其统摄下的知识结构与思维方法,提出了教学思想与创新点。在复习课中,设计了4课时的学习活动内容,引导学生从化学角度认识垃圾,将垃圾进行分类后,选择了与学生生活密切相关的金属类垃圾和厨余垃圾,讨论垃圾的回收利用,从物质转化的角度构建了垃圾资源再利用的化工生产流程模型。通过学习,学生对学科价值的理解更深,态度责任得到发展,应用化工生产流程模型解决实际问题的能力有所提高。最后,针对教学效果进行了反思。

以探究铜离子与硫离子反应的多种可能性为贯穿线索,对人教版高中化学选择性必修1的重点知识进行复习。而针对复习课中存在着枯燥乏味以及容易忽视知识间的关联这一现象,采取主题式教学。本案例以提升学生问题解决的能力为目的,创设问题情境,使用创新型教具以及手持技术开展层层递进的实验探究,从而激发学生学习兴趣,加强知识之间的内在联系,培养学生的迁移意识。

指向配合物基础知识,以真实的工业盐酸呈黄色为情境,完成“探究工业盐酸呈黄色的原因”“探究配合物内界电离”“优化教材中水解平衡实验”等3个驱动任务。运用实验探究解决认知冲突,引发深度思考与学习,提升“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”等核心素养。

以“苹果汁褐变”为真实情境,在问题的导向下,开展基于必修阶段“影响化学反应速率的因素”教学内容的拓展课。学生在学习过程中,结合已学知识与生活经验对情境展开探究,认识到“酶”在褐变反应中的特殊性,并利用手持技术深度探析影响褐变速率的因素,逐步建构“抑制褐变速率”的认识模型,体会化学之于社会生活的价值,从中提高控制变量的能力,发展“证据推理”“科学探究”等化学学科核心素养。

社会性科学议题教学有助于促进学生核心素养的发展。通过对国内外社会性科学议题教学模式研究的梳理,构建了以情境认知理论和建构主义理论为基础,“做中学”为实施路径的教学模式,包括“创设议题情境”“化学知识的学习和社会因素的探索”“建立科学社会分析模型”“讨论与决策”“建立社会性科学议题协商模型”和“综合评价”等环节。为了更好地将该教学模式应用于实践,提出如下实施策略:构筑真实议题情境;探索化学与社会领域;云集多方立场制定决策;实施多元综合评价。以期为化学教师组织社会性科学议题教学提供参考。

双减背景下推进馆校合作利于提高学校教育服务质量。在明确馆校合作内涵、原则的基础上提出馆校合作教学活动的设计流程,以“缓解水资源危机”教学活动为例尝试将江西省科技馆中资源引入初中化学教学中,通过4个子活动协助学生巩固物质分离、蒸馏法等核心知识,了解膜技术、新能源技术等先进技术,发展创新思维和化学实验能力,树立绿色化学理念和社会责任意识,并在活动后提出教学反思,以期有效推进馆校合作。

基于模型认知能力的内涵、无机物核心知识内容、布鲁姆教育目标分类学,构建无机物认识模型水平框架,利用Rasch模型设计开发测评工具。该测评工具经过试测、修正、再测、质量论证,最终确定。选取广东省2所市级中学304名高中生为研究对象展开调查,基于所获得的有效数据,对高一、高二学生无机物认识模型的表现水平进行分析,依据研究结果,提出发展高中生无机物认识模型的建议。

“化了个学”游戏是将化学用语设计成电子按钮,将初高中知识点以分类题和判断题的形式呈现的一款电子游戏。以“元素周期表”知识点为例将“化了个学”应用于化学课堂的教学和复习,从而实现游戏与化学知识的密切结合,提升课堂的趣味性,实现寓教于乐、寓教于学。

以铁是否与氧化铜发生置换反应为引导,对铁粉与氧化铜进行实验探究,证明铁与氧化铜可以发生置换反应,并对产物进行鉴定。进而再利用控制变量法对实验条件进行优化,解决实验现象不明显的问题。探究活动以问题为引导,让学生进行大胆猜想与假设,并用实验进行证实与证伪,对实验信息进行加工而获得结论,有望在实验探究过程中培养高中生独立思考、敢于质疑、勇于创新的科学精神。

利用生活中常见的棉柔巾和紫甘蓝等物品,设计了一种小巧的可视化电解装置,实现将微观离子的移动转化为宏观颜色的迁移。新设计的可视化电解装置具有结构简单、操作简便、现象明显、耗时短、充满趣味性和普适性等优点,便于开展学生分组实验,能有效帮助学生理解电解原理。

将市售碳酸饮料作为实验对象,通过测试瓶体内CO₂气体质量及体积变化,实现瓶内气体压强、气体摩尔体积与温度相关性的实验探究,在有效避免气体实验操作易受干扰、不易定量表观等问题的同时,促进了学生对理想气体状态方程、气体摩尔体积,及勒夏特列定律的深度理解和灵活应用。该实验的原料及仪器准备方便快捷、操作安全且易于观察,既可作为教师的课堂演示实验,亦可作为提升学生学习兴趣和动手能力的家庭实验。

针对钠的性质的实验教学,梳理剖析部分课例存在实验视频不清晰、中后排学生难以观察到实验现象等问题,实验可视化效果不佳导致学生无法深刻认识钠的性质,通过微距摄影及热成像的观察方式来实现实验过程和现象的可视化。在手机后置摄像头上夹上微距镜头捕获金属钠与氧气、水的反应画面,实现微距摄影功能并用“剪映”视频编辑软件按需设置“播放倍数”,加以“美丽化学”热成像视频,使用教学多媒体呈现实验现象。结果表明,实验现象直观震撼,有效帮助学生落实证据推理与科学探究核心素养,此方法具有很好的推广价值。

利用pH传感器,选择较低浓度的酸,监测比较碳酸钙与不同酸反应的pH及其变化趋势,从宏观、微观、符号、曲线等4个角度分析反应特征和教学演示。通过理论计算分析证实:在一定条件下,无论是碳酸钙还是大理石,硫酸都会阻碍反应,并在一段时间后表现出来;但当初始溶液酸性低于一定值时,硫酸对反应没有阻碍作用。同时,即使阻碍作用存在,硫酸参与的反应,仍可在快速反应阶段释放相当数量的二氧化碳气体,因此,可以将其用于实验室制备少量二氧化碳气体。

“铁被浓硝酸钝化”是高中化学重要的元素化合物知识,但钝化后溶液的变化少有关注,溶液颜色变为黄色也未被讨论过。实验表明,铁在浓硝酸中发生钝化后溶液中除了未反应的硝酸外,还含有Fe³⁺、NO₂等微粒,溶液显黄色是多种物质综合作用的结果,还可能与NO^-₂等含氮化合物有关。根据“黄色溶液”的成因,对铝在浓硝酸中发生钝化后得到无色溶液的原因进行了合理推测。

讨论了化学教学中关于化肥的若干问题:现行各版本初中教材对磷矿粉主要成分的表述不一,建议修改为Ca₅(PO₄)₃F,与人体骨骼成分羟基磷酸钙相联系;植株缺失氮、磷、钾元素的外显症状有阶段性且与缺失某些微量元素在症状上有相似性,不可一概而论;化肥的特殊性质与其施用方式和肥效密切相关,磷肥的特殊性质使其施用方式有别于氮、钾肥,尿素在土壤中经过一系列转化最终以NH⁺₄被作物吸收,同样不可与碱性物质混合施用。

ACS Kids Zone是美国化学会专门针对儿童设计的特色科学实践区域,旨在通过趣味性强、互动性高的活动与教育资源,为科学启蒙奠定基础。2024年ACS Kids Zone的活动通过“自制纸电池”“探索电解质”“铅笔电解”“紫外线检测腕带”等互动实验,使儿童在实践中认识电化学、材料科学等化学知识,并在与化学家的互动中,增强儿童的科学兴趣;充分展示了化学教育科学实践的创新路径,强调了早期科学启蒙的关键作用,以期为我国化学教育体系及科学实践模式带来启示。

以石墨烯、MoS₂、MXene等为代表的二维材料具有优异的物理、化学、电子和光学性能,在诸多领域具有巨大的应用价值。第36届和第37届中国化学奥林匹克(初赛)以二维材料LDH和MXene的结构和制备为素材命题。分析和拓展试题素材中的LDH和MXene,介绍制备二维材料的“top-down”策略,帮助师生深入理解物质结构、性质和应用之间的关系。