烟草的全球传播与人类对其化学特性的认知密不可分。从早期美洲原住民的仪式性使用,到工业革命后的商业化生产,再到现代控烟技术的兴起,化学知识始终是推动烟草发展及健康研究的核心驱动力。通过梳理烟草化学成分的发现历程、加工技术的化学演变、吸烟过程产物的危害机制及控烟技术的科学依据,揭示化学在烟草史中的关键作用,并为未来研究提供视角。

家国情怀与国际视野的统一是新时期科学教育立德树人的重要途径。采取文本分析方法,对沪科版高中化学教科书中体现家国情怀和国际视野的相关栏目和插图进行解读,旨在发掘其中的科学教育原理与编写策略。在此基础上,针对沪科版教科书的特点,提出教师在使用教科书过程中对插图、栏目、文本等资源进行“二次开发”的必要性。

在学业水平考试命题改革背景下,构建主题式命题的理论框架和核心原则,提出主题式命题的关键是情境创设的整体性、问题设计的层次性、知识运用的综合性。针对2025年上海高考化学实验题,聚焦分析主题式命题的3个设计要点:内容条理化、理念标准化、特征清晰化。倡导主题式命题的实施策略:剖析考题特点,拓展命题思路;广泛查阅资料,精选情境素材;紧扣同一主题,探索多元视角。

以跨学科实践活动“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”开展项目式教学。学生通过完成“测定土壤的酸碱性”“探究小麦适宜生长的pH”“调查湖北省土壤酸碱性分布”“制订土壤改良方案”等4个任务,提升学生运用化学、生物、地理等多学科知识解决真实问题的能力。通过查阅文献资料、访谈等形式获取信息,培养学生的自主学习能力和严谨求实的科学态度。通过学生成果展示、撰写活动报告等形式进行交流,体会合作交流、协同创新的重要性。

以“调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用”为跨学科实践活动主题,设计了解废金属的来源、调查废金属的去向、感悟废金属的价值等3个环节共7个任务。学生围绕主题开展了文献查阅、网络搜索、实地调研、人员访谈等多种形式的调查活动,将多学科知识融合到生产生活实际中,深入了解以金属回收为代表的循环经济。纵观整个跨学科实践活动的实施过程,有以下反思:实践调查在课前,以真实场景驱动自主学习;讨论分享在课中,以问题链促进知识结构化;行动落实在课后,以项目制深化社会责任。

本活动以溶液酸碱性对紫甘蓝颜色影响的实验探究为起点,过渡至紫甘蓝试纸和色卡的制作方法探析,再延伸至试纸保存条件的探讨,引导学生综合调用多学科知识以解决实际问题、循序渐进地经历科学探究的一般过程。在动手实践与方案的迭代创新中,凸显控制变量法和目视比色法的迁移应用,注重了系列关键能力与高阶思维的培育,帮助学生体悟知识的复杂性和动态性,达成认知的重构与素养的内化,发展学科价值认同感和责任感。

基于《义务教育化学课程标准(2022年版)》中“碳和碳的氧化物”的跨学科实践活动要求,构建以“打造零碳校园”为主题,以含碳物质转化关系为知识脉络的三阶段项目式学习活动。通过 “产生-吸收-行动”的进阶式任务设计,引导学生:运用热成像技术定量验证CO₂导致的温室效应、通过手持技术数字化实验认识NaOH与CO₂的反应本质以及结合化学计量计算对比吸收方法的差异,最终引导学生设计多学科融合的减碳方案。本研究为落实“化学与社会·跨学科实践”主题提供可复制的教学案例,凸显化学学科在碳中和教育中的核心价值。

以“火警报警器的设计与制作”为主题,融合化学、物理、技术、工程等课程内容,设计了“室内火灾分析、设计室内火灾报警器装置图、制作报警器并检验效果”等3个子任务,引导学生在问题解决中深化理解燃烧与灭火的核心认知,增进科学探究与实践体验,巩固化学、技术、工程融合解决跨学科问题的思路与方法,提高跨学科解决实际问题的综合能力。

中国传统植物染色是我国非物质文化遗产的璀璨瑰宝,其中蕴藏的化学原理和实践智慧与化学反应速率调控密切相关。选用茜草染色为载体,构建“非遗技艺解构-化学原理提炼-工艺参数优化-古典服装染制”的STEAM实践活动。用色值测量和量化统计的方法,分析染色速率与效果差异。结果表明,温度、浓度和织物种类等因素对染色效果具有显著影响。学生在实践活动中,深化对知识的理解,提升科学探究能力与人文素养。有效实现了化学知识迁移与传统文化体悟的双重目标,为传统文化融入化学教学提供了有效途径。

综述教学情境创设的研究现状,界定贯穿式教学情境创设的概念、特征、教学功能和价值。提出贯穿式教学情境的创设原则,并以“复用火箭的燃烧调控 ”教学为例,阐述贯穿式教学情境创设的具体流程,总结贯穿式教学情境创设在教学应用中的实践价值和关注要点。

以“高吸水性材料的设计和合成”为单元教学主题,统整鲁科版《有机化学基础(选择性必修3)》 “合成高分子化合物”的教学内容,遵循合成具有特定功能材料的问题解决逻辑,拆解出“设计结构”“探索合成方法”“改良与优化结构”等3大任务作为教学线索,通过一系列设计型任务驱动学生进行结构的创新设计与更新迭代,认识合成高分子的具体方法,形成合成功能性高分子的一般思路,培养学生的创新思维。

在分析教材和文献证明方法的基础上,将二氧化碳通入氢氧化钠水溶液中,通过控制氢氧化钠溶液浓度,利用碳酸钠溶解度低于反应物的特性,使反应生成沉淀可视化,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液能发生反应。新设计的实验操作简单、现象明显,能培养学生从量变角度看待质变问题的思维视角。

针对新教材水解探究实验的修订,系统比较了硝酸铁、氯化铁和硫酸铁在相同浓度下的水解行为差异。通过pH、颜色、透光率、吸光度等多维度实验发现:氯离子与铁离子的配位作用抑制了铁离子水解平衡的正向移动,并影响了溶液颜色的变化,干扰学生对水解平衡的判断;硫酸根离子表现为双重作用,不仅能与铁离子形成配合物,在一定程度上抑制铁离子的水解,还能促进沉淀的产生,有助于学生对水解平衡的判断。不仅为教材选用硫酸铁替代氯化铁进行水解探究实验提供了实验依据,而且通过实验发现硝酸铁、硫酸铁溶液不适合用于胶体制备实验,而氯化铁溶液更适于制备胶体。

在等浓度条件下进行银镜反应时,乙醛的反应速率显著快于葡萄糖,但其所得银镜的均匀性与光泽度均不及葡萄糖反应所形成的银镜。为探究葡萄糖分子中羟基对银镜反应的影响,在反应体系中分别加入乙醇、乙二醇、丙三醇等含羟基物质的醛类溶液进行对比。实验结果表明,有机物结构中的羟基及溶液环境中的羟基均对银镜反应的速率以及银镜附着效果具有显著影响。该实验结果与相关结论可为高中化学银镜反应的教学提供参考依据。

苯酚与铁盐的显色结果受试剂滴加顺序及铁盐中阴离子种类的影响。苯酚溶液与FeCl₃溶液的滴加顺序不同显色结果不同,通过控制变量的方法进行实验探究,证实了其显色结果受溶液pH、离子强度、Cl^-浓度等3者的共同影响;苯酚与阴离子种类不同的铁盐显色,紫色深浅不同,其与阴离子的配位能力及离子强度均有关,通过实验证据得出阴离子间的配位取代是导致苯酚与不同铁盐显色深浅不同的主要原因;再通过进一步探究优选出苯酚与FeCl₃溶液显色的最佳实验条件。

C—F的键能显著高于C—Cl,在极性溶剂中的异裂并不具备热力学优势。但在S_NAr反应中,氟原子的强吸电子效应能更有效降低反应中间体σ络合物的电子云密度,减小决速步的活化能,从而使芳香氟化物具有更好的动力学优势。在卤代烷的S_N1和S_N2反应中,碳卤键的键能大小均是影响反应速率的关键,键能越小、动力学活性越高。以动力学活性与热力学活性具有一致性的案例进行设问,更符合中学生认知的最近发展区,有利于诊断的科学有效性。

在用KSCN、少量氯水检验溶液中的Fe²⁺时,观察到反应后的溶液呈黄色而非熟悉的深红色。对出现异常现象的可能原因提出多种假设,通过理论分析和一系列对照实验开展探究和求证,发现当氯水不足时,氯气只能氧化部分的Fe²⁺,由于部分SCN^-与剩余的Fe²⁺结合,导致所得溶液中[Fe(NCS)]²⁺的浓度降低,故实验后的溶液呈黄色。通过实验探究与理论分析证实了Fe²⁺能与SCN^-形成配离子,配离子不呈红色且稳定性较弱。研究结论可为理解教材中“Fe²⁺跟SCN^-不显红色”的论述提供科学的注解。

通过对铋元素概念发展历程的考证分析可知,15世纪末,随着冶金技术的发展,欧洲化学家在实践中接触到铋的相关矿物,初步记录了其独特的物理性质。至1753年,法国化学家若弗鲁瓦成功分离出铋单质,并正式命名。1826年,瑞典化学家贝采利乌斯比较准确地测出铋的相对原子质量,将铋元素的概念与铋原子紧密结合,赋予了铋元素概念新的内涵。20世纪初,铋元素同位素的发现,开启了人们对铋元素认识的新阶段。总之,随着科学思想的发展与科学方法的创新,铋元素概念的内涵也在不断丰富与发展。