印泥作为中国传统文化的重要载体,其制作技艺入选国家级非物质文化遗产,其发展历程体现了文化内涵与化学工艺的深度融合。总结了传统印泥(含朱砂、蓖麻油、艾绒等天然成分)与现代印油(含合成色料、溶剂、表面活性剂、聚合物等)化学成分的差异。研究表明,传统印泥的配方设计蕴含古人对物质性质的朴素认知(如朱砂具有相对稳定的化学性质、蓖麻油表面张力和黏度适宜等),而现代印油则展现了化学科学对其实用性能的优化。所述内容不仅为高中化学课程提供了跨学科教学素材,还通过传统文化与现代科技的对话,增强学生对传统文化的认同感,并引导其从化学视角理解科技发展对社会进步的推动作用。

乙烯醋酸乙烯酯共聚物作为日常生活中广泛应用的高分子材料,在运动鞋底、食品包装、医用材料中均有应用。以2026年米兰冬奥会火炬“Essential”的XL EXTRALIGHT技术为引,解析EVA的化学结构、多相组成及交联机理,建立“微观结构—交联网络—宏观性能”的关联。通过EVA在鞋材、包装、医疗等生活场景的应用案例,阐释“结构决定性质,性质决定用途”的化学原理,并提出高分子化学教学实践方案,为化学教育工作者提供“从生活材料出发,理解分子设计,培养科学思维”的典型素材,推动化学教育与生活实际的深度融合。

为解决初中化学概念教学评价滞后与教评分离难题,构建“三阶递进”嵌入式形成性评价模型,以“微观证据—专业判断—即时反馈”动态循环将评价嵌入教学全程。教师收集语言、图示与操作痕迹为证据,借助最近发展区与认知目标分类理论诊断迷思概念与水平,通过追问、认知冲突与支架即时反馈。以“分子与原子”教学为例,模型实现了思维捕捉、认知诊断与概念建构引导,推动了评价从“附加式”向“嵌入式”转型,有效促进了学生的精准理解与深度建构。

为落实《义务教育化学课程标准(2022年版)》中关于中华优秀传统文化融入教学的要求,本研究以“留住中国蓝”为主题,以非物质文化遗产“靛蓝染色工艺”为载体,设计“走进蓝→探究蓝→传承蓝”的项目式复习框架。通过引导学生探究蓝染工艺中所涉及的酸、碱、盐的性质及其转化规律,促使学生在真实问题解决中整合化学、生物、美术等多学科知识,自主构建结构化的知识体系。本项目旨在依托真实情境开展跨学科融合教学,探索一条以文化传承为根基、以发展学生核心素养为目标的初中化学复习教学的可行路径。

选择高中选择性必修3《有机化学基础》第四章第一节“糖类”中“多糖”为教学主题,开展“废旧打印纸的再生利用”项目式教学。通过“无处不在的纤维素”“纤维素的结构和性质”“再生纸的制备”“创意作品展示”等4项任务,深度学习了纤维素和葡萄糖的结构、性质与用途,再生纸制作工艺、植物色素等知识。学生在项目体验中领略了我国古代造纸技艺,感受到传统工艺的魅力,增强了文化自信。

为促进化学知识与中华优秀传统文化的深度融合,设计并实践了——从薯莨到霓裳:“解码香云纱染色”为主题的高中化学项目式学习活动。通过“如何利用化学知识复原并鉴别一块古老的香云纱？”为驱动性任务,引导学生从“文献探秘制作工艺”“探究媒染剂显色机理”“科学鉴别布料真伪”到“创意扎染艺术实践”。该活动将抽象的化学知识融入真实的文化情境中,学生在探究过程中揭开香云纱双面异色的关键在于薯莨中的多酚与河泥中的金属离子发生了配位反应,真正感受到非遗工艺里蕴含的化学智慧。本案例为在中学开展富有中国特色的项目式教学提供了具象化的参考。

蔗糖水解反应的定量研究因传统检测方法的局限性在高中教学中难以深入开展。本研究引入商用血糖仪作为检测工具,以酵母蔗糖酶催化蔗糖水解为研究对象,将化学动力学与生物酶学知识相融合,设计了一套可在较短时间内完成的跨学科实验教学方案。学生利用葡萄糖氧化酶的专一性识别原理采集数据,在25,30,35 ℃等3个温度下开展平行实验,依次构建葡萄糖浓度-时间变化模型、反应初始速率计算模型以及阿伦尼乌斯活化能求算模型,最终得到酶催化水解的活化能数值。这一过程帮助学生加深了对反应速率、活化能等概念的理解,也让他们切实体会到酶的专一性在实验中的关键作用,数据处理环节则锻炼了函数拟合与建模能力。认知模型的构建为培养学生学科核心素养提供了可操作的实践路径。

剖析初中化学“酸和碱”单元的认识发展性问题与认识角度,明晰物质分类观在“酸和碱”单元的发展要求。以认识发展性问题为驱动问题,创设“具有什么特点的物质属于酸”“如何判断物质是否属于碱”“如何基于物质类别分析预测陌生物质的性质”等核心活动,鼓励学生通过实验探究活动建构基于物质组成、物质性质认识一类物质的角度,以及依据物质类别认识物质性质的思路方法。形成“以主题大概念为统领,凸显物质分类观的思维功能”“以认识发展性问题为骨架,组织指向物质分类观建构与应用的教学线索”“以必做实验为载体,促进物质分类观与科学探究能力的整合发展”等观念建构导向的教学策略。

针对高中化学晶体结构知识高度抽象的特点,以及学生在学习过程中容易聚焦于晶胞,而忽略晶胞无隙并置形成晶体这一关键逻辑的认知短板,构建并实践了基于多种表征相互关联的晶体结构的认知模型。设计了4阶段递进式教学流程:首先,结合已有的晶体结构认知模型,整合针对晶胞的多种表征;接着,进一步形成多种表征间互释的动态关联,发展基于多种表征的晶体结构的认知模型;然后,以氯化钠晶胞为认知原型实现迁移;最后,将其应用于晶体的陌生复杂问题的解决。实践表明,该模型有效破解了学习难点,提升了学生分析晶体结构问题的能力,落实了化学学科核心素养,为晶体结构的深度复习提供可推广的实践路径。

智能学伴嵌入小组协作能够提供持续的质疑与诊断性反馈,为学生创造生产性认知冲突与适应性支架,从而促进科学论证思维由外部对话规则向内部元认知监控的内化发展。针对当前科学课堂合作学习思维缺位、协作低效及精准支架不足的困境,本研究构建指向论证思维培养的智能学伴深度协作教学模式。该模式以教师、智能学伴 、学生等三元协同为核心,遵循论证逻辑设计猜想质询、方案共创、实证探究、辩论共识等四阶进阶流程,依托认知卸载、适应性支架流变、对抗性协同内化等三大机制,利用智能学伴的外部干预降低观点趋同与浅层互动倾向,促使生生之间开展实质性的证据审辨与论证结构完善。以“产生气体的变化”为案例实践表明,该模式有助于改善传统协作浅层化难题,促进学生从直觉经验向规范论证进阶。研究为智能时代科学教育提供可落地方案,明确了技术赋能下的教师转型方向。

跨学科情境素材是以化学学科为主体,有机融合生物、地理、物理、技术和工程等多领域知识的综合性教学素材,是落实核心素养导向的跨学科教学的重要载体。基于DeepSeek构建了“先行准备—人机协同—检测优化”的跨学科情境素材开发框架。结合实例,呈现了跨学科情境素材的具体开发过程,以期为初中化学教师开发跨学科情境素材提供具象化路径。

在过氧化氢制氧气的实验教学中,围绕二氧化锰用量、形状、使用次数等因素,通过定量实验探究其在该分解反应中的作用。实验结果表明,二氧化锰能显著提高氧气的生成速率,且其催化效率与用量呈正相关;进一步分析表明,二氧化锰在反应过程中化学性质未发生明显改变,符合催化剂的典型特征。本研究为理解固体催化剂在分解反应中的作用机制提供了定量依据,并对相关教学与工业应用具有参考价值。

针对高中化学蛋白质性质实验中的现象区分模糊、学生仅能被动记忆等问题,本研究采用T字尺、书本等生活化材料搭建简易装置,结合手机微距成像技术,以“滴”为单位实现试剂微量化,使蛋白质盐析、变性及双缩脲显色过程的细微现象与动态变化得以可视化、趣味化呈现。在此基础上,通过3组探究实验,明确蛋白质盐析与变性的性质差异、盐析产物的本质以及变性关键的诱因。改进方案材料易获取、实验现象直观,能有效培养学生从现象观察到证据推理的实验探究思维。

基于能量守恒定律,通过标定电热水壶的实际输出功率,计算水在沸腾过程中所吸收的能量,并推算出水分子间的氢键强度,得出的实验数据与参考文献标准值相接近。该实验从定性、定量的角度,基于学生熟悉的生活场景,将可观察的宏观热现象与抽象的微观分子间作用力进行了关联。实验器材易获取且操作安全,融合了化学与物理相关知识,便于课堂演示与学生自主探究,有助于培养学生理论联系实际、数据推理与分析的能力。

以第39届中国化学奥林匹克(初赛)第3题为素材,从分子结构与反应机理视角系统解析环状单体(如氮杂环丙烷、噁唑啉)的开环聚合过程。并结合前沿案例进一步拓展讨论了开环聚合的结构变化特征与多元机理(如阳离子、阴离子、自由基、开环易位聚合等)。旨在通过结构对比与机理解析,强化学生对竞赛试题的逻辑理解,深化对高分子合成中拓扑控制的认知,为化学竞赛教学与拔尖创新人才培养提供参考。

通过考证锶元素的发现及其概念发展历程可知,1790年,英国化学家阿代尔·克劳福德研究了在斯特朗申发现的矿石,认为其中含有新的土质——锶土,后于1793年被爱丁堡化学教授托马斯·查尔斯·霍普所证实。1808年,英国化学家戴维从锶土中成功提取出一种新的金属,并将其命名为“锶”(strontium)。至此,锶元素的宏观表征概念得以形成。此后,原子论的提出与锶相对原子质量的测定促进了锶元素微观表征概念的形成。至20世纪,锶同位素的发现促使现代锶元素概念确立。总之,锶元素的发现及其概念的发展历程不仅是元素概念的发展史,也是科学思想和科学方法的进步史。

过氧化氢(H₂O₂)作为一种重要的绿色化学品,其发展历程完整展现了科学认知与技术创新的演进规律。系统梳理过氧化氢的科学研究与技术进步历程:从1818年泰纳尔的首次制备,到其分子的确立和立体构型的解析;从早期的钡酸盐法到现代主流的蒽醌法,再到新兴的电化学合成、光化学合成等绿色制备技术;从传统的漂白、消毒到现代环境治理和生命科学等领域的广泛应用。研究表明,过氧化氢的独特化学性质源于其分子中的过氧键(-O-O-),这使其兼具氧化性和还原性,且分解产物仅为水和氧气,符合绿色化学原则。过氧化氢的研究历程不仅反映了化学学科的发展规律,也为理解科学、技术与社会的关系提供了典型范例,对推动绿色化学发展和培养科学素养具有重要意义。