《义务教育化学课程标准(2022年版)》凝练的化学核心素养把化学观念列在四个要素的第一项,化学观念培育不仅是中学化学教学的第一目标。从当前中学化学教学实际看,落实化学观念培育,要重视三个问题:进一步认识化学观念建构的必要性和重要性;化学观念培育要以化学基础知识的理解和掌握为基础,形成逐渐发展、深化和提升的培育体系;化学观念培育还要在教学中设计组织好科学实践活动。
内容的结构化是实现由学科知识向学科素养转化的关键。“整理与提升”是人教版初中化学新教材新增的栏目,体现了“结构化呈现方式、凸显学科方法、凝练学科大概念、整合进阶路径”的设计特点。探讨了该栏目的设计特点与育人价值,并结合如何发展学生化学学科核心素养,为教师提供了栏目使用建议。
基于BCMAP编码系统,运用内容分析法对人教版初中化学新教科书进行编码与统计分析。研究发现,BCMAP编码系统能有效分析教科书内容的整体结构,教科书中各单元均符合BCMAP内容结构特点,教科书正文与主要栏目的编排协同实现了BCMAP内容结构化。据此提出研究建议,以期为教科书使用提供参考。
基础教育学科建设是教育高质量发展的重要支撑。初步构建了指向教育高质量发展的中学化学学科建设的概念和理论体系,提出了相应的内容维度、核心内涵、主要特征、实施原则和实践要素模型,并依据此概念和理论体系,从课程体系、教师队伍、课堂教学、课程资源和教学评价等方面,阐析指向教育高质量发展的中学化学学科建设的实践、成效及展望。
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》对微粒观建构要求,在理论分析和实践探索基础上,建构了初中化学微粒观内涵,明晰了微粒观在初中化学课程中的学习要求;在分析2024年新沪教版义务教育教科书九年级化学教材上下册内容基础上,探讨了微粒观的形成过程及评价指标;提出了初中化学教学中“在直观感知中发展微粒观” “在科学探究中深化微粒观” “在问题解决中应用微粒观”的教学策略。
明确应用DeepSeek开展教学设计的一般流程,并以“质量守恒定律”为例,分别从目标分析设计、教学活动设计和教学评价设计三个基本要素阐述如何应用DeepSeek赋能化学教师开展教学设计。同时指出使用DeepSeek开展教学设计时教师应注意的问题和行之有效的指令,为人工智能背景下化学教师的教学提供有效的参考。
课堂观察是实现教学评价精准化的关键途径。以“多维整合模型”为理论基础,围绕“原子结构与元素性质”一课研制学科能力目标图谱,参照LICC模式,对教师教学与学生学习进行课堂观察,从量化分析、质性评价两个角度,分析各学科能力目标的达标情况,以评价教师的化学学科教学能力,并提出针对性的教学建议。
化学史是化学教育中的不可或缺的宝贵资源,它不仅记录了知识的积累过程,还揭示了科学思想的演变和科学方法的发展。基于化学史,实施“重演式建构”教学,符合教学逻辑和认知逻辑,能帮助学生深入探究知识的起源和形成脉络,揭示知识的本质、结构及其内在联系,构建科学观念与模型,从而培养科学的思维习惯,以及追求真理和严谨求实的科学精神。
对人教版高中化学教材“氯气与水的反应”实验作进一步改进,设计一款便携式、密封、一体化的实验装置。新装置可完成氯气的制备,氯气与水反应及其产物的酸性、漂白性检验,反应产物氯离子的验证以及尾气的处理等,实现氯气的制备、检验、尾气处理的一体化,避免了氯气泄漏风险和水分子运动的干扰,便于课堂演示和学生探究实验。
通过设计双液原电池装置,初步探究铜与浓硝酸的反应。实验表明:电压先升后降且变化缓慢(10-3mV/s),24h内铜片损耗少,说明在本双液原电池中该反应复杂且速率慢;阴极区溶液与硝酸银溶液产生沉淀及使酸性高锰酸钾溶液褪色的现象,证实中间产物有亚硝酸存在。进一步证实,亚硝酸对铜与硝酸反应具有催化作用。装置有效减少颜色干扰,运用传感器测定数据,实现对复杂氧化还原反应过程的分析。
为满足中学阶段对乙酸乙酯、乙醇、卤代烃等挥发性有机物性质实验探究的需要,基于TGS-2620气体传感器开源电子元件、Arduino平台、带双玻璃活塞的E形真空接受管等设计搭建VOCs浓度测量装置。利用该装置可以探究酯化反应中选用饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙酯的实验原理、验证卤代烃水解反应的原理等。实验装置具有测量精准度较高、试剂消耗较少、密闭操作安全便捷等优势。
针对传统明矾晶体制备实验耗时较长、晶体形态不规则的问题,通过调控温度、溶液极性及同离子效应等条件,优化实验参数,探索得出20min左右快速制备正八面体形且对角线长为0.8cm晶核的方法。进一步通过母液悬挂培养与铬钾矾协同结晶的方法,可显著提升晶体生长速率,对角线的增长速度从每天约0.4cm提升至每天约0.7cm,最终得到约2.5cm的晶体。
《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》新增混合型晶体内容,旨在增进学生对晶体结构分类的认识,丰富结构决定性质的教学案例。教学实践中,往往从微粒间作用类型的多样性界定混合型晶体,不仅没有从本原上揭示混合型晶体的结构特征,而且造成了对一些晶体类型的错误认知。通过对混合型晶体的深入研究,明确石墨是“分子晶体+共价晶体”的混合型晶体,理清混合型晶体的概念和特征,分析部分相关的高考试题,为晶体结构的教学和备考提供借鉴。
通过对三个版本教材中实验内容的比较,分别从学习内容、实验设计角度进行分析,寻找金属活动性顺序形成及应用的各种争议的缘由,对金属活动性如何比较、金属与酸反应是否需要控制变量等问题进行再思考。建议教师应学会与教材对话,理解教材编排的意图和所秉持的学术观点,从中找到平衡点,做到兼容并蓄,寻求合适的处理方法,实现“用教材教”的教材观。
新加坡GCE A-Level H2有机化学试题属于新加坡大学化学入学考试的必考内容,且分值占比较高。以2024年考纲为例,对“有机化学”主题的考查方案、考查目标、考查内容进行简介;以2021~2024年试题为例,对其题型分布、知识维度、设问水平、试题情境四方面的试题特点进行归纳总结,据此探讨其对我国高考有机化学试题命制的启示。我国高考有机化学试题命制可部分学习借鉴新加坡优秀试题,丰富题型设置,适当提高问题解决的自主性;创新知识维度考查方式,凸显试题的新颖性;改善试题梯度设计,适当提高试题的开放性;适当融入学术性反应原理,注重信息呈现的逻辑性。