《普通高中化学课程标准(2017年版2025年修订)》依托“结构化课程内容”对学业质量标准进行了重构,明确其评估课程目标达成度的重要功能。横向上将不同素养的相同水平整合在一起,隐含于应用知识解决问题的典型表现中;纵向上描述知识综合应用能力、素养发展水平由低到高的进阶。为“教一学-评”一致性提供了清晰的质量标准框架。实际教学中需秉持产出导向,具象化目标要求;创设真实情境,实施结构化教学;锚定质量标准,落实“教-学-评”一致性。
课程难度是一个多维的概念,与课程时间、课程深度和课程广度有关,其数值大小是预期教育教学结果的重要依据。以“元素周期表,元素周期律”必修内容为例,运用课程难度定量分析模型,对改革开放以来六版人教版高中化学教科书的难度进行比较分析。研究发现,六版教科书的课程广度、课程深度、课程难度的整体变化趋势为先减小后增大,这与改革开放以来高中化学教育的政策方针及课程标准相适配。根据课程难度变化分析,提出针对性的教学建议。
从引言、目标、任务和评价4个维度建构初中化学跨学科实践活动教材分析框架,分析5个版本初中化学教材“基于碳中和理念设计低碳行动方案”跨学科实践活动,进而提出教学实施建议:提出驱动性强且学生熟悉的拟解决的核心问题;制订明确各学科知识技能、活动与收获的目标;设计循序渐进、承载化学核心知识实验的任务;开展综合运用多元评价视角的进阶性跟踪评价。
在新时代核心素养导向的教育改革背景下,化学教师作为课程实施的关键,其教材素养水平直接决定了化学教育的质量与成效。中学化学教师的教材素养包含以下四个方面:化学教材价值认同与功能定位能力;化学教材内容结构与编排逻辑的解析能力;系统审视并科学评判化学教材的能力;运用化学教材重构课堂教学的能力。中学化学教师教材素养是学生素养落地的根本保障,是教师自主发展的核心引擎,是教材内容创新的动力源泉。基于内涵结构与价值导向,中学化学教师可以通过夯实教材编写与设计的理论基础、掌握内容调适与重构的科学方法、融入教材开发与创新的实践研究,以此来发展自身的教材素养。
变化观是化学观念的基本组成部分,也是形成其他化学观念的重要基础。在现行中学化学按初中、高中必修和高中选择性必修顺序设置的课程体系中,变化观的内涵与表现有相应的三个层级。以实验探究为认知起点、循序渐进为发展路径、全程渗透为实施方式是培养学生变化观的有效策略,能促进学生在感性经验积累、理性认识建构、思维品质锤炼的螺旋式递进中,实现变化观的逐级内化与升华。
针对部分初中基础扎实学生进入高中阶段出现不适应的问题,从初高中学习的核心差异切入进行衔接。基于高中化学认知需求,初中阶段应聚焦基础认知启蒙、科学思维培育、学科兴趣激发三类核心素养铺垫;高中阶段则从知识体系建构、思维能力进阶、实验探究升级、教学方法适配四个维度,精准承接初中认知基础,推动学生认识的角度、广度与深度系统性发展。
在“生成式人工智能+教育”深度融合的背景下,以初三“溶液”为学习主题,按照明确主题大概念、选择合适素材、生成游戏代码、测试游戏效果、渲染游戏氛围的一般流程开发电子游戏—“溶液工程师:荒岛求生”。学生在做游戏的过程中,提升了知识应用与问题解决能力。通过实践,初步掌握与生成式人工智能的对话策略和“生成式人工智能+电子游戏”的开发模式。
初中化学“水的组成”因知识表征简单,常被视作简单内容,教学易陷入浅层化困境。研究从知识内在结构视角出发,剖析教学中目标割裂、内容碎片化与评价单一的深层成因,构建“结构化主题为统领-进阶式探究促建构-多元化评价助反馈”的深度学习路径,以期为初中化学中简单知识的深度学习提供一种可操作、可迁移的借鉴。
以“原电池”为例,围绕“科学态度与社会责任”素养,构建素养指标体系和素养水平进阶路径,重构教学流程,将实验探究、模型构建、科学史实、社会议题、科技前沿等融入课堂教学中,推动知识传授与价值引领的深度融合,在化学教学中落实立德树人根本任务,为核心素养在化学课堂中落地提供参考和借鉴。
运用科技文献中磁性纳米四氧化三铁的制备原理,开展高一化学“铁盐和亚铁盐”的项目式教学。引导学生在完成四氧化三铁成分确定及铁源选择、氧化沉淀法制备四氧化三铁、还原沉淀法制备四氧化三铁、制备实验方案与成果展示四个学习任务的基础上,掌握铁盐和亚铁盐的性质、鉴别与转化,建构和巩固“价态与类别”二维认知模型,培养科学探究能力,感受化学学科价值。
备以“巢湖水的净化”为任务开展自制净水器跨学科实践活动,通过重演净水科技史,学生亲历科学技术的迭代过程,将抽象的化学知识置于真实的任务中,学生经历调查、制作、展示、评价、反思、改进等活动,培养运用多学科知识、技术融合解决实际问题的系统思维和动手能力。
设计一种模块化、竖式结构的实验装置,其配件可根据实验需求拆分组合,适配后可分别用于氯气、二氧化硫、氨气或乙烯等气体的制备、净化、性质验证及尾气处理的实验教学。该实验装置组装便捷,可提前完成组装,节省课堂实验时间,还能减少药品用量与气体泄漏风险,有效提升实验的效率和安全性。
针对高中化学“分子间作用力”教学中实验可视化不足、学生理解困难的问题,设计一套新实验,通过宏观界面形状揭示微观作用力强弱。基于表面张力与杨氏方程原理,组合极性/非极性材料(普通玻璃试管/塑料试管、水/CCl₄/植物油),构建了多种三相界面体系,呈现凹液面、平液面和凸液面。实验现象直观印证了“极性相近则作用力强”的规律,且操作安全、简便。
将前沿电致化学发光(ECL)技术引入高中实验教学,构建一个综合性课堂演示实验。该实验使用对pH灵敏的发光试剂,借助电解水析氧、pH响应ECL两种电解池,实现对电催化析氧电极附近局部pH的可视化检测,突破pH试纸和pH计难以进行局部检测的限制,并引导学生运用物质扩散原理解释现象。在此基础上,结合酸解离平衡概念,建立电极表面局部pH与ECL强度的标准曲线,从而实现局部pH的定量检测。该设计不仅能巩固学生的电化学基础知识,更能拓展其视野,有效衔接高中与大学教学内容,激发学生对清洁能源、分析化学等前沿领域的探索兴趣,为培养跨学科创新人才奠定基础。
针对教材实验乙醇被重铬酸钾氧化反应现象不够明显、中间产物乙醛未进行检验等不足进行改进。通过优化硫酸浓度实现不同阶段的颜色变化,采用硝普钠定性检出乙醛,利用乙醛气体传感器实时观察乙醛的产生过程,将定性观察与定量探究整合于一体。改进后的实验颜色变化明显,乙醛检测灵敏可靠,具备数字化、可视化等特点,为乙醇分步氧化机理提供直接证据,具有较强的推广意义。
针对粗盐提纯实验,从方案的设计、优化与精准化三步进阶组织教学:基于物质性质选择沉淀试剂、拟定操作和分离方法,形成定性的提纯方案;基于沉淀溶解平衡原理,确定除杂试剂添加顺序与用量,优化定量的提纯方案;基于杂质含量测定、实现计算或监测滴加操作中微粒浓度的精准除杂,发展学生的科学思维和实验探究能力。