核心素养是学科育人价值的集中体现,《义务教育化学课程标准(2022年版)》明确化学观念为4个学科核心素养之一,物质转化观作为化学学科特质化的化学观念,其形成有助于实现化学课程的育人功能。通过辨析变化观,审视物质转化观的内涵,并结合史实考究其历史演变,认为经历了以下4个阶段:基于思辨的物质转化观、基于元素组成的物质转化观、基于结构构成的物质转化观和基于反应调控的物质转化观。素养为本的中学化学课堂教学应强调重视发挥“物质的变化与转化”大概念的结构化功能,培养物质转化的认识视角和认识思路,形成认识、改造和保护世界的正确价值观。
钠与氧气加热反应的实验操作、实验现象及产物颜色等存在一定的争议。通过实验及相关文献解读,澄清了几个问题:建议实验中先加热仪器再投钠块;不宜用石棉网、蒸发皿、瓷坩埚等器具盛放钠块,建议使用铝板、铁板或铜板;讨论了过氧化钠颗粒的颜色、过氧化钠颗粒的生成;分析了反应产物中黑色物质形成的原因。
对“SO2与BaCl2溶液无法反应生成BaSO3沉淀”的传统认知的可靠性进行了探究。经过数据分析,可得出常温下当BaCl2溶液的浓度高于0.01mol .L-1时,向其中通入SO2就可以满足生成 BaSO3沉淀所需的溶度积条件。其次,进一步通过融合红外吸收光谱的实验进行验证,在常规实验环境(室温约24℃,未隔绝氧气)下向0.40mol .L-1 BaCl2溶液中通入SO2时,结果显示,两者确实能够反应生成BaSO3,并由于反应环境中的微小尘埃或有氧条件下生成的少量 BaSO4提供了结晶中心,以及因表面吸附、包埋或吸留共沉淀的作用,最终生成了 BaSO3和BaSO4的混合沉淀物。
从理论上分析碳还原氧化铜反应条件温度高、时间长的原因,通过一系列的实验优化和探索,得出碳还原氧化铜的材料选择、混合程度、质量配比、反应温度、反应时间与实验效果的关系。通过反复的实验试验与比较,经数据处理、分析与反思,实现了用酒精灯、小试管等简单的仪器装备,在较短演示时间内完成碳与氧化铜的还原反应,取得了较好的实验教学效果。
“科学态度与社会责任”是科学教育的核心素养,其培育需要理论、载体与实践的系统化整合。通过建构“意识—行为—价值”三层次素养模型,解析“科学态度与社会责任”的本质、要素和价值;基于人教版高中化学教材,揭示“科学态度与社会责任”素养内容的具象表征,从而提出“三线驱动”的教学策略。研究表明,理论建构需回应科学教育的价值诉求,实践路径则要加强教材内容开发与教学策略应用。
以人教版、沪教版和鲁教版新教材为例,对跨学科实践活动编排进行比较分析。在主题选择上,3版本教材的选题来源、编排数目及主题名称有所不同;在编排方式上,皆置于相关单元/章最后部分;在内容组织上,大多采用“目标→任务→成果→交流”的思路。教学中需深度理解与把握跨学科实践活动的内涵属性及育人价值。在深入分析课标和教材的基础上,灵活选择实施的主题及时机。
通过对乙酸钠过饱和溶液结晶的实验现象、结晶原理的分析,以及实验反思与总结,找到如何更好地配制乙酸钠过饱和溶液的数据,并介绍相对高效的乙酸钠过饱和溶液结晶的操作方法。实践过程经历了三个探索阶段,最终确定了乙酸钠过饱和溶液结晶的实验改进方案。
“教-学-评”一体化要求教学全程都需关注学生的学习状态及学习结果。在厘清学情分析内涵的基础上,构建贯穿课前、课中、课后的学情分析连续体,采取恰当的方法对不同阶段的学情进行评估分析,与教学设计及实施过程深度整合,承载对学生的学习进行评估、诊断、反馈并改进的功能。
以新、旧人教版初中化学教材为研究对象,运用文本分析法,比较分析新、旧人教版初中化学教材实验内容的变化,进而提出融入各类化学实验,落实跨学科课时任务;聚焦以问题为引领,完整经历探究过程;定性定量对比教学,凸显客观性精确性;重视实验安全教育,密切联系生活实际等初中化学实验内容的教学建议,以期为化学教师开展实验教学提供参考,助力初中化学新教材的实施。
由聚四氟乙烯和聚乙烯的稳定性成因,引发对键的极性与共价键的稳定性关系的探讨,不仅要考虑键能、溶剂化热等热力学因素,还需分析反应历程中空间效应、过渡态能量高低等动力学因素的影响。键的极性作为共价键的重要性质,其强弱不仅影响着共价键在不同环境下的断裂方式,对键能和共价键的动力学活性均有一定程度的影响。
以化学史情境贯穿课堂教学,通过进阶式教学活动设计,有机融合鲍林角色扮演与科学史叙事,引导学生亲历“模型证伪-理论重构-应用检验”的科学思维过程,自主构建杂化轨道理论的知识体系。在此基础上渗透科学家精神培育,最终构筑起“知识-能力-价值”三维育人框架,促进化学学科核心素养的融合发展。
《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。
阐释生成式人工智能在高三化学教学中的应用价值,分析DeepSeek在高三“催化剂”教学中的实施路径,提出化学教学中应用生成式人工智能的实施建议,为一线教师利用生成式人工智能开展教学提供借鉴。
以“守护南昌水脉,共筑生态家园”为项目主题,综合化学、地理、生物、道德与法治等学科内容,通过“明确项目主题” “调研南昌市水资源现状及其影响” “制定水的净化方案” “我为水资源发声” “展示项目成果”等五个关键任务,串联多学科知识与熟悉的真实生活情境,共同审视、协同解决南昌市水资源问题,促进学生形成节约资源,保护环境的良好习惯。
以“蓝晒艺术创作”为跨学科项目教学主题,通过了解蓝晒制作方法与原理、优化蓝晒制作工艺、蓝晒原理再应用三个环节,形成以化学实验为主的多样化探究活动,引导学生在融合化学、信息技术、美术等跨学科知识解决问题的过程中,迁移运用蓝晒艺术蕴含的光化学原理,落实氧化还原反应、影响化学反应速率的因素等知识,渗透以宏微结合视角分析问题的思想,培养学生良好的审美情趣,感受科学与艺术之间的紧密关联。
蓝晒法是一种借助阳光成像的古典印相工艺,能够在纸上产生持久的蓝色图像。通过自制紫外灯箱优化曝光方式,采用丰富的实验材料、多样的显影剂,便于学生在实验探究中创作可保存的具有个性化的蓝晒作品。实验充满趣味性和可操作性,适合课堂分组实验和科普实践活动。
“证据推理与模型认知”的内在关系剖析——以“原电池”为例
“证据推理与模型认知”是重要的化学学科方法类素养,基于证据的推理与模型建构也是概念学习重要的思维方法。根据科学学习研究的框架理论进一步解读“证据推理与模型认知”素养的内涵,并以“原电池”的学习为例剖析“证据推理”与“模型认知”之间的关系,在此基础上提出培养该素养的教学建议。
新课标倡导大概念统领下的单元整体教学设计,教材是教师组织教学的重要资源。从单元主题、前后逻辑、知识逻辑和认知逻辑四个维度,对不同版本高中化学必修教材“化学反应与能量转化”单元进行比较,以此理解教材编排的逻辑结构和思路;整合不同版本教材编排优点,对教材单元进行“二次开发”,建构有逻辑的教学单元,实现知识结构化。
大概念统领下的初中化学单元项目式教学设计——以“我是航空燃料设计师”为例
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围绕“物质的变化与转化”大概念,对“能源的合理利用与开发”单元进行重构,以“飞机燃烧室有什么秘密” “航空燃料如何选择”及“未来燃料如何设计”三个真实问题为情境驱动,开展“我是航空燃料设计师”的单元项目式学习。实践表明,该项目可有效加强学生大概念的建构,促进学科观念及高阶思维的形成,落实核心素养的发展。
当前化学教育正经历着从知识传授向能力培养的转变,核心素养的落实成为教学改革的核心任务,“素养为本”的课堂教学应注重培养学生的参与意识和决策能力。作为课堂教学的重要载体,研究教材中的决策型问题,可为日常教学带来启示。采用内容分析法,以新人教版高中化学教材为对象,分别从问题类型、内容呈现及教学作用三个维度对其中的决策型问题进行分析,并在此基础上探讨相应的教学建议。
不同版本高中化学教材中STSE情境习题的比较研究——以无机元素化合物为例
烷基作为有机物中最常见的基团,当与不饱和碳原子或碳正离子等相连时,表现的给电子效应归因于超共轭效应的主导。在比较有机物的酸碱性时,综合考虑烷基的超共轭效应及溶剂化效应的影响,中学教材一般会将烷基简化处理为给电子基。但在学习迁移中,许多问题的解释只有假定烷基相对于H具有诱导吸电子效应才合理。
化学核心素养承担着衡量学生化学综合素质发展水平高低的重要使命。基于文献法对化学核心素养的内涵理解、核心观点及其测评发展进行系统梳理,聚焦学界在该领域的研究现状及趋势,然后从内容、维度和方法三个方面对当前研究展开了反思,旨在为进一步探索提供参考。
以初中科学“走进微观世界”为例,基于“三重表征”理论,在教学中通过“宏观现象、微观本质、模型表征”三者的转化,帮助学生逐步建构物质的微观模型。通过模型的进阶和优化,实现学生对分子认识的螺旋式上升,同时培养学生的微粒观和模型建构思维。