生成式人工智能具有自主学习能力强、资源储备丰富等教育价值，人工智能与教育的融合是教学发展的新趋势。阐述生成式人工智能在中学化学教学中的具体应用路径，涵盖教学准备、教学实施以及教学评价等阶段，同时指出使用人工智能应注意的问题与应对策略，为人工智能背景下的中学化学教学提供有益的思路与方法。

跨学科作为当前重要的教育教学理论，目前很多教学实践未触其理念本质。在教学中重视跨学科思维是落实跨学科这一理念的关键。阐释跨学科思维的内涵与构成，并且通过与项目式学习的对比，总结提炼了发展跨学科思维的学习活动特征。 

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。

以“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”教学为例，在课程思政理念下融合制盐史的发展为情境线索，充分挖掘传统文化的学科价值，引导学生在分析素材的同时初建、修正、完善物质分离提纯的一般模型，通过任务驱动及实验方案实施使学生切身体会除杂的过程，在数字化实验定量视角下结合定性分析除杂过程中的宏微变化，使思政与教学同向并行。 

以课程思政理念为基础，结合思想政治教育元素与价值理念、化学学科核心素养的功能定位，构建高中化学思政元素体系与思政目标体系。认识思政素材的研究视角，分析思政素材资源的类型与来源，明确思政素材资源与思政元素的联结关系，探索行之有效的教学组织方式。 将原本单一的、孤立的思政元素、思政素材有机融入教学各环节中，形成整体的、系统的高中化学课程思政实践路径，促进高中化学课程思政的系统化、常态化教学，实现知识教育与价值教育、能力素质与思想政治素质同向同行的目标。 

基于CNKI数据库，对2013-2023年化学跨学科主题下的202篇文献，使用CiteSpace软件对发文量、关键词及时间线绘制图谱并分析，得出结论：中学化学跨学科发文量较少；研究重点在STEM教育、项目式教学、核心素养、跨学科实践活动，基于目前的研究方向提出展望：深化跨学科相关的理论研究、增强初高中化学跨学科案例开发，加强跨学科实践效果研究。 

采用认知网络分析技术，分析2015至2023年发表的98篇各学科的密室逃脱教育游戏的开发案例文献，而后聚焦到化学学科，对密室逃脱教育游戏进行设计要素的画像，提出化学密室逃脱教育游戏设计的LCSEGM 2024模型和实践应用的建议。

从大单元教学理念来看，初高中化学教学本质上应视作一个有机整体。通过对义务教育科学课程所要培养的核心素养与高中化学学科核心素养构成要素对比，归纳出化学观念、学科思维及科学探究等核心素养的连贯性和层次性，基于初高中化学核心素养的目标要求，提出构建核心素养进阶式表现水平体系及核心素养评估与反馈机制的重要性，从知识、观念、思维和实践四个层面，聚焦分析初高中核心素养衔接和进阶实施策略。

基于跨学科思维过程和跨学科教学效果评估框架建立了教师跨学科教学能力框架，据此编制理科教师跨学科教学能力现状调查问卷和访谈提纲，对六地中学理科教师的跨学科教学能力现状进行调查，发现理科教师跨学科教学能力为中等水平且不存在显著的群体性差异，能力发展主要受到外部支持不足的影响，据此提出促进教师跨学科教学能力发展的建议。

基于化学学科理解的视角，以“电解合成乙醛酸”为载体开展“电解池的工作原理及应用”的复习教学，充分体现电解技术在化学有机合成中独特的应用价值。通过真实生产情境的实践探索，促进学生在“电解池的工作原理及应用”核心概念的认识中实现结构化思维的提升，最终达到发展学生化学学科核心素养的目的。 

“结构决定性质”是化学学科核心观念，是最具化学学科特征的思维方式。建构“结构决定性质”核心观念能够精简凝练教学内容，提升知识结构化水平，增进对学科本原性问题的理解，发展学生学科核心素养。“结构决定性质”核心观念的建构要从课程体系出发整体规划，深入研究和挖掘教学内容，科学设计观念建构教学流程，积极利用评价引导学生建构观念。 

化学反思性教学是提升化学教师教学能力、改善化学教学质量、落实学科育人目标、建设高质量教育体系的重要途径。从教学过程的维度来看，化学反思性教学包括预期性反思、即席性反思和回顾性反思三种。在化学学科中实施反思性教学，应突出反思导向、增强问题意识；强化理念引领、拓展经验视域；关注情绪流动、加深教学体验、完善反思机制、促进教学优化。

以解决“如何实现人人都能‘水上漂’ ”的驱动性问题为主线，借助物理学的受力分析方法，从静电作用角度剖析氢键。通过整合教材中与“氢键”相关的重要内容，对氢键的结构、强度的影响因素和氢键对物质性质的影响进行了系统总结和适当拓展，构建氢键的知识体系，使学生从本质上认识微粒间的相互作用，促进学生知识的结构化、认知的结构化，发展学生学科核心素养。 

通过Arduino和Matlab的串口通讯，实现对苯酚化学性质实验的实时监测和分析。实验中同步监测苯酚的电导率、pH和氧化还原电位，通过数字实验提供数据支持从多个维度理解苯酚的化学性质。创客教育与化学实验的融合旨在激发学生在化学实验设计和创新能力的潜能，为未来教育模式的创新作一些探索。

针对焰色反应实验存在的不足，设计纳米喷雾器进行焰色反应实验改进。改进实验用自制手持分光镜观察焰色反应形成的原子光谱，将焰色反应与原子结构建立联系，从宏微结合视角认识焰色反应。验证了钾的焰色呈紫红色，改进装置同时兼有操作简单、焰色稳定、功能多样等优点，有助于提高实验教学效果，促进学生深度学习。

催化剂浓度是决定反应速率非常重要的因素，实验通过设计Cu ₂₊与不同配体进行作用后形成的不同催化剂浓度，在对过氧化氢-鲁米诺发光体系催化过程中产生不同强度和时长的荧光，从而展现Cu ₂₊与不同配体之间的配位平衡。

 

以“自制CO₂型蚊虫诱捕器”为项目主题，开展初中化学“二氧化碳的实验室制取”的复习教学。学生通过“认识诱蚊原理并探究市售诱蚊剂”“自制家用二氧化碳诱蚊剂”，将“二氧化碳的实验室制取”迁移到现实生活的问题解决中，综合应用工程、技术、生物学和物理学等其他学科的知识设计捕蚊装置并检验产品效果，实现对二氧化碳的制取与性质等知识的再建构，感悟化学学科的应用价值。

构建“任务-形式-评价”融合的测评体系，创设真实情境下的表现性任务。学生基于背景资料和限定实验器材与试剂，经历“像科学家一样”的科学探究和实践过程。教师对照PTA量表对学生的表现包括实验技能和科学探究能力等进行量化打分，客观、全面地评价学生的实验技能和科学探究能力。 

微项目化学习基于真实情境，生发驱动性问题，在问题解决中建构概念，发展迁移、创新思维。学习过程中具有真实性、进阶性、挑战性的驱动性问题的设计是关键。依托若干个微项目案例，阐述初中科学课堂教学中驱动性问题的设计思路、实施策略及实践反思，以期对指向核心概念的科学微项目化学习有所启示。 

“类别与价态”视角通常用于认识“常见的无机物及其应用”。迁移应用“类别与价态”视角开展有机物的教学，能使学生全面认识“乙烯”等物质的化学性质，深化理解加成反应与还原反应的关系。化学教学除了要帮助学生 确立与“官能团”对应的“类别与价态”视角外，还应建构与“化学键”对应的“结构与性质”等多维视角，提高学生全面认识物质性质的能力。

 “结构决定性质”是学生解决化学问题的重要推理方式，明晰结构与性质间的推理关系，从本质上认识 “结构决定性质”，以促成其在不同化学主题中的教学落实。通过明确 “结构决定性质”的内涵，提炼 “结构决定性质”的推理框架，从而对不同主题的化学知识给出具体教学建议。

表现性评价指在真实或模拟真实的情境中评价学生应用知识解决问题能力的一种评价方式。 以“从暖宝宝废渣中提取赭红”为例，分析如何确立指向核心素养的表现性目标，师生联动设计以项目为基础的表现性任务，开发基于学生表现和成果展示的评分规则，并对表现性评价方式和传统评价方式对学生知识、能力、心理、情绪等方面的影响进行比较。 

“化学”的定义是一个化学课程基本问题，标识着化学科学研究对象及本质特征，有利于素养为本的化学课堂教学开展与学生化学观念养成。通过对新中国成立以来21版中学化学课程标准（教学大纲）中“化学”定义进行内容分析，发现其大体历经6个演变阶段，进一步明确研究对象、界定研究层次、凝练本质特征、凸显社会功能、厘清学科性质及拓展概念外延，得出3点教学启示：增强化学定义价值的认同意识，从系统论的角度审视化学定义，关注化学定义涵盖的基本问题。

以素养为本的教学，教师应具备将知识素养化的能力。化学知识的创生包含素养，化学知识的理解养育素养，化学知识的应用体现素养，实践活动能推动知识建构与素养生成的一体化。 要实现知识素养化，应基于大概念实施教学，建构结构化的知识；实施以探究为主的学习，增进化学知识理解；以情境为载体，应用知识解决实际问题。

模型与建模是科学发展的重要元素，也是解决化学问题的重要方法。但在模型的应用过程中容易形成因“过分依赖建模”而导致的“定势思维”。以原电池模型为例，通过引导学生对原电池模型要素进行分析，进而识别出原电池模型变量，完善对原电池模型的认知，形成对原电池的系统化、本质化、全面化认识，以此使学生建立模型变量的认知，发展学生的“模型认知”素养。 

分析传统实验在“沉淀的转化”教学中的薄弱之处，运用钙离子浓度传感器探究硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀的过程。通过软件将钙离子浓度变化的数据绘制成曲线，展现硫酸钙沉淀溶解平衡的破坏、移动、建立新平衡的全过程，揭示沉淀溶解平衡移动和沉淀转化的原理，并为该内容的教学提出建议。 

通过比对加热蒸干氯化铵溶液探究实验的文献结果，对实验做进一步的探究和设计。发现加热氯化铵溶液时，溶液的温度逐渐升高，氯化铵的水解程度增大，盐酸和一水合氨的浓度均增大，两者又在溶液中反应生成氯化铵，直至用小火将其溶液蒸干，可得白色固体。利用硝酸银溶液、稀硝酸、氢氧化钡溶液和红色石蕊试纸进行测试，证明所得白色固体为氯化铵。通过该实验以及查阅文献分析表明，加热氯化铵溶液时，浓度、温度不同得到的产物的结构、存在形式也可能不同。 

以“科学使用84消毒液”为情境，利用氧化还原传感器，通过观测加热相同浓度、相同体积的NaCIO和HCIO溶液的氧化性变化，比较NaCIO和HCIO的氧化性与稳定性强弱。通过观测84消毒液稀释过程的氧化性变化以及静置于空气中的氧化性变化，揭示NaCIO和HCIO的转化关系。将物质的氧化性转化为可测变量——氧化还原电势，通过数据与曲线将物质的性质及其变化过程显性化。实验结果表明，NaCIO的氧化性弱于HCIO，但稳定性强于HCIO；84消毒液在稀释和浸泡使用的过程中，存在NaCIO到HCIO的转化。

学科理解视域下的大单元教学应以发展学生核心素养为主线，依据内容特点和核心素养发展进阶水平，合理构建教学内容。在“物质的多样性”大概念统摄下，重新建构适应学生发展需求的“自然界中的氧元素”大单元，通过对大气、水、地壳中的含氧物质的研究，最终对单元进行整体架构，突出单元主题的价值导向。学生在问题解决中对知识进行结构化梳理，获得认识客观世界的方法，初步形成变化与平衡观念，提升核心素养。

基于“四重表征”教学模式，借助数字化传感器，从pH、离子浓度和能量变化三个角度，设计多组对比实验，对酸碱中和反应体系进行全面探究。将传感器所呈现的微观图像与指示剂的宏观变色现象相结合进行分段式数据分析，并进行符号表征，帮助学生全面理解和掌握酸碱中和反应的变化本质，旨在发展学生的科学思维、落实化学学科核心素养。 

利用铝箔、滤纸、卡式气罐喷火枪、煤炭粉和碱式碳酸铜粉末等简便模拟古法炼铜实验，获得红色光亮颗粒铜。模拟实验取材方便、操作简单、现象明显，适合教师课堂演示和学生课外探究。利用该模拟实验，既能让学生了解古法炼铜的奥秘，又能加深对化学制备方法在金属冶炼中的重要作用的认识。

分析学生可能暴露的错误或不完整的认知结构，在原有实验基础上，分别设计、改进氢氧燃料电池的制备、氯水成分的探究以及NO_x的制备和性质等实验，较好地引导学生进行实验探究。通过实验操作、数据分析和反思讨论，提高了学生的科学素养和实验能力。 

针对电解水实验中可能出现的燃爆、电解液溢出等问题，通过对文献中系列装置改进方案的比较，设计一款加压排水式电解水装置。该装置采取亚克力材料一体化成型，由储液罐、电解管、加压器等组成。 实验表明，该装置 可有效解决可燃性气体的燃爆、电解液溢出等问题，操作简单、现象明显，并有利于学生自主实验。

以新教材实验活动为基础，通过“3xn”教学模式构建“问题-活动-评价”主线，利用开放式球棍模型和自制教具，突破碳原子成键特点教学的重难点问题，驱动学生在搭建活动中分析问题、解决问题，实现知识的内化，培养模 型认知的核心素养。通过课堂效果的评价，对模型搭建活动和课堂教学进行反思。 

围绕社区收集的生活问题，从生活视角走向化学视角，开展项目式学习探索。从微观视角建模认识甲醛的危害原理、用模实施微型检测实验以及探究去除甲醛的方案、结合跨学科视角优化甲醛净化方案。从理论分析到理想实验探究，再进阶至生活中真实复杂的环境问题的解决，发展学生的化学学科核心素养。 

学生的教材笔记是反映学生学习方法、学习态度及学习习惯的重要学习档案。通过大量查阅与对比学生使用过的教材，将初中化学教材笔记的展评进行整体规划。进而结合三个案例阐明如何以教材笔记展评加强过程性评价，诊断并发展学生核心素养，为新课标评价理念在化学课堂落地提供了新的实践思路。 

在参阅文献基础上，从原子结构、能级和电子跃迁等微观角度，阐释不同价态[ Fe、Fe（Ⅱ） Fe（Ⅲ）]和不同形态（单质、氧化物、盐、氢氧化物和配合物）铁元素呈现不同颜色的原因。整合铁及其化合物原子结构与性质、晶体结构与性质的相关概念和知识，旨在为化学教学提供参考。

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。

对乙醇催化氧化实验进行再改进，证明乙醇催化氧化实验的产物中含有乙醛、乙酸和二氧化碳。通过该实验打破了乙醇催化氧化产物只有乙醛的认知，培养了学生“证据推理与模型认知” “科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。 

以2022-2024年7套全国卷有机综合题为例，从命题思路、核心素养、学科能力、必备知识维度，对7套全国卷试题特点进行分析研究。基于有机化学综合题中的重难点构建相应的解题模型，阐释如何利用原型和规律综合推理突破难点，以期为有机综合题的教学和复习提供借鉴。