高中生化学符号表征能力的测评研究

学生化学符号表征能力的高低,直接影响学生能否科学地思考和解决化学问题,反映了学生化学学习的水平。依据化学学习的特点,对化学符号表征能力进行了水平构建,开发和优化了测量工具,并且实施了能力测量及数据分析。研究显示符号表征能力测量工具具有良好的信度、效度。大样本测试数据表明：高一和高二学生的符号表征能力并没有显著性差异,而都与高三学生有显著性差异;3类不同层次学校的学生在符号表征能力上具有显著性差异;男生的符号表征能力高于女生。     

共价键理论发展史及其教育价值

共价键理论是化学学科的核心内容,基于认识视角梳理共价键的发展史,将共价键理论的形成和发展分为4个阶段,现象阶段：初识物质结合方式;表征阶段：探索微粒结合过程;本质阶段：揭示共价键形成实质;发展阶段：解释物质结构与性质。共价键历史的发展阶段与教材的编排一脉相承,结合学生的认知发展,有以下教育价值：(1)凸显学科思想方法;(2)持续发展学生认识进阶;(3)促进学生素养形成。     

九年级学生三重表征转换能力的发展过程:基于眼动的证据*

九年级学生在化学学习的过程中开始建立三重表征思维,同时,不同学业水平学生的三重表征转换能力会出现分化。为了探究学生在各个阶段三重表征转换能力的发展特点,采用眼动分析法对12名九年级学生进行了一学期的追踪实验。研究发现:(1)入门时期,学生进行不同表征之间转换的能力是有差异的,并且表现出转换和逆向转换能力的不对称性特点。学优生与学中生、学困生的三重表征转换能力有明显差异,但学中生与学困生的三重表征转换能力还没有表现出明显差异。(2)突破时期,学生进行宏观(中心)、符号(中心)、微观(中心)转换的注视点个数、测试总时间没有表现出统计学差异。学优生与学中生的转换能力分化更明显,学中生与学困生开始出现差异。(3)深化时期,学生宏观(中心)表征能力最强,符号(中心)表征能力次之,微观(中心)表征能力最弱。学优生与学中生、学困生的转换能力差异显著,学中生的间接转换频率明显增加。     

利用基于交互技术的学习活动突破共价键教学难点

探讨了当前共价键教学存在的问题,提出利用交互课件实施课堂教学活动的流程和步骤;通过活动的实施,让学生自己建构共价键知识,建立空间思维能力,并对常见的共价键分子(H2、HCl、Cl2、O2、N2)形成化学键的课堂活动过程进行了介绍,强调教师在整个活动中的主要职责是引导学生正确实施活动中的各环节、提示其观察实验现象、帮助其总结和归纳共价键成键特征和规律。     

学优生与学困生概念内部表征的差异研究——以离子反应为例

离子反应是高中化学的重点内容,也是学生学习的难点.通过调查发现:学优生与学困生对于离子反应的相关概念,在表征的数量、表征的形式、表征的程度以及角度方面都存在着差异.期望通过探究不同学生关于概念表征差异的原因,研究得出高质量的概念内部表征的特点,进而制订有效的概念转变策略,同时对影响概念表征的2个因素:学生已有认知结构和外部表征的结构化程度进行简单探讨,从而为教师的有效教学提供参考依据.     

对羰基结构的极性与极化性的讨论

共价键的极性和极化性是表征共价键性质的两个物理量,是两个不同的概念。在有机化学教学中,特别是在解释化合物的结构与化学性质的关系方面,都十分重要。然而,笔者发现,一些有机化学教科书在羰基结构这部分内容中,常将两个概念相互混淆,让人读起来似是而非。例如有的教材写道:“由于氧原子的电负性较碳原子大,羰基的π电子云就偏向于氧原子方面,使羰基发生了极化,羰基的碳原子带有部分正电荷,而氧原子带有部分负电荷。”这种认为由     

共价键极性的讨论

根据元素原子在不同化学环境下吸引电子能力的差异性,指出了化学环境对极性共价键和非极性共价键的影响。     

基于非共价键作用力的纳米粒子层层组装薄膜

非共价键作用力常被用来构筑各种超分子结构,最有效的非共价键驱动力是静电相互作用力,被广泛应用于聚离子间的层层组装.本文简要介绍了基于非共价键驱动力的纳米粒子层层组装薄膜的制备及其组成、表面形貌、厚度和结构等的表征方法;分析了多层组装薄膜形成的普遍原理,认为静电相互作用力可能是主要成膜驱动力;归纳了现今比较常见的几种纳米粒子层层组装的类型,并总结了纳米粒子层层组装潜在的应用前景.     

基于计算化学的探究式共价键教学设计

针对共价键教学中存在的问题,探讨了将计算化学技术作为探究工具,引入到共价键探究教学过程中。通过共价键形成过程中轨道重叠程度、键长和体系能量变化等数据,深刻揭示共价键成键的本质,给学生专家级的探究体验。同时强调化学学科方法思想和知识准备的作用,使探究活动更具科学价值。     

化学学习中"宏观-微观-符号"三重表征的研究

“宏观-微观-符号”三重表征是体现化学学科特征的思维方式,能增进学生对化学知识的理解。本研究在对三重表征思维方式进行分析的基础上,采用问卷调查的方法,对不同群体学生化学学习三重表征水平进行了探查和分析,为化学教学提供了一个新的视角。     

L-色氨酸功能化多壁碳纳米管的制备与表征

采用L-色氨酸作为修饰剂,制备了一种新型功能化的多壁碳纳米管,并对其进行了表征。红外光谱和电化学实验均证实碳纳米管和色氨酸是通过酰胺键共价键合的。其中,循环伏安实验中0V附近羧基峰的消失与红外光谱中N-酰化氨基酸的—C=O峰的形成相对应,证明了共价键的形成。     

共价键稳定性的影响因素

虽然小分子中的共价键强度可以很方便地通过高斯计算而相当准确地得到,一些手册和数据库中也可以直接查出部分键能/离解能数据,但共价键的强弱变化的影响因素分析在化学教学中仍然显得非常重要。共价键的强弱与成键原子及其环境密切相关,其中成键原子因素主要包括原子半径、成键类型、成键轨道类型、相对论效应、电负性、成键数量、反馈效应和孤电子对效应,而成键环境因素包括键间张力效应、离域效应、次级化学键效应、诱导效应和位阻效应。在教学中,我们可以通过对化学键影响因素的分析帮助学生理解共价键键能的变化规律。本文分析了影响共价键强弱的主要因素,并介绍了这种分析思路在化学教学中的应用。     

不同发展阶段高中化学教师的PCK表征研究*——以“物质的量”主题为例

为探讨不同发展阶段的高中化学教师对于“物质的量”主题的认识,聚焦学科教学知识(PCK)的2个基本组成部分:(1)学生理解的知识,(2)教学策略和表征知识。基于PCK课堂观察量表和CoRe模型,对比分析新手、熟手、专家型教师关于“物质的量”主题的PCK表征。研究结果表明,不同发展阶段化学教师的PCK存在差异,教师对学生知识的理解影响了教学策略和表征方式的决策。     

怎样讲述键的极性

在现行高中化学课本中,有关极性键和非极性键的概念是这样阐述的：“在单质分子中,同种原子形成的共价键,两个原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,这两个电子在键的中央出现的机会最多,成键的原子都不显电性。这样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键。”“在化合物的分子中,不同种原子形成的共价键,由于不同原子吸引电子的能力不同,共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方,也就是说,靠近吸引电子能力强的原子一方电子云比较密集。因而吸引电子能力强的原子就带部分负电荷,吸引电子能力较弱的原子就带部分正电荷,这样的共价键叫极性共价键,简称极性键”。     

氧化石墨烯分离膜机械性能调控

氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)片层组装制备的分离膜,具有可调控的纳米通道和独特的分离性能,是一种很有前景的分离材料,但较差的机械性能制约了其实际应用。将活性分子、阳离子等粒子引入到GO膜的片层间,利用其与GO形成的稳定键合可提高GO膜的机械性能。本文综述了国内外在GO膜机械性能调控方面的研究进展。依据引入的粒子与GO成键的类型可分为共价键法和非共价键法,其中共价键法又分为大分子共价键法和小分子共价键法,非共价键法分为氢键法、π-π键法和离子键法。无论共价键法还是非共价键法都能显著提升GO膜的机械性能,其中共价键法对GO复合膜的增强效果优于非共价键法,大分子共价键法优于小分子共价键法。最后,阐述了现有方法存在的问题,并对未来的发展前景做出了展望。     

PEG接枝氧化石墨烯的制备与细胞成像

通过酯化反应将不同分子量的聚乙二醇(PEG)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,得到系列GO-PEG。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)对GO-PEG的结构和形貌进行了表征,用热重分析(TGA)测定了GO-PEG中PEG的接枝量。SEM结果表明GO-PEG的剥离程度高于GO。GO-PEG在磷酸盐缓冲溶液中具有良好的分散稳定性,稳定性与接枝量呈正相关。GO-PEG通过非共价键合作用对荧光素(Flu)的负载量可达1.75 mg·mg-1,且负载量受接枝量影响;另外,GO-PEG对Flu的释放行为具有pH值触发药物释放性能。将接枝PEG的端羟基与Flu共价键合,所得GO-PEG6000-Flu荧光探针实现了对HepG2细胞的成像。     

初三学生化学三重表征转化的眼动实验研究

化学三重表征研究一直深受国内外学者的重视,目前,初级表征的研究已有一定的理论基础,但是,次级表征（即不同表征水平之间的转化）的研究仍是研究的弱点和难点。纸笔检测、口语报告研究方法都存在一定的局限。为了从信息加工过程研究三重表征间转化的基本特点,采用眼动分析法对12名初三学生进行3×3两因素混合实验。结果显示：（1）在初三上册期末,学优生基本可以进行三重表征之间的直接转化;（2）学中生符号表征较强且依赖于符号表征,表现出“双通道协同加工”现象,符号—宏观、微观转化水平较强,宏观—微观、符号和微观—符号、宏观转化水平较弱;（3）学困生普遍缺乏三重表征的思维和意识,三重表征间的转化水平较低,相比较而言,符号-宏观、微观表征转化稍强于宏观-微观、符号表征转化和微观-符号、宏观表征转化。     

超分子聚合机理

与共价键聚合物由单体(M1)通过共价键连接不同,超分子聚合物是由单体(M2)通过非共价键连接而成的长链大分子。聚合包括分子聚合和超分子聚合。超分子聚合描述M2通过非共价键自组装形成超分子聚合物的过程,涉及氢键、π-π堆砌型和立体匹配等驱动力以及分子识别、协同性等特征,与M1通过共价键形成聚合物的过程(分子聚合)不同。为了理解超分子聚合物链结构形成机理,本文分析和讨论超分子聚合的三个主要机理:(1)线性链生长;(2)螺旋链生长;(3)拓扑链生长。     

先锋褐煤的热处理和水热处理改质

通过先锋褐煤热处理和水热处理,结合处理煤结构与性质表征,研究了热处理和水热处理对先锋褐煤结构、抽提和溶胀性能的影响,探讨了热处理过程水的作用。结果表明,低于热解温度下的热处理以非共价键解缔合及部分弱共价键热解为主,水与煤的水热反应能够抑制水热处理过程中煤的热解和小分子化合物释放。高温热处理以热解和脱氧为主,水热反应可以稳定煤热解活性基团,避免其二次裂解和交联,在一定程度上提高处理煤的混合溶剂抽提率,改善其溶胀性能。     

非共价键交联海藻酸钠水凝胶的制备与性能

天然多糖海藻酸钠制备的水凝胶具有优越的生物相容性和生物组织相似性,作为生物医用材料在药物控制释放、组织工程支架、抗菌材料及创伤敷料等领域发挥着越来越大的作用。本文在介绍海藻酸钠物化性质的基础上,重点综述了非共价键交联(静电作用、氢键、范德华力、亲疏水作用等)海藻酸钠水凝胶的制备方法以及性能表征方法,最后讨论了制备方法及性能表征研究中的一些需要解决的问题。