以深度的科学探究促进初中生高阶思维能力发展*——以“酸和碱的中和反应”为例

针对学生在学习“酸和碱的中和反应”中普遍存在的“被动接受具体知识、缺失开展真实科学探究的思路、机械记忆中和反应规律、缺乏批判质疑精神及高阶思维能力不足”等倾向问题,设置了驱动性问题链协助学生搭建“情境问题”与“真实的科学探究”间的思路桥梁,在深度的科学探究中发展学生的发散性思维、有序思维、多角度分析问题、设计创造思维、逻辑严密的推理及评价反思等高阶思维能力。课堂教学中营造轻松、舒适的交流讨论环境,有益于学生之间碰撞出思维的火花、激发出创造的灵感。课堂观察表明,深度科学探究教学的实施,有效提升了学生的高阶思维能力及解决问题的能力。     

以层层深入的问题引导计算思维模型建构* ——以“化学反应中含杂质物质质量的计算”为例

针对学生在学习“依据化学方程式的计算”中普遍存在的“机械记忆解题步骤、怠于探求问题背后深层原因、将化学问题沦为单纯的数学计算”等倾向问题,采用层层深入的问题设置来激发学生深度思维,促使学生将已有知识链条化、结构化,同时将内在的思维链条外化,逐步搭建解决问题的一般思维模型,以此促进学生对化学核心概念和原理的深度理解。在初步建模的基础上,进一步引导学生对“化学反应中含杂质物质质量的计算”的具体问题再次建模,逐步形成“依据化学方程式的计算”类问题的解决图式。调查数据表明,经过思维建模及其应用有效发展了学生的深度思维能力和问题解决能力。     

深度学习视域下“线上线下”混合式教学模式应用实践*——以“无机与分析化学”课程为例

深度学习视域下“线上线下”混合式教学模式的核心是学生的深度参与、高级学习策略的使用及教师的优质讲授,最终实现学生深度学习能力的养成。“无机与分析化学”线上线下混合式教学通过在线预习、课堂讨论、课前课后测试、实践教学等多种教学设计,让学生化“被动”学习为“主动”学习,深度参与,锻炼学生自主学习能力,增强学生团队协作及解决复杂工程问题的能力,启发学生创新应用能力。     

基于思维导图发展化学学科核心素养的“醇”教学设计*

基于思维导图架构知识模块,提出“醇”的“六环式”教学模式:“导”“馈”“联”“寻”“攀”“展”。以思维导航、问题学习、讨论活动为教学活动的主线,结合生活化教学情境的创设,由浅入深地探索问题,旨在教学活动中建构和发展化学学科核心素养。     

“电离与离子反应”的单元教学设计与实施*——食盐精制:从微观角度看粗盐中可溶性杂质的去除

在“食盐精制:从微观角度看粗盐中可溶性杂质的去除”的单元教学中,通过初识粗盐中的杂质、微观角度看氯化钠、微观角度看粗盐溶液、微观角度认识除杂方法、设计除杂方案并实施等活动,促进学生理解与应用电离、离子反应等核心概念,引领学生解决真实问题,形成解决除杂实验问题的基本思路,实现能力素养的发展。经过多轮次教学改进,结合教学实践及其教学效果抽提出“聚焦核心概念和学生必做实验,实现认识能力的进阶与实际问题解决过程高度融合”“通过学科实践及实验探究,建立宏观、微观、符号关联,突出证据推理,构建思维模型”“通过持续性评价活动,外显学生的前概念,促进概念转变,形成化学学科思维方式”等教学策略。     

基于深度学习的有机合成复习课教学实践*——常见高分子材料的用途与合成

基于深度学习理念,以“常见高分子材料的用途与合成”为学习主题,开展关于有机合成复习课的教学实践。指出在有机合成的复习课,开展深度学习有利于激发学生的学习需求、调动学生高阶思维、让学生迁移运用所学知识。基于深度学习的教学设计需要把握挑战性学习主题、深度学习目标、深度学习活动和持续性评价4大要素。提出课前应引导学生开展挑战性学习主题的项目调研;课上应创设引导学生深度学习的问题情境,促进学生高阶思维的发展;课后应让学生以思维导图的形式理顺有机合成的一般方法等,为教师开展基于深度学习的教学实践提供参考。     

基于“虚拟化学实验室”的在线课堂深度学习*—以“价层电子对互斥模型(VSEPR)”在线教学设计为例

在线课堂作为一种远程教育方式,往往会导致学生缺乏学习社区感。面对抽象的理论性知识,学生易陷入一种“离身”的困境。基于此,借助虚拟化学实验室,设计一堂“身临其境”“做中学”的价层电子对互斥模型课,实现“抽象内容具身认知化”“在线学习互动现实化”的在线课堂深度学习。     

大学有机化学“五维度”教学新策略——以“芳烃的亲电取代和亲核取代反应”为例

介绍了大学有机化学“强理念、重思维、活课堂、共育人、乐钻研”五维度教学新策略的内涵与实践。以线下教学为主,腾讯会议和慕课为辅助,践行“有机化学是科学也是艺术”的教学理念;采用多循环“疑探式”教学方式,辨析亲电试剂和亲核试剂的多样性;注重培养学生多种科学思维的综合运用;强化“文献预习”“练习讲解”“综合作业”“师生互动”等多个教学环节,加深学生对知识的理解与应用,提升学生在课堂中的参与度,着重培养学生的科学思维和人文素养、自主学习与团队合作精神。     

以实验和论证为杠杆撬动化学概念深度学习*——以“分子与原子”教学为例

以倡导“理解与批判、联系与构建、迁移与应用”的深度学习为理念,围绕“分子与原子的概念”比较教材与文献的设计思路,调整认知脉络,着力解决“概念学习过程中实验探究少,宏观现象进入微观分析的相关实验不匹配,忽略证据推理、变化观念与平衡思想核心素养”等不足。设计“3种形态的碘与淀粉的反应、H2O2溶液与品红反应、H2O2溶液的分解反应”3组实验,设置学生画分子模型、画H2O2分子分解的微观过程等活动,提炼“物质种类、分子种类、物质性质之间的关系是什么？你从实验中找到哪些证据支持观点？前2个单元的实验,还有哪些可作为论证的依据？”等问题,引发学生充分论证。“实验、活动、问题、论证”环环相扣,促成教学内容的有效结构化,通过化学概念的深度学习实现化学学科核心素养的发展。     

基于模型认知的“价层电子对互斥理论”学习进阶设计*

遵循学生认知发展的客观规律,以及化学学科核心素养“模型认知”由低到高的水平划分,借助PhET互动仿真模型平台,通过虚拟的分子模型搭建和真实的分子构型对比,将“成键电子”“孤对电子”和“价层电子对”等抽象知识,融入认识模型、理解模型、运用模型和建构模型的递进式学习进阶设计中,在促进学生对互斥行为深度理解的同时,避免了虚拟可视化模型的过度类比可能导致的“相异构想”。     

基于认识化学正向价值的教学实践——以“二氧化碳*”为例

模拟大型科普求真类节目《是真的吗？》创设学习氛围;通过基于生活生产实际的“日常灭火可否用N₂代替CO₂”“深海捕获CO₂可否调控温室效应”“石油采矿业中,向油井下注射1吨CO₂可否增产原油3~5吨”“用石灰水可否保鲜鸡蛋”等4个核心问题及3个真假难辨的小问题,引导学生从化学的正向视角深刻认识二氧化碳的性质;利用移动磁贴板设计板书,引导学生经历并建构结构化知识体系。     

本科实验课程中的主观能动性激励方法

本科生实验课程是对理论知识进行实践的重要环节。为提高本科生在实验过程中对实验理论和技能的理性认识,增强自主学习的意识和兴趣,提出了“理论质疑”和“步骤调整”的方法,以激励学生在实验过程中能更好地发挥创造性思维,提升实验操作能力。该方法经过作者在指导本科生基础有机化学实验的过程中证明,学生在实验过程中的积极性得到明显提升,增强了对所学理论知识的认识和理解,更善于提出新的科学问题,能对实验方法的合理性和继续改进提出新的见解,理解了“尽信书不如无书”的道理。     

激光显微拉曼光谱仪在本科实验教学中的应用

拉曼光谱作为一种无损检测的指纹光谱是科研中的主要表征手段。激光显微拉曼光谱实验教学通过测试科研中的样品让学生了解拉曼测试的重要性以及科研的分析方法,构建科学研究和实验教学的桥梁。本实验课程同时安排创新探索实验,培养学生的自主学习兴趣和科研创新能力。通过本实验的学习,让学生们了解目前先进的分析手段和先进的大型仪器,有利于学生综合实验素质及科研能力的培养,为以后从事科学研究及相关工作所需综合能力的培养打下坚实的基础。     

基于模型建构的“初中化学用语”教学*——从知识传递走向深度学习

通过化学用语认识模型的建构,彰显其教学功能价值,为内隐的“心智模型”与外显的“符号模型”之间建立可能的联系和发展。运用“联想与建构”“迁移与体验”“本质与变化”等教学策略,实现化学用语的教学从内容传递走向深度学习。     

新手熟手初中化学教师课堂教学行为特征的比较研究*——以“酸和碱”单元教学为例

通过对新手化学教师和熟手化学教师各4节“酸和碱”单元常态课堂中教师使用教学行为链、教学行为对在时间和频次等方面的特征进行对比分析发现,在教学行为链上,新、熟手化学教师都会在较高水平的教学行为链上花费更多的时间,熟手化学教师高水平教学行为链在频次上的占比要优于新手化学教师,在不同教学行为链时间安排上的合理性要更高一些;在教学行为对上,新、熟手化学教师都多以“问”和“讲”,学生多以“答”的方式来展开课堂活动,熟手化学教师在每一次“动”和“思”上所用时间要明显高于新手化学教师,学生参与课堂的水平上,熟手化学教师要优于新手化学教师。得出如下启示:与熟手化学教师相比,新手化学教师应有效地组织和安排课堂教学行为,注重对“酸和碱”学科内容本身及其教学的驾驭。无论是熟手还是新手化学教师均应进一步给予学生课堂参与的机会。     

"元素化学实验"中的热致变色现象(二)——部分Cr(Ⅲ)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨

在认识部分Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及变色机理的基础上,因势利导,创设问题“情境”,即再通过生动直观的演示实验,引导学生进一步认识一些Cr(Ⅲ)化合物的热致变色现象及其影响因素,引导和启发学生探讨和解释其热致变色的机理。进一步培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理、总结和探索规律的能力以及“批判性”思维能力。     

“元素化学实验”中的热致变色现象(一)——部分Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及其变色机理探讨

以探讨Co²⁺鉴定实验过程中意外发现在适量CoCl₂溶液中加入适量NH₄SCN溶液的体系具有可逆热致变色现象为切入点,在分析和探讨其热致变色机理的基础上,顺势通过"先做后教、以做定教"实验教学的"翻转课堂"模式,即学生完成元素化学实验,具有亲身经历和切身体会后,以"问题"为导向,以生动直观的演示实验现象为基础,引导学生直观认识一些Co(Ⅱ)化合物的热致变色现象及其影响因素,启发学生应用化学原理与化学知识解释和探讨热致变色现象产生的本质,以加深学生对配合物的结构、性质以及分裂能概念的理解,培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理、总结和探索规律的能力以及"批判性"思维能力。     

初中生化学方程式前概念及其影响因素探查研究*

根据自编的“初中生化学方程式前概念及其影响因素”探查问卷,了解初中生可能在化学方程式的概念内涵(概念、意义、“+”和“=”的含义等)和外延(化学符号的重要性、化学方程式的唯一性、化学方程式与数学方程式的关系)方面存在的前概念认识,探查学生背景信息以及学习环境、学习方式、已有化学知识水平等外在因素的影响。对石家庄市某中学即将学习化学方程式的学生的176份有效问卷和8位学生的访谈分析结果表明,初中生化学方程式的前概念虽然在班级类型、数学成绩、课外书阅读类型、已有化学知识水平方面存在差异,很多已有认识与科学概念一致,但学生的认识并不全面,甚至有部分偏差认识。分析初中生化学方程式的前概念内容,建议化学方程式的教学重点是帮助学生从宏观与微观、定性与定量相结合角度认识化学方程式,理解不同化学符号的功能和价值。     

中学生“原子结构”相异构想的认知成因分析及转变策略

物质结构内容的抽象性导致学生产生大量的相异构想,影响着学生对化学概念的学习和深刻理解。通过整合国内外相关研究结果,从思维的视角分析了中学生“原子结构”相异构想产生的原因,并提出转变学生相异构想、促进概念理解的教学策略。     

"鸡尾酒"实验——无机元素化学实验中美育迁移作用的探索

以“美育”内涵中“培养发现美的能力”为契合点,借助大一新生在无机元素化学实验中发现美时获取的成就感,引导学生在追求“美丽”实验结果的过程中,自发地对基本操作进行训练和提高,由此发挥美育在无机化学实验教学过程中的迁移作用。以钴离子形成多色配合物为“点”,带动学生持续发现实验中更多的“美”,逐步培养细心、耐心和恒心的素养。同时,在新高考、新生源背景下,注重大一新生化学学习兴趣的提高,将直接影响到其对专业的认知及职业的认同,因而其积极作用是不容忽视且意义深远的。