学习进阶本土化研究的意义及面临的问题

基于学习进阶(LPs)在美国新一轮科学教育改革中的重要地位和意义,结合我国科学教育新课程改革实施以来的进展与反思,阐述了学习进阶的本土化研究,对学生的认知发展、教师的教学与评价、课程标准及教科书的修订完善、科学素养的培养等方面的意义,分析了学习进阶的"本土化"研究过程中,在融入国内课程与教学、研究思路与方法等方面所面临的一些亟待解决的问题。     

通过负离子与RAFT机理转换法合成嵌段序列可控的三嵌段共聚物

利用负离子和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合之间的机理转换,通过顺序加料制备了含有聚异戊二烯(PI)、聚苯乙烯(PS)和聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的ABC、ACB以及BAC序列的三嵌段共聚物.机理转换系通过将负离子聚合产物活性端基与二硫化碳和卤代烃反应,将其转化成双硫酯基团,并作为大分子RAFT试剂,调控第二或第三嵌段的合成.通过调节不同单体的聚合顺序,制备了用同种聚合方法难以制备的、嵌段序列可控的三嵌段共聚物.用体积排除色谱(SEC)和核磁共振谱(NMR)等对产物进行了表征.     

分子间作用力的学习进阶研究

研究分子间作用力的发展史、前沿应用和学情后设计分子间作用力的学习进阶、整体教学规划流程图、真实情境和教学设计,以培养学生关键能力与核心素养。研究认为,教师深刻的学科理解和对学生水平准确评估是设计进阶的基础,精选教学情境是促进学生关键能力和核心素养进阶的有力保障,使用实物模型和形象比喻是促进学生进阶的重要方式。     

超临界CO2中苯乙烯RAFT分散聚合

以末端带有三硫代碳酸酯的聚二甲基硅氧烷(PDMS-TTC)为大分子链转移剂,在超临界CO2中通过苯乙烯的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备了聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯(PDMS-b-PS)嵌段共聚物,对聚合反应动力学以及产物的组成、分子量和形貌等进行了表征.由于PDMS链段可溶于超临界CO2而PS链段不溶,因此在超临界CO2中制备PDMS-b-PS嵌段共聚物的过程是以嵌段共聚物自身作为分散稳定剂的RAFT分散聚合,产物为粒径较均一的球形颗粒.     

基于双锂法的炔基功能化热塑性弹性体的合成

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段聚合物(SIS)是目前广泛使用的一种热塑性弹性体(TPE)材料, 建立高效、 精准、 普适的SIS功能化方法一直是提高TPE材料性能的关键. 首先, 利用双烯单体与单官能度引发剂的反应合成了双官能度的双锂引发剂; 然后采用双锂引发法, 以炔基功能化单体封端, 高效合成了α,ω-端炔基官能化SIS聚合物. 采用叔丁醇锂作为异戊二烯聚合段的调节剂, 叔丁醇钾作为苯乙烯聚合段的调节剂, 合成了低乙烯基结构含量(5.8%)、 窄分子量分布(<1.17)的SIS三嵌段聚合物; 再向SIS三嵌段聚合物中一步加入炔基官能化的1,1-二苯基乙烯(DPE)衍生物进行封端, 以高于90%的收率高效合成了α,ω-端炔基官能化SIS三嵌段模块聚合物, 借助炔基的高效点击反应, 实现了功能化及拓扑化TPE材料的制备.     

共轭效应的本质及其在有机反应中的特殊性

共轭效应是有机化学中特别重要的电子效应之一,存在于共轭体系之中;大学有机化学教学目标要求学生掌握并能熟练应用共轭效应理论解决有机化学中的实际问题。由于共轭效应涉及微观认知,学生普遍感觉不易理解。但作为教学重点与难点,又必须掌握;同时也是学生大学毕业后继续深造学习所必须的基础理论知识,理解、掌握并能熟练应用该理论知识解决有机化学中的学习问题显得尤为重要。本文采用密度泛函理论方法计算并给出了3个二烯烃分子轨道中最高占据分子轨道(HOMO)、最低空分子轨道(LUMO)结构图,揭示了共轭体系内部因存在电荷转移现象而产生电子云的平均化本质,表现在键参数中的键长平均化变化。     

高分子量立构复合结晶的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物

以三枝化低不饱和度聚环氧丙烷(PPO)引发D-丙交酯(D-LA)逐步开环聚合, 合成了三枝化聚环氧丙烷-聚右旋乳酸(PPO-PDLA)共聚物. 用辛酸亚锡Sn(Oct)₂与PPO-PDLA端羟基反应进行Sn(Oct)封端, 制备了三枝化PPO-PDLA-Sn(Oct)预聚物. 再于130 ℃下, 以其作为大分子引发剂与L-丙交酯(L-LA)开环聚合, 合成了分子量>10⁵的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物. 活性端基的引入, 降低了聚合反应温度, 从而降低了聚合中的酯交换或热降解反应发生的概率. 实现了高分子量PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物的合成. 结构测试结果表明, 合成的嵌段共聚物具有分子结构易控及立构规整度高等特点. 在结晶-熔融-再结晶重复热处理下, 三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物仅发生立构复合聚乳酸结晶, 且结晶能力稳定.     

共轭效应的本质及其在有机反应中的特殊性

共轭效应是有机化学中特别重要的电子效应之一,存在于共轭体系之中;大学有机化学教学目标要求学生掌握并能熟练应用共轭效应理论解决有机化学中的实际问题。由于共轭效应涉及微观认知,学生普遍感觉不易理解。但作为教学重点与难点,又必须掌握;同时也是学生大学毕业后继续深造学习所必须的基础理论知识,理解、掌握并能熟练应用该理论知识解决有机化学中的学习问题显得尤为重要。本文采用密度泛函理论方法计算并给出了3个二烯烃分子轨道中最高占据分子轨道(HOMO)、最低空分子轨道(LUMO)结构图,揭示了共轭体系内部因存在电荷转移现象而产生电子云的平均化本质,表现在键参数中的键长平均化变化。     

国际科学教育视角下1-9年级学生“物质”核心概念进阶维度研究

概念转变理论、认知架构理论、概念形成理论都验证了核心概念建构的重要性。基于核心概念建构的进阶路径,介绍了学生理解“物质”概念进阶表征框架、“物质”和学生能力水平进阶表征框架、“物质”结构的学习进阶表征框架、“物质”核心概念区块理论表征框架和“物质”概念描述理论表征框架,并以“水的认识”为例分析了其构造图和结果空间。基于美国、英国、澳大利亚、爱尔兰、新加坡、加拿大阿尔伯塔省、加拿大安大略省、中国台湾、中国大陆9个国家或地区1至9年级科学课程文件,梳理了学生“物质”核心概念,并从“成分与辨识”“性质与应用”“变化与转化”3个视角划分了学生“物质”核心概念进阶维度,介绍了“物质”核心概念进阶测量方法,以期对我国科学教育有所启示。     

几种气体制备的问题的讨论

中学化学实验内容要求学生对H2,O2,Cl2,NH3,HCl, SO2,CO2,NO,NO2,CH4,C2H4,C2H2等12一种气体的制备原理、发生装置、收集办法有一个全面的掌握,但抓气、一氧化氮、氛化氢、甲烷、二氧化碳等气体制备过程中一些问题,对广大中学生来说往往只知其然,现就其所以然做一肤浅的探讨。     

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。     

指向“教学评一体化”的化学实验测评与教学反思*

依据学习目标、教学活动、评价任务、成绩评定一体化设计的要求,研制中学化学实验试题,通过试题的测评结果开展教学反思,分析实验教学中存在的问题,改进实验教学模式,激活学生从化学实验中认识物质及其变化的好奇心和求知欲,诊断并发展学生的核心素养水平。     

专业学习共同体对化学全日制教育硕士课堂教学的影响

收集3位化学全日制教育硕士在中学实践过程中文本、视频等资料,采用个案研究、文本分析、课堂观察的质化方法,利用化学课堂教学系统构造模型对专业学习共同体多元成员的干预以及实践过程中化学全日制教育硕士的课堂教学进行分析和比较。结果表明:化学全日制教育硕士的课堂教学在专业学习共同体的干预下,发生了显著的变化,构造模型中的各个教学要素均有不同程度的提升,专业学习共同体中不同成员对全日制教育硕士教学的干预内容、作用效果、影响程度有所差异,并在此基础上建立教学变化模型。多元成员的专业学习共同体可以促进全日制教育硕士的教学发展,为教育硕士的培养改革提供了一种可供参考的实践干预范式。     

CAD-CAE及3D打印在《塑料制品设计》课程教学中的应用探索

在工科学生培养过程中引入先进的CIDO工程教育模式,对培养学生的实践能力和创新能力具有重要的作用和意义。本文在分析《塑料制品设计》课程教学特点的基础上,将工程实践中广泛应用的CAE/CAE技术引入课程教学,并进行了有益的探索,不仅对提高该课程教学效果有重要意义,同时可以促使学生学习和应用CAD/CAE软件。在此基础上,将制造业领域迅速发展的3D打印技术应用到课程教学,有助于学生了解先进技术,激发学生的学习兴趣并提高学生的创新能力。     

中学化学实验室气体环境的实测研究

对中学化学学生实验活动中产生的气体污染物进行测试,得到不同通风条件下化学实验室内部空气污染物的数据。结果表明,中学化学学生分组实验产生的主要气体污染物有苯、甲苯、甲醛、氨气等,实验过程中如不采取任何通风措施,实验室气体污染物的浓度短时间内会急剧升高,所以采取有效措施对实验室内部空气污染物进行消除是非常必要的。目前中学化学实验室配备的通风设备以桌面排风设备为主,相比于自然通风的环境,学生实验时开启桌面排风设备,能够有效降低实验产生的气体污染物浓度。     

The safer chemical design game. Gamification of green chemistry and safer chemical design concepts for high school and undergraduate students

Green chemistry can strongly attract students to chemistry. We, therefore, developed a green chemistry educational game that motivates students at the undergraduate and advanced high school levels to consider green chemistry and sustainability concerns as they design a hypothetical, chemical product. The game is intended for incorporation into any chemistry course for majors and non-majors that teaches sustainability and/or the Principles of Green Chemistry at the undergraduate level. The game is free of charge and encourages students to think like professional chemical designers and to develop a chemical product with respect to function and improved human and environmental health. This computer simulation has been assessed by educators and can be seamlessly integrated into an existing curriculum.     

高中生“芳香烃”心智模型的测评及其教学启示*

采用二阶式纸笔测验以及半结构化访谈法对高中生持有的“芳香烃”心智模型进行测评,并重点分析了学生建构的与“芳香烃和苯的同系物的概念”“芳香烃的结构”“苯及其同系物的化学性质”等概念群相关的缺陷模型。研究发现学生建构的有关“芳香烃”缺陷模型包括3大类共计11种;学生对有机物空间结构的想象力和建构能力较为薄弱;学生对“有机化合物结构内基团之间相互作用对其化学性质的影响”认识不足,“性质结构”模型不完善;学生建构的有机化学的心智模型尚不具备整体性。     

淮安市1684名中小学生血清钙、铁、锌含量分析

为了解淮安地区中小学生血清中钙、铁、锌含量情况,应用改进的火焰原子吸收光谱法对1684名对象的血清中相关元素的含量进行了测定。结果表明,该地区3种元素总体水平在正常范围内,钙、铁、锌血清含量分别为（102．69±26．30）mg／L、（1．01±0．61）mg／L、（0．86±0．45）mg／L;性别、城乡差别无统计学意义（P〉0．05）;而年级的差别有统计学意义（P值均〈0．0001）,初中组各元素水平明显高于小学组。     

人教版化学必修教材中英文教学资源的分析与应用建议*

化学教材作为最重要的化学教学资源之一,其中丰富的英文资源潜藏着重要价值,合理应用教材中英文教学资源,在提升化学教师的专业能力、推动学生思维发展、培养学生人文精神等方面都具有积极意义。梳理新人教版高中化学必修1和必修2中的英文教学资源,将其归纳概括为3大类:与基本概念和原理相关的英文教学资源、化学物质名词英文教学资源和常见的化学元素英文教学资源。对3类英文教学资源的内容及特质进行列举分析,同时对其应用进行探讨,提出相关建议。     

科教融合视域下高分子材料专业综合实验教学探索与实践

基于科学技术的发展、时代的要求,教育改革势在必行,科教融合是发展的新趋势。《高分子材料综合实验》是高分子材料与工程专业的一门必修课,在学生从学校到工作岗位顺利过渡中起着重要的桥梁作用。科教融合在该门课的教学中显得尤为重要,能使学生综合能力、科学素养得到有效提升。以花生壳吸附剂的制备及其应用为例,介绍了科教融合的教学方法、实施步骤及教学成效,涉及理论知识、实践操作、数据处理、现代仪器使用、谱图解析、论文撰写等多门学科知识,实现了跨界知识体系的交叉融合。科教融合不仅提高学生的兴趣性、积极主动性、综合能力、创新能力、分析解决问题能力,还可提高学生的专业认同感、成就感、社会责任感,树立正确的环保意识,成为推进生态文明建设的中坚力量,有助培养成具有良好科学素养的新工科复合型创新人才。