学科能力导向的“物质构成的奥秘”教学研究

以王磊提出的化学学科能力框架为理论依据,对“物质构成的奥秘”主题进行分析,从核心知识经验、认识角度思路、认识对象及问题、能力活动要素等4个维度构建了“物质构成的奥秘”主题的学科能力模型。运用实验法进行教学实践,证实了本研究设计的教学方式更有利于学生学科能力的发展提升。最后提出学科能力导向的“物质构成的奥秘”教学设计模式和教学实施的有效策略:(1)单元整体系统化设计,有层次有梯度的发展学生学科能力;(2)侧重应用实践型任务的解决,外显知识的输出性功能和价值;(3)重视核心知识和认识角度的建立过程;(4)追问、外显学生的认识角度和认识思路。     

高中化学"问题解决"课堂教学模式的研究与实践

"问题解决"教学模式是在新课程理论学习和对课堂教学实践深入思考的基础上提出来的,它把化学教学作为一个整体的研究对象,站在学生和教师共同发展的角度,以"问题解决"的思维模式进行教与学的双重研究.在实际教学中进行有目的、有意识的"问题解决"课堂教学设计与教学实践的初步尝试的基础上,提出了一些值得思考、又有困惑的问题.     

从证据推理视角对“离子反应”教学案例的分析及其启示*

证据推理是学生以其经验为基础、问题为起点,根据教师提供的一个或几个学习材料(已知判断),得出目标概念(新判断)的深度思维过程。通过梳理和界定证据推理的概念、证据类型、证据推理过程及核心要素,建构出实验探究教学中以“问题、解释、假设、证据、推理、结论”为要素及其之间关系的证据推理线形模型和循环模型,以此分析视角及其框架对“离子反应”教学中证据推理的过程进行了分析,并基于证据推理的6要素得出培养学生证据推理能力的启示与建议,达到证据推理过程中基本思想方法的外显,落实证据推理与模型认知的化学学科核心素养,也为今后的教学实践提供核心推理思路及教学建议。     

《10000个科学难题•化学卷》读后感

近日收到一本《10000个科学难题•化学卷》, 一卷在握兴趣盎然, 稍阅数则, 更是浮想联翩. 大家都熟悉爱因斯坦的名言 “提出一个问题往往比解决一个问题更为重要”. 在科学上提出一个问题已经不容易, 提出一个难题, 显然更不容易. 本书集中了化学界, 特别是数百位中、青年化学家的智慧, 提出了189个在化学各个前沿领域中的问题. 189个固然不是问题的全部, 每一个命题细想下去又会滋生很多新的问题. 想当年, 一个哥德巴赫猜想促动了我国科学界的活跃思想. 陈洪渊及其编委们呈现给我们的这份厚礼, 相信也会促动化学界无尽的创新思维.     

立体异构体数目的计算

立体异构体数目的计算包括顺反异构体、旋光异构体以及顺反和旋光异构同时存在的立体异构体数目的确定。本文只讨论其中的两个问题:1.“对称”多烯烃顺反异构体数目的计算。2.包含内消旋体在内的立体异构体数目的计算。在立体化学教学中,这两个问题是同学们提问最多,也是我们教学需要解决的问题。现     

基于发展化学核心素养的“煤的综合利用”高三复习教学实践与反思

以"煤的综合利用"高三复习教学为例,基于化学核心素养确立教学目标,将"化工厂如何解决煤燃烧产生的SO2"科学家如何选择煤气化的反应条件"这2个问题的讨论作为重点,并详述以上教学环节。对教学的实施和目标的落实进行了总结反思：创设真实情境,有效发展化学学科核心素养;创新教学设计,激发学生学习兴趣;用好问题串,促进知识、思路结构化;精心设计,促进素养显性化。     

基于“大清河盐场”实地观摩考察的初中化学项目式学习*—食盐的“旅程”

食盐的工业生产是一个理想的基于实际问题解决的教学素材。盐场的生产环境安全可考察,学生可以完整地了解所有生产环节,与溶液及粗盐提纯的部分关联较为紧密。本课程以“食盐的旅程—从自然界中的盐到餐桌上的盐”为项目主题,开展初中化学“溶液和粗盐提纯”的教学。通过赴大清河盐场考察,针对食盐生产过程中纳潮、晒盐、收盐、洗盐中的问题展开讨论,解释生产过程的核心环节和关键问题,模拟食盐生产过程,自主建构饱和溶液、溶解度等概念,掌握溶解、过滤、蒸发等基本操作技能,建立物质分离的模型。     

以芳胺为电子给体的D-π-A有机光敏染料———— 染料敏化太阳电池中的应用

不含金属的有机染料在染料敏化太阳电池（DSC）中的应用愈加广泛,以芳胺为电子给体的D-π-A分子是其中重要的一类。本文依据芳香胺的结构,将近5年来应用于DSC中一百多个D-π-A分子分成四类,包括：基于N-烷基-苯胺的D-π-A光敏染料,基于三苯胺的D-π-A光敏染料,由包含芴基团的三芳胺构建的D-π-A光敏染料,包含芳胺基团的其它结构类型的D-π-A光敏染料。评述了它们的光电转换性能。     

高中化学必修与选择性必修教材融合的教学策略 ——以 “原子结构与元素周期律”为例

正1教学背景在2017年版新课标与"一核四层四翼"新高考评价体系大背景下,北京市高中化学"学"与"考"的模式为:全体高中学生必须修习4学分的必修课程(化学必修1和必修2),高一学年末参加北京市组织的学业水平"合格性"考试;选择化学计入高校招生录取总成绩的学生还需要修习选择性必修(下称"选必")3个模块的内容,高考参加学业水平"等级性"考试。面对高考选考化学的学生,北京市高二化学教学要完成《化学反应原理》《物质结构与性质》《有机化学基础》3个选必模块教材,每周4课时。     

高中化学教学中实施“创造性探究模式”的尝试

"创造性探究模式(CIM)"是在整合探究教学和创造性教学的基础上构建起来的,包括探索、解释、交流及评价等多阶段循环的操作程序,具体实施时可以有所超越。以高中化学《化学反应原理》"化学反应速率"(第1课时)为例的"创造性探究模式"的教学实践,包括"提出问题→实施探索→解释数据→交流归纳"等几个阶段。该教学案例表明,"创造性探究模式"的操作程序可以分解实施或灵活组合,"探索"和"解释"等程序要注意发散与辐合的有机结合,而"评价"则应该渗透在教学的全过程。     

有机胺功能化离子液体中离子型铑(Ⅲ)配合物催化的1-辛烯两相氢甲酰化反应

考察了离子型+3价铑配合物1a和2a作为催化剂前体在1-辛烯氢甲酰化反应中的催化行为. 实验结果表明, 在无助剂存在下, 配合物1a和2a表现出较差的催化性能, 而廉价低毒的有机叔胺助剂如三乙胺或N-甲基哌啶可以显著提升配合物1a和2a的催化性能, 可获得800 h^-1以上的转化频率(TOF). 当以哌啶功能化离子液体[PEmim]BF₄兼作助剂和溶剂时, 不仅可以促进配合物1a和2a对氢甲酰化反应的活性和选择性, 还可实现“离子液体-有机”两相氢甲酰化反应, 使得锁定在[PEmim]BF₄离子液体相中的配合物1a(或2a)催化剂得以简单两相分离和回收循环使用, 但在5次循环使用过程中锁定在[PEmim]BF₄中的催化剂存在向有机相流失和失活的问题, 导致产物壬醛的收率逐渐下降.     

化学课堂有效提问的系统研究

“提问”作为教学过程的重要环节,历来为广大教育工作者及研究者所重视。为考察具体教学情境中教师提问的有效性,依据化学课堂有效提问系统分析的框架,采用课堂观察方法,对10节高中化学观摩课进行了课堂实录、编码统计。从提问目的、问题类别、问题认知水平、问答方式、候答时间、学生回答水平和教师理答方式7个方面对化学课堂提问进行了全面系统的分析。结果启示：在课堂中教师应该问“少”而“精”的问题、善于运用追问策略、让学生提出问题、适当延长候答时间以及审慎地利用表扬。     

沙特常压渣油超临界流体萃取分馏宽馏分中含硫化合物的分子表征

采用超临界流体萃取分馏(SFEF)装置,将沙特中质原油常压渣油(SZAR)按照分子大小和极性强弱进行多级萃取分馏,得到四个宽馏分和一个萃余残渣。考察了四个宽馏分沸程分布、密度、残炭值、黏度、相对分子质量、硫和氮含量以及结构族组成等基本性质均随萃取压力的变化趋势。采用甲基衍生化作用使含硫化合物转化为含有极性的甲基硫盐,结合正离子模式下的电喷雾(ESI)电离源的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)分析各馏分中所包含的含硫化合物的分子组成。结果表明,超临界萃取分馏技术可以将馏分按照分子大小进行分离,且对于非烃类化合物具有富集作用。各个馏分中含量最高的均为包含一个硫原子的S1类化合物,且二苯并噻吩(DBE=6)类含量最高。馏分越重,S1、S2类化合物含量越高、种类越繁多、且缩合程度更高,包含的更多的大分子含硫化合物。     

开环葫芦脲在水中对芳烃和芳醛的增溶和对腙大环形成的促进作用

利用核磁实验,研究了并入四个磺酸根或羧酸根的高水溶性开环葫芦脲对疏水性芳烃和芳醛的水相增溶作用.并入四个磺酸根的开环葫芦脲acCB-1能显著提高包括三联苯、4,4’-二甲基联苯和联苯-4,4’-二甲醛在内的芳烃和芳醛的水溶性,其中4,4’-二甲基联苯的溶解度可以提高到8.9 mmol/L,联苯-4,4’-二甲醛的溶解度可以提高到11.2 mmol/L.并入四个羧酸根的acCB-2可以把五氟甲苯和六氟苯在水中的溶解度提高到5.6和3.0 mmol/L.acCB-1还可以通过增溶芳香醛,促进其与酰肼反应形成腙.这一促进作用可以进一步应用于促进两个芳香二醛和一个芳香二酰肼在水中的反应,制备常规条件下不能形成的两个芳香腙大环.     

氧肟酸类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的药效团模型研究

基于24个目前已知的氧肟酸类组蛋白去乙酰化酶抑制剂,我们运用Catalyst软件建立了一个三维药效团模型。其中,最好的药效团模型1,包含了四个化学特征（一个氢键供体,一个芳环和两个疏水基）,相关系数达到0.946,并由另外20个化合物进行了测试验证。我们第一次特征性描述了组蛋白去乙酰化酶的帽子（CAP）部分。我们的研究结果对于设计全新组蛋白去乙酰化酶抑制剂具有很好的指导作用。     

高分子研究中的一个知识问题——柔性链“从线团到小球”的构象变化

一条大分子链由许多小分子通过共价键连接而成.正是这一"连接"导致了大分子一些独特的物理性质及相关问题.本文希望阐明的就是这样一个小分子物理中没有的知识问题:小分子在溶剂中仅有溶或不溶2个状态;而自60年代起,理论学家们就预言一条柔性大分子链在溶解的状态下,其构象随着溶剂性质变差可以从无规线团蜷缩成一个单链小球.为了证明这一构象变化,实验学家们从70年代末起进行了大量的研究,直至90年代初期仍未观察到稳定的单链蜷缩小球.实验上这一长期悬而未解的问题困惑着众多研究者.甚至有理论学家在1993年报道,当今的样品制备和实验手段无法观察到一个热力学稳定的单链蜷缩小球.中国钱人元先生和一些其他研究者自80年代末期也开始关注与单链有关的问题.我们实验室从1993年开始另辟蹊径,通过制备和采用窄分布的热敏性水溶性高分子超长链,终于在1995年利用激光光散射首次观察到理论上预测的"线团到小球"的构象变化.随后,又揭示了变化过程中存在着一个全新的"融化球"构象以及在单链蜷缩小球中并无理论上预计的额外链互穿和打结.从得到的稳定单链蜷缩小球出发,我们又首次在实验上研究了"小球到线团"的过程,意外地观察到其在准理想状态附近滞后于"线团到小球"的构象变化,并证明该滞后可归于链蜷缩过程中形成的额外链内氢键.最后,借用红外纳秒脉冲激光加热的方法研究了"线团到小球"的蜷缩动力学,并发现其包含了在单个高分子链上"成核"和"粗化"先后2个过程.其中,"成核"过程与链长无关.经过近20年的努力,我们终于基本解决了这一近代高分子物理研究中与知识有关的重要问题,揭示了与其相关的一些大分子特有的物理性质.     

从裂解碳五馏份提取聚合级异戊二烯的全精馏流程(计算部份)

为从裂解碳五馏份得到聚合级异戊二烯,目前常用抽提蒸馏和精馏相结合的办法。我国也正在开发用二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的提取聚合级异戊二烯的过程,并已取得可喜的进展。可是,由于过程中使用了溶剂,从而产生了另一些问题,例如在DMF流程中,要解决的四个主要问题是: 1、DMF的毒性,以及其损失、回收、环境污染等一系列有关问题; 2、高温聚合问题。抽提蒸馏塔釜底温度达130℃,因此需要阻止在130℃或更高温度下异戊二烯、环戊二烯以及炔烃等的聚合堵塞问题; 3、炔烃浓缩可能引起的爆炸问题;     

橡胶弹性模型的新进展

传统橡胶弹性模型存在一定的局限性,例如不能真实地反映橡胶的交联网络结构,不能解释多个网络结构参数对橡胶力学性能的影响,也不能很好地描述大变形条件下橡胶的弹性.为了解决上述科学问题,崔树勋等提出了一个新的模型(TCQMG模型),在该模型中橡胶交联网络同时包含顺-1,4-聚异戊二烯和聚硫,并且高分子链的弹性同时包含了熵弹性和焓弹性.研究表明,新的模型不仅可以很好地描述硫化橡胶的弹性,还可以解释硫含量等参数对橡胶性能的影响.考虑到天然橡胶与其他橡胶甚至超分子水凝胶在网络结构上的相似性,新模型也可能用于描述这些材料的力学性能.     

关于论文署名问题

在科学论文上署名是一个很严肃的问题,一个科学道德和做人道德的问题,一个要对研究结果、结论及其后果负责的问题(即"文责自负"),不是一个随随便便的问题,更不是可以用来作某种"交换"的商品或礼品.时下,在我国学术腐败日益猖獗的形势下,这个问题被弄得很乱.     

跨平台同屏显示技术在化学教学中的应用

用MirrorOp推屏软件或"推送宝"等设备,可以实现将手机或平板电脑显示屏向投影屏幕的实时推送。这种跨平台同屏显示技术,可以解决化学教学中的某些现实问题,由此带来的教师课堂自由度的改善,有利于缓解多媒体教学中的"互动性缺乏"问题。