基于提升学生科学论证能力的“元素周期律”进阶教学

以《化学2》中的"元素周期律"的教学设计为例,基于学习进阶理论建构高中元素周期律认识模型并设计学生进阶论证任务。通过学案上元素周期律的核心探究问题,驱动学生的"证据导向式"论证活动,在科学探究和数据分析的过程中,培养了学生基于证据和数据的实证研究意识,提升了学生逻辑推理和论证能力,以期为培养学生高阶思维的探究式教学提供案例参考。     

基于论证探式教学模式的高中化学教学——用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子

论证探究式(ADI)是科学探究活动中融入科学论证的一种教学模式。以人教版高中化学必修二教材中的实验活动“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”为例,教师从创设情境提出问题、设计方法及收集证据、构建论证、论证、反思讨论、撰写研究报告、同伴互评、报告修改与提交等8个阶段设计教学方案。ADI教学模式有利于巩固学生对化学知识的掌握,培养学生的核心素养和科学思维,提高学生的科学探究能力。     

证据呈现方式对中学生书面化学论证能力的影响研究

在界定了相关概念后,设计了3个以中学化学核心课程内容为背景的书面化学论证任务,并形成了证据呈现方式分别为文字、表格和曲线图的3份"同内容、异形式"的测试卷。通过对135名中学生进行不同证据呈现方式下书面化学论证能力的测试,并依据Toulmin论证型式对测试结果进行分析,发现在不同的证据呈现方式下,中学生的书面化学论证能力存在差异,学生的学业水平也会影响其在书面化学论证中的得分。     

SOLO分类理论在科学论证评价中的应用

基于SOLO分类理论，构建论证评价标准，以"全球变暖"作为议题，调查了广州市某中学初三至高三年级共327名学生的科学论证能力。结果表明，中学生论证能力的整体水平不高，处于单一结构与多元结构水平之间。各论证要素的得分从高到低为：证据 > 理由 > 主张 > 反证，其中证据和理由的得分均显著高于主张和反证的得分。各年级男女学生在所有论证要素的得分中没有显著性差异。证据得分，高三 > 高二 > 高一；理由得分，高三、高二>初三；主张和反证得分4个年级没有显著性差异。本研究的创新之处是将SOLO分类理论应用于科学论证评价，突破了以往论证评价框架中，仅依据论证要素是否具备及数量来评价的视角，从而深入到论证要素之间关系的考察。     

基于循证理论的化学探究性实验教学模式的建构*

循证理论注重决策的有证可循,可以为教师的教学提供新的思路,强调教学决策的证据支撑。厘清循证理论指导下化学探究性实验教学中的四大证据要素及其关系,结合化学探究性实验的特征,探讨了在循证理论指导下化学探究性实验的教学模式。以“乙烯与溴的加成反应”探究实验教学为例,阐述教学模式的具体应用,即教师合理整合各类证据,明确教学目标,体现探究规律,充分预设课堂诊断性证据,设计可动态调整的教学方案。学生自主设置实验探究方案,推理事实现象,优化实验设计,内化实验探究规律。     

论证图-促进初学者学习科学论证的有效工具

以Chrysi和Douglas提出的论证图为基本范式,对其进行优化,并提炼出论证图的4大基本要素,即中心议题、支持性证据、反对性证据和层次等级,论述了论证图促进初学者学习科学论证的工具性作用：为科学论证搭建脚手架,使论证过程可视化和有利于学生论证能力的评估。提出了基于论证图进行科学论证的4个步骤：中心议题的选择、证据的搜集、层次等级的绘制和科学论证的展开,并以"原电池"的教学设计为例进行说明。     

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。     

“化学实验教学论”课程中论证教学的探索——以喷泉系列实验为例

在职前教师教育类课程"化学实验教学论"中,以喷泉相关实验为例,设计论证问题和评价细则,开展论证教学的实践和探索。研究细致分析并揭示了职前教师在论证建构中存在的理由不充分,逻辑推理欠严密;忽略前提条件或特定背景;多采用直觉启发式,少采用系统分析式等问题。这为提高职前教师科学论证能力提供了参考。     

在“镁与碳酸氢钠溶液反应”实验探究中发展核心素养*

以“镁和碳酸氢钠溶液反应”的实验探究过程为例,针对镁和碳酸氢钠溶液反应比镁和水反应速率快这一现象,运用控制变量法和数字化实验,探究了气体产物成分和使速率加快的原因。凸显学生自主生成的实验探究活动在提升学生科学探究与创新意识、证据推理与模型认知等化学核心素养中的重要作用;归纳了解决实验探究问题的一般思维路径;更好地说明化学是一门以实验为基础的科学。     

高师化学教育中实施论证式教学探索

论证式教学是将科学领域的论证引入科学教学活动中的一种新型探究教学方式,是当前国际科学教育研究的热点之一。在高师教育中融入论证式教学,能增进师范生对科学本质的理解,发展科学论证的能力,为他们以后实施论证式教学奠定基础。以化学学科为例,应用论证式教学的策略主要有创设开放问题情境,整合相异构想研究和提供论证评价框架等。     

LPDA技术在石墨炉原子吸收光谱分析中的应用研究——Ⅰ.LPDA-GFAAS实验系统

本文介绍一维光电二极管列阵及相关技术用于石墨炉原子吸收光谱信号测量的研究工作。详细描述了LPDA-GFAAS实验系统的技术特点。对LPDA在GFAAS的适用性进行了讨论。     

新时期高校实验队伍建设改革的探讨与研究*

阐述了新时期高校实验队伍工作的主要内容,剖析了当前高校实验队伍建设中普遍存在的问题,通过创新用人机制、完善激励机制、制定科学合理的考评机制、优化管理体制和政策的创新等策略与措施实施实验队伍建设改革。实践表明,通过改革优化了实验队伍的结构,规范了管理、评价、用人机制,激发了教师工作的积极性、主动性和创造性。     

通识教育背景下综合化学实验教学体系的功能拓展

在全校大类招生背景下，为加大专业分流政策下的学科竞争力，对综合化学实验教学体系进行功能拓展探索，构建了多层次实验教学框架，并借助于仪器平台和课程项目的科学管理对体系进行升级建设，同时加速对科研成果、各类竞赛型活动、校企合作共建项目等向实验项目的转化，切实提高实验教学质量。     

氢氧燃料电池实验的装置改进与实验条件优化

对氢氧燃料电池的实验装置进行简易化改进,确定电池性能指标、影响因素,设计正交实验方案,探讨正负极碳棒淬火的次数、电解时长、硫酸钠电解液浓度等4个因素对性能指标的影响,获得主要影响因素和最优实验条件。     

“聚丙烯酸酯的合成及降凝性能评价”综合实验能力考核平台

设计了以柴油中饱和烃含量及碳数分布测定、聚丙烯酸高级醇酯（PTA）的合成与纯化、PTA的红外表征与分子量测定、PTA降凝性能评价等4个模块组成的综合实验，作为化工专业实验的考核及成绩评定平台。这种考核方式将过程考核与结果考核融合，将笔试、操作、设计融合，可以全面准确地考核学生的有机合成、仪器分析等基础实验技能，同时考核综述、数据处理、实验设计等综合实验能力和实验室工作素质。此外，还能够有效训练学生的学习能力、解决问题能力、实践能力和创新能力，并促进了实验教学水平提高。     

“中学化学手持技术数字化实验案例”的多维分析*——以钱扬义工作室20年研究的期刊论文为例

以华南师范大学钱扬义工作室20年研究的“中学化学手持技术数字化实验案例”的36篇期刊论文为例,从实验主题、实验设计和实验价值等3个维度,使用内容分析法探讨手持技术实验案例的情况。研究发现:(1)实验案例共有28个实验主题,包括各年级、各知识模块的重要内容,聚焦22个重要的学科核心概念,对学生认识发展具有启发性。(2)29个实验案例设计为相互对照实验,27个实验案例使用1种传感器,总结形成7环节实验案例开发方式。(3)实验案例的实验价值包括“曲线表征”“概念形成”“概念转变”认识价值,主要以“概念形成”为认识价值取向,促进学生破解概念认知难点。对未来的手持技术实验案例研究作出展望。     

Modeling electrochemical surface responses for PANI bronze corrosion protection

Plackett–Burman experimental design was carried out in order to optimize the experimental conditions of polyaniline (PANI) electrodeposition for Cu10Sn bronze alloy corrosion protection in neutral aerated aqueous 0.5 M chloride medium. Seven factors including scan rate, aniline concentration, hydroxyl ions concentration, cycle number, nature of solvent, starting potential, and final potential for the cyclic voltammetry study were considered. The experimental responses were Ecorr, βa, βc, B, Jcorr, Rp, the percentage of protection efficiency and the coatings porosities. A linear mathematical model was applied to estimate the coefficients related to the different experimental responses. The significance of the different factors was evaluated through Pareto analysis. The optimum conditions for PANI electrodeposition were estimated and discussed. PANI coatings were concluded to offer protection efficiency higher than 90% for Cu10Sn bronze alloy. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Use of CF3,Br/Al,discharges for reactive ion etching of III-V semiconductors

The reactive ion etching of GaAs, InP, InGaAs, and InAlAs in CF₃Br/Ar discharges was investigated as a function of both plasma power density (0.56-1.3 W - cm^–2) and total pressure (10-40 mTorr) The etch rate of GaAs in 19CF₃Br:1Ar discharges at 10 m Torr increases linearly with power density, from 600 Å min^–1 at 0.56 W · cm^–2, to 1550 Å · min at 1.3 W · cm^–2. The in-based materials show linear increases in etch rates only for power densities above – 1.0 W · cm^–2. These etch rates are comparable to those obtained with CCI₂F₂:O₂ mixtures under the same conditions. Smooth surface morphologies and vertical sidewalls are obtained over a wide range of plasma parameters. Reductions in the near-surface carrier concentration in n-type GaAs are evident for etching with power densities of >0.8 W cm^–2, due to the introduction of deep level trapping centers. At 1.3 W· cm^–2, the Schottky barrier height of TiPtAu contacts on GaAs is reduced from 0.74 to 0.53 eV as a result of this damage, and the photoluminescent intensity from the material is degraded. Alter RIE, we detect the presence of both F and Br on the surface of all of the semiconductors. This contamination is worse than with CCl₂F₂-based mixtures. High-power etching with CF₃Br/Ar together with Al-containing electrodes can lead to the presence of a substantial layer of aluminum oxide on the samples if the moisture content in the reactor is appreciable.     

基于交叉优势特色学科的大学化学创新实验教学体系构建与实践*

以大学化学与农林优势学科交叉融合为教学改革任务,构建“基础+模块”的大学化学实验创新教学体系,分别开展“项目式”教学、“科教融合”教学、“产学研”教学、“混合式”教学、“虚实结合”教学等五位一体的实验教学实践,并建立化学创新实验课程评价新体系。本化学创新实验教学体系改革明显提高了学生的实践动手能力与综合素质,为深入开展化学基础学科与农林优势学科交叉融合教学奠定一定基础。