化学关键认知能力的发展路径及培养策略*

依据化学学科特点和课程标准的要求,从理论上分析了实验探究、证据推理、问题解决、创新思维等4个因素与关键认知能力发展的关系,建构了以证据推理为核心的化学关键认知能力的框架和形成路径,提出了以实验探究、深度学习、考试反馈和问题解决为契机的关键认知能力培养的可行性策略。     

“物质构成的奥秘”的认知诊断研究

运用规则空间模型理论对初中化学"物质构成的奥秘"这一章内容进行认知诊断研究,通过确定属性一编制试卷一建立试卷与属性之间的Q矩阵-施测-认知诊断分析的模式,发现:原子、离子和分子间微粒关系、与人类关系密切元素的认识、认识标签上组成元素及其含量、用相对原子质量进行简单计算和元素的简单分类等属性掌握得不好。在集中补习中增加图表、实物模拟、电化教学等直观教学手段,重点强化上述属性的学习和应用,引起学生认知结构的重组,推进学生抽象思维的发展。     

离子液体在番茄红素提取中的应用研究

以1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4)、1-乙基-3-甲基溴盐([Emim]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸一氢盐([Bmim]HSO4)离子液体为萃取剂,并用超声波辅助萃取新鲜番茄中的番茄红素.对离子液体超声波辅助萃取新鲜番茄中的番茄红素的条件进行了优化,优化后的提取条件为:以[Bmim]BF4为萃取溶剂,离子液体浓度:V乙醇/V[Bmim]BF4=3,在固定超声温度为40℃,超声萃取时间10min,超声波功率380W,料液比1:5 (g/mL)时,效果最佳.     

影响化学师范生教学实践能力的主要因素及其对策

调查发现,化学师范生的教学实践能力主要受实习态度、教师指导、训练课时情况、真实课堂模拟、实习评价真实性等5个主要因素的影响。通过对成因的统计分析,提出了建立完整客观的评价体系,转变师范生对实践课程的观念,使其有一个认真的态度,加强教学模拟训练和加大实习执行力度的教学实践能力提升对策。     

高师生微格教学技能训练模式研究——以化学师范生说课技能训练为例

在微格教学传统运作模式的基础上,根据说课技能的特点和要求,将说课技能训练和网络信息化结合,形成网络微格一体化技能训练模式,解决了微格教学效率低下问题,对加强高师生说课技能训练提供有益的参考。     

结构化学教学资源开发*——以突破分子轨道理论教学障碍点的资源为例

针对结构化学课程中制约化学核心素养发展的教学内容(尤其是重要理论的教学障碍点),利用信息技术(Multiwfn、Gaussian等量子化学程序)与课程深度融合,开发优质教学资源。以分子轨道理论教学资源开发为例,介绍了相关资源以及开发的依据和资源的教学价值。     

氢分子与超氧阴离子自由基反应的微观机理

为了认识氢气生物学效应的分子机制,采用量子化学的M06-2X/6-311+G(d,p)和CCSD(t)/aug-cc-pVTZ方法模拟了人体条件(310K、液相)下氢分子与超氧阴离子自由基的反应机理。研究表明,反应的吉布斯自由能变化值为117.2kJ·mol~(-1),活化自由能垒为156.2kJ·mol~(-1),从热力学及动力学角度该反应都不容易进行。然后从电子结构和轨道作用层面对反应的微观机制进行了探讨,发现从反应物变为过渡态过程中,复合物轨道的组成和轨道能级发生显著变化(尤其是第8号轨道能级升高最多,达到2.73eV),O~-_2片段向H_2片段的电子转移数增加了0.1760个,并且转移的电子主要集居于第8号轨道,这削弱了H_2片段两个H原子间的化学键,也是反应活化能的主要来源。     

基于规则空间模型的化学学习诊断分析

采用规则空间模型诊断学生的认知情况,改变了测验只是报告测验分数的做法,拓展了教育评价的诊断功能。以初中化学学习难度较大的"物质组成的表示"为例进行了实证研究,在对所要考查的属性进行梳理的基础上编制测验项目,运用规则空间模型将所有被试划归为不同的反应模式,从而分析学生的认知状态,诊断出学生的认知缺陷,并为教师教学提供建议。     

高斯计算应用于杂环亲电取代活性位点预测

应用简缩福井函数预测亲电取代活性位点,结果显示对于五元杂环化合物均能很好预测,对六元杂环的预测存在一定偏差。进一步应用前线轨道理论最高占据轨道电子分布特点预测活性位点,得到由最高占据轨道中pz轨道在各位点附近电子密度分布特征可以准确预测亲电反应位点。