人教版高中化学必修模块教科书实验活动的分析与比较*——以2019年版教科书“实验”和“实验活动”栏目为例

以人教版高中化学必修模块教科书(2019年版)“实验”和“实验活动”栏目的实验活动为研究对象,采用Herron修正的“实验活动探究层次分类法”(LOLA)和笔者提出的“学生实验行为要求分类法”(RSBLA)对其进行分析,并与2007年版教科书进行对比。研究发现,2019年版教科书的实验活动探究层次处于层次1和层次2,学生行为要求为“观察”“记录实验现象”“回答与实验有关的问题”和“设计实验”。卡方检验表明,2019年版教科书和2007年版教科书“实验”栏目的实验活动探究层次分布比例和学生实验行为要求均存在显著性差异。     

探究影响碳酸氢钠晶体析出的最佳实验条件

采用正交实验法探究析出“NaHCO3晶体”的外部因素“饱和碳酸钠溶液的体积”“实验温度”“试管内径”“二氧化碳的流速”,得出在课堂上析出NaHCO3晶体的最佳实验条件,实验耗时约5 min就能产生明显的白色浑浊。     

基于实验探究的整合教学模式案例研究

以“二氧化碳的性质和用途”为教学案例,设计了家庭实验和分组实验等实验探究活动,改进了传统的演示实验与板书,并对上述内容进行了整合研究,形成了基于实验探究的整合教学模式。     

高中化学实验的项目式教学*——乙醇消去反应制备乙烯的实验探究

以乙醇消去反应制备乙烯改进实验探究为项目,通过“分析浓硫酸催化乙醇消去反应制备乙烯实验不足的改进方向”“设计并实践乙醇消去反应制备乙烯的实验改进方案”“汇报实验并提出最终改进方案”3个任务,深化对核心知识消去反应的理解和对实验方案设计方法及实验探究过程的深刻体会,并在问题解决中发展“科学探究与创新意识”素养。     

“二氧化碳的性质及其转化”的项目式教学——探寻二氧化碳的工业捕集方案

以探寻二氧化碳的工业捕集方案为项目主题,开展初中化学二氧化碳的性质及其转化的教学。学生通过“建立价类二维模型并设计二氧化碳的理想转化路径”“实验探究二氧化碳的实际转化”“解决二氧化碳的工业转化”等3个项目子任务理解了物质“组成、性质、变化”之间的关系,运用手持技术数字化实验探究了二氧化碳在不同碱溶液中的吸收效率,发展了实验探究能力,构建了物质转化在化工生产领域的认知模型,提高了思维迁移的能力。从“碳捕集”到“碳利用”的进阶解决问题模式,有利于学生化学学科核心素养的内化。     

高中化学“乙酸乙酯的性质和制法”的项目式教学*——乙酸乙酯合成方法改进实验探究

以乙酸乙酯制备方法改进为目标,通过“分析直接酯化法的缺点,设计新合成方法” “探索改进实验方案” “总结汇报,分析实验方案的适用情境”等3个任务,使学生加深理解有机化学基本反应类型和认识工业生产的适用条件,理解有机化学与生产实际之间的联系,在探究过程中培养学生的信息处理能力、科学探究精神以及“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。     

基于真实情境的初中化学微项目教学实践与反思*——以“溶液的形成”为例

以“溶液的形成”为例进行微项目教学实践,选择学生熟悉的护手霜为主题情境,巧妙设计了“原料分散”“微观探秘”“辨识活动”“对比实验”“感知乳化”等系列微项目活动,通过情境不断地设置认知冲突,引导学生反思、修正并最终形成更完善的概念,在环环相扣的探究活动中使学生自主建构结构化的知识。通过制作“护手霜”将“溶解”和“乳化”串联,感知溶液,感受乳化,感悟人与自然、社会的和谐、可持续发展。     

分析化学自主设计实验的实践与探索:测定磁介质铁路客票中铁的含量*

介绍了一个自主设计实验“测定磁介质铁路客票铁的含量”,该实验设计选取生活中熟悉又“陌生”的铁路客票为研究对象,以经典验证型实验“无汞盐法测全铁”为理论和实验基础,学生自行查阅文献、设计实验方案、分析讨论方案,再进行具体实验探究,分析实验结果,并撰写小论文。该教学实验项目的实施能有效促进理论知识体系和实验操作技能的深度融合,提高学生的创新能力和综合素质。     

趣味化学实验“点火成蛇”的探究*

通过多年的实验探究发现,趣味化学实验“点火成蛇”,可以不用催化剂,直接点燃蔗糖和碳酸氢钠的混合物,就可以得到实验结果。以前所说的“催化剂”,实际上只起了一个吸附酒精集中加热反应物的作用,使实验现象更加明显,而对化学反应并没有“催化”作用。建议普通实验室用沙子或细黄土在铁架台底座上进行这个实验。     

蔗糖燃烧实验的创新改进*

现行教材采用蔗糖和小苏打为原料进行“燃糖成蛇”实验,存在“蛇”生长长度较短和生长速率较慢等问题,降低了该实验的趣味性和可观赏性。在分析小苏打的作用基础上,系统探究了析氧物质替代小苏打进行“燃糖成蛇”实验的创新改进。结果表明,以高锰酸钾和氯酸钠混合物替代小苏打进行实验,“蛇”的长度和生长速率大大提高。改进后的实验,实验现象更加明显,趣味性、可观赏性和探究性增强。     

化学青年教师实验素养的问题表现与提升路径—基于 2020年江苏省高中化学青年教师教学基本功大赛

江苏省高中化学青年教师教学基本功大赛突出了对教师实验素养的考查。大赛中对教师实验素养考查的内容有6个项目。通过观摩大赛,发现部分选手实验素养较弱,表现在化学实验安全知识“口是心非”,化学基础原理知识“似是而非”,化学实验内容设计未能体现“以生为本”,化学实验操作未能“精益求精”。分析青年教师实验素养问题的原因,提出青年教师实验素养提升的路径有:落实教师实验素养提升培训活动,开展实验创新研讨活动,突出基于实验内容的教学设计。     

基于风险认知和决策能力培养的元素化合物教学——以“钠的性质”为例

以“钠的性质”为例,探究“金属钠遇水为什么会燃烧爆炸?”“遇到因金属钠而发生的事故该怎么办?”等问题,将风险认知和决策能力培养聚集于课堂,延伸至课外。     

“思想实验”的价值及在实验教学中的实践路径*

对“思想实验”的发展历程及其在科学和技术创新活动中的意义进行了综述。提出了将“思想实验”与化学实验教学结合的启发式教学策略,优化了现行的化学实验教学流程。采用引导学生对实验步骤的设计思路进行反向逻辑推理和分析的教学方法,能够提升学生的创新思维和创新实践能力。     

发展学生化学学科核心素养离不开化学实验

化学实验是化学教学的重要组成部分,不仅具有教育教学功能,而且具有发展学生化学学科核心素养的功能。从认识层面、实践层面和价值追求层面来看,化学实验在发展学生科学本质观、科学实践观和科学价值观方面均发挥着不可替代的功能。教师可以利用化学实验史实呈现真实的科学发现过程,发展学生的科学本质观;可以通过引导学生对化学实验现象的观察和基于实验事实证据的推理发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理和模型认知”素养;可以通过开展化学实验探究,引导学生拓宽认识视角和认识思路,发展学生“科学探究与创新意识”素养;可以通过化学实验评价发展学生的“科学态度和社会责任”素养。     

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。     

设计性实验教学模式的新探索——以阿司匹林制备为例

以“阿司匹林制备”为例,在大学有机化学设计性实验中开展“教师引导、学生探究”的教学新模式探索,不仅充分发挥了设计性实验的趣味性、启发性和探究性;而且有效提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,锻炼了他们严谨的科学作风与创新精神。     

核心素养下新旧人教版教材科学探究内容对比分析

基于新课标对核心素养“科学探究与创新意识”的水平划分,分别选择旧教材的“科学探究”栏目和新教材的“探究”栏目作为分析单元,从内容对象、开放水平等2个维度对新旧教材科学探究内容进行分析。分析结果显示,新教材探究活动数目减少,但其开放水平整体提高,减少了无效探究,增加了结构化的探究活动。建议教师充分把握新教材“探究”栏目的新特征,开展素养为本的教学。     

基于曲线问题情境的信息化教学尝试*——以“沉淀溶解平衡”为例

基于高中生对实验曲线理解困难的现状,为挖掘实验曲线的教学价值,以沉淀溶解平衡为例,结合课堂演示实验和教学软件,设计了“宏观微观符号曲线”多重表征教学为一体的实验探究课。根据沉淀溶解平衡实验证据,绘制实验曲线,构建微观模型和图像,从而培养学生的证据收集与应用意识,提高学生对曲线的分析和理解能力,领会各种变化曲线的来源。在曲线理解的基础上建立“溶解平衡转化”思维模型,以此为开展“曲线融入式”的问题引导型实验教学提供参考案例。     

中学化学实验教学研究的现状分析报告

分析了中学化学实验教学研究中存在的十“多”、十“少”现状,并对中学化学实验教学的研究方向和策略提出了建议：关注学生探究能力和创新能力的培养;关注各个模块互通的、综合性的实验;关注国内外化学实验教学比较等。     

基于热成像仪从能量视角辨观化学反应*

“能量”是学生认识化学变化的重要维度,本实验借助手持红外热成像仪“看到”化学反应中的能量变化。在实验中通过拍摄等量的不同酸溶液与氢氧化钠溶液混合反应时的热成像图,从“温度”高低间接反映出热量变化,从宏观的能量变化建立模型,推理微观的成键、断键等过程,探究酸碱中和反应过程的放热以及弱酸电离过程的吸热,并培养学生的证据推理能力和科学探究意识。