“难溶电解质的溶解平衡”教学设计

1指导思想与理论依据水溶液中的离子平衡是重要的化学原理,它具有较严密的逻辑性,是适用于几乎所有在溶液中进行的化学反应的普遍规律。这些原理需要由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的教学过程,才能使学生正确认识、掌握并灵活运用,需要在感性认识和理性认识的不断循环中进行归纳和演绎等逻辑推理。     

化学概念教学中学生归纳与演绎思维的培养*——基于对“电解质”概念教学的分析

归纳与演绎思维在化学概念的形成、巩固和应用过程中发挥着重要作用,化学概念教学中归纳与演绎思维的培养要遵循生为主体师为主导、概念教学与思维培养相统一、思维培养和概念教学循序渐进、归纳演绎与分析综合相结合的原则。以“电解质”概念的教学为例,分别从化学概念教学中归纳思维的培养和演绎思维的培养等2个维度对具体培养路径进行了阐释。     

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。     

氯水的漂白作用原理探究

首先,通过对氯水体系中存在的化学过程进行全面深入地综合分析,旨在厘清氯水是由多种分子﹑多种离子和多种自由基组成的复杂的氧化还原系统;其次,通过设计6个实验对氯水在不同条件下的漂白作用进行科学探究,并对实验结果给予科学合理的解释;最后,科学地归纳出氯水的漂白作用是一个多种成分协同作用的过程,影响因素很多,但“主角”仍是次氯酸,并对其漂白作用的化学原理给予科学阐释。     

基于核心素养的化学探究性试题探究要素设计

科学探究是化学学科核心素养之一，而探究性试题是检验学生探究能力及思维品质的重要方式。按照科学探究的过程，结合现有的纸笔考试形式，可将探究性试题中的探究要素分为提出问题、猜想与假设、制定计划、进行验证、获取证据、解释与结论、反思与评价、迁移与应用等几个方面。命制化学探究性试题时，要根据化学学科核心素养的培养目标，科学、灵活地设计探究环节中的各要素，有效提升探究性试题的考查功效。     

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。     

在“过氧化钠与水反应”定量实验探究中提升核心素养*

以高中化学中“过氧化钠与水的反应”的定量化实验探究过程为例,针对反应后滴入酚酞时溶液立即变深红色,随后颜色逐渐变浅甚至褪色的反常现象,通过控制变量,多角度探析了反应历程。凸显定量化的实验活动在提升学生实验探究与创新意识、证据推理与模型认知等化学核心素养中的重要作用;归纳了元素化合物模块的实验教学活动的一般思路;更好地说明化学是一门以实验为基础的科学。     

论化学教学中学生得出结论能力的发展

认识、理解、实践科学探究,是当前推进化学新课程的一项重要工作;要想使学生科学探究能力的发展真正落实到实处,就必须对科学探究能力的构成要素进行精细化研究。基于发展科学探究能力与提高学生的科学素养、得出结论能力与科学探究能力之间的关系,本文认为,得出结论能力是一项重要的化学教学目标。文中对化学教学中结论的含义及其多种具体表现形式进行了探讨,认为,化学教学中“结论”的含义已经发生了变化,不再仅仅是过去意义上的认知性结论,而且,还包括在观念、情感、态度与价值观方面的体验性结论。文中认为比较与分类、归纳与概括、体验等是得出化学结论的基本方法,并对化学教学中发展学生得出问题能力的教学策略进行了探讨。     

顺铂:从意外合成到抗癌应用

19世纪中叶,顺铂在实验室意外合成。18世纪末到19世纪80年代,以原子-分子论为基础的配合物理论,对顺铂结构的探索从依赖宏观现象和经验归纳发展为微观层面的假说演绎。19世纪末,电子的发现使得配合物理论进入电子时代,并因此对顺铂结构有了新的解释。20世纪60年代,顺铂的抗癌价值得以发现,至今仍不断改良顺铂以减弱其副作用。顺铂的合成和抗癌应用过程,包含着对物质由表及里的认识过程,展现了化学家认识物质、改造物质的动态发展过程,对化学研究和化学教育均有重要的启示。     

从科学哲学的视角分析科学课堂教学——以“质量守恒定律”为例

以“质量守恒定律”为例,选取科学革命、科学问题、科学实验、归纳与重复、解释与预测等几个视角对科学课堂教学的各个环节进行了分析。通过分析,各环节中所蕴含的科学哲学内容得以显现,对科学课堂教学的认识更为全面,对科学本质的认识更加深刻。     

Breaking the law: promoting domain-specificity in chemical education in the context of arguing about the periodic law

In this paper, domain-specificity is presented as an understudied problem in chemical education. This argument is unpacked by drawing from two bodies of literature: learning of science and epistemology of science, both themes that have cognitive as well as philosophical undertones. The wider context is students’ engagement in scientific inquiry, an important goal for science education and one that has not been well executed in everyday classrooms. The focus on science learning illustrates the role of domain specificity in scientific reasoning. The discussion on epistemology of science presents ideas from the emerging field of philosophy of chemistry to highlight the much neglected area of epistemology in chemical education. Domain-specificity is exemplified in the context of chemical laws, in particular the Periodic Law. The applications of the discussion for chemical education are explored in relation to argumentation, itself an epistemologically grounded discourse pattern in science. The overall implications include the need for reconceptualization of the nature of teaching and learning in chemistry to include more particular epistemological aspects of chemistry.     

Synthetic and analytical thinking

Summary It is shown that scientific research is not a linear process of information gaining, of accumulating data and facts, but is rather to be characterized by a model showing the cyclic structure of data gathering and construction of theories, of inductive and deductive methods. Analytical and synthetic methods are linked together and are building inseparable components of the texture of science.

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Synthetisches und analytisches Denken

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Presented at the First International Symposium on History and Philosophy in Analytical Chemistry, Vienna, November 22–23, 1985     

初中化学“溶解现象”项目式教学*——从海带中提取碘和甘露醇

围绕“海带中碘的检验和提取”和“甘露醇的提取”2个社会生活情境展开,通过流程图的制作、流程问题的探讨、实验的具体操作以及课后拓展研究等4组任务,来完成“溶解现象”章节复习,建构工业流程的认知模型,理解“溶解、溶液、溶解度、结晶”等学科概念,渗透元素观、微粒观、平衡观等学科观念,发展设计探究实验、数据分析与证据推理等学科关键能力。     

不同认识论学生的非智力因素对其化学探究学习的影响

用模糊综合评判法定量分析了非智力因素对化学探究学习各要素的影响,典型建构认识论者认为兴趣、意志是影响化学探究学习最重要的非智力因素,形成假设、收集证据是受非智力因素影响最显著的探究要素;典型机械认识论者认为动机是影响化学探究学习最重要的非智力因素,形成假设、得出结论是受非智力因素影响最显著的探究要素。最后,结合研究结果就如何搞好化学探究学习提出了具体建议。     

谈化学教学论研究范式的转换

范式是由持有相同研究信念的研究者自发形成的一种规范,它有共同的问题域及解决问题的基本框架、解题思路与方法。化学教学论研究范式的缺陷是客观存在的,其原因是多方面的。化学教学论研究范式的转换,可由“移植”研究转向“本体”研究,由“演绎”研究转向“归纳”研究。     

The Use of One-Electron Quantum Numbers to Describe Polyelectronic Systems

Atomic states are rigorously characterized by the total orbital angular momentum and the total spin angular momentum, but chemists persist in the use of electron configurations based on one-electron quantum numbers and simplified rules for predicting ground state configurations. This practice is defended against two lines of criticism, and its use in teaching chemistry is encouraged with the claim that the inductive approach of Mendeleev and the deductive approach initiated by Schrödinger compose the consummate example of that interaction of empirical and rational epistemologies that defines how chemists think.     

A Cognitive Modeling Tutor Supporting Student Inquiry for Balancing Chemical Equations

Improved interactive tutoring capabilities in educational software for chemistry problem solving is an important need that has been clearly articulated by teachers and students. The purpose of this work is to examine the incorporation of new concepts from the field of artificial intelligence (AI) as a route to meaningful individualized tutoring. The basic shift is to replace specific foreknowledge of problems with a direct representation of chemical and pedagogical principles and then simulate reasoning using these principles to tutor students. To assess the potential of an AI-based approach, we have developed a prototype tutorial program for balancing chemical equations that contains two important advances. First, the system can create a worked-out solution with detailed explanations for any equation entered by the student or teacher. Unlike a conventional tutorial, this is done dynamically, without the equation being stored ahead of time. Second, the program can interactively answer a variety of detailed questions about its work at each step. Studying worked-out examples plays an important role in learning, and this approach to supporting interactive student inquiry is being investigated as a method of cognitive modeling and apprenticeship intended to foster the students own self-explanation and question-asking abilities.     

合成多肽疫苗研究进展

综述了合成多肽疫苗的研究进展,系统地介绍了目前寻找抗原肽的各种方法以及各类可用作疫苗接种的合成多肽抗原的制备和应用.     

高中化学合情推理教学的初步研究

合情推理（Plausible reasoning）对科学教育具重要意义。通过科学哲学、逻辑学讨论以及历史实例说明科学发现离不开合情推理,科学教育必须重视合情推理能力的培养,并对高中化学合情推理教学的可能性、对象和内容等问题进行了讨论。