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。     

以“位构性”模型建构和学科能力发展的必修“原子结构 元素周期律”教学设计和实践*

在高中必修阶段“原子结构 元素周期律”主题已有研究的基础上,将“位构性”系统模型与学科能力活动任务相结合,提出了本研究的理论框架,进行了单元整体的教学设计并实施。通过预设学生的表现水平,设计各课时的评价任务,过程性地诊断学生在各个课时中“位构性”模型建构与学科能力的发展水平,描述学生在本章学习过程中的发展变化,促进了学生“证据推理与模型认知”等核心素养的发展。最后,归纳出以“位构性”模型建构和学科能力发展的“原子结构 元素周期律”在教学实践中的有效策略。以期能够对日后开展“原子结构 元素周期律”主题的教学设计与实践能够提供参考和建议。     

“实验化学”翻转课堂教学案例设计

针对实验化学课程的特点,探讨了实验化学“课前知识传递,课堂知识内化,课后反思提高”的翻转课堂教学设计。以“硫酸亚铁铵的制备”为实验案例,通过翻转课堂在学习目标、活动主体与教学流程上的教学设计,详细阐述了以学生为中心的教学实施,并全面评价了教学实践。     

“化学教育测量与评价”的项目式教学——命制一道高考化学试题

以“命制一道高考化学试题”为项目学习主题,以提炼试题命制思路框架、初创高考化学试题、优化高考化学试题为关键项目任务,呈现师范生“化学教育测量与评价”教学内容的项目式教学设计思路和教学实践过程。     

“素养为本”的化学课堂教学*——以“原子晶体”为例

基于“素养为本”视角,以“原子晶体”的教学为例,对教学主题内容、教学现状及学情进行分析;以发展学生化学学科核心素养为主旨确定教学目标;以“微粒-微粒间的相互作用-物质的聚集状态-物质性质”的认识思路为主线,以“模型认知,建构概念-证据推理,归纳性质-微观探析,探究结构-科学史实,揭示价值”的任务型教学流程,达到落实并发展学生化学学科核心素养的目的。     

“原电池”的项目式教学*——探究“水动力”盐水灯发光之谜

以“菲律宾能源救星”创设探究情境,以“水动力”盐水灯发光之谜展开项目式学习探究设计之旅,在项目任务推进中对“水动力”盐水灯的原理和影响因素展开深入探究,重建学生对原电池的模型认知;设计并制作“家庭版”水动力灯,最终回归到指导抗震减灾等社会场景中去,加强学科与真实情境的结合与应用,锻炼和提升学生的科学精神与社会责任感,发展学生的化学学科核心素养。     

基于职业取向的化学教学设计——以“硫酸的工业生产”为例

基于人教版必修新教材中新增“化学与职业”栏目进行了“硫酸的工业生产”教学设计与实践。学生角色扮演“化工工程师”为解决工业上是如何制备硫酸这一核心研究话题,经过理论分析硫酸生产路径、模拟体会具体反应用于生产实际时所需考虑的问题、实际调研化工厂中的硫酸生产工艺这3个环节,增强对化学相关职业的认识与了解,发展以化学为职业取向的兴趣。     

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。     

“化学游戏教学”的“学教评产”混合式教学模式实践

基于师范类专业认证理念与毕业要求的教学前端分析,建构“学教评产”混合式教学模式,通过整合教学内容、重构教学安排与优化教学评价,对“化学游戏教学”课程进行创新性改革,并从学生学习成果、教学目标达成与学生满意度等3个方面评价教学成效。结果表明:该教学模式有助于学生学习成果质量的提升,能够有效促进教学目标的达成,并取得较高的学生满意度。     

化学课堂探究教学“制订计划”的评价

为了解化学课堂探究教学“制订计划”的有效性,在课堂观察与分析的基础上,提出化学课堂探究教学“制订计划”系统分析量表,并结合具体化学课堂探究教学,从计划制订的主体、计划制订的过程、计划内容本身等3个方面解析了“制订计划”环节。结果启示：化学课堂探究教学“制订计划”系统分析量表能科学有效地指导化学课堂探究教学,特别是其“制订计划”的设计、实施与评价。     

水质净化过程投加净化剂的最佳选择

对水质净化过程中投加净化剂的效果进行了研究,得出了冬春低温低浊季节,水力循环澄清池－快滤池净化过程投加净化剂脱混的最佳选择。     

运用“颜色识别器”软件探究常见净水剂的净水原理*

盐类水解的应用中铝盐和铁盐的净水作用涉及胶体的生成与吸附聚沉,是一个综合且复杂的化学问题,为发展学生化学学科素养,利用“颜色识别器”软件中色密度(V)值与黄土壤浊液中土壤含量的半定量关系,建构了一种基于课堂教学的快速定量测定工业净水剂净水效果的实验方法,为化学课堂教学中关于盐类水解的具体应用提供了真实情境和探究案例。     

基于数字化手持技术的混凝剂净水效果比较及净水机理研究*

利用数字化手持技术比较混凝剂净水效果和研究净水机理,即通过色度计和pH传感器从混凝剂投入量、净水速率、pH适应范围以及腐蚀性等4个方面对比3种混凝剂的净水效果。研究结论显示:聚合硫酸铁(PFS)的净水效果优于硫酸铁和明矾;明矾的最佳投入量约为125 mg/L,硫酸铁以及PFS的最佳投入量均约为75 mg/L。依据四重表征教学模式对净水过程的pH变化曲线进行分析,得出混凝剂净水的一般机理。     

Water Purification and Microplastics Removal Using Magnetic Polyoxometalate‐Supported Ionic Liquid Phases (magPOM‐SILPs)

Filtration is an established water‐purification technology. However, due to low flow rates, the filtration of large volumes of water is often not practical. Herein, we report an alternative purification approach in which a magnetic nanoparticle composite is used to remove organic, inorganic, microbial, and microplastics pollutants from water. The composite is based on a polyoxometalate ionic liquid (POM‐IL) adsorbed onto magnetic microporous core–shell Fe₂O₃/SiO₂ particles, giving a magnetic POM‐supported ionic liquid phase (magPOM‐SILP). Efficient, often quantitative removal of several typical surface water pollutants is reported together with facile removal of the particles using a permanent magnet. Tuning of the composite components could lead to new materials for centralized and decentralized water purification systems.     

基于传统文化史料情境彰显化学价值的教学*──水的净化

以“古往今来话净水”即“水的净化”教学片段为例,试将我国传统净水工艺史料情境应用于初中化学教学实践中,学生体验净水流程“过滤、吸附”等核心步骤,自制简易净水器。并立足于本地实际,引导学生分析厦门水质检测报告,介绍厦门“三达膜”公司最新净水产品,与美国产“单兵野外生存生命吸管”做产品优劣对比等。最后倡导学生保护水资源,升华爱水爱乡情感。使学生既能体会我国传统净水工艺精妙,感叹古人智慧之结晶,感受化学对人类生产生活的价值。又能掌握现代基本的净水流程并应用于日常生活,丰富学科的视野,培养思辨之精神,增强社会责任感。     

Graphene‐Based Composite with γ‐Fe2O3 Nanoparticle for the High‐Performance Removal of Endocrine‐Disrupting Compounds from Water

Graphene is a 2D sp²‐hybridized carbon sheet and an ideal material for the adsorption‐based separation of organic pollutants. However, such potential applications of graphene are largely limited, owing to their poor solubility and extensive aggregation properties through graphene? graphene interactions. Herein, we report the synthesis of graphene‐based composites with γ‐Fe₂O₃ nanoparticle for the high‐performance removal of endocrine‐disrupting compounds (EDC) from water. The γ‐Fe₂O₃ nanoparticles partially inhibit these graphene? graphene interactions and offer water dispersibility of the composite without compromising much of the high surface area of graphene. In their dispersed form, the graphene component offers the efficient adsorption of EDC, whilst the magnetic iron‐oxide component offers easier magnetic separation of adsorbed EDC.     

模拟自来水厂水净化实验

自来水的生产工艺在教科书中仅以图片形式出现, 将其改进为模拟实验, 可以在一个素材中学习沉降、过滤、吸附等多种净化水的方法, 同时了解每种方法的净化程度和顺序的选择。     

Removal of Multiple Contaminants from Water by Polyoxometalate Supported Ionic Liquid Phases (POM‐SILPs)

The simultaneous removal of organic, inorganic, and microbial contaminants from water by one material offers significant advantages when fast, facile, and robust water purification is required. Herein, we present a supported ionic liquid phase (SILP) composite where each component targets a specific type of water contaminant: a polyoxometalate‐ionic liquid (POM‐IL) is immobilized on porous silica, giving the heterogeneous SILP. The water‐insoluble POM‐IL is composed of antimicrobial alkylammonium cations and lacunary polyoxometalate anions with heavy‐metal binding sites. The lipophilicity of the POM‐IL enables adsorption of organic contaminants. The silica support can bind radionuclides. Using the POM‐SILP in filtration columns enables one‐step multi‐contaminant water purification. The results show how multi‐functional POM‐SILPs can be designed for advanced purification applications.     

化学社会课程资源开发及教学范例——水的净化与水资源保护

课程资源逐步走向开放化、共享化和社会化，社会已成为实施教育教学活动的重要场所。以"水的净化与水资源保护"主题内容为教学范例，提出了化学社会课程资源开发的思路和教学实施流程：在"前置学习"中通过社会课程资源的亲身实践，把化学的课堂延伸到社会领域；在"展示分享"中将获取的有效资源与课堂学习关联，实现知识与生活的有效链接；在"整理评价"中完成知识建构和巩固过程，让学生感受真实、有用的化学。