整合多重表征 促进概念深度理解——以“原电池”为例

有效整合多重表征,是促进学生科学概念深度理解的一种有效策略。本研究整合了科学教育领域中的3个多重表征框架的内容,对高中必修模块的“原电池”进行了教学设计。首先引导学生依次学习原电池的宏观装置、微观原理和电极符号,初步建构原电池概念,之后基于氢氧燃料电池关联表征,让学生建构原电池的装置原理二维模型图,理解原电池概念,最后依托生活中的纽扣电池应用二维模型图实现表征转换,解决实际问题,实现对原电池概念的深度理解。     

基于发展化学核心素养的概念教学——以“认识溶液”为例

化学概念不仅是基础知识的组成部分,还承载着发展学生思维能力的功能。以初中化学教学“认识溶液”为例,根据学情和教学内容整合了丰富的实验、媒体、社会等素材,从宏观到微观,从证据到推理,从科学精神到社会责任,促进了学生学科思维和意识的协同发展,获得良好的教学效果。     

落实核心概念功能价值演变的复习课教学——“溶液”单元复习

把“溶液”放到完整学科体系中,利用本原问题驱动,调取新授课储备的、与新问题情境匹配的学科理论、模型,将“核心概念、学科任务、认识角度、认识路径、能力活动、化学基本观念”融合,借助学科思维方式、方法,打通纵横联系,找寻基本规律,在思维碰撞中对自身原有认识加以修正、完善发展,形成“核心概念功能化,解决问题思路化”的系统思维模型。在学科核心素养统领下,落实核心概念功能价值演变的初中化学复习课教学。     

基于学科理解的“物质成分”大概念教学*

以“物质成分”大概念教学为例,基于学科理解,以探究物质成分的相关化学史为线索设计教学,引导学生在追溯“物质成分”相关概念、理论的发展过程中,逐渐建构物质成分的宏观、微观、宏微结合视角。并在解决探究物质成分的真实问题的过程中,培养学生基于证据进行推理的科学论证能力,通过认识视角的发展,体会科学理论是在不断发展和进阶的,初步建立科学发展观。     

国内外近30年“电化学”主题概念测查研究进展*

梳理了国内外1990-2020年核心期刊文献中对学生电化学主题概念测评的实证研究,主要涵盖学生电化学概念理解水平以及影响因素等方面。据此探讨其对化学教师教学实施以及国内外化学教育实证研究的启示,以期为中学化学教学及后续研究提供有益参考。     

关注大概念的教学设计与实践——以“气体摩尔体积”为例

以高中化学中的“气体摩尔体积”概念教学为例,分析了基于大概念教学的必要性,建构了“解读基本概念教学价值,编写基本理解和基本问题,创设有层递性的学习活动”的大概念教学的模式,有利于更好地凸显学科概念本身的价值和意义,形成具有持久价值和迁移价值的关键性的方法、思维和能力。     

高中生“化学平衡”概念结构的研究

根据认知心理学关于概念结构的理论,对高中生“化学平衡”概念的自由分类进行多维标度和聚类分析,得出高中生的“化学平衡”概念由2个维度组成,学生的分类属于关联聚类,揭示了影响学生概念结构的因素,并对概念教学提出了建议。     

化学教学内容的学科理解研究——以“醛的结构与性质探究”为例

为在教学中切实落实化学学科核心素养,本研究从“学科”角度切入,针对教学内容探究教师如何进行学科理解。以乙醛课题为载体通过扎根理论分析专家团队基于学科理解的教学内容研讨过程,发现学科理解的对象主要是化学概念,在不同层级的概念理解中融汇化学学科思想方法。以核心概念羰基的理解过程为例,经历以下4个步骤:(1)比较烃类,确定乙醛的特殊性在于羰基;(2)基于乙醛特质挖掘本原性问题:如何基于结构认识羰基的性质;(3)运用比较分类逻辑方法抽提羰基的认识视角:极性多重键;(4)利用原子的杂化方式、电负性认识羰基结构特征,宏微结合发展认识思路。     

论“离子氛半径”

本文对“离子氛半径”的概念进行了分析讨论，认为１／Ｋ只是离子氛在电学上的相当距离，与实际离子氛半径的含义相差甚远。     

增进化学学科理解的“反应热”单元整体教学设计

秉承2017年版课标的理念和要求,按照鲁科版新教材的编排体系,系统梳理了对“反应热”的学科理解,包括理解知识本体与其中蕴含的思维方式方法。为增进学生的学科理解,将反应热单元分为3课时:基于体系理解反应热概念,借助内能将反应热与焓变建立联系,焓变的计算。精心设计了每一课时的驱动性问题(任务)以及课中与课后作业评价并进行了教学实践。对比上一轮此内容的单元整体教学,从教学侧重点、教学方法、教学效果等角度进行了反思。     

初中化学“溶液”的项目式教学——制作天气瓶

以制作天气瓶为项目核心与溶液单元知识进行整体融合。经过认识天气瓶、揭秘晶体变化奥秘和自制天气瓶等一系列活动,学习多角度认识溶液的组成、溶解度和科学的定量实验设计方法。溶液形成过程的微观本质是学生的学习难点,应用多个电导率仪测定不同位置的离子浓度变化,形成硝酸钾溶解过程曲线,通过分析曲线数据变化很好地搭建起宏观辨识与微观探析间的桥梁,帮助学生突破学习难点。学生在解决这一复杂、综合实际问题的过程中,有效地发展了宏观辨识、变化观念、证据推理、科学探究、创新精神等化学学科核心素养,发展了科学价值观。     

跨学科概念“能量”的含义和3种认识框架

跨学科概念是科学课程“整合”理念的重要体现,将跨学科概念融入学科课程是分科课程制度下的重要议题。能量是重要的跨学科概念,其贯穿宏观物质与微观粒子,是各种运动的量度。可以通过构建能量认识框架促进学生对这一概念的认识。能量认识框架可以用概念框架充当,可以追踪能量的流动,也可以根据认识发展理论等提出新的框架。能量认识框架的确定应该始终关注学科内容本体和学生认知特点。教师需要创设与日常生活相关的情境,设计难度不同的真实问题,引导学生建立适宜的认识框架,并要关注学生对概念理解的发展过程。     

基于化学学科理解的教学——以“苯”为例

以“第一种人工合成染料苯胺紫”为素材创设情境,将煤、苯和染料苯胺紫等建立联系,由此引导学生探讨3个问题:“苯从哪里来”“如何确定苯的结构”及“如何解释苯的性质”,让学生在收获具体知识的同时,理解苯环结构的稳定性,了解苯的结构的研究历史背景以及苯环结构学说在有机化学发展史上的卓越作用。     

中美高中化学教科书“化学反应原理”模块微观表征插图的设计分析

微观表征插图是重要的化学教学素材,是学生对三重表征在头脑中加工内化的重要认识媒介。为了能在“化学反应原理”模块教学中更好地发挥微观表征插图的价值,通过内容分析法,对中国人教版高中化学教科书和美国高中化学教科书Chemistry: Concepts and Applications在此模块的微观表征插图设计进行了比较分析。结果显示,2种版本教科书中的微观表征插图在该模块插图总数中的占比较少,呈现最多的主题内容均为过程微观表征;缺少“化学反应的方向、限度和速率”主题的微观表征插图;2者表征的形式水平较高,但美版教材更好地融合了“宏、微、符”3类表征。最后,基于分析结果对教科书“化学反应原理”模块中微观表征插图的设计与使用提出了相关建议。     

从大概念“尺度与结构”角度构建深度思维课堂——以“晶体结构”为例

氯化钠与氯化铯的阴阳离子个数比相同但晶胞结构却有很大差别。用模型建构、数学计算等方式并融合“尺度与结构”等大概念思维,引导学生循着科学家的科学研究方式思考问题。     

从“概念转变”到“概念理解”——科学概念学习研究的转向

当前国际科学概念学习研究显示了从“概念转变”到“概念理解”的转向。通过分析概念转变教学研究的结果,得出影响概念转变的关键因素在于学生对科学概念的理解。阐释了概念理解的内涵、特征,探讨了概念理解与高级思维的关系、概念理解水平、概念理解的教学和评价等内容。     

凸显迁移的化学教学实践——以“溶液组成的表示”为例

从“溶液组成的表示”一课的教学实践出发,凸显迁移对知识建构的重要性,并从设计先行组织者、重组教学内容、勾连不同类型知识等3个角度分析促进迁移的策略。     

高中生对“物质的量”概念群的理解水平测查

通过编制信度、效度可靠的测量工具对高中生“物质的量”概念群的理解水平进行测查,发现大部分学生主要处于部分理解并伴随一定的误解的理解水平;学生对各概念的理解均存在迷思概念;学生在“物质的量”概念群中的迷思概念共计14条。     

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。     

基于学科理解的“醛的结构与性质探究”教学设计与实施

学科理解是教师教学的坚实基础,教学设计环节首先进行学科理解研究,通过阐释“如何基于极性多重键认识羰基化合物的结构与性质？”本原性问题,对主题学科大概念“有机物构性关系”进行本原性、结构化地理解。从教学目标、教学思路、教学实施过程阐述“醛的结构与性质探究”一课的教学。课后阶段进行学生访谈及分析、专家评价和教师反思总结。系统地呈现基于学科理解的素养为本的课堂教学研究。