利用滴定曲线方程和Origin精确绘制滴定曲线*

滴定曲线是滴定分析原理的重要内容。它显示了滴定过程中平衡体系性质的变化,可以获知化学计量点和滴定突跃信息,从而指导准确滴定判别或指示剂的选择。滴定曲线方程是滴定过程中体系的某种性质X(例pH)与滴定分数a(或滴定剂体积V)的关系方程,解析方程可获得函数X=f(a)的表达式。对一些较复杂的体系,推导函数X=f(a)较困难,但多数情况下反函数a=g(X)的推导更容易,表达式也更简洁。本文对酸碱、配位、氧化还原和沉淀滴定曲线方程进行了系统总结,并对不同情况下的函数X=f(a)或反函数a=g(X)进行了推导,拓展了教材内容。根据函数关系,在Origin中利用其函数绘图功能可直接绘制出滴定曲线,不用先生成数据点再绘图,方便快捷。用反函数绘图时增加数据点即可获得高精度的滴定曲线,可直接从滴定曲线上查找化学计量点和滴定突跃信息。     

酸碱滴定终点误差的快速估算法——基于CurTiPot酸碱滴定曲线的快速绘制

利用CurTiPot软件快速绘制酸碱滴定曲线,并在相对误差概念的基础上,实现了酸碱滴定终点误差的快速计算。     

高中化学基本学科观念建构的新视角*

通过对调查问卷的定量分析,了解高中生化学科学观念的发展现状,在比较学生目前的各学科观念发展水平的差异性、相关性的基础上,分析其影响因素,进而结合化学学科核心素养的组成要素,提出高中化学基本学科观念建构的新视角。     

强碱滴定弱酸的信息化教学软件及其教学实践*

基于酸碱滴定中的离子平衡现行教学中存在的问题,研发了一款以强碱滴定弱酸为例的离子平衡知识学习与习题检验的软件工具。该软件以可视化的技术,用曲线、柱状图等形式展示滴定过程中的动态变化,便于学生从滴定过程中的离子反应、图像和数据中获取信息并进行推理,从而认知酸碱滴定中的离子平衡的内在原理。该软件不仅能用于离子平衡中各概念的教学,也能为相关习题课的讲解创设必要的教学情境。     

从滴定曲线图分析强-弱混酸的滴定*

从滴定曲线图入手,分析了以酸碱指示剂确定终点时,强-弱混酸体系(HCl-HA)的滴定情况。结果表明,在Er=±0.1%,且2种一元酸的初始浓度均为 0.10 mol·L-1的条件下,是不可能将2者分别准确滴定的。但若Er=±0.5%,弱酸HA则可以与HCl分开并各自准确滴定,其需要满足的条件为:10-7.57≤Ka,HA≤10-6.50。方法简单实用,应用于教学效果良好。     

基于思维模型建构的高三化学复习教学*—— 以“平衡原理的应用”为例

以高三复习课“平衡原理的应用”为例,通过真实情境的剖析让学生感知模型,引导学生分析归纳提炼模型,并进行针对练习运用模型,变式训练体会模型,让学生在实践中以模型思维为突破,深入领悟建构模型的实质,有序解决复杂化学问题,提升科学思维能力,发展化学学科核心素养。     

化学教师模型认识与模型教学观的关系研究*

主要使用李克特式量表问卷测查了256名中学化学教师的模型认识与模型教学观的结构与水平,并使用结构方程模型进一步探查化学模型认识与模型教学观的关系。结果表明:(1)化学教师对化学模型的描述与解释功能以及模型的暂定性具有较好的认识,但对模型预测功能认识不足;(2)化学教师在模型教学中倾向于使用模型描述、解释或预测化学现象,并且较认可以学生为中心的模型教学,但缺乏对模型暂定性的反思;(3)化学教师的模型认识基本上可预测其模型教学观,如关于模型功能的认识能显著预测其模型教学观。文末据此为我国化学教师培训及其研究提出相关建议。     

配位滴定终点误差的通用计算方法*

依据终点误差的体积比定义式,滴定分析中所加入滴定剂的体积与待测体系的初始体积之比是计算终点误差的关键。建立了配位滴定中关于体积比的一般方程,提出了求解该方程的迭代策略,并给出了终点误差的计算实例。结果表明,该方法具有适应范围广、计算精度高的特点。     

线上线下混合模式在药学专业分析化学教学中的应用*——以“酸碱滴定分析法”为例

以“酸碱滴定分析法”为例,依托自建药学专业SPOC课程资源,构建和实践了包含前端分析、教学过程和考核评价的线上线下混合教学模式。通过全面分析教学内容、教学目标、学情和学习环境等,设计了线上课前预习、线下课堂教学、线上课后拓展等3个步骤相衔接的教学过程,建立了线上线下相结合、突出过程性评价的综合考核方式。通过反思整个教学过程,对线上线下混合教学模式的主要优势和问题进行了讨论。     

基于复杂分子结构模型建构的项目教学案例*——探秘血红素

本研究基于可视化软件VESTA和生物大分子空间结构数据库(PDB)将血红蛋白的结构模型可视化,切割出其功能单元“血红素”并将其晶胞内分数坐标转化为可供学生搭建的三维直角坐标。在课堂上尽可能还原了科学家破解复杂分子结构的一般方法及步骤,学生在项目实施过程中动手搭建血红素原子位置模型,利用键长数据判断原子间的成键关系,并利用模型解释血红蛋白载氧和中毒的机理,发展了证据推理与模型认知等学科核心素养。     

基于多元外在表征理论的酸碱中和滴定概念教学设计

在多元外在表征教学理论的基础上,提出了酸碱中和滴定的教学设计,主要包括创设酸碱中和滴定实验情境、引入酸碱中和滴定概念与原理、介绍滴定管、选择指示剂、演示实验、使用Netlogo解释酸碱中和滴定等内容。研究结果表明该教学设计能帮助高职生更好地理解“酸碱中和滴定”知识。     

非水滴定法测定水杨酸钠质量分数实验的改进

非水滴定法测定水杨酸钠质量分数是分析化学实验中重要的教学内容,现有教材中该实验的内容主要是高氯酸标准溶液的标定和水杨酸钠质量分数的测定。针对实验过程中指示剂用量和滴定终点颜色不同对测定结果准确度产生影响等问题,将电位滴定法引入到实验中以更好地确定指示剂的合适用量和判断终点颜色。结合统计分析研究不同滴定终点颜色对水杨酸钠测定准确度的影响,并以此改进后的实验方案作为综合性实验内容用于实验教学中。不仅能加深学生对非水滴定等分析方法原理及其有关理论的理解,而且能够培养学生严谨的科学态度和良好的实验素养。     

基于滴定突跃的计算探讨多元弱酸分步滴定的准确条件

多元弱酸分步滴定的准确条件一直是酸碱滴定中的一个教学难点。基于分布分数的分析指出了当前分析化学教材中有关探讨磷酸分步滴定的某些错误结论,并在此基础上,通过滴定突跃大小的计算,对多元弱酸分步滴定的准确条件进行了探讨分析。结果表明：若人眼判断滴定终点时有±0.2pH的不确定性时,滴定误差控制在0.5%,强碱滴定多元弱酸时,分步滴定的准确条件是：Kai/Ka(i+1)≥105.0;cKai≥10-8.7。     

基于光纤折射率传感原理的新颖酸碱滴定法

首次提出并研究了一种基于光纤折射率传感原理的新颖的化学酸碱滴定分析方法, 为光纤传感技术在化学滴定分析的新应用作出了有意义的尝试. 实验结果表明: 此方法适应于酸碱互滴, 只需少量样品; 在待测样品浓度较低时, 采用浓度高的滴定剂效果更佳, 可测量浓度低至0.001 mol/L 的溶液; 与传统的pH滴定方法等比较, 本方法无需添加终点指示剂, 可实现实时监控; 在二元酸碱的滴定中, 化学计量点指示更明确, 精度更高; 稳定性和准确性测试效果良好, 对HNO₃, NaOH进行测定RSD分别为0.23%和0.28%.     

基于思维地图构建高中化学习题解题模型

在对思维地图的由来、优势、基本类型以及所代表的思维活动等方面介绍的基础上,明确思维地图不仅可用于对知识的表征和组织,还可以对思维过程进行描述。以“有机合成题”和“溶液中离子浓度比较”为例,尝试运用思维地图建立高中化学习题的解题模型,以期待思维地图能给我国高中化学教师和高中生一些启发,为高中化学习题教学提供新思路。     

基于思维模型建构的“物质检验”初中复习教学研究

以让学生自主建构物质检验的思维模型为目标设计教学,通过完成物质检验的探究任务,学生自主建构思维模型,形成完整的思路,从而提高解决此类问题的能力。并在北京某中学初三年级进行教学实践,对教学实施效果进行了检验,根据教学实践总结出建构“物质检验”思维模型教学的有效教学策略：基于建模历程与生活情境选择素材;以学生为中心自主建构“物质检验”思维模型,引导学生经历多样化的思维发展过程;学生经历不同层级进阶的模型建构历程。     

基于结构化认识和解决物质转化问题的思维模型建构*——以“氢氧化钠变质的实验探究”为例

以探究氢氧化钠变质为依托点,融合酸、碱、盐相关知识,在复习知识的同时,将结构化认识和解决物质转化问题的思维方法贯穿于课堂实验探究始终,帮助学生从“概念理解-模型建构-学习活动-真实问题-模型评价”5个维度,体验模型认知的具体过程。利用实验探究的手段解决学生的认知冲突,修正和完善模型,实现结构化认识和解决物质转化问题的思维模型建构,提升化学学科核心素养。