化学学科核心素养指引下的“配合物”教学探讨

指出了高中阶段“配合物”教学中存在的问题,并从“应用杂化轨道理论解决配合物中心部分的空轨道问题”“尝试判断配位原子”“用平衡思想理解配合物的内界组成”等3个方面阐述了如何在化学学科核心素养的指导下引导学生更好地进行配合物知识的学习。     

现代信息技术在配位化合物教学中的应用

在“大学化学”课程中,配位化合物一章起着承上启下的作用,在课堂内容中引入现代模拟技术,通过使用diamond软件动态展现新型复杂配合物（[Ni（NH3）6]C60·6NH3）的形成和特点,进行实例化教学。本方法不仅能提高学生的学习兴趣,加深学生对配合物成键结构和性质的直观理解,更能展现新型配合物的应用,有助于提高“大学化学”的教学质量。     

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。     

利用手持技术数字化实验促进学生对配合物概念的学习*——以铜氨配合物的形成和破坏过程为例

从高中“配合物”概念教学中值得探讨的问题出发,以手持技术TQVC 概念认知模型为理论依据,利用手持技术pH和电导率传感器对铜氨配合物的形成与破坏过程进行探究。首先以氨水滴定硫酸铜溶液,然后以硫酸反滴定铜氨配合物溶液。与此同时,利用手持技术获取反应过程中的pH和电导率变化曲线。再根据四重表征模型,从宏观、微观、符号、曲线4个角度对反应过程进行分析,从而揭示反应的本质,多维度实现“配合物”概念的有效建构。     

高中化学“探秘配合物”的项目式教学——揭秘人体生命健康中的配合物

以“揭秘人体生命健康中的配合物”为项目研究主题,引导学生掌握配位键以及人体中配合物的存在和结构,并设计“调研人体中配合物的存在”“探究配位键的概念”“明确配合物的结构特征”“认识配合物的应用”“解释一氧化碳中毒的原理”等5个子任务。内容分为2个部分,第1部分以人体血红蛋白中的配位键为情境认识配合物的存在,第2部分从结构角度设置3个进阶梯度升华对配合物的认知,从宏观辨识到微观结构探析,提升学生对配合物的认知水平和学科素养,落实教、学、评一体化要求。     

环金属钌配合物的合成、结构多样性及氧化还原调控

环金属钌配合物具有良好的氧化还原和光物理性质,在诸多光电领域如染料敏化太阳能电池、电致变色、电子转移等方面具有重要应用。环金属钌配合物的合成方法主要包括“后期金属化”、“前期金属化”、“转金属化”三种方法。环金属配合物具有丰富的结构多样性。环金属配合物由环金属配体和辅基配体与金属螯合形成。环金属配体包括N^∧C、N^∧N^∧C、N^∧C^∧N和C^∧C^∧C-类型多齿配体。辅基配体主要包括吡啶、咪唑、三唑、嘧啶等杂环。碳-金属键的引入大大降低了钌配合物的氧化还原电位。通过改变环金属配体和辅基配体的结构,可以对金属的氧化还原电位进行有效调控。金属钌配合物的氧化还原电位对敏化电池的性能以及电子转移的过程具有重要的影响。     

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。     

利用游戏化教学促进“微粒观”建构*——以“原子的结构”第一课时为例

分析了初中化学微粒观的教学内容和“原子的结构”的相关教学设计,针对学生“微粒观”建构存在的难题,提出利用反馈机制,采用“寓教于乐”的游戏化教学设计,并进行实践效果访谈。不仅完成了本课时的教学目标,也让学生对化学的兴趣更加浓厚。     

高中生“芳香烃”心智模型的测评及其教学启示*

采用二阶式纸笔测验以及半结构化访谈法对高中生持有的“芳香烃”心智模型进行测评,并重点分析了学生建构的与“芳香烃和苯的同系物的概念”“芳香烃的结构”“苯及其同系物的化学性质”等概念群相关的缺陷模型。研究发现学生建构的有关“芳香烃”缺陷模型包括3大类共计11种;学生对有机物空间结构的想象力和建构能力较为薄弱;学生对“有机化合物结构内基团之间相互作用对其化学性质的影响”认识不足,“性质结构”模型不完善;学生建构的有机化学的心智模型尚不具备整体性。     

从化学学科核心素养到学生学习活动*——基于证据推理与模型认知的“空气”教学

以学生活动为载体,借助表现性评价,有助于学生学科核心素养的形成。根据“表现性评价”和“证据推理与模型认知”的内涵,从“获取推理证据”“基于证据推理”“建立认知模型” “基于模型认知”等4个维度提出表现性评价量规,以 “空气”第1课时教学内容为例,设计表现性任务。介绍了在“空气”第1课时的教学中,教师在课堂上基于表现性评价观测学生课堂表现,并根据学生素养达成情况及时调整教学,展开“教、学、评”一体化的教学过程。     

基于学生思维发展的初高中衔接教学*——相对原子质量

对化学义务教育阶段“相对原子质量”和高中阶段“物质的量及摩尔质量”教学进行了新的尝试和思考,探讨了深入理解“相对原子质量”的2个视角,同时开展了学生的自主探究活动,进一步实现学生思维和认知的持续发展,这也是基于初中教学与高中教学相衔接的一次探索和尝试,既可以应用于初中“相对原子质量”教学中的深入理解,也可以应用于高中“物质的量”教学时的衔接课程。     

镧系元素十八元六氮大环配合物的研究

本文采用“模板反应”合成了十四个三价镧系金属和一个二价铕的十八元六氮大环固体配合物和一个自由大环,推测了所合成的配合物的组成、结构和配位数,研究了某些配合物的热稳定性、价态稳定性和在水溶液中的行为。     

高中化学“次氯酸盐的性质”的项目式教学*——84消毒液的使用指南

以“84消毒液的使用指南”为主题,开展高中化学“次氯酸盐的性质”的教学。学生通过完成“一张图说清消毒剂”“探究84消毒液的漂白效果与酸碱性的关系”“探究84消毒液的漂白效果与光照的关系”“探究84消毒液的漂白效果与温度的关系”“84消毒液与酒精混合会有氯气吗”等5个项目任务,理解了次氯酸盐的性质及漂白原理,培养了学生的文献检索能力、实验探究能力以及发展了学生的高阶思维能力。将文献查阅与学生实验相结合,让学生在真实问题的解决中,完成次氯酸盐的性质等相关知识的内化,是顺利完成本项目教学的关键。     

翻转课堂教学模式下知识迁移能力的培养*——以“复杂氧化还原电对电极电势的计算”为例

“复杂氧化还原电对电极电势的计算”一直是大学化学教学的难点,以此为例开展翻转课堂教学:教师引导学生归纳、类比,厘清难溶盐电极、配合物电极与“金属电极”之间的渊源,完成知识的内化;通过课堂翻转,学生将内化的知识在课堂实践中加以展现与深化,掌握复杂电极在标准状态下电极电势的计算方式。实践表明,该教学模式避免了学生线上学习存在的刷屏、刷题、心理浮躁等现象,有助于推动学生进行深度学习,将碎片化的知识迁移、串联、整合成体系,达到学以致用的目的。     

立体化“工作页式”活页教材的设计与开发*——以《药物检验技术》为例

本教材“以药物检验活动为导向,以药物检验技能为核心”重构学习内容,通过教材活页的灵活“拆装”重组实现教材应用“活页”化,将教学内容与岗位标准统一实现任务实施“工作页”化,把传统纸质教材与数字化资源结合实现资源“立体”化,同时将“以德树人、课程思政”有机融合到教材中,体现“重技尚艺崇德”,达到纸数融合、产教融合、理实融合、德技融合的目的,展示职教教材开发的新范式。     

高中化学“乙醛性质”的项目式教学*——解酒药的研制

以“解酒药的研制”为项目主题,开展高中化学“乙醛性质”的教学。学生通过完成“药物研发分析”“探秘致命物质,寻找救治办法”“药物新构想”等3个项目任务,掌握了乙醛的性质及其应用,构建了有机物结构分析和性质预测的思维模型,学会了对陌生有机物的分析与研究。运用手持技术数字化实验测定溶液酸碱性确定反应机理,锻炼了科学探究、合作交流、思维表达的能力。与课外活动有效整合、实验室仪器与试剂的保障、资料查阅、外援专家指导等是顺利完成本项目教学的关键。     

“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。     

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。     

初中化学教学中培育社会责任素养*——以“燃料及其利用”复习教学为例

在分析“社会责任”素养内涵和研究现状的基础上,制订了初中化学“燃料及其利用”复习教学课的“社会责任”素养目标,并设计了以“秸秆综合利用的变迁”以及“历史悠久的薪柴燃料-使用方便的化石燃料-清洁环保的新型燃料”的燃料“进化史”为主线的教学流程。从“燃料及其利用”复习教学来看,初中化学教学可以通过真实情境、创新实验和有意义的学习经历等实践路径让学生获得“社会责任”体验,形成“社会责任”素养。     

基于精益安全管理的实验教学研究*——以乙酸乙酯的制备为例

以经典酯化实验为载体,引入精益安全管理,指导教师从“做一名有感领导”开始,有意识地引导学生运用“打破惯性思维”“自觉自愿”“持续改进”等先进理念关注实验过程中的安全问题;通过设计与精益安全管理相适应的教学环节,培养学生的安全意识和自觉的安全习惯。经教学实践发现,精益安全管理应用于实验教学能够显著提升学生的安全意识,消除实验过程中的安全隐患,能更好地达到实验教学的目的。