利用数字化手持技术探究“电解池阳极与原电池负极金属腐蚀速率”的大小

引入数字化手持技术设计6个实验,将金属腐蚀速率问题转换为金属腐蚀过程气体产生速率问题,进而转换为一定时间内密闭体系压强变化问题.实验关键是用气压传感器测定一定时间密闭体系气压变化,得到压强-时间曲线,根据曲线斜率分析反应速率,进而解决“金属腐蚀速率”问题.同时,还从“宏观-曲线-微观-符号”四重表征角度深入分析实验,有助于学生深入理解实验过程与反应原理.本实验研究结论是：（1）同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀速率大于原电池原理引起的腐蚀速率;（2）对同种电解质溶液,在一定浓度范围内,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快.

游戏化学习的应用与研究述评——基于国内外课堂中的“化学游戏化学习”

"游戏化学习"是指将教育游戏融入课程教学和自主学习活动的过程,在学习动机激发、知识学习、能力提升、情感态度价值观培养等方面具有独特的教育价值,逐渐受到国内外广泛关注。具体到化学游戏化学习,关于化学游戏的主要形式、对应解决的化学学习问题、发展趋势、应用状况、使用成效等问题均值得深入探讨。有必要聚焦国内外化学游戏化学习,从教师的角度出发对如何进行游戏化教学展开探讨。因此,在整理分析"中国知网"(CNKI)和美国化学教育(JCE)在线期刊相关论文的基础上,将国内外课堂化学游戏化教学分为"在教学活动中使用非电子及电子游戏"以及"将教学活动本身设计成一个游戏"两种形式进行分类介绍。结果表明,国内外化学教育游戏形式多样,涉及中学不同学段及不同教学内容,关注解决教学重、难点,为中学化学游戏化教学提供了有效支持,旨在为化学游戏的课堂教学应用提供有关参考。后续关于化学游戏化教学的研究,应注重根据具体教学情境,合理地使用游戏或者设计游戏活动,同时要聚焦化学教学重、难点,关注学生素养发展,准确定位教师角色,开发配套教学资源,有效整合信息技术,优化与创新课堂教学。

基于微粒观建构的高中化学“水溶液中的离子平衡”教学述评

通过整理万方数据库的相关论文,分析归纳基于微粒观建构的"水溶液中的离子平衡"教学案例的典型特征。结果表明,教学中应基于学生认知发展点进行教学设计;注重新授课和复习课的观念建构衔接;结合具体情境,合理运用教学策略;发挥信息技术与课程整合的有效性;关注学生认知模型的建构;重视学习质量评价。

指向核心素养的高中有机化学教学研究

针对有机化学,基于新课标的定位、高考的考核要求、学生学习的思维障碍、有机化学的核心素养发展内涵,以人教版化学选修5有机化学基础为教材,对高中有机化学的教学进行系统思考、整体规划,根据具体案例内容特点,侧重发展学生某类素养。列举“有机物的结构特点”“研究有机物的一般方法步骤”“脂肪烃”“卤代烃”“酚”“羧酸酯”“有机合成”八个案例中的典型教学片段,阐述在教学中发展学生核心素养的具体措施。

“化学实验方案评价”的高三复习教学策略

一、课程标准分析《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》指出化学实验对于全面发展学生的化学核心素养有着极为重要的作用,教学过程中要充分认识化学实验的独特价值,精心设计实验探究活动,合理科学的实验方案是实验成功的前提条件。

手持技术数字化实验与化学教学的深度融合:从“研究案例”到“认知模型”——TQVC概念认知模型的建构

手持技术是教育信息化进程中产生的先进教育认知工具,集数据采集与分析于一体,具有定量化与可视化特点,可帮助学生克服抽象化学知识学习中的认知难点。手持技术数字化实验与化学教学的融合始于宏观层面的"研究案例"开发,并逐渐深入至微观层面的"认知模型"建构。为丰富手持技术在认知心理层面的研究内容,根据认知-建构主义学习理论,首次提出基于手持技术的TQVC概念认知模型,即转化(Transformation)-量化感知(Quantitative Perception)-视觉感知(Visual Perception)-比较(Compare)概念认知模型,并以高中微观化学概念"分子间作用力"为例,阐明该模型如何应用于教学实践,通过对学生和教师的调查研究,进一步验证模型的实际应用效果。研究发现,TQVC概念认知模型,将有助于教育工作者从心理学角度认识学生在手持技术环境下进行概念学习的认知规律,进而在化学教育实践中科学有效地开展基于手持技术的信息化概念教学。

手持技术支持下概念学习的“多重转化、比较建构”认知模型——以“温室效应”概念学习为例

理科教学中涉及很多抽象概念,学生无感性认识基础,在现有的认知发展水平上难以科学感知与建构这些概念。手持技术是一种先进的教育信息技术,能定量采集理科教学中的各种常见数据并呈现直观可视的曲线图像,将其作为认知工具有助于学生克服抽象概念学习中的认知难点。文章根据认知建构主义学习理论,从心理学角度分析学习者如何借助手持技术实验进行抽象概念学习,首次提出"多重转化、比较建构"认知模型,该模型认为手持技术支持下的概念学习是陌生概念到认知结构已有概念之间的转化,一般物质到具体物质之间的转化,定性认知到定量认知的转化,数据认知到图像认知的转化以及在比较参照中进行抽象概念建构等认知过程。并以"温室效应"概念学习为例,阐明该模型如何应用于教学实践,旨在丰富手持技术在概念认知领域的研究内容,并为教育信息化进程中科学有效开展基于手持技术的信息化概念教学提供参考依据。

基于SOLO分类理论探讨化学核心概念的学习进阶与教学衔接——以人教版“中和反应”为例

概述学习进阶理论在化学核心概念教学衔接研究中的应用价值，介绍了SOLO分类理论对划分化学核心概念认知层级与进阶路径的指导意义。按照SOLO分类理论划分中和反应概念的学习阶段、进阶路径和发展目标，建构中和反应概念进阶学习的认知模型，对中和反应的初高中跨学段教学衔接提出研究与实施建议。

基于争议性科技议题论证教学的化学STSE教育研究

STSE教育对培养学生科学精神与社会责任、科学风险认知能力具有重要作用。通过介绍能源安全与化工生产两个教学案例的方式,论证基于争议性科技议题的化学STSE教育的意义,分析当前社会背景下如何开展化学争议性科技议题论证教学。在教学中,通过阐释如何基于教材教学主题渗透STSE教育,达成中学化学“立德树人”的育人目标。教师基于STSE理念进行备考研究,指导学生进行综合性实践活动与家庭科普活动,以期提升学生核心素养。

基于真实情境的高三实验探究教学整体设计

基于中学化学实验探究的活动类型及要素、高考考查情况、学生能力表现水平及教学现状,探讨高三实验探究教学整体设计,强调教学中应注重探究实验的多样性和层次性、情境素材的主动挖掘和有效利用、解题思路的外显及概括、实验表征手段的合理选取,促进学生实验探究能力实现“学习理解→应用实践→迁移创新”的进阶发展。

中学化学骨干教师TPACK知识的实证研究

调查了85名接受“国培计划”的中学化学骨干教师的TPACK知识的结构与水平,同时探讨了TPACK 7因子与设计思维、设计能力的关系,并测查教师的TPACK是否存在显著性的性别差异.

将科学论证活动融入STSE教育的研究初探——以人教版“空气”的教学为例

以人教版初中化学“空气”课题的教学设计和课堂实践为例，整合新闻报道、手机APP、微信平台和网络视频等多种媒介中与空气相关的教学素材，设计进阶式论证学习任务，驱动学生对空气中氧气含量测定实验及空气中氧气、氮气和稀有气体的性质和用途进行论证学习；将酸雨、海洋酸化、雾霾和PM2．5等社会性化学议题融入教学中，设置小组辩论赛和角色扮演等论证活动，以提升学生对科学、技术、社会、环境互动关系的理性认识，以期为化学STSE教育和启蒙教学提供案例参考和建议。

基于模型认知与手持技术的化学能与电能项目式教学——以“设计不同类型的化学电源”为例

以"设计不同类型的化学电源"为项目主题,详细介绍了项目的确立、规划、实施。系列学习活动包括:原电池基础知识教学,建构与应用原电池认知模型,分组设计不同类型的化学电源,进行电流影响因素的探究实验,运用手持技术数字化实验测量电池电流大小,开展成果交流汇报等。课题源于生活,有助于学生深入理解化学能与电能之间的相互转化,提升化学兴趣,发展化学核心素养。

利用数字化手持技术探究电解硫酸铜水溶液过程中阳极附近pH变化

将手持技术数字化实验与传统实验相结合，利用pH传感器测量电解硫酸铜水溶液过程中阳极附近pH变化之前，需探究电解过程中“电源电压”及“硫酸铜溶液浓度”是否会对传感器的测量值产生影响。将所得曲线进行对比分析及四重表征综合分析，得到结论：（1）电源的存在，是传感器受影响的本质原因，电压越大，影响越大；（2）硫酸铜溶液浓度会对传感器测量值产生影响，但2者之间不是简单的线性关系；（3）pH曲线变化趋势符合事实，反映了电解过程中离子迁移及离子反应的真实状态。引导读者以新视角看待pH传感器在电解池中的使用问题，深化对电解过程的认识，为相关内容的教学提供参考。

利用手持技术探究浓度对化学平衡的影响

为便于学生深入理解化学平衡知识点,借助手持技术,在教材的基础上,从定性探究单一浓度对Fe3+-SCN-平衡体系化学平衡移动的影响转化为定量探究多个浓度对化学平衡移动的影响,同时还探究了加入晶体后对化学平衡移动的影响。并通过对实验现象及图表的分析得出了随着加入硫氰化钾的浓度和质量的增加,化学平衡往正反应方向移动的程度增加的结论。

“蜡烛火焰划分”实验的局限成因分析及改进研究

人教版初中化学首个探究性实验"蜡烛及其燃烧"明确指出火焰的划分方法,但在实际教学中肉眼观察法和火柴梗燃烧法对蜡烛火焰的划分存在一定的局限性。采用文献研究法和实验验证法分析其局限性的成因——燃料的析炭能力强弱、材料结构的不同等,并提出相应的改进建议。

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。

运用Mercury软件辅助高中晶体结构教学

针对晶体结构教学的抽象性,运用Mercury软件辅助教学,该软件具有读取晶体信息文件、显示或编辑多种样式的晶体结构图等功能,能实现晶体配位数、晶体堆积方式、晶胞模型建构、晶胞微观结构分析等知识点的可视化教学,使教学有据可依,有助于发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养,是信息技术与学科教学整合的有效应用。

“铜元素化合物”的高三线上主题式复习

以高三复习课"铜元素化合物"的教学为例,基于主题教学思想,从"价-类二维图"出发,引导学生从物质类别、氧化还原和化学平衡等多角度认识元素化合物间的相互转化,实现了主题内容的关联与进阶,促进了学生思维能力的提升和学科观念的建构。本节课是网络直播课,采用"腾讯课堂"平台,学生可以连麦回答问题,学生设计的实验方案发布在班级微信上,由教师共享屏幕,则所有学生可见。