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《化学教育》2024年第19期

重点推荐本期《化学教育》中的15篇文章，主要分为“学科理解”“实验技术”和“优质课例”等5 大类。

第一类学科理解

新课程新教材背景下，对化学平衡的要求从定性向定量发展，对有机化学的要求从简单反应向基于“结构决定性质”观念的建构发展。一线教师需要深入学习这两方面的学科知识。

01《盐类水解规律的定量分析——浓度越稀越水解》

涉及盐类水解的水溶液离子平衡问题是高考的热点和教学的难点。该文分析2023年1月浙江省化学试题，从定量的角度理解越稀越水解，结合水解平衡常数与盐溶液浓度来综合判断水解程度的大小。

亮点：用简单的方法形成了比较水解平衡中离子浓度大小的一般简捷方法。比如比较Na2CO3溶液中CO32－和HCO3－两种离子浓度大小，这二者大小关系与Na2CO3初始浓度c0和水解平衡常数Kh的相对大小相关。

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[1]张红俊，基于学科理解下化学概念的应用与拓展——电离平衡常数[J]，化学教育，2023，44(9)：108-111.

[2]王春，碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液反应原理再探究[J]，化学教育，2020，41(17)：97-100.

[3]章新阳，等浓度碳酸氢钠和醋酸钠2种溶液的pH大小比较[J]，化学教育，2016，37(7)：72-74.

02《高考试题情境与化学模型运用的匹配性研究》

【高考试题】以聚乙烯的聚合创设情境，比较引发剂C6H5CH2Cl，C6H5CH2Br和C6H5CH2I的活性高低，曾经引起热议。该调高考命题应注重严谨性及情境信息的必要性和充分性，对一线教师的教学、命题和选题具有重要指导意义。

亮点：在有机化学的教学中关于共价键断裂的难易程度形成了两种认识思路/模型：一是键的极性越强，越容易断裂；二是键的键能越小，越容易断裂。该文从高考题出发，基于学科理解，从不同的解题思路分析试题所创设的陌生情境（自由基催化聚合反应）与化学模型运用（共价键的均裂和异裂）的匹配性，并对此高考题提出改进建议。

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[1]孟凡盛，对2019年部分高考化学试题的商榷和建议[J]，化学教育，2020，41(11)：65-65.

[2]武衍杰等，高中化学教科书中概念定义类型的分析与思考——从高考争议试题谈起[J]，化学教育，2019，40(11)：59-.

03《中学化学教科书中氯化钠水溶液电离的视觉表征探析》

NaCl水溶液电离过程是人教版必修一第一章第二节的内容，涉及到水合离子的形成过程（阴阳离子与极性溶剂分子的溶剂化过程），涉及学科本原性问题。针对这些无法直接观察的抽象过程，视觉表征（图片、动画、视频等）成为促进学生充分理解基本概念和原理的重要工具。教材利用图片展示微观反应过程，教师和学生是否能读懂图片内容呢？这篇论文系统深入地分析了不同教科书中氯化钠水溶液电离过程的视觉表征。启示教师要引导学生从以下几个方面认识示意图。

一是H2O分子结构和NaCl晶体结构的表示，建立微粒空间结构的概念。H2O中氧原子半径大于氢原子，3个原子形成V形结构。NaCl晶体中氯离子半径大于钠离子半径，二者交替排列，体现出阴阳离子间的相互作用，这与NaCl晶胞的二维投影图相符。

二是H2O分子与NaCl晶体作用时具有取向性，认识静电相互作用规律。H2O中氢原子的一侧（带正电）靠近带负电的氯离子，H2O中氧原子一侧（带负电）靠近带正电的钠离子。既体现了H2O中电荷分布不均匀（极性分子），又说明了极性分子与阴阳离子的不同作用方式。

三是形成水合钠离子和水合氯离子结构。钠离子和氯离子周围都有紧邻的H2O分子，且取向相反，形成了水合钠离子和水合氯离子。文献中和网络上有对水合离子中H2O分子数目的讨论，在这一阶段教学中不必深究，后期物质结构与性质模块学习中引导学生认识影响水合离子中水分子数目的因素即可，即形成思想方法而不必记忆具体知识。

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[1]全微雷等，视觉表征在化学平衡移动教学中的应用[J]，化学教育，2024，45(9)：47-53.

[2]吴轶鹏等，新版高中化学教科书视觉表征的文本研究[J]，化学教育，2021，42(7)：15-21.

第二类实验技术

化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径（《高中课程标准》第12页）。以《化学教育》为代表的高水平期刊重视实验技术创新研究，本期“实验教学与教具研制”栏目共有6篇文章，其中4篇与数字化实验相关，说明在教育数字化大背景下数字化实验的创新和发展得到重视。

04《手机热成像技术助力初中化学实验教学——浓硫酸稀释》

化学反应伴随着能量变化，其中发光和放热是最常见的释放能量形式，也是化学研究和教学关注的重点，比如在初中化学教学中引导学生观察火焰颜色，触摸试管温度等。从初中到高中，对化学反应热效应的研究逐步从定性（手指触摸试管）走向定量（温度计测定中和热）。

亮点1：利用手机热成像技术将反应热效应转化成视频和图像中可视化的颜色变化，生动地四维展示（三维空间+不同颜色对应不同温度）反应中热量的产生和温度的变化，对感官的冲击力更强，有助于学生深刻地认识化学反应热效应。

亮点2：巧妙地利用60°玻璃弯管设计实验证明浓硫酸的密度大于水，充分展示热成像技术在探究反应物性质和反应原理方面的优势。

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[1]周春美等，基于热成像的单液与双液原电池性能比较实验[J]，化学教育，2023，44(11)：104-107.

[2]项佳敏等，基于热成像仪从能量视角辨观化学反应[J]，化学教育，2021，42(21)：86-.

[3]凌一洲等，红外热成像技术在化学实验中的应用[J]，化学教育，2019，40(17)：81-85.

05《利用手持式色度计测定果茶中含糖量》

测量物质浓度有两类常见的方法：第一类是以滴定为主化学反应滴定法，待测物浓度与消耗滴定剂V（或n）之间存在数学关系；第二类是以光谱为主的物理测定法，待测物浓度与吸光度（颜色深浅）之间存在数学关系，相比滴定法操作更简单、测试效率更高。一些在可见光区无颜色的物质（如文中测定的葡萄糖）可通过定量化学转化的方法形成有色物质（显色反应），从而利用光谱法测定吸光度。

亮点1：传统的光谱仪成本高、操作繁琐，而手持式色度计成本低、操作简单（缺点是精度略差），适合于中学实验创新。

亮点2：糖类是生产生活中最常见的化学物质之一，食品中糖类含量的测定具有重要意义。文中分析了市售果茶的含糖量，包括比较不同品牌和不同甜度（全糖、七分糖……）果茶，可以进一步评估果茶对人体健康的影响，发展学生社会责任的核心素养。

亮点3：虽然整个测定过程属于大学教材中基础的分析方法，但是其中配制溶液、优化试剂配比、制做标准曲线和结果分析等内容的难度均未超出高中化学，适合作为大中衔接课程和社团、选修课程的教学内容。

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[1]袁金涛等，手机成像数字图像法测定血糖[J]，化学教育，2019，40(16)：81~83.

[2]王旭斌等，利用色度传感器探究火柴头火药中硫的含量[J]，化学教育，2020，41(13)：101~104.

[3]李嘉，基于智能手机设计的简易色度仪及其实验应用[J]，化学教育，2018，39(7)：56~56.

[4]孙丹，数码成像比色法测定补铁剂中铁元素含量的实验研究[J]，化学教育，2017，38(5)：76-78

06《废弃烟头基活性炭及其吸附性能——科普创新性实验设计》

初中化学中介绍了利用活性炭净水的方法，生活中也常用活性炭吸附异味。如何获得实验中需要的活性炭呢？除了购买商品化的产品，还可以自己动手制备。该文介绍了利用废弃烟头制备活性炭的方法。

亮点1：变废为宝，保护环境，发展学生社会责任的核心素养。生活中很多“废弃物”在化学教学中可能有大用途，比如可以用废弃瓶盖、竹签和泡沫板搭建晶体结构模型：

亮点2：如何利用生活中的废弃品制备目标材料呢？这个问题对于中学师生具有很大的挑战性。这篇文章介绍了收集、制备、表征和应用材料的全过程。其中部分技术和表征手段在中学实验室较难实现，解决思路有两点：一是可以使用手机和数字化组件等，比如测定吸光度；二是积极与大学实验室建立合作关系，借助大学的科研仪器完成高中实验。

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[1] Junqiao Zhuo et. al.，Reusing Waste Plastic Caps to Build Inexpensive and Easily Changeable Crystal Structure Models[J]，J. Chem. Educ. 2023，100(7)，2793−2801.

[2]刘咸旺等，利用废弃材料自制水电解器[J]，化学教育（中英文），2018，39(1)：70.

07《碘量法测葡萄糖含量的数字化实验开发》将大学化学的恒电流电解和氧化还原滴定融合形成中学数字化实验。回顾大学化学基础实验，可能获得创新高中化学实验的灵感。

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[1]袁江军等，数字化实验探究次氯酸光照分解反应[J]，化学教育，2024，45(9)：95~100.

[2]温嘉慧，利用数字化实验探究乙酸乙酯分别与碳酸钠和氢氧化钠相互作用的差异[J]，化学教育，2024，45(9)：-94.

08《利用手持技术数字化实验探究不同运动状态下吸入与呼出气体的含量变化》是与初中教材实验密切相关的手持数字化实验。09《一氧化碳还原氧化铁实验一体化创新设计》将一氧化碳的获取、一氧化碳与氧化铁反应、产物的检验和尾气的处理等进行一体化设计。

第三类优质课例

《高中课程标准》要求开展“素养为本”的教学：“倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力”，为课程改革指明了方向。一线教师在教学中如何践行新课程改革理念？学习《化学教育》的优质课例无疑是一条便捷之路。

10《基于原子的电子组态再构元素周期律》

如何引导学生自主建构元素周期律呢？在必修阶段和选择性必修阶段有不同的答案：必修阶段可以从原子半径和元素化合价的周期性变化出发建构元素周期律；选择性必修阶段学生进一步学习了原子电离能和元素的电负性等知识，为建构元素周期律提供了新的思路。

亮点1：该文提炼了电子组态这一认识视角，建构原子半径、电离能和电负性这些概念之间的关联并实现知识的结构化，尝试从第一电离能数据建构元素周期律，创新了教学思路。

亮点2：第一电离能的周期性远比原子半径、化合价和电负性更复杂，该文从简化模型出发，引导学生认识一般规律，在此基础上进一步发展到真实模型。

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[1]白建娥，高中化学必修与选择性必修教材融合的教学策略——以“原子结构与元素周期律”为例[J]，化学教育，2021，42(9)：45.

[2]陈彬等，现代元素周期律的化学微观视角探析[J]，化学教育，2020，41(3)：1-4.

11《基于化学史的任务驱动式有机化学教学——探秘布洛芬》

学科发展史清晰地呈现了科学家进行科学探究的全过程，体现了知识结构背后的认知发展过程，有助于设计学生自主知识建构的课堂教学，对学科教学具有重要价值。初中化学教材（人教版）在绪言中介绍人类认识化学并使之成为一门的学科的过程，涉及到火的使用、铜的冶炼等，在第二单元第一节介绍拉瓦锡研究空气成分的过程……这些基于化学史的化学故事，是创设真实情境的优质素材，能使课堂教学内容更加丰富、有趣，能激发学生学习探究的欲望。

亮点1：以常见解热镇痛药布洛芬作为真实情境，体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献；利用布洛芬的发明史和合成路线的改进历史将知识结构转化为有效的教学结构，符合学生认知规律。

亮点2：形成了学生对有机合成的结构化认识思路：①了解价值；②表征结构；③初步设计路线；④评价、讨论和优化路线……

思考：文中涉及到一些超出高中教学知识水平的有机反应，特别是涉及到“亲核”“亲电”等大学有机化学中的名词，要根据学生学情做适当说明或调整。

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[1]吴晗清等，中国化学史教学资源的开发与利用[J]，化学教育，2020，41(21)：97-102.

[2]郑晓慧等，布洛芬研发历史及其教育价值[J]，化学教育，2023，44(19)：116-122.

12《基于大概念的高中化学“胶体及其应用”的跨学科项目式教学——胶体金法氨苄西林检测试纸条的设计》

该文在“优质课例”栏目，由于其对胶体深刻的学科研究，从学科理解的视角学习效果更佳。胶体是人教版必修一第一章第一节的内容，以一种分散系的形式呈现。由于学生刚刚进入高中，微粒观、结构观的发展处于低级阶段，部分教师在教学中习惯于补充很多胶体的性质（新教材中主要是胶体的概念以及丁达尔效应，旧教材中还包括胶体的电泳、聚沉和布朗运动等），这些繁琐复杂的记忆性知识的学习使学生学习化学的兴趣锐减。教研中老师们常常讨论：高中是否应该学习胶体，胶体相关内容对发展核心素养的价值如何体现？这篇论文是一次成功的尝试。

亮点1：创新地调整了必修阶段内容的教学顺序。在必修第一册没有讲授胶体部分的内容，而是把金属材料、非金属材料、纳米材料合并，形成材料化学单元教学，并将胶体与纳米材料融合，形成化学与社会发展主题下的教学内容。

亮点2：胶体是一种分散系，纳米材料是一种原子在纳米尺度聚集形成的材料，胶体金的制备中既有聚集又有分散，是一个有趣的、值得思考的问题。制备的不同尺寸纳米金呈现不同颜色，体现“原子的聚集程度影响微粒性质”的思想。

思考：材料是最火热的科研领域之一，相当比例的化学家都在研究材料。在高中课程体系中，学生先后学习了金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等，这些材料的学习显得分散而不成体系，如何精选材料相关教学内容、开展以材料为主题的单元教学无疑是广大教师亟需思考的问题。

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[1]季晓锋等，胶体金在地沟油快速检测中的创新应用[J]，化学教育，2016，37(21)：1-3.

[2]何轶等，基于学科融合的高中化学项目式教学——新冠病毒核酸检测试剂盒的研发与使用[J]，化学教育，2024，45(3)：43-51.

13《渗透劳动教育的初中化学跨学科实践活动——初探生菜水培营养液条件及自动调节》

2024 年秋天初三开始使用新教材，占总课时10%的跨学科实践活动该如何开展成为近期教研活动中讨论的热点，在上一期的《化学教育》中已有相关研究。《初中课程标准》提供的“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”是跨化学和生物等学科、具有较强实践性和趣味性的活动。本文探究植物水培营养液条件及自动调节，是对课程标准推荐案例的发展和丰富，实现了化学与生物、工程、技术、数学等学科的有效融合。

启示1：设计跨学科实践活动，教师要充分了解其他相关学科的学习内容，组织开展跨学科教研。

启示2：跨学科实践活动是当下教育教学研究的热点，相关研究的课题和论文更容易取得成果。

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[1]金新华，初中化学“酸碱盐的性质与转化”跨学科项目式教学——探究土壤酸碱性对植物生长的影响[J]，化学教育，2023，44(19)：123-124.

[2]胡久华等，《义务教育化学课程标准(2022年版)》解读——化学与社会·跨学科实践[J]，化学教育，2022，43(15)：13-18.

第四类教材研究

14《改革开放以来高中化学教材习题编写变化研究——硫和氮元素及其化合物内容》

研究了改革开放以来6个版本（人教版）教材中硫、氮化合物习题，结论是2019版教材习题在情境类型丰富性、表征方式多样性、认知要求均衡性上优于以往版本。教材中习题变化是对教育教学改革和测量评价改革的积极回应。

启示：一线教师在教学中要认知领会新教材和新高考中的评价方式改革，果断摒弃一些“经典”但不符合新课程、新高考理念的习题，提高教学和备考的精准性和有效性。

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[1]万莉等，“素养＋知识”视野下的化学教材习题比较研究——以“硫及其化合物”为例[J]，化学教育，2023，44(19)：28-35.

[2]钟晓媛，我国高中化学教科书中习题的变迁[J]，化学教育，2019，40(17)：26-30.

第五类课程开发

15《基于ADDIE模型的地方文化类化学校本课程开发——化说闽都》

这篇文章（网址链接：https://mp.weixin.qq.com/s/022E_Bi29j8-34RF4auIqQ ）是地方课程开发的经典案例。教育部要求地方课程和校本课程建设遵循“因地制宜，体现特色”的基本原则，强调充分挖掘当地自然、社会、人文、科技资源，构建主题内容、呈现形式和实施方式等各具特色的课程。地方课程建设是当下研究的热点之一，有条件的教师可以根据当地特色建设此类课程，更容易取得丰富的研究成果。

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[1]张曾栋等，西部化学课程资源开发的宝库——古丝绸之路[J]，化学教育，2023，44(15)：1-5.

[2]覃稔等，融入地方特色资源的中学化学教学设计——以“甘蔗的综合利用”为例[J]，化学教育，2020，41(7)：20-26.

[3]王都留等，用井盐水制备氯化钠试剂——利用地方课程资源开发的大学化学实验[J]，化学教育，2013，34(7)：77-79.

温馨提醒

（1）若留家庭地址，请保证居住小区有自己的信箱且正常使用，以便邮政投递；