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关键词： 高中化学   微项目学习   化学反应原理   教学设计   实践研究  

摘要： 在我国基础教育蓬勃发展的当下,培育学生的学科核心素养与终身学习能力显得尤为关键。这不仅有助于他们掌握持续学习的能力,还能促进创新精神和实践能力的发展,从而为国家的未来发展奠定坚实的人才基础。本研究立足于建构主义理论、“做中学”理念、深度学习理论、情境认知和学习理论等,综合运用文献法、课堂观察法、纸笔测验法、问卷调查法和访谈法等多种研究方法,深入探讨了高中化学教学中微项目学习的设计和应用。微项目学习作为项目式学习的一种创新形式,以其独特的优势在高中化学教学中脱颖而出。它以小知识点为核心,围绕实际问题组织教学,通过完成一系列任务来解决问题,并以多样化的微项目成果展示学习效果。这种学习方式不仅有助于学生对知识的深入理解和应用,还能有效培养他们的实践能力和综合素养。与传统项目式学习相比,微项目学习具有规模小、灵活性高等特点,使其更加适应高中课堂的教学环境。本研究通过深入分析和实证研究,旨在为高中化学教学提供一种全新的、有效的教学模式,推动学生全面发展,提升教育质量。本论文主要围绕以下几个方面展开研究: 首先,通过整理和收集有关微项目学习的相关理论及研究成果,与一线教师深度访谈,提出微项目设计的原则和流程,设计微项目学习模板及评价模板。分析《化学反应原理》教材内容,整理近三年高考全国卷《化学反应原理》内容的考点,依据选取核心知识点的原则,挑选与微项目学习契合的关键内容。选取其中部分知识点,结合教学设计模板和评价准则,进行微项目学习教学设计,从而为后续的教学实践研究做准备。 随后,选取某所高中的高二学生作为研究对象,组织一系列基于微项目的学习活动。以“化学反应的调控—探索合成氨工业”、“探究吵架引起的呼吸性碱中毒—水的电离和溶液的p H”、“揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法”三个微项目为例进行教学实践。经过深入的实践研究和对学生学习成果的全面评价,发现微项目学习方法能够显著推动学生核心素质的提升,并加强学生间的合作与交流;设置多组驱动性问题使他们进行深度思考,养成深度学习的习惯,提升学生的动手能力及实践探究能力等。为了进一步了解学生的学习状况和感受,对学生完成学习后进行了问卷调查和访谈,这些反馈为优化微项目学习活动提供了宝贵的建议。 本文的创新之处在于结合微项目等理论研究,设计了微项目学习的普适模板和评价模板。分析教材各章节知识点,整理近三年高考全国卷中《化学反应原理》涉及的考点,依据选取原则列表归纳出适合进行微项目学习的核心内容。提供3个微项目教学实施案例,并采用多种、多维度的评价方法,以全面衡量学生的学习成果。基于评估结果,提出了一系列关于微项目学习实施的建议:发挥学生的主体性,鼓励学生设计微项目主题;微项目学习应循序渐进,给学生适应的时间;关注个体差异,提高学生参与度;深化教师交流合作,精心打造项目内容;深化教学总结,注重实践评价。

摘要： 当我们步入化学的广阔天地，面对缤纷多彩的实验现象、神秘莫测的化学变化时，常常会感到困惑与迷茫——那奇妙的颜色变化是如何发生的？物质为何会有如此奇特的性质？化学原理究竟隐藏着怎样的奥秘？作为一门探索物质本质的科学，化学对于我们认识自然、解决实际问题有着极其重要的作用。理解化学原理，则是我们深入掌握这门科学的关键。只有通过不断的提问、思考和探索，我们才能真正揭开化学的神秘面纱。

关键词： 化学核心素养   微课   化学教学  

摘要： 化学核心素养能够在化学课程中帮助学生树立正确的价值观,培养学生的必备品格和关键能力。微课是信息时代的创新性成果之一,为教师提供更加方便、灵活的教学方式,为学生提供更加生动、形象的学习资源。因此本研究开展了基于化学核心素养的微课设计并在高一年级将微课作为辅助引入化学课堂教学,拓展培养学生化学核心素养的途径,分为以下几个部分: 第一部分:基于教育信息化趋势、新课程改革以及发展学生的化学核心素养为研究背景,提出研究意义;通过查阅文献,对微课与化学核心素养的国内外研究现状进行综述,确定研究内容和方法;并对微课、核心素养、化学核心素养及化学概念原理知识进行概念界定,在建构主义等理论的指导下进行课题研究。第二部分:在进行教学实践前通过调查问卷和试卷测试了解学生的学习现状,通过教师访谈了解教师的教学现状,并以具体理论为指导设计基于化学核心素养的微课。第三部分:选取人教版化学教材必修一、必修二中的概念原理知识进行分析,基于化学核心素养设计微课,制作“宏微结合体会离子反应”、“学习氧化还原反应进行证据推理与模型建构”、“认识化学反应的速率与限度体会变化观念与平衡思想”、“科学探究原电池”、“合理开发利用自然资源承担社会责任”5个微课实例,并在实验班将其作为辅助引入化学课堂教学。第四部分:从成绩分析、课堂观察、学生访谈等形式进行数据收集、分析、得出结论,对教学实践进行全面评价。 研究表明:教学实践前,实验班与对照班学生化学核心素养发展水平相近。经过教学实践之后,与对照班学生相比,实验班学生的化学核心素养得到有效提升,实验班和对照班存在显著性差异,实验班学生在课堂上有较高的热情和积极性。因此将基于化学核心素养的高中化学微课作为辅助引入化学课堂教学能有效促进高中生化学核心素养的提升。

关键词： 硒化铅薄膜   化学浴沉积   沉积工艺   第一性原理   薄膜性能  

摘要： 随着材料纳米科学及器件纳米工程的不断发展,光导型红外探测器由于在红外光谱范围具备高光电导性、室温下可正常工作以及高灵敏度等优点,一直是近年来红外探测器领域的研究热点。其中硒化铅（PbSe）类半导体因其独特的物理特性和较低的制备成本,仍然是中红外探测器领域的主要研究方向。本文利用化学浴沉积（CBD）的方法在Si（100）单晶衬底上制备了PbSe薄膜,并采用理论模拟与实验验证相结合的方法研究了PbSe薄膜在Si（100）基体上的生长机制以及沉积时间、Na OH浓度、热处理温度对PbSe薄膜的微观形貌、晶体结构及光学性能的影响。具体研究结果如下: （1）采用第一性原理计算了PbSe薄膜在Si（100）基体上的生长热力学能,模拟计算结果表明,PbSe薄膜生长时的择优取向受表面能、界面能和应变能的控制。当表面能和界面能在生长过程中起控制作用时,PbSe薄膜在Si（100）基体的择优生长取向为[200],而当应变能起控制作用时,PbSe薄膜在Si（100）基体的择优生长取向为[220],并且当界面能和应变能处于动态平衡状态时,PbSe薄膜无明显的择优生长取向。另外,研究结果还表明对于PbSe1-xOx掺杂薄膜,当界面能在生长过程中起控制作用时,其主要择优取向仍然为[200]。另外,氧元素的掺入以及掺杂位置和掺杂比例都会改变PbSe薄膜的禁带宽度。PbSe薄膜在掺入氧后其禁带宽度明显变窄,并且态密度计算结果显示氧的掺入会导致PbSe薄膜的价带顶和导带底向费米能级附近发生不同程度的偏移。 （2）采用化学浴沉积方法,在沉积温度70℃和不同沉积时间（30 min-120 min）条件下,成功在Si（100）单晶衬底上制备了PbSe薄膜。研究结果表明,生长机制随沉积时间的延长而发生改变,在本文制备条件下PbSe薄膜以逐离子伴随着团簇机制生长时,其薄膜致密性和平均微粒尺寸最大,且薄膜的生长取向始终保持为[200]晶向。而且研究还发现,当沉积时间为60 min时,晶格常数最大为6.306（?）,禁带宽度最窄约为0.159e V,对近红外光的吸收度最高。 （3）采用化学浴沉积方法,在沉积温度70℃、沉积时间60 min和不同Na OH浓度（10 mg/L-40 mg/L）条件下,成功在Si（100）单晶衬底上制备了PbSe薄膜。研究结果表明,Na OH浓度的增加会抑制Pb（OH）2胶体的生长,进而提高PbSe薄膜的合成效率。PbSe薄膜的生长取向始终保持为[200]晶向,并且当Na OH用量为40 mg/L时,薄膜的晶格常数最大为6.354（?）,禁带宽度最窄约为0.149 e V,光学敏感性最佳。 （4）通过对化学浴沉积制备的PbSe/Si（100）薄膜进行不同温度（140℃-350℃）的热处理退火,以提高薄膜的光电敏感性。研究结果表明,随着热处理温度的升高,PbSe/Si（100）薄膜生长过程中由于脱水缩聚反应发生团聚现象颗粒尺寸明显变大。PbSe/Si（100）薄膜在整个热处理过程中的晶体取向始终保持为[200]晶向,并且在280℃时其结晶性最好。另外,发现在140℃时存在SeO2（311）杂质峰,并随着热处理温度的升高,该峰逐渐被削弱。当热处理温度为280℃时,PbSe/Si（100）薄膜的晶体生长取向为[200]晶向,薄膜厚度最低为653 nm,晶格常数最大为6.353（?）,禁带宽度最窄约为0.171 eV,表明PbSe薄膜此时的光学敏感性最佳。

关键词： 典型试题   模型思维   深度复习  

摘要： 在高中化学深度复习中，教师需应用典型例题来打开学生思维，带领学生在深度复习过程中提高自身的学习品质和效率。在此期间，教师需要对复习过程、方法、细节进行严格把关，带领学生在复习期间突破个人的认知局限，以此来提高学生的整体学习品质和效率。本文对基于典型试题强化模型思维的化学深度复习策略进行分析探讨。

关键词： UbD模式   概念教学   高一化学   教学实践  

摘要： 化学概念原理是高中化学知识的重要组成部分,是学生学好化学知识的基础,在教学中占有重要地位。随着课程改革的深入实践,化学教师亟需一种更有效的教学设计来指导概念教学。UbD(Understanding by Design简称UbD)模式强调以学生为中心,有利于实现学生真正理解知识、促进知识迁移。将UbD模式运用于高中化学概念教学中,改进和优化教学设计,旨在帮助学生更好地理解化学概念原理知识及提升化学学习迁移能力,促进化学核心素养的发展。 本研究围绕上述目标,笔者从文献研究出发界定相关概念,明确UbD模式和化学概念原理知识教学的理论研究基础。并采用问卷和访谈调查探明高一学生概念原理知识的学习现状和教师进行概念教学设计的现状,得到目前化学概念原理知识教学存在的问题和教学启示。在此基础上,提炼UbD模式的特征和关键要素,开发基于UbD模式的化学概念原理知识的教学设计流程。进一步选择“化学键”和“化学反应与能量”两个主题单元的化学概念原理知识开展案例设计和教学实践,同时开发多种测评工具应用于实践过程。最后,利用表现性任务量表、课堂表现、问卷调查分析和成绩前后对比,结合学生和教师访谈,综合评价了UbD模式在高一化学概念原理知识的教学效果,得出相关结论。 研究结果表明:基于UbD模式的高一化学概念原理知识教学有利于促进学生对化学概念原理知识的理解和化学学习迁移能力的提升。同时,基于UbD模式的高一化学概念原理知识的教学设计优化了原有的评价体系,有助于营造良好的课堂氛围,激发学生的学习兴趣,增强学习内驱力。对一线教师更清晰地把握学生对知识的理解程度,培养学生核心素养有积极的促进作用。

关键词： 模型认知   测评   试题开发   建模  

摘要： 模型是开展科学工作的重要工具,模型在科学研究的重要性决定了科学教育领域对模型的关注。“模型认知”作为我国化学学科核心素养的关键组成部分,其发展对学生掌握化学知识、形成化学学科思维、理解科学本质起着重要作用,因此,有必要用合适的方法和工具,开发科学的模型认知水平测量框架及试题,对当前中学生化学模型认知能力进行测评,了解其发展现状,进而为提升高中生核心素养水平、中学化学模型教学的有效开展提供实践依据。 本研究主要分为三个部分。第一部分,收集不同国家科学课程文件及相关文献,综述模型和模型认知的研究现状,梳理“模型”、“模型认知”概念和测评方式,熟悉认识模型的思维过程。第二部分,参照《普通高中化学课程标准(2017版2020年修订)》、布鲁姆教育目标分类中对认知过程的划分,确认模型认知能力的考查的重点内容,对模型认知能力的水平层级和行为表现进行划分和描述,构建模型认知水平的评价框架,开发模型认知能力的测评工具,通过Rasch模型对试题评估并优化,得到最终的测评试题(附录二)。第三部分,利用最终的测评试题,对高中生模型认知素养水平开展定量测评和定性研究。 本研究结论包括:(1)学生模型认知水平从低到高划分为五个层次,分别是识别模型、分析模型、应用模型、评价模型、建构模型,五个水平及其行为表现构成了本研究的工具——模型认知水平评价框架;(2)学生的模型认知能力处于中间水平,在应用模型的维度表现最好;(3)学生学业水平会影响模型认知能力,学业水平提高,对模型认知的层次随之提高;(4)学生对于不同的模型认知水平不同,模型的抽象程度越高,学生的模型认知水平越低。结合研究结论,中学一线教师应在教学实践中着重提升学生的高阶维度模型认知能力,最终促进化学学科核心素养的发展。