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关键词： SPOC混合学习   心智模型   有机化学  

摘要： “混合学习”指将传统学习方式的优势和E-Learning（即数字化学习）的优势结合，其中SPOC混合学习模式能与班级化教学相衔接，有利于实现个性化教学目标，提高校内教学质量。有机学习是化学学习中的重要组成，本研究通过构建SPOC混合学习的教学模型，调查并分析高中生有机化学的心智模型，以“甲烷”为例进行SPOC混合学习教学实践研究。

ISBN: (纸本)9787122395047

ISBN: (纸本)9787511467720

关键词： 有机化学   同系物筛选   模式切换规则   模式丰富性规则   性能反馈  

摘要： 随着石油等不可再生资源的日益消耗,为了摆脱资源紧缺对社会发展的局限,政府大力支持新型能源的开发,各大车企越发重视新能源汽车的研究,混合动力电动汽车作为纯电动汽车的过渡车型,能够有效规避电池续航里程短和充电速度慢的诸多难题,降低传统汽车对燃油的需求量,成为了新能源汽车的重要发展方向之一。其中传动系统作为混合动力汽车的关键部分,决定着不同动力源之间的功率流动、控制着工作模式的选择,关系着车辆的动力驱动和燃油经济等性能。由于行星机构的高负载、大传动比和功率分流的特点,基于行星机构的混合动力传动系统已经被广泛应用于众多车型,行星排、调节元件和动力源的组合搭配满足了不同工况下运行模式的选择,全面提升汽车的性能水平。然而目前常用传动构型的种类较少,结构单一,必然存在众多优秀的传动构型未被发现,一种高效的传动系统的设计方案能够全面搜寻、筛选和评估潜在构型,扩宽混合动力汽车的发展道路。本文以此为目标,提出多行星排式混合动力传动系统的设计与优化方案。首先,源于图论模型和有机分子的相似性,探索传动系统和有机化合物的结构特点,引进有机官能团和有机化学反应的理论,为了更加直观、清晰地展示两者的关系,建立分子模型表示传动系统。以现有热门车型的传动系统为基础,断裂化学键,拆分传动系统,获取行星机构和动力源片段。以等价矩阵筛选行星机构的枚举结果。将动力源片段分组处理,以九类主动力源组的形式保存。然后,针对动力源组的对比分析,发现存在功能相同、结构互异的冗余组,即同系物,制定模式搜索规则、基准二叉树、模式切换规则,划分主动力源组的工作模式,统计工作模式中切换元件的工作情况,构建模式切换矩阵和主模式切换图谱。以逐步删除切换元件的方式,复现同类子组的结构,判断其是否满足模式切换规则。针对合格子组,以同系物的定义,删除冗余子组,保证动力源组的唯一性。其次,引用有机反应中新键的生成,匹配动力源组和行星机构,构成大量完整的多模传动系统。考虑到传动系统的可行性,制定模式有效的基准公式,提出模式的动力传递矩阵,评估每种传动系统每种模式的有效性,最终以模式丰富性的原则,保留工作模式完整的传动系统。最后,以动力驱动性和燃油经济性,综合评估传动系统的性能水平和设计方案的合理性。先以原地起步加速时间评估传动系统的各驱动模式的加速能力,摒弃驱动力过低的传动系统。制定模式切换的边界条件,以等效消耗最低策略评估动力源的工作效率、电池的荷电状态(State of Charge,SOC)、燃油消耗率和工作模式的切换情况,证明通过筛选的传动系统具备卓越的性能。同时反馈工作模式的使用情况至同系物筛选和模式丰富性筛选,避免合格传动系统的遗漏,形成闭环的设计方案。

关键词： 学习能力   测验   有机化学   评价  

摘要： 有机化学知识是中学化学的重要组成部分,其物质种类繁多、组成复杂、空间结构多变、表达方法独特,这为有机化学的学习带来较大的困难。该部分知识的学习还容易受到无机化学中强调物质性质而轻视物质结构的思维定势影响,导致学生难以适应教学。本研究旨在对高中生有机化学学习能力进行测评研究,调查分析其现状,并围绕以下问题展开研究和讨论。（1）如何界定高中生有机化学学习能力的内涵及测评要素?（2）如何有效测量高中生有机化学学习能力?（3）高中生有机化学学习能力的现状如何?（4）有机化学学习能力与学科成绩是否存在相关性?通过梳理相关文献资料,结合高中有机化学知识的认知特点,依据加德纳多元智能理论和布卢姆教育目标分类学理论,将有机化学学习能力划分为五个要素:记忆能力、表达能力、逻辑推理能力、空间想象能力、实验设计与评价能力,并据此作为高中生有机化学学习能力的基本维度和测验结构,编制形成高中生有机化学学习能力测验。应用该测验,对广西某高中高三年级157名学生的有机化学学习能力进行测评,初步得出如下研究结果。（1）高中生有机化学学习能力整体上处于较高水平。（2）不同学业水平学生有机化学学习能力存在显著性差异,有机化学学习能力与学业水平具有一致性。在同一能力要素上,不同学业水平学生具有不同差异性。不同学业水平学生在记忆能力、逻辑推理能力、表达能力上差异较小;在空间想象能力、实验设计与评价能力上呈现明显的递减趋势,差异显著。（3）不同性别学生有机化学学习能力存在显著差异。不同性别学生在逻辑推理能力、表达能力、实验设计与评价能力上有显著差异,而在记忆能力、空间想象能力上没有显著差异。（4）有机化学学习能力与化学学科成绩呈正相关性,有机化学学习能力越强,化学学科成绩越高。

关键词： 人教版化学教科书   有机化学基础   教材分析   比较研究  

摘要： 随着时代的进步发展,社会需要更加优质的化学教育,因此要对传统的课程进行改革。为了落实立德树人的根本任务,深化课程改革,教育部将高中化学课程标准修订为《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》,依据课程标准,人民教育出版社对高中化学教科书进行全面修订。教科书有重要的作用,是课堂教学的重要载体,是教师教学和学生学习的主要材料。为更好的使用教科书以实现教学目标和落实课标要求,系统的研究新旧人教版高中化学教科书,揭示两者的异同,总结新版教科书的特点具有重要意义。本文选取了依据2003版课程标准编写的人教版高中化学《有机化学基础》(2007年修订版)和依据2017版课程标准编写的人教版高中化学《有机化学基础》(2019版)作为研究对象,在梳理相关文献的基础上,采取问卷调查法、文献法、比较研究法进行研究,从教科书的编写依据、内容编排、内容选择和内容呈现等方面比较分析,在此基础上对一线高中化学教师进行问卷调查,能够为教师对新版教科书的使用提供一些参考。对上述两版教科书的综合比较研究后认为:新版教科书认真研究了新课标的要求,吸收了原高中化学教科书的优点,在内容编排方面,新旧版本的教科书框架结构大体相同,新版教科书对部分章节编排进行了调整,知识体系更加严谨完整;在内容选择方面,更新了旧知识并规范一些知识的表述方式,而且对部分章节进行调整,以及对一些具体知识点和小节也进行了增加和删除,使得教科书的连续性和逻辑性更好;在教科书的内容呈现方面,新版教科书将栏目进行优化,补充了具有一定深度的化学前沿栏目,插图的色彩更加真实鲜明、印刷更加清晰,与文字的结合更紧密,习题总量和种类都有所增加,既注重对基础知识、概念和方法的考察,同时注重习题与生活实际和传统文化的结合。综上所述,对人教版高中新版教科书《有机化学基础》的教学提出一些建议:(1)加强对课程标准的理解,并把握好新旧教科书之间的联系;(2)创设适应时代的问题情境,突出学生的主体性,促进学生的全面发展;(3)注重知识的形成过程和知识体系的构建,促进学生形成思维模型;(4)以发展学科核心素养为中心,合理利用栏目和插图资源;(5)充分利用教科书中的习题,注重教、学、评一体化。

关键词： polyamides   unsaturated polyesters   depolymerization   organocatalyst   biomass conversion   reaction mechanism   ionic liquids   supercritical fluids  

摘要： Plastics are indispensable material that supports our daily life. The amounts of their production and waste are increasing in every year, and their recycling is recognized as a key issue for sustainable development of the world. Plastics are carbon resources and should be recycled in a proper manner. Chemical recycling is a concept in which plastics are treated chemically to give monomer or related compounds that would serve further use. Although chemical recycling of plastics is an ideal way, it is still difficult to carry it out. In this account, we focus on the depolymerization reaction of several plastics, and show how basic knowledge and recent development of synthetic organic chemistry provide important idea and solution on this matter. Use of supercritical alcohols and ionic liquids offered new and valuable methods. We applied the methodology developed here to biomass conversion, and we show the results about this application.

关键词： 思维可视化   思维地图   高三有机化学   复习策略  

摘要： 有机化学是化学学科的重要组成部分,对形成“位构性”等化学观念和发展高阶思维有着重要作用。2021年福建省采用“3+1+2”的高考模式之后,有机模块由选考内容改为必考,有机模块成为关注的焦点。但传统题海战术的复习手段难以帮助学生提升解题能力。思维地图是一种思维可视化工具,子图形式丰富,将学生思考时的动态思维显露出来,将复习深入到思维层面,直击思维痛点,稍加引导,得以推动思维有序化发展。基于以上观点,本研究以有机化学知识为载体,探寻高三有机复习中使用思维地图策略的方法,具体研究路径如下:首先,采用文献研究法对思维可视化、思维地图、有机化学复习的研究现状进行梳理。明晰思维地图的概念与价值,同时整理了思维地图运用于化学复习的理论基础。其次,采用问卷调查法,了解学生的答题情况与思维地图认知情况,并通过学生的典型错误剖析,归类学生有机学习障碍。针对学生有机学习障碍,利用思维地图这一可视化工具,提出思维地图复习策略:在有机知识复习模块中,构思了“本质+完整”的可视化学习路径发展概括思维;“辨析+迁移”的可视化学习路径发展比较思维;“层次+概括”的可视化学习路径发展结构化思维;“因果+类比”的可视化学习路径发展逻辑思维的四种可视化学习路径,厘清知识脉络的同时,进行思维构建;在有机习题复习模块中,设计高频考点的解题模型,提升学生的解题能力。最后,采用实验研究法,进行思维地图复习策略的教学实践,收集使用思维地图策略复习和传统策略复习学生的前后测成绩,进行对比分析。以及问卷调查学生在知识、能力和情感等方面的变化,对思维地图复习策略的教学效果进行评价。研究结论如下:1.学生在有机学习模块中存在的学习障碍主要有:知识结构化程度低,结构与性质的相互转化困难;类比应用能力差,陌生物质无从下手;信息提取存在困难,对题目陌生信息缺少关注。2.前后测成绩对比可知,使用思维地图策略对学生有机成绩提升幅度更大,复习效果优于传统复习策略,以及思维地图复习策略在优化班级分数结构,提升高分段的学生人数效果优于传统复习策略。3.反馈问卷调查可知,思维地图策略对学生厘清知识脉络,提升知识结构化程度有一定的帮助;运用解题模型进行陌生信息提取与知识点类比推断,对提升信息提取能力与类比迁移应用能力有一定的帮助。可见,学生有机学习障碍得到一定程度改善。此外,学生对思维地图的认可程度高,兴趣浓厚,愿意将其迁移到其他知识学习上。综上,思维地图策略有利于提升学习兴趣与信心,帮助学生形成知识结构化和提升解题能力,克服有机学习障碍,发展高阶思维,在有机复习中具有一定的价值。

关键词： 化学学科理解   有机化学教学   甲烷   乙酸  

摘要： 追求化学学科理解的教学,是《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》颁布之后,又一热门研究话题。从教师化学学科理解的研讨,到基于学科理解的素养教学探索,最终延伸并落实于学生学科理解水平的提升及素养发展。这是当前有关化学学科理解教学研究的核心导向。基于此背景,展开化学学科理解教学实践相关研究。经国内外研究现状分析后认为当前有关化学学科理解的教学研究,尚存以下几点问题:(1)化学学科理解内涵及维度有待继续完善;(2)对某一具体知识的化学学科理解分析及教学现状研究较少;(3)基于化学学科理解的素养教学设计思路不明,教学范例不够丰富。故此,本研究在相关已有研究的基础上,通过文献解读及专家咨询等方法,解析并划分了化学学科理解维度,对有机化学具体内容进行了学科理解特征分析,由此设计问卷,调查学科理解教学现状,结合调查结果分析,总结了基于学科理解的有机化学教学设计的重要思路,进行了教学实践,并从分析中得到启示。第一章绪论部分阐述了研究的选题背景、研究目的与意义、内容暨创新点、思路及方法。第二章主要对理解、学科理解和化学学科理解进行了概念界定,梳理了本研究的理论基础。第三章综述了关于化学学科理解、有机化学教学、“甲烷”“乙酸”教学的国内外研究现状。第四章探查了学科理解视域下的有机化学教学现状。首先进行了化学学科理解维度的划分,由此分析了“甲烷”“乙酸”内容的学科理解特征,设计了关于这两个主题的访谈问题并实施调查,再测查了学生的有机化学学习情况,综合分析得出基于学科理解的有机化学“教”与“学”的现状。第五章基于现状调查结果启示,结合已有研究,梳理了基于学科理解的有机化学教学设计思路,其中总结了教学设计的策略及步骤。第六章分别以“甲烷”“乙酸”为例,设计并实施了基于学科理解的有机化学课堂教学。教学实施之后对部分学生进行访谈,同时对比学生实践前后的知识理解测评情况,有效分析了主观和客观两类信息,综合得出教学实践启示,包括教师层面、学生素养培育层面以及化学课堂发展层面。最后对本次研究工作进行具体总结,并从维度划分的可靠性、教师调查样本的有效性以及学生测评分析的充实性三个角度,反思本研究的不足之处。基于学科理解的有机化学教学研究正不断推进,意义深远,化学学科理解深入滋润课堂应是教师今后共同努力的方向。

关键词： MOCVD   有机铂前驱体   Pt薄膜制备   选择性沉积  

摘要： 贵金属具有优越的电学、光学等物理化学性能,广泛应用于现代工业的众多领域,由于其价格昂贵,在应用中多以颗粒或薄膜状态出现,研究一种简单快速的方法来制备高产量和各种形貌的纳米结构贵金属薄膜具有重要的工程意义。金属有机化学气相沉积（MOCVD）是制备贵金属Pt薄膜的一种很有前途的方法,乙酰丙酮铂族配合物具有易升华、产品纯度高等特点,能制备高质量的Pt薄膜。由此开展了MOCVD技术制备Pt薄膜工艺初探,进行了Me3Pt（acac）Py有机铂前驱体的合成及结构、热性能参数的测定,系统的研究了沉积制备Pt薄膜过程中各个影响Pt薄膜特性的因素,并确定了最佳工艺参数。研究内容如下: （1）设计并构建了MOCVD冷壁控温分解沉积装置,该装置由升华室、沉积室、加热基底及气路盘管组成。升华区可实现30-250℃精确控温,沉积区基底最高温度达500℃,控温精度±5℃,并且加热基底设计了隔热保温陶瓷,防止管壁升温发生管壁沉积,降低了Pt的损耗; （2）在MOCVD冷壁沉积装置中进行了Pt（acac）2沉积制备Pt薄膜工艺初探,确定最适操作条件为升华温度180℃、沉积温度460℃、N2:O2流量比为2:1、沉积时间为60 min,操作压力为大气压,制备的Pt薄膜纯度高,Pt颗粒规则,粒径分布窄; （3）为改善Pt（acac）2的各项性能,通过格氏试剂法合成了Pt（acac）2的改良前驱体Me3Pt（acac）Py,对其分子结构、热性能进行了表征。该前驱体在120℃升华,在302℃发生分解,具有良好的挥发性及稳定性,使用其在不同基底上进行了Pt薄膜沉积制备实验。结果表明,Pt薄膜沉积的难易程度顺序为:陶瓷片>打磨的Ti基底>镍合金>未打磨的Ti基底>紫铜片。在陶瓷基底上可获得致密且光亮的Pt薄膜,在打磨的Ti基底表面,当前驱体室温度为105℃,沉积温度为310℃-320℃时可制备得到均匀致密的Pt薄膜。