发展学生化学学科核心素养的课例研究——以“离子反应”为例

以高中化学“离子反应”概念教学为例,阐述了发展学生化学学科核心素养的课例研究思路和教学活动设计。围绕离子反应概念、离子方程式书写、离子反应发生条件等知识内容,挖掘教学内容与学科核心素养内涵的联系,创设真实且富有价值的问题情境,开设高水平的实验探究活动,注重微观分析过程,将离子反应概念的学习与从微观离子角度分析水溶液中反应的认识思路进行整合,力求发展学生的化学学科核心素养,帮助学生形成对“离子反应”概念的整体认识。     

跨学科项目教学案例*——魔力沙

以魔术表演用的沙子为素材,开发了适用于高中选修课程“发展中的化学学科”的具有跨学科性的项目教学案例,该项目弱化理论分析环节后也可以用于初中科学实践活动课程。项目引导学生在更宽广的学科背景下认识物质及其变化的规律,帮助学生拓展视野和思路,综合运用化学、物理等学科的知识分析解决有关问题,发展“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养。     

布卢姆教育目标分类视角下的中美化学教材习题比较——以“氧化还原反应和电化学”为例

基于布卢姆教育目标分类学,从知识、认知过程2个评价维度对中美化学教材“氧化还原反应和电化学”主题的习题进行了比较研究,结果表明,在知识维度,2国教材均较为重视“概念性知识”和“程序性知识”,但中国教材侧重前者而美国教材侧重后者;在认知过程维度,美国教材对“理解”“运用”水平的考查均较多且尤为侧重“运用”,中国教材对“运用”“理解”“分析”水平的考查均较多,整体上较为均衡。教材习题编写应该关注习题的课程功能创生,注重对学生学科思维、解决实际问题能力的考查,充分发挥其对教与学尤其是学生学习方式的引导作用。     

高中生化学人文素养现状的调查与思考

基于已有研究和实践调查,提出化学人文素养的三维模型,即“知”“信”“行”。“知”包括人文知识与价值传承,“信”包括创新意识与探究精神,“行”包括健康生活与社会责任。以此模型设计研究工具,对北京市普通高中的272名学生的问卷调查及68名学生的访谈显示,学生自认为人文素养略高于“一般”水平,只有33.3%的学生获得了一定的人文知识和价值传承(知),以及具有健康生活和社会责任意识(行),仅20.0%的学生获得了一定的创新意识和探究精神(信)。基于此,从化学史、化学实验、化学与生活3个切入点提出人文素养提升的建议。     

促进知识意义生成的化学教学实践与思考

在论述化学知识具有“认识发展”“情感陶冶”和“精神润泽”等意义的基础上,指出了化学教学中知识意义生成的2种方式：通过知识与实践之间“交往”与“对话”,引发知识意义的生成;通过教学内容与学生认知结构相联系,促进知识意义的生成。阐述了促进知识意义生成的3种主要教学策略：在问题情境中强化知识结构的形成,实现学生认知与知识意义的有效关联;用生活逻辑来统整知识逻辑,丰富化学知识的意义;创设真实的情境,实现化学知识意义的增值。     

以实验和论证为杠杆撬动化学概念深度学习*——以“分子与原子”教学为例

以倡导“理解与批判、联系与构建、迁移与应用”的深度学习为理念,围绕“分子与原子的概念”比较教材与文献的设计思路,调整认知脉络,着力解决“概念学习过程中实验探究少,宏观现象进入微观分析的相关实验不匹配,忽略证据推理、变化观念与平衡思想核心素养”等不足。设计“3种形态的碘与淀粉的反应、H2O2溶液与品红反应、H2O2溶液的分解反应”3组实验,设置学生画分子模型、画H2O2分子分解的微观过程等活动,提炼“物质种类、分子种类、物质性质之间的关系是什么？你从实验中找到哪些证据支持观点？前2个单元的实验,还有哪些可作为论证的依据？”等问题,引发学生充分论证。“实验、活动、问题、论证”环环相扣,促成教学内容的有效结构化,通过化学概念的深度学习实现化学学科核心素养的发展。     

角色代入法在“大学化学”教学中的实践*

“大学化学”课程在大类培养中起到塑造学生化学科学素养的重要作用。根据“新工科”的要求和大班化授课的特点,提出采用角色代入法进行“大学化学”课程的授课,利用角色激发学生学习化学的主动性,开启良好的师生互动,建立以学习共同体为导向的高效课堂。     

发展学生化学学科核心素养离不开化学实验

化学实验是化学教学的重要组成部分,不仅具有教育教学功能,而且具有发展学生化学学科核心素养的功能。从认识层面、实践层面和价值追求层面来看,化学实验在发展学生科学本质观、科学实践观和科学价值观方面均发挥着不可替代的功能。教师可以利用化学实验史实呈现真实的科学发现过程,发展学生的科学本质观;可以通过引导学生对化学实验现象的观察和基于实验事实证据的推理发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理和模型认知”素养;可以通过开展化学实验探究,引导学生拓宽认识视角和认识思路,发展学生“科学探究与创新意识”素养;可以通过化学实验评价发展学生的“科学态度和社会责任”素养。     

化学实验“三三三”翻转教学模式的探索与实践*

针对当前化学实验翻转课堂教学模式中存在的不足,依托“云班课”,重构了以学生为中心的化学实验“三三三”翻转教学新模式,即将实验教学划分为“三个课堂”:自学课堂、理论课堂和实验课堂等;理论课堂里包含“三个环节”:个人汇报、小组活动和测试点评等;学习效果评判有“三个评价”:自学评价、参与评价和动手评价等。以有机化学实验中“环己烯的合成”为例,采用该新的教学模式开展了教学活动,整个教学过程不仅体现了“以学定教、学生为中心”的教学理念,而且也能发挥出线下传统课堂的优势,实现了将“知识内化”的时间拉长,达到对学生线上自学“知识传授”掌握度的有力检验的目的,更有时间和空间进行课程思政元素的挖掘与融入,完成在知识传播中实现对学生的价值引领。     

基于核心素养的HPS教学实践——以“甲烷”为例

基于化学核心素养,以“打开第二自然界的大门”开启甲烷的科学探究与体验之旅,在“历史线”“活动线”“知识线”等3条认知与体验路线中,经历科学概念的形成过程,实现对“稻草变黄金”科学本质的理解,有效地将HPS教育与化学核心素养结合起来,使学生体会化学发展的过程与方法,感受化学的学科魅力和发展成就,以提高学生的学习兴趣。     

分子工程和化学工程

分子工程从分子水平研究产品的设计和开发以及过程的设计和开发问题,在化学工程领域中,是一个活跃的前沿。它的重要基础是分子结构与热力学性质、传递性质以及反应动力学性质之间的定量关系。研究这些关系分别是分子热力学、分子传递现象和分子反应动力学的任务。本文着重讨论它们的进展。     

分子工程学

分子工程学以体系的功能为导向,在分子水平上进行结构设计与施工,探索功能、结构与合成三者之间的关系原理,发展合成、制备与组装方法学,研究结构基元本征性质和构效关系。本文讨论了建设分子工程学这一新学科的重要性,介绍了自发单层分散原理与CO吸附剂、纳米结构光电功能体系、金属纳米簇基催化剂、表面分子多孔网络的精确可控组装以及功...     

Perfume and Flavor Engineering: A Chemical Engineering Perspective

In the last two decades, scientific methodologies for the prediction of the design, performance and classification of fragrance mixtures have been developed at the Laboratory of Separation and Reaction Engineering. This review intends to give an overview of such developments. It all started with the question: what do we smell? The Perfumery Ternary Diagram enables us to determine the dominant odor for each perfume composition. Evaporation and 1D diffusion model is analyzed based on vapor-liquid equilibrium and Fick’s law for diffusion giving access to perfume performance parameters. The effect of matrix and skin is addressed and the trail of perfumes analyzed. Classification of perfumes with the perfumery radar is discussed. The methodology is extended to flavor and taste engineering. Finally, future research directions are suggested.     

Engineering Polymersome Protocells

The field of biomimicry is embracing the construction of complex assemblies that imitate both biological structure and function. Advancements in the design of these mimetics have generated a growing vision for creating an artificial or proto- cell. Polymersomes are vesicles that can be made from synthetic, biological or hybrid polymers and can be used as a model template to build cell-like structures. In this perspective, we discuss various areas where polymersomes have been used to mimic cell functions as well as areas in which the synthetic flexibility of polymersomes would make them ideal candidates for a biomembrane mimetic. Designing a polymersome that comprehensively displays the behaviors discussed herein has the potential to lead to the development of an autonomous, responsive particle that resembles the intelligence of a biological cell.     

组织工程相关生物材料表面工程的研究进展

生物材料用作人工细胞外基质(ECM ) 在组织工程中占据重要位置。本文在分析细胞2生物材料表面相互作用的基础上, 从生物材料中的水、材料表面的形态、材料表面的特异性识别及生物材料诱发愈合等方面探讨了生物材料的复杂性。生物材料对细胞的影响是一个双向、动态过程, 起着调节细胞增殖和凋亡平衡的作用。基于生物材料对细胞生长的影响, 本文提出了生物材料表面生物仿生化以提高细胞亲和力,糖链团簇、糖脂质及材料表面蛋白质修饰以提高细胞特异性识别, 材料表面的自组装修饰以改善表面形态等观点。     

新工科建设背景下制药工程专业化工原理教学创新设计*

依据新工科建设要求,基于OBE教学理念,从知识储备、工程应用、整合创新、价值引领等4个维度设计课程教学目标,围绕课程教学目标实施项目设计驱动理论教学的内容改革和线上线下混合式教学改革,通过开展“三环四步”教学活动,对标工程认证构建全过程多元化考评体系,对教学目标的达成进行全方位评价,并根据学生达成情况进行持续性改进,从而探索出一条让学生从被动接受变为主动探究的教学途径。     

基于制药工程专业认证的化工原理课程体系创新与建设*

归纳并总结了制药工程专业化工原理教学过程存在的问题,并基于本科国家教学质量标准、工程教育专业认证通用标准及补充标准,对制药工程专业化工原理理论课课程体系进行重新构建。在此基础上,提出多种导课方法结合、加强对复杂工程问题的分析与解决能力、强化讲解各单元操作之间的共性与本质、课程考核标准等改革措施,并对改革效果进行分析。改革后的化工原理课程提高了学生解决复杂制药工程问题的能力,课程目标达成情况明显改善,取得了良好的教学效果。     

高分子材料工程实验中培养工程能力和创新能力的研究

介绍了高分子材料工程实验课程体系的改革思路.设计了 "基本技能、综合型、设计(创新)型"多层次高分子材料工程实验体系,体现了在实验中对学生的专业基础理论、专业技术、工程能力、科学研究、创新意识的系统培养.