氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)研究

盛惲博

摘要：解決學(xué)生在“氧化還原反應(yīng)”中的概念性知識(shí)為本文的首要問題，教師在幫助學(xué)生理解這一問題中起到了關(guān)鍵性作用.在教學(xué)理論基礎(chǔ)上，以“氧化還原”這一教學(xué)內(nèi)容為中心，分別從得失氧、化舍價(jià)的改變以及微觀中電子的轉(zhuǎn)移來進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)研究，將以概念性知識(shí)的理解和探究式的整合性教學(xué)方式來達(dá)到良好的課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：氧化還原;核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)研究

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2019.10.027

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-1580（2019）10-0135-04

氧化還原反應(yīng)已經(jīng)滲透到我們的實(shí)際生活中，無論是在鋼鐵的冶煉、電池還是在食物的緩慢氧化中，都可以用氧化還原反應(yīng)來解釋。在中學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，氧化還原反應(yīng)具有非常重要的地位，它貫穿于中學(xué)化學(xué)的始終。

一、氧化還原反應(yīng)教學(xué)研究的意義

（一）氧化還原反應(yīng)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

不論是一線教學(xué)的教師還是教學(xué)研究的人員，都喜歡講解概念而不深人了解概念，只是一味地給學(xué)生灌輸死板的知識(shí)，或者讓學(xué)生死記硬背，或者進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù)，往往會(huì)使學(xué)生只知其表面，而不深入了解，習(xí)慣不去動(dòng)腦，導(dǎo)致學(xué)生無法理解氧化還原反應(yīng)，讓學(xué)生感覺氧化還原反應(yīng)不容易理解，甚至看到氧化還原反應(yīng)的習(xí)題產(chǎn)生恐懼，不知道如何下手進(jìn)行解答。

（二）氧化還原反應(yīng)是高中階段的重點(diǎn)及難點(diǎn)

眾所周知，氧化還原反應(yīng)在中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，是比較難以理解的一部分，同時(shí)他影響著整個(gè)的高中學(xué)習(xí)。因此，我們可以從得失氧的角度、化合價(jià)的角度來分析氧化還原反應(yīng)。在高中階段，我們第一次系統(tǒng)地學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)，由于氧化還原反應(yīng)比較抽象，所以我們利用初中所學(xué)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)為切入點(diǎn)，利用得失氧的辦法引入課程，從而讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)同時(shí)存在，但是不一定需要有氧的參加，上升到化合價(jià)角度判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)。在以后的學(xué)習(xí)過程中，我們還會(huì)學(xué)習(xí)到元素周期律，還有電化學(xué)這一部分內(nèi)容，這些是氧化還原反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用，從而再次了解氧化還原反應(yīng)，加深對(duì)氧化還原反應(yīng)的理解和認(rèn)識(shí)。

（三）研究的內(nèi)容和方法

基于以上對(duì)氧化還原反應(yīng)的分析，這部分內(nèi)容將對(duì)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行具體的教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)研究，使教學(xué)效果達(dá)到提升。最近的一項(xiàng)研究說明了，在當(dāng)前的國(guó)際學(xué)習(xí)中，科學(xué)研究方面頻繁出現(xiàn)了三個(gè)詞語是“過程”“設(shè)計(jì)”“實(shí)踐”。一方面，學(xué)生通過對(duì)學(xué)習(xí)過程的進(jìn)一步了解，從而實(shí)現(xiàn)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)與學(xué)生的學(xué)習(xí)科學(xué)相結(jié)合的目的。那么在如今的教育教學(xué)面臨新變革的今天，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)科學(xué)可以給教學(xué)設(shè)計(jì)帶來哪些變化呢？我們可以從哪些方面進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的研究來創(chuàng)新教學(xué)理論，我們應(yīng)該如何面對(duì)新時(shí)代公民對(duì)核心素養(yǎng)的挑戰(zhàn)。因此，我們采用探究式教學(xué)來進(jìn)行氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)研究。

二、理論基礎(chǔ)

（一）建構(gòu)主義的教學(xué)理論

對(duì)于建構(gòu)理論，我們主要從“什么是學(xué)習(xí)”“學(xué)習(xí)的含義”兩個(gè)方面來進(jìn)行說明。也就是說，教學(xué)目標(biāo)不僅僅要在教學(xué)設(shè)計(jì)上體現(xiàn)，也要進(jìn)行教學(xué)中情景創(chuàng)設(shè)，這是教學(xué)設(shè)計(jì)中的非常重要的一部分，通過運(yùn)用探究式的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)會(huì)聯(lián)系與思考，懂得舉一反三，把學(xué)習(xí)過的內(nèi)容與生活實(shí)際相結(jié)合，把知識(shí)融人生活中。因此，在教學(xué)過程中，應(yīng)要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架，激勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地思考，大膽假設(shè)和猜想。讓學(xué)生進(jìn)行分析討論，以小組合作學(xué)習(xí)的模式，同學(xué)問互相交流想法和心得，把問題步步深入，誘導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題以及總結(jié)規(guī)律，讓學(xué)生感受學(xué)習(xí)帶給我們的快樂。

（二）化學(xué)概念教學(xué)的相關(guān)策略

教師對(duì)學(xué)生的教與學(xué)，以及教學(xué)的思想在一定條件下都會(huì)存在著不足，經(jīng)常會(huì)使教師對(duì)學(xué)生只去關(guān)注了教授的內(nèi)容以及基本概念，但不曾想將已有知識(shí)進(jìn)行遷移，并未達(dá)到舉一反三的成效。在進(jìn)行講解概念時(shí)，教師經(jīng)常會(huì)注意教學(xué)的效率，從而忘記了本源，生搬硬套，死記硬背都會(huì)使化學(xué)變得枯燥乏味。在這個(gè)過程中，為了避免枯燥無趣，我們可以通過情景教學(xué)的方式讓學(xué)生參與到課堂中。例如，在九年級(jí)人教版初中化學(xué)中“空氣”一節(jié)，課堂開始我們可以通過猜謎的方式導(dǎo)入，從而引出主題。再例如九年級(jí)人教版化學(xué)“制取氧氣”一節(jié)，我們?cè)趯?dǎo)入部分可以通過做實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。還有在高中人教版化學(xué)必修2第二章原電池，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣并把化學(xué)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，可以跟學(xué)生一起制作水果電池，分析構(gòu)成原電池所需要的構(gòu)成條件，進(jìn)一步分析小燈泡亮的原因，學(xué)生分析產(chǎn)生了電流，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析原電池的正負(fù)極，電流電子流向等一系列問題。在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生獲得了樂趣，樂趣是最好的老師，可以激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的思考。因此，在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，要以學(xué)生為主要部分，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，養(yǎng)成對(duì)待問題深入研究的思維習(xí)慣和思維模式，提高分析和解決問題的能力，總結(jié)出化學(xué)問題的一般學(xué)習(xí)規(guī)律和方法。

三、中學(xué)氧化還原反應(yīng)知識(shí)體系與教學(xué)設(shè)計(jì)研究

“氧化還原反應(yīng)”是整個(gè)高中化學(xué)知識(shí)非常重要的內(nèi)容之一，它具有承上啟下的關(guān)鍵性作用。

（一）課程標(biāo)準(zhǔn)分析

氧化還原反應(yīng)在不同的階段所具有的標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，那所出現(xiàn)的認(rèn)知障礙也大不相同。

通過表1，可知新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氧化還原反應(yīng)的要求為漸進(jìn)式上升的趨勢(shì)，這也表明了學(xué)生在已掌握的知識(shí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和研究，可以看出在高中化學(xué)必修二原電池的學(xué)習(xí)以及電解池的深入都離不開氧化還原反應(yīng)，從判斷元素化合價(jià)到元素電子的轉(zhuǎn)移再到電極方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)都有著重要的影響。

（二）學(xué)情分析

從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)以及教學(xué)內(nèi)容來看，學(xué)生在初中時(shí)所學(xué)習(xí)的化合價(jià)對(duì)于氧化還原反應(yīng)有著至關(guān)重要的作用，它直接影響了對(duì)氧化還原反應(yīng)的判斷與理解，對(duì)于必修一中所學(xué)的原電池的本質(zhì)，電子的轉(zhuǎn)移直接影響了必修二和選修四的學(xué)習(xí)，不僅能深刻地去領(lǐng)悟化學(xué)能與電能這一部分知識(shí)，還對(duì)化合價(jià)的變化判斷至關(guān)重要，因此本節(jié)內(nèi)容，以“化合價(jià)的變化”為主線展開教學(xué)，步步深入，從而建構(gòu)氧化還原反應(yīng)模型。

（三）教學(xué)目標(biāo)的建構(gòu)

在高中《必修2》第二章“化學(xué)反應(yīng)與能量”和《選修4》第四章“電解池”模塊中，都涉及到了氧化還原反應(yīng)，我們需要掌握氧化還原反應(yīng)的建構(gòu)過程，為今后學(xué)習(xí)兩部分模塊打基礎(chǔ)。所以在“氧化還原反應(yīng)”的學(xué)習(xí)中，針對(duì)學(xué)生在認(rèn)知上的障礙點(diǎn)進(jìn)行了以下的攻克，由此確定教學(xué)目標(biāo)如下：

在認(rèn)知層面上：一是掌握氧化還原反應(yīng)是建構(gòu)模型，以已學(xué)習(xí)的氧化還原反應(yīng)知識(shí)為抓手，運(yùn)用知識(shí)遷移可以解決與之相關(guān)的問題，有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和自我能力的一種認(rèn)可，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

在方法層面上：傳統(tǒng)的教學(xué)只是注重了結(jié)果，只知道氧化還原反應(yīng)概念性問題，而沒有去理解在這個(gè)過程學(xué)生自主思考與創(chuàng)新的重要性，忽略或者是弱化了學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)或?qū)W習(xí)過程中所起的重要作用。所以我們可以通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)、情景導(dǎo)人等諸多方法，幫助或引導(dǎo)學(xué)生深刻理解氧化還原反應(yīng)。

在觀念層面上：讓氧化還原反應(yīng)融人到我們身邊的生活中，讓學(xué)生親身體驗(yàn)這一過程，進(jìn)一步理解氧化還原反應(yīng)的建構(gòu)，加深學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的理解。

（四）教學(xué)主題設(shè)計(jì)

圍繞“氧化還原反應(yīng)是如何建構(gòu)的”來展開，主要從兩方面展開主題：

主題一：如何將氧化還原反應(yīng)以學(xué)生可以理解的方式給出？

根據(jù)所給的主題，我們應(yīng)以氧化還原反應(yīng)的概念為起點(diǎn)展開，以生活中常見的事物引發(fā)學(xué)生關(guān)注和思考，再通過初中所學(xué)的化學(xué)方程式，從得氧失氧角度來過渡到化合價(jià)的升降，從化合價(jià)升降來過渡到電子的轉(zhuǎn)移，由于微觀模型對(duì)于學(xué)生來說比較抽象，以便于學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的概念的本質(zhì)，來攻克學(xué)生學(xué)習(xí)障礙。

主題二：氧化還原反應(yīng)是如何建構(gòu)的？

根據(jù)所給的主題，首先可以通過日常熟悉的事物和生活現(xiàn)象，像切開的蘋果、泡過的綠茶。建構(gòu)氧化還原反應(yīng)模型，以得氧失氧為線索展開討論，由淺人深，由初中所學(xué)方程式來分析、遷移，幫助學(xué)生理解，填補(bǔ)學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)知識(shí)的空白，讓學(xué)生盡可能地從認(rèn)知水平達(dá)到應(yīng)用，轉(zhuǎn)化，攻克內(nèi)化障礙。

（五）教學(xué)過程設(shè)計(jì)

通過已有知識(shí)，學(xué)生從化合價(jià)的角度來建立氧化還原反應(yīng)構(gòu)型，例如從H2和cuO來分析化合價(jià)的升降，在學(xué)生們研究、分析、討論和理解該方程式的基礎(chǔ)上，我們通過分析鐵和硫酸銅、鈉和氯氣的反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，認(rèn)識(shí)到在氧化還原反應(yīng)中既有氧化劑還有還原劑，認(rèn)識(shí)氧化劑的氧化性和還原劑的還原性，認(rèn)識(shí)氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，認(rèn)識(shí)氧化性與還原性的比較，也還可以從化合價(jià)的角度來分析物質(zhì)具備氧化性和還原性的原因。因此，從以下兩個(gè)方面來對(duì)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)以下研究思路，見圖1。

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

氧化還原反應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)口訣：化合價(jià)升高、失電子、被氧化、還原劑、氧化反應(yīng);化學(xué)價(jià)降低、得電子、被還原、氧化劑、還原反應(yīng)。

總之，無論是學(xué)生在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)還是在學(xué)習(xí)原電池、電解池的模塊等，都應(yīng)從氧化還原反應(yīng)來著手，分析、討論、靈活運(yùn)用該理論。在學(xué)習(xí)這個(gè)過程中，要注意化學(xué)概念的形成過程，盡可能使學(xué)生體會(huì)形成過程以及體會(huì)前人所用的探究歷程和方法，來培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。因此，我們?cè)诳偨Y(jié)氧化還原反應(yīng)概念時(shí)不應(yīng)一味地去死記硬背，不懂變通。可以采用口訣的形式來強(qiáng)化記憶，從而正確理解，方便運(yùn)用。

（二）研究中的問題與不足

在實(shí)際課堂中由于需要進(jìn)行活動(dòng)探究或者小組討論，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)中上等學(xué)生思維較為活躍，發(fā)言積極，表述準(zhǔn)確到位;而對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，表現(xiàn)的有些不知所措，不能積極融入到課堂中，使這部分學(xué)生缺乏了對(duì)學(xué)習(xí)的熱忱和興趣，從而產(chǎn)生不自信的表現(xiàn)，導(dǎo)致厭學(xué)和對(duì)學(xué)習(xí)的恐懼。因此，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能的使每一位學(xué)生參與進(jìn)來，在設(shè)計(jì)問題時(shí)，按梯次并由淺人深，從而調(diào)動(dòng)整個(gè)班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和興趣。

為了使每一位學(xué)生更能深刻地理解氧化還原反應(yīng)，會(huì)在教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)置許多活動(dòng)環(huán)節(jié)，這樣會(huì)使時(shí)間難以把控，有時(shí)一節(jié)課內(nèi)容需要分為兩到三節(jié)課時(shí)的時(shí)間來進(jìn)行學(xué)習(xí)，而后還需要有一節(jié)課后練習(xí)的時(shí)間，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

（三）對(duì)教學(xué)的幾點(diǎn)建議

1從“重知識(shí)”向“重過程”改變

傳統(tǒng)的教學(xué)主要以講授和灌輸結(jié)論為主，從而忽略了學(xué)生才是教學(xué)過程中的主體現(xiàn)實(shí)，導(dǎo)致學(xué)生死記硬背，按部就班，實(shí)行題海戰(zhàn)術(shù)，機(jī)械地學(xué)習(xí)，而不是進(jìn)行理論的分析和給予相應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行思考。在教學(xué)過程中，學(xué)生應(yīng)該作為主體部分，教師為輔助部分進(jìn)行引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的進(jìn)行思維，使學(xué)生在獲得新知識(shí)時(shí)是主動(dòng)的而不是被動(dòng)灌輸?shù)摹?/p>

2.重視概念的引入

注重每個(gè)教學(xué)概念的實(shí)施，因?yàn)樗麄兪窃谝酝慕虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)中通過無數(shù)的實(shí)驗(yàn)和探究得到的，那么在闡述的過程中，要注意每一個(gè)概念的導(dǎo)人，使抽象事物具體化，在學(xué)生形成概念前有興趣來探究，由感性到理性的認(rèn)識(shí)，形成概念這一過程。

3.沿著前人的足跡，讓學(xué)生體驗(yàn)探究

每一個(gè)概念都是無數(shù)的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)得到的，它代表了人類思維發(fā)展的歷史過程，那在這個(gè)思維發(fā)展過程中，讓學(xué)生沿著前人的腳步來發(fā)現(xiàn)、體驗(yàn)這個(gè)概念形成的過程，幫助學(xué)生打開思維的天窗，從而使學(xué)生的思維能力得到訓(xùn)練，掌握學(xué)習(xí)方法與手段。最重要的一點(diǎn)是要重視師生相互交流，只有教師與學(xué)生之間的充分的討論與交流才能找出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的一些困難，發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維的閃光點(diǎn)和思維混亂的誤區(qū)，準(zhǔn)確地找到學(xué)生“生病”的根源，才能夠更迅速地解決學(xué)生的實(shí)際問題。

總之，對(duì)于氧化還原反應(yīng)來講，以探究式的教學(xué)模式來進(jìn)行教學(xué)，使宏觀與微觀事物相結(jié)合，使教學(xué)設(shè)計(jì)與學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)探究相融合，展現(xiàn)出以學(xué)科科學(xué)為教學(xué)設(shè)計(jì)理念所提供的發(fā)展。那么在學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)際生活中，應(yīng)該做到重視基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)，把化學(xué)概念更好地解讀并加以引導(dǎo)，而不是讓學(xué)生死記硬背、生搬硬套、機(jī)械性地學(xué)習(xí)等。首先以得失氧為線索，以學(xué)生已掌握的知識(shí)為基石，進(jìn)行知識(shí)的遷移和上升，然后圍繞化合價(jià)展開，引出判斷氧化還原反應(yīng)的依據(jù)，以及4個(gè)基本反應(yīng)類型與它的關(guān)系，通過化合價(jià)的升降上升到電子的得失，并結(jié)合微觀中的電子的轉(zhuǎn)移分析、總結(jié)本節(jié)的重點(diǎn)，找到氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。同時(shí)也要懂得吃透典型例題，做到舉一反三。因此，無論是例題的選擇，還是原理的剖析，都應(yīng)力求達(dá)到讓學(xué)生厘清思路，正確理解。