基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐

鄭麗娥

摘 要：氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)核心概念之一，起到了貫穿高中化學(xué)各類型知識(shí)點(diǎn)的作用，也是教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論研究蘇教版高中化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);學(xué)習(xí)進(jìn)階;氧化還原反應(yīng)

學(xué)習(xí)進(jìn)階是對(duì)學(xué)生各學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題的概念所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑的描述，圍繞核心概念展開由簡單到復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的概念序列。蘇教版高中化學(xué)教材基于高中學(xué)生學(xué)情和認(rèn)知規(guī)律，將氧化還原反應(yīng)的內(nèi)容在學(xué)生已經(jīng)掌握的學(xué)科基礎(chǔ)上漸進(jìn)進(jìn)階到更深層次，因此氧化還原反應(yīng)應(yīng)充分結(jié)合原子結(jié)構(gòu)、離子反應(yīng)、元素周期律、有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)等教學(xué)內(nèi)容，起到與高中數(shù)學(xué)函數(shù)一樣的提綱挈領(lǐng)作用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和能力，幫助學(xué)生獲得概念理解。

一、“氧化還原反應(yīng)”基于進(jìn)階研究概述

高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中有必要為學(xué)生建構(gòu)“氧化還原反應(yīng)”進(jìn)階過程。高中化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)基本觀念以初中化學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，是教學(xué)進(jìn)階起點(diǎn)，從對(duì)其的宏觀描述進(jìn)階到高中階段的微觀探析。由于內(nèi)容前置產(chǎn)生了一定的概念沖突，因此基于進(jìn)階研究的高中課堂教學(xué)帶有一定程度的復(fù)習(xí)性質(zhì)，教師要達(dá)到的一個(gè)教學(xué)目標(biāo)就是幫助學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的核心概念進(jìn)一步認(rèn)知與整合，從化學(xué)現(xiàn)象得氧、失氧層面的認(rèn)識(shí)升華到更高層次的電子轉(zhuǎn)移本質(zhì)性認(rèn)識(shí)。基于高中化學(xué)新課程改革，高中氧化還原反應(yīng)教學(xué)仍然應(yīng)以學(xué)生為中心，幫助學(xué)生充分溫習(xí)舊知，分級(jí)進(jìn)階兩劑、方程式書寫、電化學(xué)電極反應(yīng)式書寫。在基礎(chǔ)性原理理解的前提下調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，在主動(dòng)學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)思維提升，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階促進(jìn)概念理解[1]。

除此之外，高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)的進(jìn)階體現(xiàn)在其深度嵌入了高中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)體系。通過氧化還原反應(yīng)可以幫助高中學(xué)生完成化學(xué)基本觀念的建構(gòu)，為學(xué)生形成化學(xué)思維產(chǎn)生重要促進(jìn)作用。在高中化學(xué)新課程目標(biāo)中，氧化還原反應(yīng)的課堂教學(xué)過程既是舊知識(shí)的鞏固又是知識(shí)體系重塑，因此教師的課程設(shè)計(jì)本質(zhì)上也是一種學(xué)習(xí)進(jìn)階的學(xué)科核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)過程。合理設(shè)置學(xué)習(xí)臺(tái)階、把握學(xué)習(xí)時(shí)機(jī)，點(diǎn)鏈結(jié)合，在學(xué)生內(nèi)化基本知識(shí)的同時(shí)拓寬學(xué)科視野，構(gòu)建思維體系，提高科學(xué)素養(yǎng)。

二、基于化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)階研究建構(gòu)化學(xué)課堂教學(xué)的一些問題

（一）教學(xué)策略中對(duì)教學(xué)內(nèi)容的全覆蓋

從宏觀層面上來看，氧化還原反應(yīng)的化學(xué)觀念對(duì)蘇教版教材的教學(xué)內(nèi)容起著提綱挈領(lǐng)作用，如果仔細(xì)對(duì)教材進(jìn)行審查后可以發(fā)現(xiàn)，“氧化還原反應(yīng)”在每一單元中都出現(xiàn)得恰到好處，雖然許多處只作為化學(xué)反應(yīng)所體現(xiàn)的表面現(xiàn)象，但總體上對(duì)該單元學(xué)科知識(shí)起到了深化作用。正因如此，目前一些教師將氧化還原反應(yīng)進(jìn)行“前置”，引導(dǎo)學(xué)生在課堂教學(xué)初始就全面深化氧化還原反應(yīng)，雖然起到了一定的優(yōu)化課堂教學(xué)效果，但容易使學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備不夠充分，對(duì)知識(shí)體系的構(gòu)建覆蓋范圍廣而復(fù)雜，客觀上加重學(xué)生的思想負(fù)擔(dān)，學(xué)生在考慮層面過多的情況下往往影響本單元的教學(xué)效果[2]。

（二）教學(xué)策略中對(duì)觀念建構(gòu)的標(biāo)題化

氧化還原反應(yīng)作為單獨(dú)的課堂教學(xué)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生容易將其思想性與工具性混為一談，經(jīng)過對(duì)比橫向的高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)來看，高中學(xué)生在學(xué)習(xí)函數(shù)時(shí)也有這個(gè)趨勢。將氧化還原反應(yīng)引入課堂教學(xué)，對(duì)其產(chǎn)生一定的標(biāo)題化、概念化現(xiàn)象強(qiáng)行帶入，但以高中學(xué)生的思維能力和認(rèn)知水平，很難短時(shí)間內(nèi)為其反應(yīng)做出一個(gè)清晰、明確的定位。因此概念強(qiáng)加的方式容易固化學(xué)生的思維模式，影響教學(xué)過程中的知識(shí)內(nèi)化和觀念建構(gòu)過程，高中化學(xué)教師要對(duì)標(biāo)題化的課堂教學(xué)引起深思。

（三）教學(xué)策略中對(duì)考查范圍的定性化

氧化還原作為貫穿高中階段各類型化學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，其概念的基礎(chǔ)性和應(yīng)用的普遍性，在各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中都以一定的方式體現(xiàn)，將新課標(biāo)的考查內(nèi)容與高考考查點(diǎn)的交叉與對(duì)應(yīng)，大多數(shù)高中化學(xué)教師已經(jīng)掌握了高考化學(xué)氧化還原反應(yīng)的出題經(jīng)驗(yàn)。例如：判斷未知元素或化合物、元素化合變化等考題中，氧化還原反應(yīng)都是解題的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此部分教師采取將押題法融入課堂教學(xué)當(dāng)中，以高考常見題型直接貫穿于高中化學(xué)課堂教學(xué)，這會(huì)讓學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的基本認(rèn)識(shí)產(chǎn)生偏差，使學(xué)生忽視氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，單一的解題能力也對(duì)后面的知識(shí)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定影響[3]。

三、“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)的進(jìn)階突破

（一）分級(jí)進(jìn)階氧化還原反應(yīng)重點(diǎn)難點(diǎn)

氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是既對(duì)立又依存的關(guān)系，總是同時(shí)產(chǎn)生，其中的量化關(guān)系不易為學(xué)生掌握。教師首先應(yīng)使學(xué)生建立其對(duì)立統(tǒng)一的基礎(chǔ)性認(rèn)識(shí)，通過定性教學(xué)促進(jìn)學(xué)生對(duì)觀點(diǎn)和方法的認(rèn)知，降低學(xué)生定量計(jì)算時(shí)產(chǎn)生思維混淆和認(rèn)知不清的現(xiàn)象。蘇教版氧化還原反應(yīng)的教學(xué)課時(shí)被打散穿插在單元教學(xué)中，根據(jù)循序漸進(jìn)分級(jí)進(jìn)階的教學(xué)思想，對(duì)氧化還原教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)進(jìn)階：第一，以初中化學(xué)知識(shí)為起點(diǎn)幫助學(xué)生進(jìn)階學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)基本概念，氧化劑、還原劑的準(zhǔn)確判斷，與初中化學(xué)中四種基本反應(yīng)建立聯(lián)系;第二，教學(xué)氧化還原反應(yīng)本質(zhì)，以氧化劑、還原劑化合價(jià)變化及氧化性還原性強(qiáng)弱比較作為進(jìn)階學(xué)習(xí)內(nèi)容;第三，使學(xué)生掌握“雙線橋”，并以氧化還原反應(yīng)的方程式書寫及計(jì)算作為進(jìn)階學(xué)習(xí)內(nèi)容;第四，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行規(guī)律總結(jié)，知識(shí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，可用電化學(xué)電極反應(yīng)式書寫或有機(jī)中的氧化還原為例并以考查靈活運(yùn)用能力為目標(biāo)的習(xí)題課為進(jìn)階教學(xué)內(nèi)容[4]。

（二）分級(jí)進(jìn)階氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)主線

高中化學(xué)教師應(yīng)在蘇教版必修1中開始，有目的地確立氧化還原反應(yīng)為教學(xué)長主線，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)、離子反應(yīng)、元素周期律等，在教學(xué)周期內(nèi)針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度建立得氧失氧——化合價(jià)升降——電子轉(zhuǎn)移這一層層推進(jìn)、由表及里的本質(zhì)性教學(xué)路線，在主線的各個(gè)鏈條中，靈活排布與填充類型反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算等教學(xué)內(nèi)容，在每一階段的教學(xué)中都要設(shè)計(jì)緊密結(jié)合當(dāng)前主題的典型例題，不提倡超綱和超前應(yīng)用。除此之外還要把握教學(xué)重點(diǎn)，由于氧化還原反應(yīng)屬于長周期教學(xué)，各個(gè)教師均有自己的一套教法，我個(gè)人傾向于將“電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象”打造為長周期教學(xué)中的教學(xué)重點(diǎn)，高中教師要注意對(duì)“電子轉(zhuǎn)移”的本質(zhì)性氧化還原反應(yīng)教學(xué)的控制和把握，這是氧化還原反應(yīng)教學(xué)中最抽象、最復(fù)雜一部分，如果學(xué)生前面物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沒有打好，到了這一部分對(duì)其造成很大的學(xué)習(xí)困難，已經(jīng)掌握的氧化劑、還原劑等知識(shí)與應(yīng)用也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此在這一階段要搭配規(guī)律總結(jié)教學(xué)。

（三）分級(jí)進(jìn)階選擇教學(xué)角度

三段法教學(xué)路線中各自都擁有獨(dú)特的教學(xué)價(jià)值，在具體教學(xué)中選擇合適的教學(xué)角度往往能夠喚醒學(xué)生的積極性，為教學(xué)提供指導(dǎo)性思路：1.得氧失氧角度，是表層的現(xiàn)象，也是學(xué)生最容易理解的氧化與還原的解題思路，其雖然局限于得氧失氧，但通常在實(shí)驗(yàn)中的表觀現(xiàn)象常常給學(xué)生留下深刻印象，學(xué)生容易產(chǎn)生聯(lián)想，可從得氧、失氧的角度思考元素化合價(jià)變化;2.化合價(jià)升降角度，是氧化還原反應(yīng)的特征，從化合價(jià)變化角度去進(jìn)階教學(xué)，總結(jié)共性;3.電子轉(zhuǎn)移角度，是氧化還原反應(yīng)微觀本質(zhì)，宏微結(jié)合。以氧化還原思想引導(dǎo)元素化合物相關(guān)性質(zhì)學(xué)習(xí)，例如：比較等量的Na和AI的活潑性，從Na比AI更容易失電子來確定比Na化學(xué)性質(zhì)活潑。根據(jù)氧化性及還原性進(jìn)階總結(jié)強(qiáng)制弱的規(guī)律。教師可進(jìn)一步列舉出如下化學(xué)反應(yīng)方程式，使學(xué)生可以進(jìn)一步發(fā)展認(rèn)識(shí)：H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4;2FeCI3+2HI=2FeCI2+2HCl+I2，學(xué)生便可推算出還原性：H2SO3>I->Fe2+。掌握好本質(zhì)，為進(jìn)階學(xué)習(xí)選擇性必修電化學(xué)內(nèi)容打下基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)中教師不能通過簡單的“灌輸”式課堂教學(xué)法，應(yīng)結(jié)合蘇教版高中化學(xué)教材及班級(jí)上的實(shí)際學(xué)情，分級(jí)進(jìn)階。

四、基于進(jìn)階學(xué)習(xí)進(jìn)行“氧化還原反應(yīng)”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）創(chuàng)設(shè)生活化情境進(jìn)階學(xué)習(xí)概念

在高中化學(xué)教師已經(jīng)明確課堂教學(xué)目標(biāo)的情況下，對(duì)課堂教學(xué)的環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量以具體現(xiàn)象為教學(xué)切入點(diǎn)，運(yùn)用生活化教學(xué)，如鋼鐵生銹、燃料燃燒等具體現(xiàn)象，既可以引發(fā)聯(lián)想，又可以當(dāng)場進(jìn)行簡單實(shí)驗(yàn)，一些生活中的現(xiàn)象也容易使學(xué)生在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上對(duì)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行深入感知，能夠沿著教師提供的思路開啟新知的大門。例如：高中化學(xué)教師在原電池工作原理教學(xué)導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生思考鐵被氧化的過程：Fe+H2SO4（?。?FeSO4+H2↑，首先推動(dòng)學(xué)生從鐵原子失去電子、化合價(jià)升高的方向去認(rèn)知、探索，學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)就會(huì)集中在原電池內(nèi)部發(fā)生的氧化反應(yīng)現(xiàn)象上，如此即可科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)階深化原電池工作原理[5]。

（二）進(jìn)階引出新識(shí)

共性是引導(dǎo)學(xué)生深入思考的基礎(chǔ)，只有在共性分析基礎(chǔ)上學(xué)生才具備進(jìn)階研究的條件，例如：先從得氧失氧層面了解個(gè)別氧化還原反應(yīng)，進(jìn)階到氧化還原反應(yīng)基于元素化合價(jià)方面的變化情況，而化合價(jià)變化又是研究外層電子排布的基礎(chǔ)條件，在建構(gòu)觀念進(jìn)階的同時(shí)逐層深入元素最外層電子排布的變化規(guī)律，也可以基于假設(shè)的科學(xué)學(xué)習(xí)法，教師通過畫圖作圖進(jìn)行概念建構(gòu)法演示教學(xué)，使學(xué)生能將得氧失氧、化合價(jià)變化、電子得失三種由表及里的認(rèn)識(shí)融為一爐，能夠進(jìn)一步進(jìn)階探究電子守恒規(guī)律學(xué)習(xí)內(nèi)容。如已知M2O72-+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O，則此題中M的化合價(jià)應(yīng)是多少？經(jīng)過高中化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐顯示，教師引導(dǎo)學(xué)生通過進(jìn)階電子守恒規(guī)律進(jìn)行探究，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果比傳統(tǒng)訓(xùn)練教法有了明顯的提升。

（三）具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)階學(xué)習(xí)內(nèi)容

通過金屬鋅與稀鹽酸的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)留下深刻印象，白霧、熱量、刺激性氣體都會(huì)給學(xué)生留下“反應(yīng)劇烈”的明顯感知，進(jìn)一步應(yīng)用互動(dòng)交流法，使學(xué)生對(duì)活潑金屬與酸的反應(yīng)從表象深入本質(zhì)，宏微結(jié)合。例如：結(jié)合元素周期表的鋅氫次序，通過提示化合價(jià)升降，使學(xué)生認(rèn)識(shí)鋅與氫的化合價(jià)升降關(guān)系;進(jìn)一步可引入電流計(jì)，電流表指針偏轉(zhuǎn)、碳棒有氣泡。進(jìn)一步得出在鹽酸導(dǎo)電的前提下（含水），氫離子及氯離子的定向移動(dòng)方向，電子從鋅片流向碳棒，碳棒上生成的氣體經(jīng)收集檢驗(yàn)是氫氣，因此得出鋅原子失去電子，氫離子得到電子，從而進(jìn)階到原電池的工作原理、正負(fù)極的電極反應(yīng)式的書寫、電子流向、陰陽離子移動(dòng)方向等。結(jié)合惰性電極電解氯化銅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象掌握原理并合理設(shè)置臺(tái)階巧妙進(jìn)階到電解原理，最終分析兩池混用。

五、重視進(jìn)階“氧化還原反應(yīng)”課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

（一）以知識(shí)有層次結(jié)構(gòu)為進(jìn)階起點(diǎn)

高中氧化還原反應(yīng)知識(shí)是通過以舊代新的模式繼承并發(fā)揚(yáng)的，舊知識(shí)的循環(huán)使用、綜合內(nèi)化是高效課堂教學(xué)的基礎(chǔ)條件，循序漸進(jìn)的進(jìn)階教學(xué)有利于學(xué)生深度內(nèi)化知識(shí)，自主探究并獲得綜合性認(rèn)識(shí)，有利于教師向?qū)W生傳授經(jīng)驗(yàn)與能力，也符合由簡到繁、由表及里的認(rèn)知規(guī)律。高中化學(xué)教師應(yīng)先從最簡單的氧化燃燒知識(shí)入手，進(jìn)而突出氧化劑、還原反應(yīng)等知識(shí)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，最終將氧化還原反應(yīng)在學(xué)生的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)中打造成堡壘。例如：在Cu+4HNO3（濃）═Cu（NO3）2+2NO2↑+H2O反應(yīng)中，氮元素部分變價(jià)，銅和氮元素的化合價(jià)的變化問題，氫元素不變價(jià)。該反應(yīng)分別涉及氧化劑以及Na在Cl2中的燃燒問題，高中化學(xué)教師對(duì)該化學(xué)式進(jìn)行范例式的講解有利于引導(dǎo)學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)“化合價(jià)升降”的討論，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入思考反應(yīng)前后元素的化合價(jià)變化規(guī)律，使學(xué)生進(jìn)一步思考化合價(jià)升降的本質(zhì)原因。

（二）以培養(yǎng)邏輯思維和推理能力為進(jìn)階核心

高中化學(xué)教師應(yīng)通過多種教學(xué)手段刺激學(xué)生的感官感覺，結(jié)合展示法、案例法和講授法起到引導(dǎo)、解惑作用，經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生掌握氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移這一本質(zhì)，進(jìn)階氧化與還原這兩個(gè)相反是共存、同時(shí)過程，但在主觀思考與分析過程中仍然受困于化學(xué)反應(yīng)方程式的復(fù)雜性，在應(yīng)用知識(shí)的過程中有一定的迷惑，需要通過教師的引導(dǎo)和示范摸清楚電子轉(zhuǎn)移的情況和方法。教師在這個(gè)過程中要引導(dǎo)不要灌輸，要點(diǎn)撥不要告知，使學(xué)生對(duì)自己的邏輯和推理能力持有一種驗(yàn)證態(tài)度，內(nèi)心產(chǎn)生一種探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅感，有助于激發(fā)自主學(xué)習(xí)的欲望。在蘇教版必修1的收官階段，對(duì)氧化還原反應(yīng)的歸納和總結(jié)是課程重點(diǎn)，要組織學(xué)生通過分組分層教學(xué)法進(jìn)行討論與歸納總結(jié)。以此規(guī)律作為思維進(jìn)階的工具，如教師舉出含有Ag+、Cu2+、Fe3+的溶液中加入Fe的問題，學(xué)生也能通過氧化性：Ag+>Fe3+>Cu2+判斷出反應(yīng)順序?yàn)锳g+、Fe3+、Cu2+。這些都是高中化學(xué)課堂上教師為學(xué)生精心設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)臺(tái)階，教師需要通過適時(shí)講解對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，啟發(fā)高中學(xué)生的解題思路，有利于學(xué)生從宏觀層面上運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而將氧化還原反應(yīng)從微觀層面進(jìn)階建立知識(shí)體系。

結(jié)束語

總而言之，氧化還原反應(yīng)在學(xué)生高中化學(xué)學(xué)習(xí)中占有提綱挈領(lǐng)的地位，蘇教版將氧化還原反應(yīng)教學(xué)在實(shí)際課堂教學(xué)中設(shè)為長主線模式，符合學(xué)生的進(jìn)階學(xué)習(xí)，也是值得深思的一大課題。如何設(shè)置合理的學(xué)習(xí)臺(tái)階、如何及時(shí)抓住學(xué)習(xí)進(jìn)階好時(shí)機(jī)，多點(diǎn)多鏈分階段有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生“吃透”低層次水平，順利進(jìn)階高層次水平。在新課標(biāo)背景下，進(jìn)階學(xué)習(xí)理論能夠兼顧新高考考查要求與綜合學(xué)科素養(yǎng)提升的本質(zhì)要求，因此高中化學(xué)教師要調(diào)整課堂教學(xué)方法，不再急于求成地把氧化還原反應(yīng)的全部內(nèi)容壓縮進(jìn)行教學(xué)，而是逐層遞進(jìn)、先易后難，分級(jí)進(jìn)階建構(gòu)學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的科學(xué)認(rèn)識(shí)，積極提高學(xué)生的思維能力和綜合素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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