新課標(biāo)理念下探析氧化還原反應(yīng)在高中化學(xué)教學(xué)中的重要作用

于麗娜

一、氧化還原反應(yīng)在教材中的內(nèi)容安排和課程標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)要求

氧化還原反應(yīng)是人教版高中化學(xué)教材必修一第一章內(nèi)容，同時(shí)也是高中化學(xué)課程中重要的核心概念，是學(xué)生在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要理論工具，對(duì)后續(xù)元素化合物、電化學(xué)等知識(shí)的教學(xué)也具有指導(dǎo)性作用。在必修一教材中，氧化還原反應(yīng)被安排在“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”及“離子反應(yīng)”之后，從學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)來說，前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了離子反應(yīng)，以新的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行重新分類并不困難。由化合價(jià)變化特征到研究氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移，也符合學(xué)生熟悉的“由現(xiàn)象到本質(zhì)”的研究順序。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（下稱“新課標(biāo)”）中在“主題2：常見的無機(jī)物及其應(yīng)用”這一部分，對(duì)“氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容提出明確要求，要求“認(rèn)識(shí)有化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，知道常見的氧化劑和還原劑”。［1］

二、氧化還原反應(yīng)在高中教學(xué)中的重要作用

（一）從氧化還原的新角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的規(guī)律

作為化學(xué)學(xué)科的重要概念，氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)知水平有所提升，視角更加寬廣。初中化學(xué)將反應(yīng)分為置換、復(fù)分解、化合和分解四大基本反應(yīng)類型，是以變化前后物質(zhì)種類的變化為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的，學(xué)生的學(xué)習(xí)也是基于某一個(gè)物質(zhì)的性質(zhì)來認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，這種認(rèn)識(shí)是淺層認(rèn)識(shí)； 在對(duì)某個(gè)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行研究后，提出物質(zhì)分類的概念，這種認(rèn)識(shí)方式也是符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平的，但是隨著課程和中考的改革，初中化學(xué)教學(xué)中將“八點(diǎn)圖”核心內(nèi)容進(jìn)行弱化，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的淺層認(rèn)識(shí)也沒有得到充分內(nèi)化。高中認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)以后，氧化還原反應(yīng)提供了一個(gè)新的視角，以“化合價(jià)變化”和“電子轉(zhuǎn)移”為依據(jù)將化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類，從學(xué)科本質(zhì)和微觀層面認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。通過氧化還原反應(yīng)提升對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，并不是完全摒棄初中認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的思路，而是引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合元素化合價(jià)和物質(zhì)類別兩個(gè)角度，建構(gòu)以“化合價(jià)—物質(zhì)類別”的二維思維模型，重點(diǎn)關(guān)注元素化合價(jià)變化，以“氧化還原”視角再認(rèn)識(shí)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。［2］而這種對(duì)物質(zhì)認(rèn)識(shí)方式的改變，正是對(duì)元素化合物學(xué)習(xí)的進(jìn)階式認(rèn)識(shí)發(fā)展。

（二）氧化還原反應(yīng)作為化學(xué)學(xué)科核心大概念，統(tǒng)領(lǐng)主題學(xué)習(xí)內(nèi)容，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，進(jìn)而促進(jìn)知識(shí)功能化和素養(yǎng)化

新課標(biāo)中提煉了化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)，分別是宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。新課標(biāo)中明確指出要突出化學(xué)大概念的統(tǒng)領(lǐng)作用，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化。［1］

何為“大概念”？追溯教育學(xué)的發(fā)展史，“大概念”即在事實(shí)基礎(chǔ)上抽象出來的深層次、有意義的、結(jié)構(gòu)化的、可遷移的概念。［3］北京師范大學(xué)王磊教授也對(duì)其做出解讀：大概念反映學(xué)科本質(zhì)，具有高度概括性、統(tǒng)攝性和遷移應(yīng)用價(jià)值。提出大概念，一方面有利于將碎片化的具體知識(shí)結(jié)構(gòu)化，倡導(dǎo)學(xué)習(xí)“少而精”的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)減負(fù)提質(zhì)；另一方面有助于引導(dǎo)學(xué)生建立和發(fā)展核心觀念、重要的認(rèn)識(shí)角度及認(rèn)識(shí)方式，促進(jìn)知識(shí)功能化和素養(yǎng)化。大概念可以幫助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)觀念，形成化學(xué)學(xué)科思維方式和方法，樹立正確的價(jià)值觀，促進(jìn)核心素養(yǎng)融合發(fā)展。［4］

就“主題2：常見的無機(jī)物及其應(yīng)用”的教學(xué)而言，最重要的主題大概念應(yīng)該是元素觀。［5］在這一核心主題大概念的統(tǒng)領(lǐng)下，進(jìn)一步理解掌握物質(zhì)分類、離子反應(yīng)、氧化還原等核心學(xué)科概念，是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)方式發(fā)展的重要工具和途徑。其中氧化還原反應(yīng)的重要性不僅僅指其學(xué)科本體知識(shí)內(nèi)容的綜合性程度高、難度大，更是因?yàn)檫@一部分內(nèi)容具有特殊的認(rèn)識(shí)功能和核心發(fā)展價(jià)值，氧化還原反應(yīng)就是具有統(tǒng)攝性和結(jié)構(gòu)化特征的化學(xué)核心知識(shí)。例如，基于氧化還原反應(yīng)，再看物質(zhì)分類就可以與氧化劑和還原劑相關(guān)內(nèi)容建立相關(guān)聯(lián)系；又如，基于氧化還原反應(yīng)再認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)，學(xué)生對(duì)“實(shí)際參與反應(yīng)的微觀粒子”的理解更加充分，客觀理解離子與物質(zhì)的關(guān)系；基于氧化還原反應(yīng)的價(jià)—類二維元素觀、基于離子型氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)變化和電子轉(zhuǎn)移等內(nèi)容，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì) “宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)的理解；再如，基于氧化還原反應(yīng)中的物質(zhì)變化、能量變化等，尤其是聚焦可逆的氧化還原反應(yīng)，可以加深對(duì)“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)的理解。

（三）利用氧化還原反應(yīng)解決真實(shí)情境中的真問題，凸顯化學(xué)變化對(duì)社會(huì)文明進(jìn)步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)等的重要意義

知識(shí)的過度符號(hào)化和抽象化會(huì)削弱知識(shí)的活力與價(jià)值。新課標(biāo)中提出倡導(dǎo)選取真實(shí)的、有意義的、引發(fā)學(xué)生興趣的探究問題，結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例，了解物質(zhì)的主要性質(zhì)，形成學(xué)生的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育的獨(dú)特育人價(jià)值。［6］

化學(xué)中的真情境真問題，一般是基于真實(shí)實(shí)驗(yàn)或者實(shí)際生產(chǎn)生活而產(chǎn)生的。針對(duì)主題2中氧化還原反應(yīng)內(nèi)容，新課標(biāo)給出部分學(xué)習(xí)活動(dòng)建議和情境素材建議，希望通過解決相關(guān)實(shí)際問題，提高學(xué)生在具體的情境中運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的相關(guān)理論分析和解決問題的能力，進(jìn)而促使學(xué)生將知識(shí)和認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化成問題解決的能力、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。例如，過氧化氫的氧化性、還原性的探究；從含硫、氮物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的視角分析酸雨和霧霾的成因、危害與防治；工業(yè)合成氨等。除此之外，工業(yè)利用低價(jià)態(tài)硫的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生活生產(chǎn)所需的高價(jià)態(tài)的硫酸，選擇合適的還原劑還原自然界中高價(jià)元素的金屬礦物質(zhì)等，也是非常好的真實(shí)情境。真實(shí)的“STSE問題”和化學(xué)史實(shí)等都是有價(jià)值的情境素材。

同時(shí)，化學(xué)學(xué)業(yè)水平考試命題堅(jiān)持以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，準(zhǔn)確把握“素養(yǎng)”“情境”“問題”和“知識(shí)”四個(gè)要素在命題中的定位和相互聯(lián)系，建構(gòu)以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的命題框架。試題圍繞“STSE問題”，同時(shí)注重融入真實(shí)、有意義的測(cè)試情境，啟發(fā)性地引導(dǎo)學(xué)生在試題中體會(huì)化學(xué)變化對(duì)社會(huì)文明進(jìn)步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)的重要意義。

氧化還原反應(yīng)相關(guān)內(nèi)容貫穿整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)過程，并且在化學(xué)核心知識(shí)素養(yǎng)化的過程中發(fā)揮著重要作用。同時(shí)氧化還原反應(yīng)又是化學(xué)學(xué)科由自然走向社會(huì)的重要載體。所以在進(jìn)行氧化還原反應(yīng)相關(guān)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)并挖掘其學(xué)科價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，最大程度地培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)。