基于“情境-建構(gòu)”的氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)

閆蒙鋼 蔣建偉

（安徽師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 安徽 蕪湖 241000）

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是對(duì)知識(shí)的被動(dòng)接受，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境中，借助他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資源，憑借自身已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)建構(gòu)的過程。在進(jìn)行氧化還原反應(yīng)這一傳統(tǒng)概念教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，有意識(shí)的創(chuàng)設(shè)問題情境，關(guān)注概念形成與發(fā)展的思維過程，化終態(tài)為過程，化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，化抽象為具體，化理解為應(yīng)用，有助于促進(jìn)學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)基本概念的主動(dòng)建構(gòu)。

一、以問題情境為線索，化終態(tài)為過程

氧化還原反應(yīng)在中學(xué)階段的基本概念、基礎(chǔ)理論知識(shí)中占有極其重要的地位，貫穿于中學(xué)化學(xué)教材的始終。

與學(xué)生的日常生活比較接近或涉及到學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的問題情境，都有助于引發(fā)學(xué)生對(duì)概念的直觀認(rèn)識(shí)。進(jìn)行這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)之前，需認(rèn)真分析學(xué)生的已有概念與科學(xué)概念間的差異，以便確定教學(xué)過程中學(xué)生的認(rèn)知脈絡(luò)。結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)和探究能力，在教學(xué)設(shè)計(jì)中創(chuàng)設(shè)系列問題情境（見表1），不斷激發(fā)學(xué)生認(rèn)知矛盾，從而轉(zhuǎn)概念的終態(tài)呈現(xiàn)教學(xué)為概念的發(fā)展和形成過程。這樣設(shè)計(jì)既充分尊重了學(xué)生學(xué)習(xí)概念循序漸進(jìn)的思維方式，還有助于學(xué)生整體把握這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。

表1 氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)中問題情境創(chuàng)設(shè)意圖分析

二、以實(shí)驗(yàn)情境為載體，化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的先決條件。實(shí)驗(yàn)中的視覺形象與特定意義的結(jié)合，可引起學(xué)生強(qiáng)烈的視覺追求和直觀的感性認(rèn)識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析歸納形成科學(xué)概念，由此上升為理性認(rèn)識(shí)。

在氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)中，如何讓學(xué)生真正理解電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)，是引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)概念的關(guān)鍵所在。教學(xué)設(shè)計(jì)要突破教材內(nèi)容局限，挖掘深層教學(xué)資源，設(shè)計(jì)Cu-Zn原電池實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)演示、觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象來揭示反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，再配上精心制作的flash動(dòng)畫演示，將反應(yīng)中發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的過程形象實(shí)在的展現(xiàn)在同學(xué)面前，學(xué)生很快就能從微觀層面上進(jìn)一步理解氧化還原反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)特征。實(shí)踐顯示，將靜態(tài)的概念呈現(xiàn)變?yōu)樯鷦?dòng)形象的動(dòng)態(tài)展示過程，不僅有效地突破了教學(xué)難點(diǎn)，還將激活學(xué)生思維達(dá)到很好的教學(xué)效果。

三、以“三重表征”為途徑，化抽象為具體

表征又稱知識(shí)表征，是指信息在人腦中的儲(chǔ)存和呈現(xiàn)方式，它是個(gè)體知識(shí)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。可根據(jù)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的本質(zhì)屬性在學(xué)習(xí)者頭腦中不同層面的真實(shí)反映，而將表征初步分為宏觀表征、微觀表征和符號(hào)表征。

抽象的化學(xué)概念往往使學(xué)生望而生畏、難以理解，只要將抽象的概念教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)楦拍畹奶卣骱捅举|(zhì)等具體知識(shí)點(diǎn)，將更有利于學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知發(fā)展。氧化還原教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)先注意通過分析化學(xué)反應(yīng)方程式的特征（即符號(hào)表征），從宏觀表征的角度呈現(xiàn)其“氧化還原反應(yīng)是有化合價(jià)變化的化學(xué)反應(yīng)”的感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而對(duì)感性認(rèn)識(shí)提出“為什么化合價(jià)會(huì)發(fā)生變化”的理性思考，逐步由宏觀視野過渡到微觀層面。教師引導(dǎo)并講解電子轉(zhuǎn)移的過程之后，再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從微觀表征的角度認(rèn)識(shí)“化合價(jià)變化的原因是反應(yīng)中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移”，即“氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)中有電子轉(zhuǎn)移”。事實(shí)上，對(duì)氧化還原概念的表征是以化學(xué)反應(yīng)方程式為起點(diǎn)，進(jìn)行“宏觀-微觀”的認(rèn)知發(fā)展之后，最終又需用符號(hào)表征來逐步深化對(duì)概念的理解。

通過不同角度對(duì)氧化還原反應(yīng)概念進(jìn)行表征的過程，即化抽象概念為具體知識(shí)的過程。從“宏觀—微觀—符號(hào)”三重表征的學(xué)科視角去認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)概念，建立三者之間的有機(jī)結(jié)合和相互轉(zhuǎn)化（如圖1），是化學(xué)概念教學(xué)的一個(gè)重要的途徑。

圖1 化學(xué)概念與三重表征關(guān)系示意圖

四、以概念辨析為契機(jī)，化理解為應(yīng)用

化學(xué)概念本身是發(fā)展的，需要在認(rèn)識(shí)過程中逐步深化，在設(shè)計(jì)教學(xué)過程時(shí)應(yīng)注重對(duì)相關(guān)概念進(jìn)一步辨析。通過概念辨析啟迪學(xué)生思維，拓寬知識(shí)視野，建立相關(guān)知識(shí)之間的聯(lián)系，使學(xué)生在理解概念的基礎(chǔ)上能熟練應(yīng)用相關(guān)理論解決化學(xué)問題。

氧化還原反應(yīng)概念辨析階段，筆者設(shè)計(jì)了理論探究環(huán)節(jié)，即氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型之間的關(guān)系探討（見表2）。教師以問題情境為起點(diǎn)，組織和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論和交流，建立起合作學(xué)習(xí)小組，進(jìn)一步加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)與STSE（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境）聯(lián)系，突出概念與理論是實(shí)用的。通過這樣的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者群體（包括教師和每位學(xué)生）的思維與智慧就可以被整個(gè)群體所共享，即整個(gè)學(xué)習(xí)群體共同完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)。

表2 氧化還原反應(yīng)概念辨析環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)

概念應(yīng)用教師活動(dòng)【圖片展示】展示鋼鐵腐蝕、原電池放電和植物光合作用圖片【問題】利用氧化還原反應(yīng)知識(shí)，可以解決我們生活中的哪些現(xiàn)實(shí)問題？學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖觀察、思考、交流理解生活中真實(shí)存在的氧化還原反應(yīng)，解釋生活中的化學(xué)。【用途】1.實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換2.金屬防腐、食物防腐3.實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化以生活實(shí)例激起學(xué)生興趣，巧妙設(shè)問引發(fā)新的認(rèn)知需求，引導(dǎo)知識(shí)在原生長(zhǎng)點(diǎn)上繼續(xù)遷移。由生活走進(jìn)化學(xué)，由化學(xué)走向社會(huì)。能夠意識(shí)到運(yùn)用化學(xué)知識(shí)可以解決生活中的實(shí)際問題。

總而言之，氧化還原反應(yīng)概念是中學(xué)化學(xué)課程知識(shí)的重要組成部分，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)之一。氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)充分運(yùn)用情境教學(xué)及建構(gòu)主義雙重視角的教學(xué)策略和方法，真正使學(xué)生既有興趣又有體驗(yàn)的學(xué)習(xí)概念的內(nèi)涵和外延，從而有效提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

［1］ 江家發(fā).化學(xué)教學(xué)論［M］.合肥：安徽人民出版社，2007：130-131

［2］ 陳元慶，嵇世寶.中學(xué)化學(xué)基本概念與基礎(chǔ)理論的教學(xué)策略研究［J］.化學(xué)教學(xué)，2007，（8）：3-6

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