基于核心素養的教學設計—以“氧化還原反應”教學為例

郭奕彤，陸國志

(吉林師范大學 化學學院，吉林 四平 136000)

1 相關概念及理論基礎

皮亞杰提出，隨著兒童在自身發展的成長過程中，與外界環境發生了越來越大的作用，進而分化出不同的兩種適應過程，即“同化”過程與“順應”過程。所謂“同化”，就是當兒童接受越來越多的來自于外部作用的知識時，選擇性的將其有用的信息納入到自己原有的知識體系中，而“順應”與“同化”不同的地方在于，“順應”是當兒童發現自己與外界有分歧時，主動將自己的知識結構進行適當的調整，并以此來配合外界的發展，滿足外界的需要。在高中時期，我們學到的化學知識比以往的初中知識來的更加深奧，但是，所學的知識卻比過去的更加貼合我們的實際生活，這也就要求我們需要利用更加科學合理的化學知識體系來學習高中的化學知識。通過這樣的方式，有利于提高學生們學習的積極性，引起學生們的興趣，將枯燥無味的課本知識轉化成為靈活生動的實際運用知識，同時，還能讓老師從中獲益，發現在教學當中的不足之處。再比如，老師可以采用拋錨式的方法，給學生們設立一個具體的情境，通過給出污漬的分子結構，鼓勵學生親自動手找出與它有關的化學方程式，然后再通過化學方程式，進一步找出能夠解除污漬的具體結構，最后將這種物質與清潔劑一一進行對比，從而將污漬與清潔劑之間一一匹配起來。這樣不僅能夠使得污漬的分子結構與清潔劑的分子結構一一對應起來，同時，還能夠舉一反三，找出一種清潔劑與多種污漬的化學反應，以及一種污漬與多種清潔劑的化學反應。這樣的方法能夠有效的將化學知識與實際生活相結合，不僅使得學生對于這個知識加強了理解，同時，也以具體的例子告訴學生，化學并不是遙不可及的，只能擺放在科學實驗室當中的，它沒有那么的神圣，它實際就存在在我們生活中的方方面面，只有看到化學，我們才能更好的學習化學。而且，這樣的方式鼓勵了學生們進行獨立思考，老師可以從中觀察到學生們之間存在的不同來因材施教。

2 基于核心素養的教學內容分析

氧化還原反應理論是人教版化學必修1第二章第三節的內容，是中學階段基本概念和基本理論的重要組成部分，是對初中所學氧化反應和還原反應知識的深化和拓展，既是學習元素化合物、電化學等知識的理論主線，又對中學化學的學習有著非常重要的指導作用，同時還是工農業生產和日常生活中常見的反應類型，所以了解和學習氧化還原反應，能更好地指導化學學習、生產和生活。

3 基于化學核心素養的教學目標確立

結合學生發展化學核心素養的要求，從“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”五個維度確定本節課教學目標(見表1)。

表1 課時教學目標

4 基于化學核心素養的教學過程的設計

圖1 課時教學流程設計

4.1 任務一：幫助學生認識氧化還原反應的特征，診斷并發展學生對化學分類水平

【學生】按照初中學的四大基本反應類型原則，將PPT展示的幾組方程式進行分類。

【教師】給出一氧化碳還原氧化銅的方程式，引導學生討論反應類型。

【學生】發現一氧化碳還原氧化銅不屬于四大基本反應類型。

【教師】引導學生從得失氧的角度討論反應類型，引出氧化還原反應的定義。

【學生】討論氧化還原反應與元素化合價的升降的關系。

【學生】思考并討論氧化還原反應與四種基本反應類型的關系。

設計意圖:通過對化學方程式的分類喚起學生已有知識和經驗，使學生在認識到四種基本反應類型的局限性的基礎上，引出問題：尋找新的分類標準。幫助學生通初步得出氧化還原反應的基本特征。鞏固氧化還原反應定義的理解，加強概念之間的內在聯系，促進知識體系的結構化。

4.2 任務二：幫助學生認識氧化還原反應的本質，診斷并發展學生的物質水平、元素水平、微粒水平

【教師】展示鈉與氯反映的方程式，從微觀結構角度思考鈉與氯氣劇烈反應的原因。

【學生】思考并回答問題。

①化合價為什么發生變化？

②鈉原子和氯原子怎樣變化可以達到穩定結構？

③氯在化合物中失去的電子去了哪里，氯原子得到的電子來自哪里？

④得失電子過程中，鈉原子和氯原子電子數目和電荷數目發生了什么變化？

⑤氯化鈉中氯離子和鈉離子與反應物有什么變化？

⑥因為什么導致的化合價改變？

【教師】引導學生總結元素化合價的原因為電子得失。

【學生】從原子結構角度考慮氫氣與氯氣的反應。

設計意圖：學生通過微粒結構示意圖分析化學反應的微觀實質，從微觀結構分析了氧化還原反應的思維模型。使學生對氧化還原反應的認識角度從宏觀轉向微觀，從現象轉到本質，認識到電子轉移導致化合價變化。通過氫氣在氯氣中燃燒的微觀結構，使學生認識到電子對偏離同樣導致化合價改變，培養學生變化觀念。

4.3 任務三：幫助學生建立氧化還原反應三重表征，診斷并發展學生氧化還原反應思路結構化水平

【學生】按照PPT呈現的實驗儀器組裝方式分組完成原電池實驗，觀察電流表指針及實驗現象。思考并回答問題。

①電流表指針偏轉原因。

②通過鋅與稀硫酸反應的離子方程式，分析化合價及得失電子的關系。

【教師】講解雙線橋表示氧化還原反應中電子轉移的方法。

【學生】在化學方程式上表示出電子轉移的方向和數目：鈉在氯氣中燃燒，氫氣在氯氣中燃燒。

設計意圖： 通過原電池裝置，引導學生根據宏觀現象探究反應的微觀實質，“看到”電子的轉移。幫助于學生從定量的角度認識氧化還原反應，建立用化學符號表征物質的組成結構及性質變化過程的思維模式，體會化學符號在溝通宏觀和微觀的橋梁作用。

4.4 任務四：幫助學生認識更多氧化還原反應的實例，診斷并發展學生物質性質及其轉化思路的認識水平

【學生】小組匯報課前關于氧化還原反應相關應用的調研報告，并結合本節課學習的內容進行解釋。

設計意圖：幫助學生完善宏觀-微觀-符號-應用的化學思維模型，為后續的原電池及電解池的原理及應用知識奠定基礎。

5 教學評價

本節課以過程性評價和結果性評價相結合，通過對氧化還原反應認識過程的逐步建立，診斷并發展學生對氧化還原反應本質的認識進階(物質水平→元素水平→微粒水平)。通過氧化還原反應化學符號的學習，診斷并發展學生的化學用語表達方式。通過生產生活中氧化還原反應實例的認識，診斷并發展學生的實際解決問題的能力以及認識化學對社會的價值(學科價值視角、社會價值視角)。