氧化還原反應教學設計研究

盛惲博

摘要：解決學生在“氧化還原反應”中的概念性知識為本文的首要問題，教師在幫助學生理解這一問題中起到了關鍵性作用.在教學理論基礎上，以“氧化還原”這一教學內(nèi)容為中心，分別從得失氧、化舍價的改變以及微觀中電子的轉(zhuǎn)移來進行氧化還原反應的教學設計和教學研究，將以概念性知識的理解和探究式的整合性教學方式來達到良好的課堂教學效果。

關鍵詞：氧化還原;核心素養(yǎng);教學設計;教學研究

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2019.10.027

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1671-1580（2019）10-0135-04

氧化還原反應已經(jīng)滲透到我們的實際生活中，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來解釋。在中學學習化學的過程中，氧化還原反應具有非常重要的地位，它貫穿于中學化學的始終。

一、氧化還原反應教學研究的意義

（一）氧化還原反應教學的現(xiàn)狀分析

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

（二）氧化還原反應是高中階段的重點及難點

眾所周知，氧化還原反應在中學化學的學習過程中，是比較難以理解的一部分，同時他影響著整個的高中學習。因此，我們可以從得失氧的角度、化合價的角度來分析氧化還原反應。在高中階段，我們第一次系統(tǒng)地學習氧化還原反應，由于氧化還原反應比較抽象，所以我們利用初中所學的氧化反應和還原反應為切入點，利用得失氧的辦法引入課程，從而讓學生發(fā)現(xiàn)氧化反應與還原反應同時存在，但是不一定需要有氧的參加，上升到化合價角度判斷一個化學反應是否是氧化還原反應。在以后的學習過程中，我們還會學習到元素周期律，還有電化學這一部分內(nèi)容，這些是氧化還原反應的實際應用，從而再次了解氧化還原反應，加深對氧化還原反應的理解和認識。

（三）研究的內(nèi)容和方法

基于以上對氧化還原反應的分析，這部分內(nèi)容將對氧化還原反應進行具體的教學設計以及教學研究，使教學效果達到提升。最近的一項研究說明了，在當前的國際學習中，科學研究方面頻繁出現(xiàn)了三個詞語是“過程”“設計”“實踐”。一方面，學生通過對學習過程的進一步了解，從而實現(xiàn)教師的教學設計與學生的學習科學相結(jié)合的目的。那么在如今的教育教學面臨新變革的今天，對于學生的學習科學可以給教學設計帶來哪些變化呢？我們可以從哪些方面進行教學設計的研究來創(chuàng)新教學理論，我們應該如何面對新時代公民對核心素養(yǎng)的挑戰(zhàn)。因此，我們采用探究式教學來進行氧化還原反應教學設計以及教學研究。

二、理論基礎

（一）建構(gòu)主義的教學理論

對于建構(gòu)理論，我們主要從“什么是學習”“學習的含義”兩個方面來進行說明。也就是說，教學目標不僅僅要在教學設計上體現(xiàn)，也要進行教學中情景創(chuàng)設，這是教學設計中的非常重要的一部分，通過運用探究式的學習方法，使學生產(chǎn)生學習興趣。學會聯(lián)系與思考，懂得舉一反三，把學習過的內(nèi)容與生活實際相結(jié)合，把知識融人生活中。因此，在教學過程中，應要激發(fā)學生學習化學的濃厚興趣，幫助學生建立知識框架，激勵學生積極主動地思考，大膽假設和猜想。讓學生進行分析討論，以小組合作學習的模式，同學問互相交流想法和心得，把問題步步深入，誘導學生自己發(fā)現(xiàn)問題以及總結(jié)規(guī)律，讓學生感受學習帶給我們的快樂。

（二）化學概念教學的相關策略

教師對學生的教與學，以及教學的思想在一定條件下都會存在著不足，經(jīng)常會使教師對學生只去關注了教授的內(nèi)容以及基本概念，但不曾想將已有知識進行遷移，并未達到舉一反三的成效。在進行講解概念時，教師經(jīng)常會注意教學的效率，從而忘記了本源，生搬硬套，死記硬背都會使化學變得枯燥乏味。在這個過程中，為了避免枯燥無趣，我們可以通過情景教學的方式讓學生參與到課堂中。例如，在九年級人教版初中化學中“空氣”一節(jié)，課堂開始我們可以通過猜謎的方式導入，從而引出主題。再例如九年級人教版化學“制取氧氣”一節(jié)，我們在導入部分可以通過做實驗來激發(fā)學生學習化學的興趣。還有在高中人教版化學必修2第二章原電池，為了激發(fā)學生學習化學的興趣并把化學應用到實際生活中去，可以跟學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，進一步分析小燈泡亮的原因，學生分析產(chǎn)生了電流，進一步引導學生分析原電池的正負極，電流電子流向等一系列問題。在動手實驗中，學生獲得了樂趣，樂趣是最好的老師，可以激發(fā)學生積極主動的思考。因此，在這個學習過程中，要以學生為主要部分，培養(yǎng)自主學習的能力，養(yǎng)成對待問題深入研究的思維習慣和思維模式，提高分析和解決問題的能力，總結(jié)出化學問題的一般學習規(guī)律和方法。

三、中學氧化還原反應知識體系與教學設計研究

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

（一）課程標準分析

氧化還原反應在不同的階段所具有的標準也是不同的，那所出現(xiàn)的認知障礙也大不相同。

通過表1，可知新課程標準對氧化還原反應的要求為漸進式上升的趨勢，這也表明了學生在已掌握的知識內(nèi)容的基礎上進一步深入學習和研究，可以看出在高中化學必修二原電池的學習以及電解池的深入都離不開氧化還原反應，從判斷元素化合價到元素電子的轉(zhuǎn)移再到電極方程式的書寫，氧化還原反應都有著重要的影響。

（二）學情分析

從學生的已有經(jīng)驗以及教學內(nèi)容來看，學生在初中時所學習的化合價對于氧化還原反應有著至關重要的作用，它直接影響了對氧化還原反應的判斷與理解，對于必修一中所學的原電池的本質(zhì)，電子的轉(zhuǎn)移直接影響了必修二和選修四的學習，不僅能深刻地去領悟化學能與電能這一部分知識，還對化合價的變化判斷至關重要，因此本節(jié)內(nèi)容，以“化合價的變化”為主線展開教學，步步深入，從而建構(gòu)氧化還原反應模型。

（三）教學目標的建構(gòu)

在高中《必修2》第二章“化學反應與能量”和《選修4》第四章“電解池”模塊中，都涉及到了氧化還原反應，我們需要掌握氧化還原反應的建構(gòu)過程，為今后學習兩部分模塊打基礎。所以在“氧化還原反應”的學習中，針對學生在認知上的障礙點進行了以下的攻克，由此確定教學目標如下：

在認知層面上：一是掌握氧化還原反應是建構(gòu)模型，以已學習的氧化還原反應知識為抓手，運用知識遷移可以解決與之相關的問題，有利于增強學生對知識的理解和自我能力的一種認可，激發(fā)學生的求知欲。

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

在觀念層面上：讓氧化還原反應融人到我們身邊的生活中，讓學生親身體驗這一過程，進一步理解氧化還原反應的建構(gòu)，加深學生對氧化還原反應的理解。

（四）教學主題設計

圍繞“氧化還原反應是如何建構(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以學生可以理解的方式給出？

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

主題二：氧化還原反應是如何建構(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)氧化還原反應模型，以得氧失氧為線索展開討論，由淺人深，由初中所學方程式來分析、遷移，幫助學生理解，填補學生對氧化還原反應知識的空白，讓學生盡可能地從認知水平達到應用，轉(zhuǎn)化，攻克內(nèi)化障礙。

（五）教學過程設計

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

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

氧化還原反應的知識點口訣：化合價升高、失電子、被氧化、還原劑、氧化反應;化學價降低、得電子、被還原、氧化劑、還原反應。

總之，無論是學生在學習元素化合物知識還是在學習原電池、電解池的模塊等，都應從氧化還原反應來著手，分析、討論、靈活運用該理論。在學習這個過程中，要注意化學概念的形成過程，盡可能使學生體會形成過程以及體會前人所用的探究歷程和方法，來培養(yǎng)學生的思維能力。因此，我們在總結(jié)氧化還原反應概念時不應一味地去死記硬背，不懂變通。可以采用口訣的形式來強化記憶，從而正確理解，方便運用。

（二）研究中的問題與不足

在實際課堂中由于需要進行活動探究或者小組討論，我們會發(fā)現(xiàn)中上等學生思維較為活躍，發(fā)言積極，表述準確到位;而對于基礎較差的學生來說，表現(xiàn)的有些不知所措，不能積極融入到課堂中，使這部分學生缺乏了對學習的熱忱和興趣，從而產(chǎn)生不自信的表現(xiàn)，導致厭學和對學習的恐懼。因此，在進行教學設計時，盡可能的使每一位學生參與進來，在設計問題時，按梯次并由淺人深，從而調(diào)動整個班級學生的學習激情和興趣。

為了使每一位學生更能深刻地理解氧化還原反應，會在教學設計中設置許多活動環(huán)節(jié)，這樣會使時間難以把控，有時一節(jié)課內(nèi)容需要分為兩到三節(jié)課時的時間來進行學習，而后還需要有一節(jié)課后練習的時間，花費時間較長。

（三）對教學的幾點建議

1從“重知識”向“重過程”改變

傳統(tǒng)的教學主要以講授和灌輸結(jié)論為主，從而忽略了學生才是教學過程中的主體現(xiàn)實，導致學生死記硬背，按部就班，實行題海戰(zhàn)術，機械地學習，而不是進行理論的分析和給予相應的時間進行思考。在教學過程中，學生應該作為主體部分，教師為輔助部分進行引導，激發(fā)學生積極主動的進行思維，使學生在獲得新知識時是主動的而不是被動灌輸?shù)摹?/p>

2.重視概念的引入

注重每個教學概念的實施，因為他們是在以往的教學經(jīng)驗中通過無數(shù)的實驗和探究得到的，那么在闡述的過程中，要注意每一個概念的導人，使抽象事物具體化，在學生形成概念前有興趣來探究，由感性到理性的認識，形成概念這一過程。

3.沿著前人的足跡，讓學生體驗探究

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

總之，對于氧化還原反應來講，以探究式的教學模式來進行教學，使宏觀與微觀事物相結(jié)合，使教學設計與學科特點和實驗探究相融合，展現(xiàn)出以學科科學為教學設計理念所提供的發(fā)展。那么在學生進行學習和實際生活中，應該做到重視基礎，循序漸進，把化學概念更好地解讀并加以引導，而不是讓學生死記硬背、生搬硬套、機械性地學習等。首先以得失氧為線索，以學生已掌握的知識為基石，進行知識的遷移和上升，然后圍繞化合價展開，引出判斷氧化還原反應的依據(jù)，以及4個基本反應類型與它的關系，通過化合價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，找到氧化還原反應的本質(zhì)。同時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，都應力求達到讓學生厘清思路，正確理解。