陳獻(xiàn)忠

（浙江省玉環(huán)縣玉城中學(xué)　浙江　玉環(huán)　317600）

依據(jù)概念發(fā)展規(guī)律提高氧化還原反應(yīng)教學(xué)有效性

陳獻(xiàn)忠

（浙江省玉環(huán)縣玉城中學(xué)浙江玉環(huán)317600）

以蘇教版高中化學(xué)各冊(cè)教材為依據(jù)，分析各冊(cè)教材中氧化還原反應(yīng)概念及其教學(xué)要求，氧化還原反應(yīng)概念在不同學(xué)習(xí)階段中存在難點(diǎn)及其原因，提出相應(yīng)教學(xué)建議。

氧化還原反應(yīng)；教學(xué)難點(diǎn)；教學(xué)建議

氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的半壁江山，氧化還原反應(yīng)貫穿中學(xué)化學(xué)的教學(xué)，氧化還原反應(yīng)教學(xué)的成敗會(huì)對(duì)學(xué)生能否更好地理解化學(xué)、運(yùn)用化學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)又連鎖的影響。在不同的學(xué)習(xí)階段，氧化還原反應(yīng)的概念由表及里，應(yīng)用由易到難，呈現(xiàn)出分階段提升又相互銜接趨勢(shì)，不管是傳統(tǒng)教材還是新教材，都采取了分階段落實(shí)的策略。梳理各階段氧化還原反應(yīng)的教學(xué)難點(diǎn)及其銜接關(guān)系，處理好各階段的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，有利于整體提高氧化還原反應(yīng)的教學(xué)效率。

一、初中階段氧化還原反應(yīng)教學(xué)現(xiàn)狀對(duì)高中階段的影響

初中階段，氧化還原反應(yīng)的概念是建立在得失氧的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生的要求停留在表面上。氧化還原反應(yīng)被分割成兩部分內(nèi)容:氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)，要求學(xué)生能認(rèn)識(shí)到某物質(zhì)得到氧元素即發(fā)生了氧化反應(yīng)，某物質(zhì)失去氧元素即發(fā)生了還原反應(yīng)，并能根據(jù)這一特征對(duì)具體的反應(yīng)進(jìn)行判斷。較高的要求是:從氫氣還原氧化銅反應(yīng)認(rèn)識(shí)到在同一個(gè)反應(yīng)中，某物質(zhì)發(fā)生了氧化反應(yīng)，另一物質(zhì)也會(huì)同時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)，氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)存在在同一反應(yīng)中。

由于化合價(jià)概念與元素化合價(jià)判斷在初中化學(xué)教學(xué)中并不是重點(diǎn)知識(shí)等原因?qū)е鲁踔谢瘜W(xué)中化合價(jià)概念的削弱。這種削弱反映在高一新生學(xué)習(xí)化學(xué)的困難上:一是化學(xué)式書(shū)寫(xiě)基本靠記憶，經(jīng)常出現(xiàn)下標(biāo)錯(cuò)誤，對(duì)稍陌生的物質(zhì)化學(xué)式書(shū)寫(xiě)一籌莫展；二是同一元素在不同化學(xué)式中呈現(xiàn)的化合價(jià)認(rèn)識(shí)混亂；三是在學(xué)習(xí)運(yùn)用化合價(jià)理解氧化還原反應(yīng)感到困難。因此，高一化學(xué)教學(xué)在處理初高中化學(xué)教學(xué)銜接時(shí)，突出化合價(jià)教學(xué)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到化合價(jià)的重要性，幫助學(xué)生從源頭上理解化合價(jià)，把化合價(jià)作為元素的重要性質(zhì)與標(biāo)志貫穿到元素及其化合物、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等教學(xué)。

二、必修化學(xué)1中氧化還原反應(yīng)概念及其教學(xué)

必修化學(xué)1中氧化還原反應(yīng)概念是全冊(cè)教材的重點(diǎn)之一，是對(duì)初中階段相關(guān)知識(shí)在認(rèn)識(shí)深度與知識(shí)拓展的一種升華。其內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是:從電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)上認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)到的化學(xué)反應(yīng)能從氧化還原的角度來(lái)分析。通過(guò)化學(xué)1的學(xué)習(xí)，形成氧化還原對(duì)立統(tǒng)一的觀念，化合價(jià)升降守恒與電子得失守恒的觀念，從更深層次上認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，學(xué)會(huì)運(yùn)用化合價(jià)升降判斷氧化還原反應(yīng)，分析氧化劑與還原劑，比較氧化性和還原性，把物質(zhì)的氧化性和還原性與物質(zhì)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)并作為物質(zhì)的重要性質(zhì)。

從教學(xué)實(shí)際來(lái)看，這部分內(nèi)容多數(shù)學(xué)生感到困難，主要表現(xiàn)在:

1.概念混亂:當(dāng)氧化反應(yīng)、被氧化、氧化劑、氧化性、氧化產(chǎn)物及其鏡像概念一起出現(xiàn)時(shí)，學(xué)生難以區(qū)別，難以從本質(zhì)上理解而只能靠記憶，在具體運(yùn)用時(shí)常常顛倒，往往在這節(jié)課搞清楚了，運(yùn)用過(guò)關(guān)了，等到了下一節(jié)課或稍長(zhǎng)一段時(shí)間后又如墜入云霧。

2.意識(shí)不強(qiáng):化合價(jià)是學(xué)習(xí)氧化還原的基礎(chǔ)也是重要的方法，初中教學(xué)導(dǎo)致化合價(jià)概念的薄弱認(rèn)識(shí)成為高中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的“短板”。在分析氧化還原反應(yīng)時(shí)，意識(shí)與能力都顯得力不從心，在稍復(fù)雜的反應(yīng)面前，缺乏分析的方法與勇氣。

3.思維僵硬:初中時(shí)，氧化還原反應(yīng)是從得失氧的角度來(lái)認(rèn)識(shí)，比較表面，理解起來(lái)難度不大。而高中需要從化合價(jià)升降來(lái)判斷，從得失電子來(lái)理解，這時(shí)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)佐證，電子得失與化合價(jià)變化只能建立在物質(zhì)性質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，因此，不少學(xué)生感到抽象。在具體分析一個(gè)反應(yīng)時(shí)，思維僵化，無(wú)從下手。

教學(xué)對(duì)策是:

1.處理好初高中的教學(xué)銜接，特別要強(qiáng)化化合價(jià)概念。做好概念學(xué)習(xí)的遞進(jìn)性，防止大量相似、相對(duì)立的概念同時(shí)呈現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化語(yǔ)言表達(dá)，使概念學(xué)習(xí)生動(dòng)化、形象化，盡量分散教學(xué)難點(diǎn)，降低學(xué)習(xí)起點(diǎn)。

2.從詞意上幫助學(xué)生理解概念。氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的前提是化學(xué)反應(yīng)、氧化反應(yīng):物質(zhì)跟氧化合，如金屬生銹了，燃料燃燒了。還原反應(yīng):恢復(fù)原狀，含氧物質(zhì)失去氧，如冶煉金屬。氧化與還原、被氧化與被還原是物質(zhì)在反應(yīng)中表現(xiàn)出的一種動(dòng)作，氧化:主動(dòng)語(yǔ)態(tài)，如氧氣氧化了銅；被氧化:被動(dòng)語(yǔ)態(tài)，如銅被氧氣氧化了。氧化劑與還原劑是指物質(zhì)，劑即“藥劑”即指化學(xué)物質(zhì)，在化學(xué)反應(yīng)中當(dāng)反應(yīng)物。氧化性與還原性是指物質(zhì)表現(xiàn)出的性質(zhì)。氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物是指反應(yīng)中的生成物。它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系是:氧化劑具有氧化性，能夠氧化還原劑，本身被還原劑還原生成還原產(chǎn)物。

3.幫助學(xué)生形成鏡像概念，幫助學(xué)生建立守恒觀。氧化與還原是對(duì)立統(tǒng)一的，是一對(duì)鏡像概念，互相存在。有氧化就有還原，甲物質(zhì)氧化乙物質(zhì)，就意味著甲同時(shí)被乙還原，甲物質(zhì)中有元素的化合價(jià)升高，就意味著同時(shí)乙中有元素的化合價(jià)降低，甲物質(zhì)失去電子，就意味著乙物質(zhì)得到電子。通過(guò)概念的鏡像組對(duì)和守恒觀的感悟，梳理概念群，避免陷入判斷顛倒、概念混亂的“泥沼”。

4.分階段落實(shí)，不求一步到位。第一階段側(cè)重于概念的理解，從詞意上和從電子得失的兩個(gè)層面上理解，夯實(shí)概念。第二階段運(yùn)用概念，在后續(xù)元素及其化合物的教學(xué)中，讓氧化還原概念的分析成為常態(tài)，任何物質(zhì)的性質(zhì)學(xué)習(xí)都要讓學(xué)生運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)行分析，從電子得失和化合價(jià)的角度指出該物質(zhì)具有氧化性還是還原性，發(fā)生氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)，其對(duì)應(yīng)產(chǎn)物屬于哪類(lèi)，具有哪種性質(zhì)。使氧化還原反應(yīng)的概念群融入到具體物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)中去，成為學(xué)生固有的概念和分析物質(zhì)性質(zhì)的常用工具。第三階段更深入地理解概念的內(nèi)涵，如氧化性與還原性的決定因素是什么，與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系，氧化性與還原性的比較如何判斷，如何理解金屬活動(dòng)性與金屬離子氧化性關(guān)系。第四階段運(yùn)用電子得失配平氧化還原反應(yīng)方程式。

三、必修化學(xué)2中氧化還原反應(yīng)概念及其教學(xué)

化學(xué)2由兩部分組成，一是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)原理，二是有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)。雖然均沒(méi)有明確標(biāo)出氧化還原反應(yīng)概念，但在這兩部分中，都有氧化還原反應(yīng)的身影。

在化學(xué)2中，氧化還原反應(yīng)作為學(xué)生已知的概念滲透其中。其定位是進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理分析問(wèn)題的能力，進(jìn)一步拓展氧化還原反應(yīng)的概念范疇，豐富學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)原理的認(rèn)識(shí)。把氧化還原反應(yīng)作常用概念應(yīng)用于化學(xué)2及后續(xù)各模塊的教學(xué)中，借助新內(nèi)容的載體不斷強(qiáng)化、鞏固，從而達(dá)到熟練應(yīng)用，成為學(xué)生分析問(wèn)題的化學(xué)方法。

專(zhuān)題1“微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性”中，通過(guò)原子結(jié)構(gòu)、離子結(jié)構(gòu)的知識(shí)載體，要求學(xué)生通過(guò)分析微粒的核外電子排布、結(jié)構(gòu)示意圖、微粒半徑等分析微粒得失電子的可能性和能力強(qiáng)弱，深化認(rèn)識(shí)氧化性、還原性及其強(qiáng)弱的本質(zhì)。在化學(xué)1學(xué)習(xí)中，單質(zhì)得失電子能力與相應(yīng)離子得失電子能力，元素在不同物質(zhì)中呈現(xiàn)出的氧化性與還原性是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，“易得難失，易失難得”規(guī)律模糊。本專(zhuān)題的學(xué)習(xí)是幫助學(xué)生撥開(kāi)這些“云霧”的關(guān)鍵和契機(jī)。

在周期律與周期表的學(xué)習(xí)中，要把氧化性、還原性等概念納入其中，與物質(zhì)的金屬性、非金屬性注意區(qū)別聯(lián)系，與元素化合價(jià)的變化趨勢(shì)聯(lián)系起來(lái)。在教學(xué)中需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景，多給學(xué)生運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理分析問(wèn)題的機(jī)會(huì)，充分暴露學(xué)生對(duì)概念的掌握程度，對(duì)學(xué)生暴露出的概念混淆、判斷顛倒等錯(cuò)誤，需要及時(shí)糾正，在分析問(wèn)題過(guò)程中，不斷強(qiáng)化鞏固。

專(zhuān)題2“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”中，涉及到氧化還原反應(yīng)原理在生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到氧化還原反應(yīng)原理雖然概念眾多、抽象，但并不是“從理論中來(lái)到理論中去”的“空對(duì)空”，而是有其現(xiàn)實(shí)意義，充分發(fā)揮電化學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的激勵(lì)作用。

在化學(xué)2中，電化學(xué)部分屬于基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生的要求不高。無(wú)論是原電池還是電解，其化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)。引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)上過(guò)渡到電化學(xué)的學(xué)習(xí)中來(lái)，氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，既然反應(yīng)中存在著電子轉(zhuǎn)移，那么，我們就有可能把電子轉(zhuǎn)移外化，讓電子真正“轉(zhuǎn)移”起來(lái)，這就是原電池、電解的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。

電極反應(yīng)分成氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)，即把一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)“拆開(kāi)”成兩部分。從初中氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)各自獨(dú)立表述到化學(xué)1氧化還原反應(yīng)合二為一，突出氧化與還原的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，再到化學(xué)2電化學(xué)中氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的獨(dú)立存在，實(shí)現(xiàn)了概念認(rèn)識(shí)的螺旋式上升，對(duì)此要充分認(rèn)識(shí)到從分化到統(tǒng)一再到分化的教學(xué)意義，防止由于教學(xué)認(rèn)識(shí)不到位給學(xué)生造成莫名其妙之感。

四、各選修模塊中氧化還原反應(yīng)概念及其教學(xué)

氧化還原反應(yīng)作為基礎(chǔ)概念，出現(xiàn)在各選修模塊中?？偟膩?lái)說(shuō)，各選修模塊中氧化還原反應(yīng)概念并沒(méi)有新的拓展，重在應(yīng)用，在教學(xué)中的任務(wù)也是回顧、鞏固、應(yīng)用、深化，使氧化還原反應(yīng)成為學(xué)生分析化學(xué)問(wèn)題的“常規(guī)武器”和基本思維方式。

《化學(xué)與生活》、《化學(xué)與技術(shù)》兩模塊側(cè)重于化學(xué)知識(shí)的一般應(yīng)用，在氧化還原反應(yīng)概念范疇里，要讓學(xué)生熟悉常見(jiàn)氧化劑、還原劑及其生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》:從得失氧的角度分析含氧衍生物相互轉(zhuǎn)化，醛氧化反應(yīng)條件認(rèn)識(shí)到物質(zhì)氧化性、還原性與反應(yīng)環(huán)境存在著一定關(guān)系，運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的方法分析有機(jī)物性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律、反應(yīng)產(chǎn)物及方程式配平。

《化學(xué)反應(yīng)原理》:電化學(xué)建立在氧化還原基礎(chǔ)上，在中學(xué)階段，電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)概念的最高層次，是氧化還原反應(yīng)概念的應(yīng)用。要求學(xué)生運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理處理相對(duì)復(fù)雜的電極反應(yīng)，物質(zhì)的氧化性、還原性及其強(qiáng)弱，得失電子趨勢(shì)及其產(chǎn)物等知識(shí)是處理電化學(xué)問(wèn)題的工具。在教學(xué)中，需強(qiáng)化氧化還原反應(yīng)原理，在原理的基礎(chǔ)上，給方法，找規(guī)律，把電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)作為教學(xué)難點(diǎn)的突破口。

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》:從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的氧化性與還原性，與化學(xué)2專(zhuān)題1進(jìn)行銜接教學(xué)。氧化還原反應(yīng)的概念繼續(xù)深化，幫助學(xué)生從結(jié)構(gòu)層面上理解相關(guān)概念與規(guī)律。

《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》:重在指導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用氧化劑、還原劑的能力，因此，需要熟練掌握常見(jiàn)氧化劑與還原劑及其特點(diǎn)，相關(guān)概念的拓展不多，主要反映在電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中氧化劑能減輕極化現(xiàn)象等個(gè)例上。

［1］王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)全冊(cè)［M］.南京：江蘇教育出版社，2006

［2］中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）［M］.北京：人民教育出版社，2003

1008-0546（2015）10-0030-03

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.012