摘 要：微課是基于信息技術(shù)發(fā)展而來的教學(xué)工具，具有主題突出、針對性強、容量小等特點，被廣泛用于高中各科教學(xué)中.以魯科版高中化學(xué)“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)為例，探討模型認知下微課的設(shè)計以及實施.

關(guān)鍵詞：模型認知；微課；設(shè)計；高中化學(xué)

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2023）09-0090-03

1 “氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容的解讀

“氧化反應(yīng)反應(yīng)”是高中化學(xué)中非常重要的概念，從宏觀以及微觀兩個角度對化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)進行描述［1］.學(xué)生學(xué)習(xí)該概念不僅有助于其對化學(xué)反應(yīng)有個更為全新的認識，而且對鍛煉與提升其模型認知核心素養(yǎng)有著積極的促進作用［2］.

魯科版高中化學(xué)課本“氧化還原反應(yīng)”部分共包含三部分內(nèi)容：認識氧化還原反應(yīng)、氧化劑和還原劑、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用.其中“認識氧化還原反應(yīng)”中主要介紹了氧化還原反應(yīng)的定義以及本質(zhì).“氧化劑和還原劑”主要介紹了氧化劑、還原劑兩個概念以及高中階段常見的氧化劑和還原劑.“氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用”從研究物質(zhì)的性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、獲取能量角度闡述氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用.

“氧化還原反應(yīng)”知識在高中化學(xué)中占有重要地位，不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要知識點，而且是各類測試的熱門考點.該部分內(nèi)容教學(xué)中教師應(yīng)結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，做好微課素材的收集以及制作，提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)體驗，逐漸引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中建立氧化還原模型，深化對氧化還原反應(yīng)知識的認識與理解，并能靈活用于分析問題中.

2 模型認識下“氧化還原反應(yīng)”微課設(shè)計

2.1 微課之氧化還原反應(yīng)的特征

學(xué)生對該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)熱情以及掌握牢固程度，會對后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)產(chǎn)生較大影響，因此設(shè)計該部分微課內(nèi)容時應(yīng)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，給其留下良好的印象.具體可設(shè)計如下微課內(nèi)容：

展示銅絲在空氣中加熱、氫氣還原氧化銅、鐵絲與硫酸銅溶液反應(yīng)、硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗，要求學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象，寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式.

預(yù)留一些空白時間，要求學(xué)生標出各反應(yīng)中對應(yīng)元素的化合價，引導(dǎo)其從化合價變化角度對化學(xué)方程式進行歸類.

為學(xué)生講解氧化還原反應(yīng)概念，并分別闡述氧化反應(yīng)、還原反應(yīng).同時，告知學(xué)生化學(xué)反應(yīng)中有元素的化合價降低，就有元素的化合價升高，即使其認識到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)通常統(tǒng)一于一個化學(xué)反應(yīng)中.

2.2 微課之氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)

為使學(xué)生對氧化還原實質(zhì)有個清晰地認識，為構(gòu)建氧化還原反應(yīng)模型打下堅實基礎(chǔ).圍繞該部分進行如下微課內(nèi)容的設(shè)計：

展示鈉在氯氣中燃燒的實驗.提出問題：氯氣、鈉以及氯化鈉分別由什么構(gòu)成？鈉在氯氣中燃燒過程中微粒發(fā)生了什么變化？展示課本中鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗，要求學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象，提出問題：電流表指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？該反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)？

從微觀角度講解鈉在氯氣中燃燒以及鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)的過程：鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉，鈉原子變成了鈉離子，因失去電子化合價由0價變?yōu)?1價；氯原子變成了氯離子，因得到電子化合價由0價變?yōu)?1價；鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)中鐵元素因失去電子化合價由0價變?yōu)?2價，銅元素因得到電子化合價由+2價降低至0價.提出問題：根據(jù)上述內(nèi)容的分析，你認為氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？要求學(xué)生自主完成課本中“方法導(dǎo)引”內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使用兩種方法標出以下化學(xué)反應(yīng)中元素化合價的升降以及電子轉(zhuǎn)移的情況：

2KMnO4+16HCl

2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

2.3 微課之氧化劑與還原劑

在微課中展示如下化學(xué)反應(yīng)：

2Cu+O2△2CuO

H2+CuO△Cu+H2O

3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2

提出問題：哪些物質(zhì)含有的元素反應(yīng)后化合價升高、哪些化合價降低？給學(xué)生預(yù)留思考時間，而后講解氧化劑與還原劑的概念.同時，要求學(xué)生指出以下化學(xué)反應(yīng)中哪些是氧化劑、還原劑？具備的氧化性還是還原性？哪些物質(zhì)被氧化和被還原？

H2+CuO△Cu+H2O

展示酸性KMnO4溶液和KI溶液發(fā)生反應(yīng)的實驗操作，要求學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式，標出氧化劑、還原劑.另外，要求學(xué)生完成課本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，總結(jié)中學(xué)化學(xué)里常見的氧化劑和還原劑，并完成以下填空：

中學(xué)化學(xué)里常見的氧化劑有活潑的非金屬單質(zhì)，如______、______；含有較高價態(tài)元素的含氧酸，如______、______；含有較高價態(tài)元素的鹽，如______、______、______；常見的還原劑有______，______以及______和______.

在此基礎(chǔ)上，預(yù)留時間要求學(xué)生聯(lián)系所學(xué)，構(gòu)建有關(guān)氧化還原反應(yīng)的模型.

2.4 微課之氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用

在微課中要求學(xué)生閱讀課本“方法導(dǎo)引”中“研究物質(zhì)氧化性或還原性的思路”的內(nèi)容.而后要求其填寫“探究物質(zhì)的氧化性或還原性”中表格內(nèi)容以及課本中“思考”中的問題.同時，要求學(xué)生閱讀、自學(xué)課本中的內(nèi)容，要求其歸納影響物質(zhì)氧化性和還原性強弱的因素，列舉運用氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與獲得能量的具體案例，并鼓勵其相互交流、討論，進一步加深對氧化還原反應(yīng)作用的認識.同時，展示如下習(xí)題，要求學(xué)生思考作答：

已知常溫下在溶液中可以發(fā)生如下兩個反應(yīng)：①Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+；②Sn2++2Fe3+Sn4++2Fe2+，則以下判斷錯誤的是（" ）.

A.①中Ce4+發(fā)生還原反應(yīng)

B.②中Sn4+是氧化產(chǎn)物

C.氧化性強弱的順序為：Ce4+＞Sn4+＞Fe3+

D.Fe→Fe2+須加入氧化劑才能實現(xiàn)

3 模型認識下“氧化還原反應(yīng)”微課實施

3.1 氧化還原反應(yīng)特征的教學(xué)

課堂上為學(xué)生播放上述設(shè)計、制作好的微課視頻.因微課中實驗涉及的化學(xué)反應(yīng)學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)，因此，對學(xué)生而言正確寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式難度并不大.三個實驗對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式以及相關(guān)元素的化合價如下所示：

前三個實驗中涉及的化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后均有相關(guān)元素化合價的變化，而硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)中，反應(yīng)前后元素化合價沒有發(fā)生變化，學(xué)生很容易將上述反應(yīng)劃分為兩類：元素化合價變化的反應(yīng)、元素化合價未變化的反應(yīng).在此基礎(chǔ)上講解氧化還原反應(yīng)概念，學(xué)生很容易掌握［1］.

3.2 氧化還原反應(yīng)實質(zhì)的教學(xué)

在課堂上展示上述微課內(nèi)容，要求學(xué)生認真觀察微課內(nèi)容并積極思考微課中提出的問題，而后提問學(xué)生代表.顯然氯氣由氯分子構(gòu)成，鈉由鈉原子構(gòu)成，氯化鈉由鈉離子和氯離子構(gòu)成.鈉在氯氣中燃燒時鈉原子轉(zhuǎn)化成了鈉離子，氯分子轉(zhuǎn)化成了氯離子.同時，學(xué)生觀察微課中鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，表明電路中有電子經(jīng)過.分析反應(yīng)中元素化合價可知其發(fā)生了變化，即發(fā)生了氧化還原反應(yīng).聯(lián)系所學(xué)的電學(xué)知識，可知氧化還原反應(yīng)中有電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移.經(jīng)過后續(xù)微課內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生總結(jié)出了氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)為電子轉(zhuǎn)移.當學(xué)生意識到這一點，也就不難回答微課中給出的習(xí)題.

2KMnO4+16HCl

2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

上述反應(yīng)中“KMnO4”的Mn化合價為+7價，得到電子化合價變?yōu)?2價，生成產(chǎn)物“MnCl2”，得到e-×10；“HCl”中Cl的化合價為-1價，失去電子化合價變?yōu)?價，生成產(chǎn)物“Cl2”失去e-×10；認識到這一點便不難使用雙線橋和單線橋標出電子轉(zhuǎn)移的情況.

3.3 氧化劑與還原劑的教學(xué)

在進行該部分內(nèi)容教學(xué)時，要求學(xué)生觀察微課視頻，標出反應(yīng)中相關(guān)元素的化合價.在此基礎(chǔ)上要求其認真傾聽微課中有關(guān)氧化劑和還原劑概念的教學(xué).而后總結(jié)氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物之間的關(guān)系，使其徹底搞清楚、弄明白.針對化學(xué)反應(yīng)：

H2+CuO△Cu+H2O

H化合價由0價上升到+1價，為還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化；Cu化合價由+2價降低至0價，為氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原.另外，學(xué)生通過閱讀課本中的內(nèi)容，很容易掌握中學(xué)化學(xué)中常見的氧化劑和還原劑.至此學(xué)生已經(jīng)對氧化還原反應(yīng)有個較為清晰地認識，而后要求其積極聯(lián)系所學(xué)，并給予針對性地引導(dǎo)，使其構(gòu)建如圖1所示的氧化還原反應(yīng)模型.

3.4 氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用教學(xué)

學(xué)生根據(jù)微課中的學(xué)習(xí)要求、結(jié)合課本內(nèi)容，不難填寫表格內(nèi)容.其中向雙氧水溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液會看到產(chǎn)生氣泡，高錳酸鉀溶液褪色，表明雙氧水具有還原性.向雙氧水溶液中滴加KI溶液和少量淀粉溶液會看到溶液變藍，表明雙氧水具有氧化性.在此基礎(chǔ)上聯(lián)系所學(xué)的氧化還原反應(yīng)模型，可順利地回答課本中“思考”部分的問題.

另外，考慮到氧化性與還原性強弱的比較是該部分的重點與難點.教學(xué)中要求根據(jù)課本總結(jié)影響氧化性、還原性強弱的因素有：物質(zhì)得失電子能力的強弱、環(huán)境條件.在具體的反應(yīng)中告知學(xué)生以下結(jié)論：氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物、還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物.當學(xué)生掌握上述內(nèi)容后，便可順利地完成微課中提出的問題［2］.

參考文獻：

［1］蔣闬.“模型認知”思維在高中化學(xué)教學(xué)運用分析［J］.數(shù)理化解題研究，2022（15）：134-136.

［2］ 徐凡.微課在高中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.數(shù)理化解題研究，2022（12）：143-145.

［責(zé)任編輯：季春陽］

收稿日期：2022-12-25

作者簡介：童韜（1982.1-），男，福建省連城人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

基金項目：福建省龍巖市教育科學(xué)研究院、龍巖市教育學(xué)會2022 年龍巖市基礎(chǔ)教育教學(xué)研究課題《學(xué)科素養(yǎng)下模型認知的高中化學(xué)微課研究》（課題編號：JKYJX22-252）成果之一