運(yùn)用類比活動進(jìn)行《氧化還原反應(yīng)》的教學(xué)設(shè)計

陸宇平

氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)的基本理論之一，它不僅對于元素化合物的知識學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)意義，同時也是原電池、電化學(xué)腐蝕等化學(xué)原理的理論基礎(chǔ)，所以，該部分內(nèi)容具有十分重要的學(xué)科價值。氧化還原反應(yīng)與日常生活息息相關(guān)，理解氧化還原反應(yīng)原理，有利于學(xué)生從化學(xué)視角對日常的生活現(xiàn)象進(jìn)行解釋?，F(xiàn)階段，中學(xué)氧化還原反應(yīng)內(nèi)容的教學(xué)，普遍采用背口訣的方式進(jìn)行，這樣做有助于相關(guān)習(xí)題的解決，但不利于后繼內(nèi)容的深入，不利于知識的靈活運(yùn)用。另外，這種教學(xué)方式對于氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)——電子轉(zhuǎn)移，學(xué)生的認(rèn)識往往是不到位的。

針對上述問題，筆者在訪談了解學(xué)生知識背景的基礎(chǔ)上，借助角色扮演、類比遷移的方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。在教學(xué)過程中引導(dǎo)全體學(xué)生參與到游戲中來，在游戲中感受知識遷移的成就感，領(lǐng)會氧化還原反應(yīng)的概念，體驗(yàn)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征。

一、教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：能夠從化合價和電子轉(zhuǎn)移角度得出氧化劑、還原劑及被氧化、被還原等概念；能夠?qū)θ粘Ｉ钪谐Ｒ娧趸€原反應(yīng)的現(xiàn)象進(jìn)行解釋和說明。

過程與方法：通過參與游戲和知識內(nèi)容類比，學(xué)會判斷電子轉(zhuǎn)移和化合價升降的關(guān)系，通過全體學(xué)生主體參與活動，領(lǐng)會出氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征。

情感態(tài)度價值觀：在學(xué)生主體參與活動中，體驗(yàn)知識生成的愉悅感；通過對生活中氧化還原反應(yīng)的解釋，體驗(yàn)化學(xué)知識的普遍性與實(shí)用性，提高學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。

二、教學(xué)過程

師：[情境導(dǎo)入]我們都吃過蘋果，咬過的蘋果在空氣中放置一段時間后。發(fā)現(xiàn)有些地方轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚?。你知道這是什么原因呢?(提示Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺溶液的顏色)

生：[猜想]蘋果中的Fe²⁺反應(yīng)為Fe³⁺。

師：[追問]但是市售的蘋果汁并沒有變褐色，這是因?yàn)槠渲袚搅司S生素C，那么維生素C起了什么作用呢?在被變褐色的蘋果上涂維生素C，會有什么現(xiàn)象呢?

生：[組討論]VC保護(hù)蘋果中的Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镕e³⁺，在被褐色的蘋果上涂維生素C，褐色將褪去。

設(shè)計意圖：通過情境創(chuàng)設(shè)，提醒學(xué)生注意觀察生活，感知氧化還原反應(yīng)就在我們身邊。

師：[引入課題]在空氣中，F(xiàn)²⁺易被氧化Fe³⁺；在Vc存在的情況下，F(xiàn)e²⁺則被保護(hù)；VC能將Fe³⁺還原為Fe²⁺。這里面涉及的氧化和還原，就是這節(jié)課我們研究的重點(diǎn)。

師：[板書]氧化還原反應(yīng)

師：下面我們一起來分析鈉與氯氣形成氯化鈉的過程。(說明：為簡化問題，氯氣以氯原子為例)。

師：[展示圖片]

師：請同學(xué)們根據(jù)圖片，用自己的話來敘述氯化鈉的形成過程，并歸納化合價與電子得失的關(guān)系。

生：(討論，并派代表進(jìn)行表述)鈉最外層有一個電子，在化學(xué)變化中易失去，鈉的化合價從0價升高到+1價。氯最外層有七個電子，在化學(xué)變化中易得到一個電子，化合價從0價降低到-1價。帶正電的鈉離子和帶負(fù)電子的氯離子相互吸引形成氯化鈉。

設(shè)計意圖：通過氯化鈉的形成過程，讓學(xué)生在討論中初步感知化合價與電子得失的關(guān)系。

師：請總結(jié)電子得失與化合價的關(guān)系

生：得電子，化合價降低；失電子，化合價升高

師：[板書]電子得失與化合價關(guān)系。

師：(預(yù)設(shè)最近發(fā)展區(qū))橡膠長時間的暴露在空氣中就老化了，其實(shí)是橡膠被氧化了。學(xué)會聯(lián)系：老化——氧化。

師：下面進(jìn)行游戲，全班同學(xué)找好自己的角色，參與到活動中來，在結(jié)束活動時，注意體會該游戲的目的。

師：[游戲說明]

心理準(zhǔn)備：男生都希望自己快點(diǎn)成熟，快點(diǎn)長大(歲數(shù)增大)。

女生都希望自己越活越年輕(歲數(shù)減小)。

道具：魔球(教師用籃球來演示)。

魔球的作用：根據(jù)意愿調(diào)節(jié)自己的年齡。做法：男生假想自己手里就有一個魔球，為了達(dá)到自己成熟的意愿，將球傳遞給女生；女生則希望變得年輕，希望得到魔球，于是從男生手里接過魔球。男生和女生分別敘述通過魔球的轉(zhuǎn)移自己年齡的變化。

生：(游戲準(zhǔn)備)男生定位好男生的心理狀態(tài)；女生定位好女生的心理狀態(tài)。然后，男生可做—下轉(zhuǎn)球的動作，然后將球傳遞給女生，并獨(dú)白：我失去球，成熟了，歲數(shù)升高。女生接過球，并敘述：我得到了球，年齡變小了(返老還童了)。

設(shè)計意圖：

①通過心理定位，讓學(xué)生在游戲活動中變得自然而又合情合理。

②通過動作的親身操作，讓學(xué)生將魔球的傳遞與歲數(shù)增減聯(lián)系起來。

師：[知識補(bǔ)充]橡膠暴露在空氣中，就是被氧化了，發(fā)生了氧化反應(yīng)。歲數(shù)降低(返老還童)，事實(shí)上就是還原了，發(fā)生了還原反應(yīng)。

師：請大家嘗試從電子轉(zhuǎn)移，化合價，氧化和還原角度來進(jìn)行鈉與氯氣反應(yīng)的游戲。男生想象自己是鈉原子，女生想象自己是氯氣分子。

男生：我擁有電子，在反應(yīng)中失去電子，我的化合價升高了，我被氧化了，發(fā)生了氧化反應(yīng)。

女生：我需要電子，在反應(yīng)中得到電子，我的化合價降低了，我被還原了，發(fā)生了還原反應(yīng)。

師：定義男生(擁有電子者)為還原劑；定義女生(希望得電子者)為氧化劑。

師生共同總結(jié)：[扳書]

還原劑——失電子——化合價降低——被氧化——氧化反應(yīng)

氧化劑——得電子——化合價升高——被還原——還原反應(yīng)

師：[知識應(yīng)用]我們將初中學(xué)習(xí)的最熟悉的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行分析：H²+CuO==Cu+H⁺O

請大家分析，這個反應(yīng)中哪個是氧化劑，哪個是還原劑，哪種元素被氧化，哪種元素被還原。

師：[補(bǔ)充說明]氧化劑，還原劑的對象是反應(yīng)物；而被氧化，被還原的對象是某種變價元素。

注意：將電子得失與化合價升降結(jié)合起來。

生：首先標(biāo)出化合價。銅元素的化合價降低，得到電子，銅元素被還原，氧化銅是氧化劑。

氫元素的化合價升高，失去電子，氫元素被氧化，氫氣是還原劑。

設(shè)計意圖：運(yùn)用新規(guī)則對氧化和還原重新認(rèn)識。新舊聯(lián)系，拓展思維。將初中里氧化還原的定義與現(xiàn)在學(xué)的氧化還原定義進(jìn)行整合，明確兩者的關(guān)系。

師：[總結(jié)]我們現(xiàn)在的分析與初中得氧失氧角度分析的結(jié)果是一致的，但是從電子轉(zhuǎn)移與化合價改變來判斷氧化劑和還原劑，使得我們從寬廣的角度重新審視氧化還原反應(yīng)。

師：[回到開頭情境]好，我們再來看看放置咬過的蘋果。空氣為我們制造了一個氧化性的氣氛，那么蘋果中的F²⁺就被氧化為Fe³⁺(顯褐色)，事實(shí)上是鐵元素化合價升高，失去了電子，即被氧化了。當(dāng)蘋果汁中摻了維生素C后，實(shí)際上是將蘋果汁置于還原性氣氛中，使電子無法從蘋果汁中的Fe²⁺中轉(zhuǎn)移走，防止了Fe²⁺被氧化為Fe³⁺。所以，氧化還原發(fā)生最最根本的原因是什么呢?我們?nèi)绾闻袛嘁粋€反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)呢?

師：[板書]氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)與特征：

生：氧化還原反應(yīng)最關(guān)鍵的是電子在氧化劑和還原劑之間轉(zhuǎn)移(本質(zhì))，通過電子轉(zhuǎn)移，引起了化合價的升降(特征)。我們可以通過化合價的升降來判斷氧化還原反應(yīng)。

設(shè)計意圖：在活動作為鋪墊的基礎(chǔ)上，通過對原先提出的氧化還原反應(yīng)問題的分析，得出氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征，使對該知識點(diǎn)的認(rèn)識提高到—個新的高度。

師：大家還能回憶一下生活中氧化還原反應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用嗎?

生：在自行車上刷漆，防止鐵與氧化劑氧氣接觸。

食品包裝里常有放鐵粉的小紙袋，此鐵粉的作用是防止氧氣將食品氧化。

練習(xí)：(略)

三、教學(xué)反思

本堂課首先從學(xué)生生活世界內(nèi)耳熟能詳。但未深入思考過的現(xiàn)象引入，一下子抓住了學(xué)生的注意力。接著，最大限度地利用課堂教學(xué)資源，通過全體學(xué)生參加游戲的形式，讓學(xué)生的思維活動起來。當(dāng)學(xué)生能將零碎的信息進(jìn)行有機(jī)整合后，將學(xué)生從游戲世界帶入化學(xué)世界，學(xué)生一下子領(lǐng)會到了游戲的用意，同時為自主地發(fā)現(xiàn)形成了氧化還原反應(yīng)的概念而欣喜。在這種情況下，教師及時地將氧化還原反應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)拋出，學(xué)生則在積極地思維中建構(gòu)了氧化還原反應(yīng)的一系列概念，然后聯(lián)系初中已有氧化還原內(nèi)容，趁熱打鐵地將該部分內(nèi)容在練習(xí)中進(jìn)行鞏固。最后，用新學(xué)到的知識來解釋開始拋出的問題，通過回顧整節(jié)課的內(nèi)容。歸納出氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征。通過課堂氣氛的觀察，學(xué)生的訪談及課后作業(yè)情況來看，幾乎所有學(xué)生都本節(jié)課達(dá)到課前所預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

(責(zé)任編輯：張華偉)