“氧化還原”概念在化學教學中的引領作用探究

陳純純　蔡亞萍

【摘要】化學核心概念的教學效果關系到學生對知識的認知，并進而影響其知識網(wǎng)絡的構建與拓展?！把趸€原”作為中學化學教學中的核心概念，本文結(jié)合實例挖掘其潛在的價值，發(fā)現(xiàn)其對化學反應類別及其應用學習、對化學物質(zhì)及其性質(zhì)學習、對研究物質(zhì)性質(zhì)思路和方法形成以及對實際現(xiàn)象和問題分析能力培養(yǎng)等方面發(fā)揮著引領作用，以期為教師在教學實踐中對核心概念的把握提供參考。

【關鍵詞】氧化還原 化學教學 引領作用

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）05-0167-01

“氧化還原”蘊含著精煉有序的“簡單美”和對立統(tǒng)一的“動態(tài)美”。它不僅在知識體系中占有舉足輕重的地位，還應用到生產(chǎn)、生活及科研等多個領域，是中學化學課程中典型的核心概念，以此為例挖掘其在化學教學中的潛在價值，旨在為探究核心概念在化學教學中的引領作用提供新的思路。

一、對化學反應類別及其應用學習的引領作用

氧化還原概念的建立，能使學生以全新的思維看待化學反應的類型。學生之前對化學反應分類的認識有限，而現(xiàn)在學生能從微觀角度—依據(jù)有無電子的轉(zhuǎn)移將化學反應分為氧化還原反應和非氧化還原反應。而且，此前學生對化學反應的微觀認識僅停留在原子間的重組；學習了氧化還原之后，建立了“原子在重組時是否發(fā)生電子轉(zhuǎn)移”這一全新的視角，拓展了其對化學反應更為本質(zhì)的微觀認識。通過對氧化還原應用價值的分析，能使學生初步構建利用化學反應的思維角度，如實現(xiàn)某物質(zhì)中相同元素不同價態(tài)間的轉(zhuǎn)化、不同形式能量的轉(zhuǎn)化、重要物質(zhì)的制備與合成等。

以《化學能轉(zhuǎn)化為電能》為例：自發(fā)進行的氧化還原反應是構成原電池的核心，教學時應緊緊圍繞這個核心展開。首先組織學生分組實驗：①Zn片插入稀硫酸；②Cu片插入稀硫酸；③Zn片、Cu片同時插入稀硫酸；④用導線把Zn片、Cu片上端連接，一起插入稀硫酸。各組派代表描述實驗現(xiàn)象，分析原因。然后引導學生聚焦實驗④，分析其中的電子轉(zhuǎn)移并得出相關結(jié)論。在此基礎上便可進一步提出，若將電流計換成小燈泡，這就像一個電源向小燈泡供電，稱這樣的裝置為原電池。學生只有在結(jié)合氧化還原反應以充分理解原電池的實質(zhì)之后，教師才能開展后續(xù)關于其形成條件的探究，在原電池、電解池等知識的學習中，學生對氧化還原概念的理解顯得尤為重要，只有真正從微觀本質(zhì)上加以理解，才能在學習中游刃有余。

二、對化學物質(zhì)及其性質(zhì)學習的引領作用

氧化還原概念的建立，能使學生建立認識物質(zhì)類別和性質(zhì)的新視角。學生對物質(zhì)的認識局限于酸堿性、哪些物質(zhì)之間能發(fā)生反應。學習該內(nèi)容之后，便能夠?qū)λ佑|的物質(zhì)建立氧化性和還原性的認識維度，并主動從氧化還原的角度進行分析。如學習了氧化還原概念后，學生能認識到大多數(shù)金屬具有還原性，而不是僅知道鐵、鋅等能與鹽酸反應，即脫離具體的化學反應而就物質(zhì)類別談性質(zhì)，更好地實現(xiàn)知識建構。

以《溴、碘的提取》為例：該課時的教學要巧妙結(jié)合氧化還原反應，引出溴、碘單質(zhì)及其化合物的學習，尤其是鹵素性質(zhì)的比較。首先設計三組探究實驗，學生在觀察現(xiàn)象、交流討論后做出總結(jié)。明確溴、碘的提取可以通過含溴離子或碘離子的溶液中加氯水來實現(xiàn)。然后從氧化還原的角度分析，得出三者的氧化性順序是Cl2>Br2>I2。引導學生回顧Cl2的化學性質(zhì)，并以此推測溴、碘分別與金屬、非金屬、水和堿等的反應。學生在掌握Cl2性質(zhì)的基礎上，學習溴、碘的化學性質(zhì)，就如魚得水了。面對陌生的物質(zhì)，學生能否自主、能動地分析該物質(zhì)可能具有的性質(zhì)，是判斷學生是否已經(jīng)真正建立認識物質(zhì)分類和性質(zhì)新視角的重要依據(jù)。只有將某種化學物質(zhì)性質(zhì)的學習上升到某類物質(zhì)性質(zhì)的學習，才能內(nèi)化為學生頭腦中的理性認識，提高分析問題的能力。

三、對研究物質(zhì)性質(zhì)思路和方法形成的引領作用

原先只能從物質(zhì)類別的角度認識其性質(zhì)，學習氧化還原概念后，學生能夠形成認識和研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法。物質(zhì)含有可變價元素時，處于高價，則能夠降低，體現(xiàn)氧化性；處于低價，則能夠升高，具有還原性；處于中間價態(tài)，則同時具有氧化性和還原性。學生可以從中心元素的化合價預測其可能具有的性質(zhì)，再選擇合適的氧化劑或還原劑，設計實驗加以驗證。

以《硫及其含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化》為例：人類對硫元素的利用，本質(zhì)就是實現(xiàn)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。演示實驗：①在Na2S溶液中滴加I2；②在H2S中滴加FeCl3溶液。學生發(fā)現(xiàn)兩者均有黃色沉淀生成，并據(jù)此寫出反應方程式。引導學生分析得出-2價的S是硫元素的最低價態(tài)，只具有還原性，可以通過加入合適的氧化劑，使-2價的S轉(zhuǎn)化為0價的S單質(zhì)。同理，再通過KMnO4與Na2SO4、H2S與H2SO4的反應證明處于+4價的S同時具有氧化性和還原性。接著，引導學生預測S單質(zhì)可能的性質(zhì)，并自行設計實驗加以驗證。學生在緊密結(jié)合氧化還原概念的基礎上，才能輕松地歸納出含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：S處在最高價只有氧化性，處在最低價只有還原性，處在中間價則既有氧化性，又有還原性；實現(xiàn)硫元素不同價態(tài)間的轉(zhuǎn)化可以通過氧化還原反應得以實現(xiàn)。本課時重難點得以突破的同時，也為學生形成元素化合物學習的一般方法、構建元素周期律奠定基礎。

四、對實際現(xiàn)象和問題分析能力培養(yǎng)的引領作用

通過氧化還原概念的學習，學生對于某些實際現(xiàn)象和問題的分析能力得到進一步發(fā)展。例如：對鐵生銹、蘋果切開易變黃、植物光合作用等現(xiàn)象的解釋；利用含高價元素的金屬礦物制備常用的金屬材料；以及常見化學電源的工作原理、人和動物對能量的消耗等等。真正將化學同自身生活經(jīng)驗和對周邊事物的觀察相結(jié)合，實現(xiàn)知識的良好建構。

總之，核心概念（key concept）是學科知識結(jié)構的脊梁，具有超越課堂的遷移價值和應用價值。在高中化學課程中，諸如“氧化還原”的核心概念很多，如物質(zhì)的量、離子反應、化學平衡狀態(tài)等等。如何把握核心概念并深入挖掘其在整個化學教學中的潛在價值，對每位化學教育工作者都是一個挑戰(zhàn)。

參考文獻：

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[4]張穎之， 劉恩山. 核心概念在理科教學中的地位和作用[J]. 教育學報， 2010， 6： 57-61.