運(yùn)用概念圖策略實(shí)施氧化還原反應(yīng)教學(xué)

袁君亞 陳 林

（江陰市長(zhǎng)涇中學(xué) 江蘇 江陰 214411）

“概念圖”是一種知識(shí)以及知識(shí)之間的關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖形化表征，能實(shí)現(xiàn)思維可視化，理想地展示概念及概念之間的關(guān)系。在氧化還原反應(yīng)教學(xué)中，概念多，很難記，十分容易混淆，很多學(xué)生無(wú)法建立正確的概念聯(lián)系。運(yùn)用概念圖策略，用結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)形式呈現(xiàn)氧化還原反應(yīng)概念之間的聯(lián)系，幫助教師進(jìn)行有效教學(xué)分析，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念本質(zhì)及子概念聯(lián)系的理解。

一、制作概念圖，幫助老師進(jìn)行教學(xué)分析，確定教學(xué)邏輯

氧化還原反應(yīng)中概念多而且抽象、關(guān)系復(fù)雜，這是導(dǎo)致很多教師教學(xué)設(shè)計(jì)難以處理，學(xué)生機(jī)械記憶口訣，不理解氧化還原反應(yīng)中概念其中很重要的一條原因。

圖1 化學(xué)1氧化還原反應(yīng)中的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

筆者以為除了認(rèn)真思考如何使得抽象的概念形象化的策略，如使用鋅銅原電池產(chǎn)生電流的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看到真實(shí)的電子轉(zhuǎn)移之外，更重要的是由教師通過(guò)教學(xué)分析確定的教學(xué)邏輯順序，即綜合考慮知識(shí)邏輯和學(xué)生的認(rèn)知邏輯的基礎(chǔ)上，確定的教學(xué)邏輯順序，表現(xiàn)為各組概念的教學(xué)順序及其聯(lián)系的展開。不合學(xué)生認(rèn)知邏輯的教學(xué)，再精彩，也只能給學(xué)生的思維帶來(lái)堵塞，最終導(dǎo)致學(xué)生不理解，只能機(jī)械學(xué)習(xí)，死記硬背，達(dá)不到概念遷移的要求。

在進(jìn)行教學(xué)分析時(shí)，可按照以下步驟操作：

（1）認(rèn)真分析課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等目標(biāo)要求，制作一張完整的氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系如圖1，正確表示各概念之間的聯(lián)系及概念的層級(jí)水平，離核心概念越遠(yuǎn)，表示其層級(jí)水平越高。

（2）對(duì)學(xué)生經(jīng)過(guò)初中及高中前面的學(xué)習(xí)，已形成的氧化還原觀，進(jìn)行調(diào)研，并在知識(shí)結(jié)構(gòu)圖中做出標(biāo)識(shí)。由于篇幅關(guān)系，不再另作圖標(biāo)識(shí)，下面改用文字說(shuō)明。

①在初中形成了從得失氧的角度分析氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的視角，且對(duì)于很多學(xué)生而言，氧化與還原是分裂的，沒(méi)有聯(lián)系的。

②化學(xué)1（蘇教版）將氧化還原反應(yīng)分成兩部分編寫，在專題1第一單元中物質(zhì)的分類里，從化合價(jià)的變化定義了氧化還原反應(yīng)，鑒于此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)形成了“兩層皮”，一張是初中的得失氧的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)，另一張就是化合價(jià)變化，兩者互不相干，有很多同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了疑問(wèn)，“兩者有沒(méi)有聯(lián)系呢？”

（3）整合氧化還原的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系與學(xué)生的學(xué)情，構(gòu)建核心概念的教學(xué)邏輯。

二、借助概念圖，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)形成，體會(huì)概念內(nèi)涵

許多教師認(rèn)為氧化還原反應(yīng)是高中知識(shí)的重中之重，而學(xué)生又難以獨(dú)立自學(xué)，一味地認(rèn)為只要自己講得清楚，學(xué)生就會(huì)掌握好，從得氧失氧的原始特征到化合價(jià)升降的表面現(xiàn)象，到電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)原因，并以討論初中學(xué)過(guò)的四類基本類型反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系、氧化劑和還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物等為輔線來(lái)充實(shí)相關(guān)概念，最后再加以一定量的練習(xí)、應(yīng)用來(lái)鞏固概念。殊不知，這種零碎的概念依靠教師傳授，對(duì)氧化還原的理解并不是通過(guò)自己思考后得知的，學(xué)生在課堂上只是一個(gè)被動(dòng)的學(xué)習(xí)者，這背離了新課程的理念，在實(shí)際的教學(xué)中也是行不通的。

表1 有關(guān)氧化還原反應(yīng)教學(xué)邏輯順序設(shè)計(jì)

教學(xué)中，筆者指導(dǎo)學(xué)生在化學(xué)方程式下方采取直觀的化合價(jià)升降與“氧化”“還原”概念關(guān)聯(lián)法（圖2），直觀形象，通俗易懂。

圖2 結(jié)合例子呈現(xiàn)氧化還原反應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)概念圖（局部）

特別是對(duì)于一些較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，如反應(yīng)4FeS2+11O2＝2Fe2O3+8SO2，將反應(yīng)前后化合價(jià)有變化的元素逐一標(biāo)注后，區(qū)分出化合價(jià)的高低，采用一般氧化還原反應(yīng)的剖析方法，可以清晰地分析出氧化產(chǎn)物（Fe2O3、SO2）和還原產(chǎn)物（Fe2O3、SO2），而不會(huì)遺漏。巧合的是，用單線橋表示電子得失時(shí)，只需將箭頭移至對(duì)應(yīng)元素上方，且箭頭方向與方程式下方的箭頭方向是一致的，這也為學(xué)生自我檢查提供了輔助工具。

三、利用概念圖，評(píng)價(jià)學(xué)生習(xí)得概念的掌握水平，診斷存在問(wèn)題

概念圖能直觀地體現(xiàn)概念之間的聯(lián)系，通過(guò)布置學(xué)生畫概念圖來(lái)梳理概念之間的聯(lián)系的任務(wù)，可幫助教師評(píng)估學(xué)生概念掌握水平及學(xué)生自己分析概念形成中是否存在問(wèn)題。

比如，在氧化還原反應(yīng)新授課快結(jié)束時(shí)，布置學(xué)生通過(guò)畫圖來(lái)展示 “氧化還原反應(yīng)中幾組概念之間的聯(lián)系”。下面是學(xué)生所畫的概念圖中典型作品。

作品1

作品3

作品2

作品4

作品1-4中，四位同學(xué)分別用不同的形式來(lái)表達(dá)氧化還原反應(yīng)中幾組概念間的關(guān)系，從中我們可以發(fā)現(xiàn)：

（1）作品4與作品1-3比較，可見這位學(xué)生正確地表述了氧化與還原相互依存的關(guān)系，而其他三位只看到了氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的并列關(guān)系。

（2）作品1正確描述了氧化反應(yīng)（或還原反應(yīng)）中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的過(guò)程中電子、化合價(jià)發(fā)生的變化，說(shuō)明該學(xué)生已形成了正確的概念關(guān)系，作品2中少了產(chǎn)物的描述。

（3）作品3、4在描述氧化反應(yīng)（或還原反應(yīng)）中各組概念的聯(lián)系時(shí)，存在認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤。比如作品3，“降得還為還原劑”未建立反應(yīng)物（還原劑）、產(chǎn)物（氧化產(chǎn)物）與反應(yīng)類型（氧化反應(yīng)）間的正確關(guān)系；比如作品4，“化合價(jià)升高，得電子”化合價(jià)的變化與電子的得失未建立正確的聯(lián)系。

教師在下一課時(shí)可以采取特定的措施或教學(xué)策略對(duì)以上問(wèn)題及時(shí)加以糾正或補(bǔ)救。

又如在學(xué)生普遍感到無(wú)從著手的電化學(xué)反應(yīng)中，用概念圖的程序化的分析來(lái)判斷可充電電池放電時(shí)的正負(fù)極和充電時(shí)的陰陽(yáng)極，就可以輕松地解決問(wèn)題，如兩極的判斷，電極方程式的書寫以及反應(yīng)中的各個(gè)量的關(guān)系等。

圖3

以蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》課后習(xí)題中的鎳鎘可充電池為例，見圖3：氧化還原反應(yīng)概念關(guān)聯(lián)，標(biāo)出反應(yīng)和兩極，失電子的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，得電子的一極發(fā)生還原反應(yīng)；放電時(shí)失電子的一極為負(fù)極，得電子的一極為正極。充電時(shí)失電子的一極為陽(yáng)極，得電子的一極為陰極（再以陽(yáng)氧氧負(fù)的諧音“養(yǎng)羊養(yǎng)富”回顧檢查）。在元素上方將其連接，還可找出放電時(shí)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目和方向，充電時(shí)外加電源正負(fù)極的連接情況。電極方程式的書寫先找出反應(yīng)前后的物質(zhì)，寫上電子得失數(shù)目，根據(jù)介質(zhì)和電荷守恒規(guī)律配平電極方程式。

總之概念圖作為一種教與學(xué)的認(rèn)知工具，幫助教師從整體上把握知識(shí)的體系，以層狀結(jié)構(gòu)形式呈現(xiàn)各種概念及其關(guān)系，同時(shí)也能幫助學(xué)習(xí)者整合新舊知識(shí)，在頭腦里形成不斷系統(tǒng)化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)概念的理解。

［1］ 江敏.從系統(tǒng)的角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行建構(gòu) ［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012，（9）

［2］ 朱春苗.高中新課程化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)施的策略研究［D］.東北師范大學(xué)，2010