質(zhì)疑、探究、生成、應(yīng)用——“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)案例及思考

莊德剛

（望亭中學(xué) 江蘇 蘇州 215131）

一、背景分析

氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)階段最為重要的基本概念之一。一方面，它是辯證統(tǒng)一思想在中學(xué)化學(xué)中的完美體現(xiàn)； 另一方面， 它又是高考化學(xué)的熱點(diǎn)、重點(diǎn)， 尤其是有關(guān)氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，幾乎年年出現(xiàn)在江蘇高考化學(xué)試題中。

蘇教版把氧化還原反應(yīng)內(nèi)容分散安排在《化學(xué)1》的三個(gè)方面，分別是專(zhuān)題1《化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》第一單元“豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)”中“物質(zhì)的分類(lèi)和轉(zhuǎn)化”、專(zhuān)題2《從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)》第一單元“氯、溴、碘及其化合物”及專(zhuān)題4《硫、氮和可持續(xù)發(fā)展》第二單元“生產(chǎn)生活中的含氮化合物”中“硝酸的性質(zhì)”“資料卡”里。編者這樣有梯度地苦心安排，出發(fā)點(diǎn)是好的，目的是降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，但是因?yàn)榻滩闹皇菑睦碚撋虾?jiǎn)略地分析了有關(guān)概念，沒(méi)有安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究，大多數(shù)老師給學(xué)生講解時(shí)，也是從抽象的概念分析，因此學(xué)生學(xué)起來(lái)還是覺(jué)得概念多，難度大，枯燥乏味，效率不高。如何在有限時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生快速掌握氧化還原反應(yīng)的概念， 有效地分析概念間的關(guān)系，靈活運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的有關(guān)原理，是我們教師的責(zé)任。

二、教學(xué)過(guò)程及設(shè)計(jì)目的

1．用熟悉的實(shí)驗(yàn)引發(fā)探究

師： 請(qǐng)同學(xué)們完成鋅與硫酸銅溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考反應(yīng)本質(zhì)。

?

師：反應(yīng)前后硫酸根是否發(fā)生了變化？

生：沒(méi)變。

師：反應(yīng)前后，鋅、銅元素化合價(jià)發(fā)生了怎樣的變化？

師：那么，鋅、銅元素發(fā)生化合價(jià)變化的原因是什么？

生：思索……

設(shè)計(jì)目的：實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生興趣，滿足學(xué)生好奇心。學(xué)生從熟悉的化學(xué)反應(yīng)出發(fā)，通過(guò)對(duì)反應(yīng)現(xiàn)象再觀察、再分析，更容易溫故而知新。對(duì)化合價(jià)變化的把握， 學(xué)生從以前的抽象理解轉(zhuǎn)化為現(xiàn)在的感性認(rèn)識(shí)，理解更深刻。這樣能更有效地激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究元素化合價(jià)變化的原因。

2．將抽象的概念化為自然生成

師：鋅、銅元素化合價(jià)發(fā)生變化的原因暫時(shí)不知道不要緊。我們先來(lái)看看大家更熟悉的鈉與氯氣的反應(yīng)。動(dòng)畫(huà)演示鈉與氯氣反應(yīng)。分析鈉與氯氣反應(yīng)前后元素化合價(jià)的變化情況。

師：現(xiàn)在能說(shuō)出鋅、銅元素化合價(jià)發(fā)生變化原因是什么？

生：電子轉(zhuǎn)移。鋅失去電子變成了鋅離子，銅離子得到了電子變成了銅。

師：我們能否把元素化合價(jià)的變化及電子轉(zhuǎn)移的情況直觀地反映在方程式上呢？

板演：

在板演雙線橋的過(guò)程中，向?qū)W生介紹早期化學(xué)家把金屬或非金屬與氧氣反應(yīng)而引起化合價(jià)的升高稱(chēng)作氧化反應(yīng)，化合物失去氧后而引起化合價(jià)降低叫做還原反應(yīng)?，F(xiàn)在氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的概念已經(jīng)發(fā)展了，把所有失去電子引起元素化合價(jià)升高的反應(yīng)都叫氧化反應(yīng)，把所有得到電子引起元素化合價(jià)降低的反應(yīng)都叫氧化反應(yīng)。引導(dǎo)學(xué)生辯證統(tǒng)一地掌握失去電子的物質(zhì)是還原劑，還原劑具有還原性，反應(yīng)中被氧化；得到電子的物質(zhì)是氧化劑，氧化劑具有氧化性，反應(yīng)中被還原。

師：請(qǐng)同學(xué)們用雙線橋法表示下列反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目，并指出氧化劑和還原劑。

設(shè)計(jì)目的：引出早期“氧化”“還原”反應(yīng)的概念，讓學(xué)生了解了這些概念的來(lái)源，使學(xué)生知其然，也知其所以然，有利于他們掌握概念的內(nèi)涵。在板演分析的過(guò)程中，把教材中高度濃縮的“在氧化還原反應(yīng)中，失去電子的物質(zhì)是還原劑， 還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)出還原性；得到電子的物質(zhì)是氧化劑，氧化劑發(fā)生還原，表現(xiàn)出氧化性”，化解成概念自然生成過(guò)程，有利于學(xué)生整體把握。學(xué)生在概念構(gòu)建的過(guò)程中，既學(xué)會(huì)了雙線橋法，又找到了氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑等概念間的聯(lián)系。后來(lái)又趁熱打鐵，通過(guò)三個(gè)反應(yīng)的分析，及時(shí)鞏固應(yīng)用新概念。這樣的教學(xué)過(guò)程既有意義，又一氣呵成，簡(jiǎn)約有效。

3．把所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際緊密聯(lián)系

師：剛才我們分析了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，有電子轉(zhuǎn)移就可能形成電流。我們能否再次利用鋅與硫酸銅的反應(yīng)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這個(gè)推論呢？

實(shí)驗(yàn)探究：（1）把碳棒插入硫酸銅溶液，觀察無(wú)明顯現(xiàn)象；（2）將鋅片和碳棒用導(dǎo)線連接，再一起插入硫酸銅溶液中觀察現(xiàn)象；（3）將電流表接入線路中，觀察指針有無(wú)偏轉(zhuǎn)。

生：（做到第三個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，激動(dòng)地喊出）電流表偏轉(zhuǎn)啦！

師：電流表為什么會(huì)偏轉(zhuǎn)？ 電流表指針的轉(zhuǎn)向說(shuō)明了什么問(wèn)題？

生：（脫口而出）因?yàn)橛须娏鳟a(chǎn)生，證明了氧化還原反應(yīng)中有電子轉(zhuǎn)移，且是從還原劑轉(zhuǎn)移給氧化劑。

師： 氧化還原反應(yīng)是自然界中的一個(gè)普遍反應(yīng)。請(qǐng)同學(xué)們觀察PPT。

說(shuō)說(shuō)上述反應(yīng)的氧化劑、還原劑分別是什么？

生：答略。

師：請(qǐng)同學(xué)們討論一下：假定在測(cè)酒駕前，被測(cè)人員拼命漱口，打噴嚏，請(qǐng)問(wèn)這會(huì)影響測(cè)試的結(jié)果嗎？

生：不會(huì)。因?yàn)樯鲜雠e動(dòng)不影響在血液中的還原劑酒精與外部氧化劑的反應(yīng)。

設(shè)計(jì)目的：建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)是在一定的背景下獲得的。學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，親歷這樣的探究體驗(yàn)，能更深刻的理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。幾張PPT 圖片把抽象的氧化還原反應(yīng)與社會(huì)、生產(chǎn)和生活的實(shí)際緊密聯(lián)系，讓學(xué)生“從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)”，“做中學(xué)”，為學(xué)生提供了有意義的學(xué)習(xí)背景，凸顯了“從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)”的新課程理念，體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和時(shí)代性。同時(shí)，還向?qū)W生傳達(dá)了“違法酒駕勿僥幸”的價(jià)值觀。

4．讓知識(shí)規(guī)律在問(wèn)題解決中獲得

生：①中是Cl2；②中是Br2。

師： 能聯(lián)系兩個(gè)方程式得出Cl2、Br2、I2氧化性強(qiáng)弱順序？ Cl－、Br－、I－還原性強(qiáng)弱順序？

生：答略。

設(shè)計(jì)目的： 讓學(xué)生通過(guò)比較總結(jié)出強(qiáng)制弱規(guī)律，即同一反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物；還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物。當(dāng)然，氧化還原反應(yīng)中還有很多規(guī)律，如得失電子守恒規(guī)律、化合價(jià)規(guī)律等都可以通過(guò)教師提供素材，學(xué)生通過(guò)探究比較的方法獲得，并自主應(yīng)用。

三、教學(xué)反思

學(xué)生是課堂的主人， 為學(xué)生提供分析問(wèn)題的機(jī)會(huì)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，讓全體學(xué)生能夠積極地參與課堂上來(lái)，愉快自主地學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)教是為了不教，是時(shí)下老師的當(dāng)務(wù)之急。

1．關(guān)注體驗(yàn)，探究釋疑

如何在課堂上培養(yǎng)學(xué)生探究的能力，是教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。本堂課從學(xué)生熟悉的鋅置換硫酸銅的反應(yīng)入手，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的再觀察、再分析，從化學(xué)變化的外表探究元素化合價(jià)改變的本質(zhì)原因。當(dāng)學(xué)生從理論上明白電子轉(zhuǎn)移是氧化還原的本質(zhì)后，又再次利用鋅置換硫酸銅的反應(yīng)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，親自體驗(yàn)電子轉(zhuǎn)移（有電流產(chǎn)生）是氧化還原的本質(zhì)。激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究知識(shí)的興趣，

2．關(guān)注過(guò)程，動(dòng)態(tài)生成

教學(xué)中，過(guò)程與結(jié)果同樣重要。我們不應(yīng)該僅僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果， 更要關(guān)注學(xué)生的思維過(guò)程，讓學(xué)生多表現(xiàn)，展示他們的思維過(guò)程。本堂課不是把教材上高度濃縮的概念灌輸給學(xué)生，而是通過(guò)板演雙線橋，讓學(xué)生展示思維的過(guò)程，使他們動(dòng)態(tài)生成概念。同時(shí)又通過(guò)氧化劑、還原劑的判斷和強(qiáng)弱比較，深化利用概念。引導(dǎo)讓學(xué)生在自主探究的過(guò)程中合作學(xué)習(xí)，自主構(gòu)建知識(shí)體系，逐漸深化遷移，及時(shí)歸納總結(jié)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力。

3．關(guān)注實(shí)際，學(xué)以致用

實(shí)施化學(xué)教育的新理念是重視科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、生活環(huán)境和社會(huì)發(fā)展中的作用。本堂課展示了食物變質(zhì)、燃?xì)馊紵撹F生銹、火箭發(fā)射、酒駕檢測(cè)等PPT 圖片，結(jié)合實(shí)際讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到氧化還原反應(yīng)的普遍性和重要性，努力體現(xiàn)“從生活中來(lái)，到社會(huì)中去”的新課程理念，引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

［1］［美］菲利普，等．王祖浩，譯．化學(xué)概念及應(yīng)用［M］．杭州：浙江教育出版社，2008

［2］王祖浩．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)1［M］．南京：江蘇教育出版社，2009