立足教材分析探尋教學思路
——以分析氧化還原教學思路為例

高兆芬，張小蘭，魏 珍

(上饒師范學院 化學化工學院，江西 上饒 334001)

立足教材分析探尋教學思路
——以分析氧化還原教學思路為例

高兆芬，張小蘭，魏 珍

(上饒師范學院 化學化工學院，江西 上饒 334001)

教學的一個重要環(huán)節(jié)就是教師要對教材做仔細的研究，探尋出一個好的教學思路來引領學生學習。只有做到了對教材科學系統的分析，才能保證課堂教學的有效性。氧化還原反應是中學化學教學中的一個難點，教學過程中需要教師充分研究分析教材，以探尋出合理的教學方法和策略，來促進學生理解和掌握氧化還原反應，提高教學的效果。

教材；分析；教學思路；氧化還原反應

教材是教學活動中一個非常重要的媒介，任何課堂的實施都要對教材進行深入細致的分析研究，方能實施有效性的課堂教學。氧化還原反應是人教版普通高中課本必修一第二章第三節(jié)的內容，是中學化學教學中一個非常重要的知識點，它連貫中學化學的始終，對于引導學生學習整個高中化學知識具有承先啟后的作用。氧化還原反應中包含頗多概念，如氧化反應、還原反應、氧化劑、還原劑、被氧化、被還原，等等，這些概念既有區(qū)別又相互聯系，也比較抽象，這樣一來無疑增加了學生學習難度。為此，教師應重視對氧化還原反應教材內容的分析，精心設計氧化還原反應的教學思路，以降低這部分內容的學習難度，提高課堂教學的效率。

1 思路之一：歸納演繹，引導學生剖析氧化還原反應的實質

學生在初中的時候已經學習了有關氧化還原反應及元素化合價知識，對于本章的學習有了一定的基礎。高中教材中通過初中學過的幾個案例導課的方式比較好，而且學生容易接受，教師在此基礎之上再補充幾個案例引導學生分析，能很好地將課題引入。(分析下列反應是否是氧化還原反應)

2CuO + C = 2Cu+ CO2

①

CuO + H2= Cu+ H2O

②

H2O + C = CO+ H2

③

S+ O2= SO2

④

Fe + CuSO4= Cu + FeSO4

⑤

學生在初中學到的判別氧化還原只限于得氧失氧，對于前面三個反應，學生很快就能判斷出是氧化還原反應；對于第④個反應，有些學生還不夠確定；對于第⑤反應，學生則認為不是氧化還原反應。在學生產生認知困惑時，教師提出讓學生分析反應①、②、③除了得氧失氧之外，反應前后元素的化合價是否有變化：在反應①中Cu失去氧被還原，Cu元素的化合價下降了；C得到氧被氧化，而C的化合價上升了，且化合價的升降數值為4。再看看反應②、③情況亦如此，也就說元素在得氧和失氧的同時，伴隨著有化合價的變化。這時教師引導學生認識到一事實：氧化還原反應不僅限于得氧失氧，只要出現了元素化合價升降的反應就是氧化還原反應。將氧化還原反應概念擴大之后，據此，讓學生分析反應④、⑤，得出反應④、⑤也為氧化還原反應。然后再啟發(fā)學生結合初中學習的元素化合價知識，分析元素化合價與原子核最外層電子排布的關系：原子本身呈電中性，原子得電子而帶負電荷，其化合價降低；原子失電子而帶正電荷，其化合價升高。也就是說電子的得與失是化合價變化的本質，即電子的轉移或偏移為氧化還原反應的實質，化合價的變化只是其宏觀表征，由此分析歸納出氧化還原的實質所在。從而將氧化還原的概念擴展至無氧反應，使學生的知識得以拓展。

這種緊扣課本內容并借助學生已有的知識導課，一是可以充分調動學生對所學內容的學習興趣，激發(fā)學生的思維；二是講授知識建立在學生的認知水平之上，學生在學習時難度不大，能較快地接受新知識；三是引導學生自己探究知識，可養(yǎng)成良好的思考習慣。

2 思路之二：條分縷析，梳理概念

化學概念是化學思維的基本起點，但它本身是抽象的，學生在學習過程中大多難以理解其中的內涵，尤其是高一新生剛剛接觸到的新概念更是如此。正因如此，教師在課前就要對教材做細致的研究，分析概念內涵及之間的關系，形成獨特的教學思路，讓學生理解化學概念，以實現在理解基礎上的記憶。也只有理解了概念，學生才能將所學內容牢固地記憶在頭腦中并轉化成自己的知識。分析教材中涉及的氧化還原反應相關的概念：一是多，二是比較抽象；而且學習過程中概念一個一個接踵而至，其內涵深并且聯系廣，滲透到今后許多章節(jié)，學生一時難以適應，給教學帶來了不少的困難。為了避免學生對諸多概念產生混淆，教師要將概念按線索分析，引導學生將概念梳理成序。

第一條概念線索：氧化劑和還原劑。首先讓學生了解概念：在反應中接受了電子，化合價下降了的一類物質稱為氧化劑, 具有氧化性，在反應中被還原；在反應中失去了電子，化合價上升了的一類物質稱為還原劑，具有還原性，在反應中被氧化。氧化劑和還原劑可以是不同種物質，也可以是同種物質。在氧化劑或還原劑中，發(fā)生化合價變化的元素可以是一種，也可以是多種元素，但不管如何變化，氧化劑與還原劑得失電子數一定相等。

再加以實例說明：如Fe +2FeCl3= 3FeCl2反應中Fe失去了電子，它的化合價升高了，Fe充當還原劑；FeCl3中的三價鐵離子Fe3+得到電子，化合價降低了，FeCl3充當氧化劑。

再如：2KClO3=2KCl+3O2↑，反應中KClO3氯元素得電子，化合價降低；KClO3中的氧元素失電子而化合價升高，那么KClO3既是氧化劑又是還原劑。在反應 4FeS2+11O2= 2Fe2O3+ 8SO2中，FeS2中的兩種元素均失去電子，化合價都升高，但這兩種元素失去的電子之和等于氧化劑O2得到的電子數。

概念的進一步拓展：氧化性、還原性是物質的性能，是物質得失電子的能力，這種能力不僅反應物具備，生成物也可以擁有：元素在最高價態(tài)(如Fe+3、S+6等)不再有價電子可以給出，僅僅能顯示出氧化性；元素在最低價態(tài)(如Fe0、S-2)只可給出電子，不能再得電子，僅顯示出還原性；元素在中間價態(tài)(如Fe+2、S0、S+4)則可兼具“兩性”。此外，氧化劑的氧化性大于氧化產物，還原劑的還原性大于還原產物。

第二條概念線索：還原反應與氧化反應。先認清概念：物質失去電子的過程叫做氧化反應，物質得電子的過程則叫做還原反應。參與氧化還原反應的物質應有得失電子的能力。

如上述Fe +2FeCl3= 3FeCl2反應中，Fe→Fe2+發(fā)生了氧化反應，Fe3+→Fe2+發(fā)生了還原反應。參照這個線索，還原劑(Fe)發(fā)生的是氧化反應，反應過程中失去電子被氧化得到氧化產物(Fe2+)。而氧化劑(Fe3+)發(fā)生的是還原反應，反應過程中得到電子被還原得到還原產物(Fe2+)。在這個反應中FeCl2既是氧化產物又是還原產物，大多數反應的氧化產物與還原產物是不同的。

概念的擴展：反應中有物質失去電子必然需要物質接收電子，因此，氧化還原反應既對立又統一，即還原反應與氧化反應是一個化學反應的不同方面，還原反應和氧化反應同時存在于同一個反應之中。并且氧化還原反應中得與失的電子數相等。

將氧化還原反應梳理出這兩條概念線索之后形成的教學思路，不但使教師教得輕松，而且還幫助學生理順了概念之間的關系，學生學習時抓住這兩條主線，就不會造成概念的混亂。

3 思路之三：建立聯系，形成知識體系

在學生掌握了上述概念之后，怎樣將概念建立在學生的知識結構中？這是教師面臨的需要解決的問題。教師在綜合分析時，一要考慮知識結構本身的特點，二要符合學生的認知特點。分析氧化還原反應中涉及的概念，以及概念之間的相互關系，構建出氧化還原的知識體系的概念圖(見圖1)[9]是一個不錯的選擇。

圖1 氧化還原反應知識體系概念圖

通過建立氧化還原反應知識體系概念圖，引導學生將氧化還原反應中涉及的概念進行系統歸納整理，既讓學生對概念本身含義加深理解，同時還使學生對不同概念的各種相互聯系加深了理解。這種概念圖的建立，使得學生將新學的概念與其他概念建立必然的聯系，并將其納入相應的概念系統中，從而使學生全面深刻地理解和掌握氧化還原反應的概念。

4 思路之四：深入研究，探尋規(guī)律

氧化還原反應的概念在中學化學教材中運用得非常普遍、廣泛，氧化還原反應相關內容在教材中分布的位置如附表。[9]

分析中學化學教材不難發(fā)現，氧化還原反應相關內容貫穿于整個中學階段，氧化還原反應的概念涉及諸多知識，要全面掌握這個知識體系并加以應用，就要了解這類反應的反應規(guī)律。根據各個時段學生的知識水平，教師應逐步引導學生歸納物質在進行氧化還原反應的時候應遵循的幾條規(guī)律,并學會運用這些規(guī)律解決實際問題。

(1)第一條規(guī)律：價態(tài)轉化規(guī)律。其一：反應中物質的價態(tài)由高價逐級下降或由低價依次上升，但是如果出現同一元素的最高價態(tài)與最低價態(tài)相互反應時，化合價只能靠攏甚至歸一，而不能交叉或者倒掛，也就是說反應中不存在同種元素的化合價出現交替的狀況。如反應6HCl+ KClO3= KCl + 3Cl2+ 3H2O中變化是：Cl-1→Cl0Cl+5→Cl0；而不能是Cl-1→Cl0，Cl+5→Cl-1。

其二：處于中間價態(tài)的元素，則在某些條件下可自身反應分解成高低價產物。這就是所謂的“岐化反應”。“歧化反應”指某元素同一價態(tài)發(fā)生自身氧化還原后一部分原子被氧化，另一部分的原子被還原。常見的歧化反應有鹵族元素的單質與堿或水的反應：Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O，3Cl2+ 6NaOH = 5NaCl + NaClO3+ 3H2O, Cl2+H2O = HCl + HClO；雙氧水分解制取氧氣的反應：2H2O2= 2H2O +O2↑ ；二氧化氮溶于水：3NO2+H2O = 2HNO3+ NO；硫與熱堿反應；4S +6NaOH = 2Na2S + Na2S2O3+ 3H2O；硫代硫酸鈉與酸反應Na2S2O3+ 2HCl = 2NaCl + SO2↑ + S↓等等。

附表 中學化學各階段氧化還原反應相關知識分布表

其三：“價態(tài)歸中”指同一元素的不同價態(tài)的兩種物質相互反應得到它們中間價態(tài)的產物。常見的歸中反應有C + CO2= 2CO， SO2+ 2H2S = 3S↓+H2O，2Fe3++ Fe = 3Fe2+等。

(2)第二條規(guī)律：得失電子守恒。反應過程中電子從還原劑轉移到氧化劑，既不會憑空消失也不會憑空產生，氧化劑接受電子的數量等于還原劑給出電子的數量，這便是電子守恒規(guī)律。

如：從圖2中可以看出，氯元素在反應中獲得的電子數與氧元素失去的電子數相等。由此，我們可以依據氧化還原反應中電子守恒，來判定氧化還原反應的產物及反應物的系數，如：完成下列反應方程式：

□KClO3+□HCl(濃) →□KCl +□ClO2+ □ Cl2+□□

圖2 氯酸鉀分解電子轉移關系圖

根據氧化還原反應的原理可知，Cl+5→Cl+4，Cl-1→Cl0，采用電子守恒法便可很快得出其反應系數為： 2KClO3+4HCl(濃) →2KCl +2ClO2+Cl2+2H2O，同樣，在一些計算題中，用電子守恒法解題，不僅方法簡單，而且解題速度快。

例：將3.36升的標準狀況下的氯氣通入200 mL的FeBr2溶液中，充分反應后，測得溶液中的Br-有1/3被氧化成溴單質。問原溶液中FeBr2溶液的物質的量濃度是多少？

解題思路：此題如果用常規(guī)的方法解題，根據反應2Fe2++ Br2= 2Fe3++2Br-,就是要先考慮當Fe2+離子全部被氧化為Fe3+后，再開始氧化Br-離子，這樣計算就比較復雜。而用電子守恒法解只需抓住還原劑Fe2+和Br-所失電子數之和與氧化劑Cl2所得電子數相等即可。

解：設FeBr2的物質的量濃度為xmol/L

還原劑：Br-→Br失去電子數為：(0.2 L×xmol/L ×2÷3) ×1 =(0.4x÷3) mol

還原劑：Fe2+→ Fe3+失去的電子數為：(0.2 L×xmol/L) ×1=0.2xmol

則：(0.4x÷3) + 0.2x=0.3x=0.9 mol/L

答：原溶液中FeBr2的濃度為0.9 mol/L。

(3)性質強弱規(guī)律：在氧化還原反應的方程式中，等號兩邊的物質都分別具有氧化性和還原性，反應物的性質強于生成物，反應總是向著生成更穩(wěn)定的物質的方向進行的，也就是：強還原劑+強氧化劑→弱氧化劑+弱還原劑的形式，即可以簡單歸結為氧化還原反應由強到弱的方向進行，否則反應不發(fā)生。在教學中應讓學生熟悉常見物質的氧化性、還原性強弱順序，以便判斷氧化還原反應是否可以進行及其生成的產物，如圖3。

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H2)CuHgAgK+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H2)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+

F2Cl2Br2I2SF-Cl-Br-I-S2-

圖3 氧化性還原性強弱規(guī)律

如：反應Cu2++ Fe = Fe2++ Cu 中產物Fe2+的氧化性比Cu2+弱，產物Cu的還原性比Fe弱，因而反應Fe2++Cu=Fe + Cu2+就是不成立的。

(4)反應順序：發(fā)生反應時，若一種還原劑與多種氧化劑共存，則氧化性最強的與還原劑先發(fā)生反應；如果還原劑充足，則按氧化性由強到弱依次反應，反之亦然。如：在含有Fe3+、Cu2+、Ag+溶液中加入少量的Zn粉，則Zn先與氧化性最強的Ag+反應，只有當Ag+完全反應，才考慮還原Fe3+，而后再是Cu2+。同樣，在含有S2-、Br-的混合溶液中通入少量的Cl2，則Cl2先將還原性強的S2-氧化，只有當S2-氧化完全，才考慮氧化Br-。

古人說“授人以魚不如授人以漁”，教學亦是如此。在教學中，教師要通過合適的方式啟發(fā)學生去發(fā)掘這些規(guī)律、掌握這些規(guī)律，使學生能夠更好地運用所學的知識解決實際的問題。而要做到這些，教師在課前對教材的分析研究，是必不可少的。

綜上所述，教師在教學過程中注意將教材仔細分析研究，充分吃透教材，形成自己的有特色的教學思路是構建良好教學效果的有效途徑。氧化還原反應知識在整個高中化學中均有涉及，學好這部分內容對于以后的化學學習至關重要。通過一系列的教學思路的實施后，學生對于氧化還原反應的概念從它的形成、概念之間的關系以及概念中存在的規(guī)律都有比較清晰的認識，同時也培養(yǎng)了學生分析歸納問題的能力，逐步形成正確的學習方法。

[1]王玲.高中化學“氧化還原反應”教學思考[J]. 考試周刊, 2012(總67)：146-146.

[2]文劍鋒.以氧化還原反應概念為例探究高中化學障礙及教學方法[J].中學化學教學參考, 2015(8)：30.

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[10]蘇潔慶.高中化學氧化還原概念的教學探究[J].理科考試研究(綜合版),2014(1)：60-61.

[11]王永森.高中化學中的氧化還原系統及其應用[J].化學教學, 2015(6)：86-89.

Export Teaching Ideas Based on Teaching Material Analysis ——take exporting REDOX teaching idea as an example

GAO Zhao-fen, ZHANG Xiao-lan, WEI Zhen

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shangrao Normal University, Shangrao Jiangxi 334001,China)

One of the vital part of teaching is the teacher must do completely research to the teaching material, to find a better way of teaching and thinking that will guide the student to study. The only way to guarantee the effectiveness of classroom teaching is to analyzes teaching material systematically. REDOX is a difficult point in the middle school chemistry teaching, so teachers need to continue to study the teaching material in the teaching process, and to find out the reasonable teaching method and strategy, to promote students to understand and master the REDOX reaction, to improve the teaching effect.

teaching material; analysis; the teaching ideas; REDOX reaction

2016-08-29

江西省教改課題(JXJG-15-16-5)

高兆芬(1962-)，女，江西萬年人，副教授,研究方向：化學教學研究。E-mail ：gzf6206@126.com

G451.6

A

1004-2237(2016)06-0068-06

10.3969/j.issn.1004-2237.2016.06.015