高中化学论文：氧化还原反应教学中实施观念建构教学浅析

1氧化还原反应教学中实施观念建构教学浅析【摘要】氧化还原反应观念是氧化还原反应知识背后的思想和观点，实施观念建构的教学有利于学生对知识深入、持久的理解和灵活运用，有利于提升学生的素质，本文对氧化还原反应实施观念建构的教学提出了一些具体的做法。【关键词】 氧化还原反应；观念建构教学一、问题的提出中学化学教学必须从知识为本的教学改为观念建构的教学。观念就是一个人的看法和思想，是客观事物在人脑里留下的概括性认识。教育真正的价值不是具体的学科知识，而是知识升华后留在人们思想意识里的观念。氧化还原反应教学就是一个典型，作为高中化学学科的核心观念之一，氧化还原反应观念的教学贯穿于中学化学教学过程，形成氧化还原反应观念对于一个人的科学文化素养非常重要。学生对氧化还原反应的认识是一个由浅入深、由表及里、由宏观到微观、由现象到本质的过程，如何进行氧化还原反应的有效教学是每一位化学老师关注的重要课题，本文汇报了在氧化还原反应教学中实施观念建构教学的初步成果。二、氧化还原反应教学中实施观念建构教学的过程实施观念建构教学对教师提出了更高的要求，要求教师在教学之前对本单元知识有观念性的理解，能把具体知识的教学与对本单元主题的理解和观念的建构联系起来，要求教师在各个教学环节中有为实现观念建构而教学的强烈的目的性和针对性。1、建立对氧化还原反应的正确认识（1）从得氧失氧角度认识氧化还原反应学生在刚接触氧化还原反应时，对氧化、还原、氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物等概念陌生，学习难度大。因此， 在氧化还原反应学习之初， 所选用的一些氧化还原反应示例应该是学生最熟悉的，涉及到的元素也应该是学生最熟悉的。例如，H 2+CuO=Cu+ H2O 反应，H 2 得氧发生氧化反应，CuO 失氧发生还原反应，教师要沉下心来，让学生吃透典型，初步形成对氧化反应、还原反应，氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等核心概念的认识，这是学生形成氧化还原反应观念的基础，再要求学生能触类旁通地将这些概念运用于其他重要的化学反应中，如 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 反应中的氧化还原情况。反之，如果在概念教学的初始阶段工作马虎，教师选用比较复杂的氧化还原反应，进行枯燥、抽象的概念讲解，学生可能会背诵记忆相关的概念而不能进行至关重要的理解，这对学生头脑中建立清晰而正确的氧化还原概念体系会产生负面的久远的影响。从氧化还原反应观念的形成过程来看，还应激发学生在这一阶段学习的兴趣，如组织学生讨论上述氧化还原反应原理在工业生产中的实际应用，让学生认识到氧化还原反应学习的重要性，调动学生思维的积极性。此外，教师还应明确得氧失氧角度认识氧化还原反应，虽然是学生对氧化还原反应的最初步的认识，但这一认识在有机化学的学习中也有其特殊的重要性，对学生这一入门教学会予以特别重视。（2）从元素化合价升降角度进一步认识氧化还原反应要用化合价升降来认识氧化还原反应，首先要组织学生认识化合价的概念，通过讨论可知得氧反应与化合价升高反应、失氧反应和化合价降低反应的关系，再上升到如何从元素化合价升降的观点审视、定义氧化还原反应，从而让学生明确氧化还原反应中的概念与2元素化合价升降之间的关系，让学生从得氧失氧角度平滑上升到化合价升降角度认识氧化还原反应，有利于学生最终建立氧化还原反应的正确观念。 （3）从电子转移角度深入认识氧化还原反应的本质化合价升降是氧化还原反应的宏观表现, 电子得失才是氧化还原反应的微观本质。在学习氯气的性质后，对氧化还原反应的认识要从具体到抽象，从宏观深入到微观，引导学生根据已掌握的物质结构的初步理论，结合钠与氯气反应的实验现象，通过分析、抽象、概括的思维过程，将学生对氧化还原反应的感性认识上升到理性认识，使学生能从原子结构及电子转移的角度去深入认识氧化还原反应的本质，同时也可组织学生讨论电子转移与能量转化的关系，让学生认识到氧化还原反应在日常生活中的广泛应用，为后续的电化学等学习打下基础。 普通高中化学课程标准化学 1 对氧化还原反应的要求就是“根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移,举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。”总之，氧化还原反应的本质是电子转移, 在反应中电子有得必有失, 因此氧化与还原相互依存。虽然氧化还原反应的相关概念多, 易混淆，易相互干扰而产生负迁移, 但只要注意概念的各个层次与梯度，理清概念间的内在联系和规律性，统筹安排对氧化还原反应这一单元的学习就可做到事半功倍。学生快而准地认清氧化还原反应中的重要概念是搞好氧化还原反应这一单元教学的前提，也是实施氧化还原反应观念建构教学的基础。如果未搞好这一阶段的基础教学，会严重影响后续的学习。2、在氧化还原反应的分析过程中形成观念（1）分析反应前后元素化合价的变化，关注氧化性和还原性在氧化还原反应中找出化合价变化的元素所在的物质,使学生对氧化还原反应的关注转移到对参与反应的物质的关注。通过氧化性、还原性的概念教学, 使学生明确当元素处于最高价态时只具有氧化性，处于最低价态时只具有还原性，处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性，如亚硫酸盐、亚铁盐等既具有氧化性又具有还原性。元素化合价与物质氧化性、还原性之间关系的讨论与分析,既是新概念的学习,也是对前面氧化还原反应概念的检验、反馈。在氧化还原反应中, 氧化剂得电子化合价降低 , 生成还原产物, 还原产物处于低价态具有还原性, 在其他反应中又可作为还原剂。反之, 由还原剂得到的氧化产物具有氧化性, 在其他反应中可作为氧化剂, 即氧化还原反应总是较强的氧化剂和较强的还原剂反应, 转化成较弱氧化剂和较弱还原剂, 氧化还原反应的方向是由“两强到两弱” ，通过上述分析归纳提高学生对氧化还原反应的认识水平。（2）判断物质氧化性与还原性的强弱，初步形成氧化还原反应观念根据下列反应：Cl 22I -2Cl -I 2 ，Br 22I -2Br -I 2，2Br -Cl 2Br 22Cl -，可推知氧化性强弱顺序是 Cl2Br2I2 ，还原性强弱顺序是 I-Br-Cl- 。若向含有 I-、Br -的混合溶液中，加入足量的 Cl2，能被氧化的有 I-、Br - ，被氧化的秩序是先 I-后 Br-。可采用一些讨论题让学生巩固练习，初步形成氧化还原反应观念，例如,人们为了把海水中的 Br-、海带等海产品浸出液中 I-转化成溴、碘单质，应加入的是氧化剂还是还原剂？分别是什么？它们的强弱应该如何才合适？写出反应方程式，标出电子转移的方向和数目。3、自觉运用氧化还原反应观念解决问题（1）氧化还原反应观念运用于化学反应的分类和判断例如，有下列反应：氧化钙与水反应， 氯气与氢气化合， CaCO3受热分解 ， KClO3在 MnO2催化作用下分解，钠与水反应，硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合，分析哪些为氧化还原反应，哪些为非氧化还原反应，通过讨论得出氧化还原反应与四种基本反应类型的关系：置换反应都是氧化还原反应，复分解反应都是非氧化还原反应，有单质参与的化合反应一定是氧化还原反应，有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。再如：含 Fe3+和3Cu2+的混合溶液中加入 Fe 粉，何者先得电子被还原；将 Cl2 通入 FeBr2 溶液中，何者先失电子被氧化。在分析判断中可得出结论：氧化性越强的氧化剂与还原性越强的还原剂之间越易发生反应，若多种氧化剂同时遇一还原剂，强的氧化剂先得电子发生反应；同样，若多种还原剂同时遇一氧化剂，强的还原剂先失电子发生反应。 （2）氧化还原反应观念运用于日常生活例如，人体不能很好地吸收利用 Fe3+，科学研究表明服用含 FeSO4 的补血剂时，同时服用维生素 C，有利于铁元素的吸收。试分析维生素 C 在这一过程中的作用是什么？正确的答案是“维生素 C 作还原剂，防止 Fe2+被氧化” 。 （这是高一学生第一学期期末统考的一道考题，学生的答案五花八门：如“维生素 C 具有氧化性，能使 Fe3+氧化为 Fe2+”；“维生素 C 能代替 Fe3+被还原” ； “ 维生素 C 起到了氧化剂的作用，使人体充分吸收铁元素”等等） 。从学生的不正确答案中可知，氧化还原反应观念用于分析问题和解决问题的能力的形成，需要师生持之以恒的努力，在日常生活中氧化还原反应观念的不断练习运用就是一个解决方法，要用氧化还原反应观念去分析的生活事例比比皆是，如电池、金属腐蚀、环境保护等。这也说明无论学生将来如何发展,都应该具备从氧化还原角度认识事物变化的素质。（3）氧化还原反应观念运用于生产和实验在工业生产中，氧化还原反应用于冶炼金属，用于电解、电镀，用于重要化工产品的生产，如合成氨、合成盐酸，生产硫酸、硝酸等，用于石油化工，如催化加氢、催化去氢、链烃氧化制羧酸等，用于纺织工业中的漂白、消毒等。在农业生产中，认识植物的光合作用、呼吸作用，认识肥料在土壤中的变化，认识晒田与灌田主要是控制土壤里的铁、锰元素的氧化态。在实验室里，贮存氯水、硝酸、硝酸银等试剂要用棕色试剂瓶，在配制FeSO4 溶液时总是放入一些铁粉或小铁钉。三、氧化还原反应教学中实施观念建构教学的几点体会1、实施观念建构教学促进师生教与学方式的转变新课程改革的重要特点是“由浅入深，由易到难，循序渐进，螺旋上升。 ”教师在教材的处理过程中要策略化、结构化、价值化、综合化，教学时应根据学生的认知过程，进行整体设计，采用步步为营、层层深入、循循善诱、反复巩固、不断发展的方法，教师的教学过程要符合学生的认知规律和化学知识的内在联系。学生在学习过程中要经常自我反思，不断修正错误，重新建构自身的知识，尽量避免采用机械记忆的学习方式，而要采用与他人交流讨论的方式获得日益清晰的心得。2、实施观念建构教学增强了学生灵活运用所学知识的能力实施观念建构教学，使学生的学习行为从被动地记忆知识、贮存知识向主动地理解知识、建构观念转变，学生的理解和思维达到高层次的抽象概括水平，在解决相关问题时就会有灵活处理能力。学生观念的形成是以深刻理解为前提的，从而可避免知识学习的短期效应。氧化还原反应实施观念建构的教学,就是为了使学生对化学反应的认识,从现象深入到本质, 由宏观深入到微观，从概念上升到观念，实现学生知识水平、解决问题能力的飞跃。3、实施观念建构教学有利于提升学生的科学素养新课程旨在使每一个学生的科学素养得到提高，以化学为载体学科学，学生在学习化学知识的同时，还要形成独特的学科思维，