運用概念圖策略實施氧化還原反應教學

袁君亞 陳 林

（江陰市長涇中學 江蘇 江陰 214411）

“概念圖”是一種知識以及知識之間的關系的網絡圖形化表征，能實現思維可視化，理想地展示概念及概念之間的關系。在氧化還原反應教學中，概念多，很難記，十分容易混淆，很多學生無法建立正確的概念聯系。運用概念圖策略，用結構網絡形式呈現氧化還原反應概念之間的聯系，幫助教師進行有效教學分析，促進學生對概念本質及子概念聯系的理解。

一、制作概念圖，幫助老師進行教學分析，確定教學邏輯

氧化還原反應中概念多而且抽象、關系復雜，這是導致很多教師教學設計難以處理，學生機械記憶口訣，不理解氧化還原反應中概念其中很重要的一條原因。

圖1 化學1氧化還原反應中的知識結構體系

筆者以為除了認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生電流的演示實驗，讓學生看到真實的電子轉移之外，更重要的是由教師通過教學分析確定的教學邏輯順序，即綜合考慮知識邏輯和學生的認知邏輯的基礎上，確定的教學邏輯順序，表現為各組概念的教學順序及其聯系的展開。不合學生認知邏輯的教學，再精彩，也只能給學生的思維帶來堵塞，最終導致學生不理解，只能機械學習，死記硬背，達不到概念遷移的要求。

在進行教學分析時，可按照以下步驟操作：

（1）認真分析課程標準、教材等目標要求，制作一張完整的氧化還原反應學習的知識結構體系如圖1，正確表示各概念之間的聯系及概念的層級水平，離核心概念越遠，表示其層級水平越高。

（2）對學生經過初中及高中前面的學習，已形成的氧化還原觀，進行調研，并在知識結構圖中做出標識。由于篇幅關系，不再另作圖標識，下面改用文字說明。

①在初中形成了從得失氧的角度分析氧化反應和還原反應的視角，且對于很多學生而言，氧化與還原是分裂的，沒有聯系的。

②化學1（蘇教版）將氧化還原反應分成兩部分編寫，在專題1第一單元中物質的分類里，從化合價的變化定義了氧化還原反應，鑒于此部分內容的學習，學生對氧化還原反應形成了“兩層皮”，一張是初中的得失氧的氧化反應與還原反應，另一張就是化合價變化，兩者互不相干，有很多同學對此產生了疑問，“兩者有沒有聯系呢？”

（3）整合氧化還原的知識結構體系與學生的學情，構建核心概念的教學邏輯。

二、借助概念圖，引導學生經歷知識形成，體會概念內涵

許多教師認為氧化還原反應是高中知識的重中之重，而學生又難以獨立自學，一味地認為只要自己講得清楚，學生就會掌握好，從得氧失氧的原始特征到化合價升降的表面現象，到電子轉移的本質原因，并以討論初中學過的四類基本類型反應與氧化還原反應的關系、氧化劑和還原劑、氧化產物和還原產物等為輔線來充實相關概念，最后再加以一定量的練習、應用來鞏固概念。殊不知，這種零碎的概念依靠教師傳授，對氧化還原的理解并不是通過自己思考后得知的，學生在課堂上只是一個被動的學習者，這背離了新課程的理念，在實際的教學中也是行不通的。

表1 有關氧化還原反應教學邏輯順序設計

教學中，筆者指導學生在化學方程式下方采取直觀的化合價升降與“氧化”“還原”概念關聯法（圖2），直觀形象，通俗易懂。

圖2 結合例子呈現氧化還原反應的知識結構概念圖（局部）

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

三、利用概念圖，評價學生習得概念的掌握水平，診斷存在問題

概念圖能直觀地體現概念之間的聯系，通過布置學生畫概念圖來梳理概念之間的聯系的任務，可幫助教師評估學生概念掌握水平及學生自己分析概念形成中是否存在問題。

比如，在氧化還原反應新授課快結束時，布置學生通過畫圖來展示 “氧化還原反應中幾組概念之間的聯系”。下面是學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，四位同學分別用不同的形式來表達氧化還原反應中幾組概念間的關系，從中我們可以發現：

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

（2）作品1正確描述了氧化反應（或還原反應）中反應物轉化為產物的過程中電子、化合價發生的變化，說明該學生已形成了正確的概念關系，作品2中少了產物的描述。

（3）作品3、4在描述氧化反應（或還原反應）中各組概念的聯系時，存在認識錯誤。比如作品3，“降得還為還原劑”未建立反應物（還原劑）、產物（氧化產物）與反應類型（氧化反應）間的正確關系；比如作品4，“化合價升高，得電子”化合價的變化與電子的得失未建立正確的聯系。

教師在下一課時可以采取特定的措施或教學策略對以上問題及時加以糾正或補救。

又如在學生普遍感到無從著手的電化學反應中，用概念圖的程序化的分析來判斷可充電電池放電時的正負極和充電時的陰陽極，就可以輕松地解決問題，如兩極的判斷，電極方程式的書寫以及反應中的各個量的關系等。

圖3

以蘇教版《化學反應原理》課后習題中的鎳鎘可充電池為例，見圖3：氧化還原反應概念關聯，標出反應和兩極，失電子的一極發生氧化反應，得電子的一極發生還原反應；放電時失電子的一極為負極，得電子的一極為正極。充電時失電子的一極為陽極，得電子的一極為陰極（再以陽氧氧負的諧音“養羊養富”回顧檢查）。在元素上方將其連接，還可找出放電時的電子轉移數目和方向，充電時外加電源正負極的連接情況。電極方程式的書寫先找出反應前后的物質，寫上電子得失數目，根據介質和電荷守恒規律配平電極方程式。

總之概念圖作為一種教與學的認知工具，幫助教師從整體上把握知識的體系，以層狀結構形式呈現各種概念及其關系，同時也能幫助學習者整合新舊知識，在頭腦里形成不斷系統化的認知結構，促進概念的理解。

［1］ 江敏.從系統的角度對化學反應的知識進行建構 ［J］.中學化學教學參考，2012，（9）

［2］ 朱春苗.高中新課程化學作業設計和實施的策略研究［D］.東北師范大學，2010