《化學(xué)1》氧化還原反應(yīng)概念學(xué)習(xí)阻礙點(diǎn)診斷與教學(xué)策略研究

鄭文昌+曹星

摘要：診斷高一新生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)概念學(xué)困主要體現(xiàn)在：概念的外延與內(nèi)涵沒有把握好，缺少對(duì)概念的深度表征，元素化合價(jià)是阻礙氧化還原反應(yīng)概念運(yùn)用的重要因素。文章針對(duì)阻礙點(diǎn)，提出相應(yīng)教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：氧化還原反應(yīng)概念；學(xué)困；教學(xué)策略；表征

文章編號(hào)：1008-0546（2014）07-007-04 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.003

一、研究背景

筆者在多年《化學(xué)1》的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的知識(shí)存在如下的問題：學(xué)生對(duì)如何判斷氧化還原反應(yīng)比較清楚，絕大多數(shù)學(xué)生能判斷簡單的氧化還原反應(yīng)，但對(duì)于較復(fù)雜的反應(yīng)，學(xué)生不能較好地做出判斷；我?guī)е鴨栴}查閱了有關(guān)的文獻(xiàn)。關(guān)于氧化還原反應(yīng)的研究較多，主要體現(xiàn)在下面幾方面：（1）對(duì)氧化還原反應(yīng)知識(shí)體系的研究；（2）對(duì)氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)研究，如高考中常見的氧化還原反應(yīng)題型與考查形式等；（3）對(duì)氧化還原反應(yīng)有效教學(xué)研究，如田字格模型、建構(gòu)主義理論、運(yùn)用先行組織者策略、拋錨式教學(xué)法等在氧化還原反應(yīng)教學(xué)中的應(yīng)用；（4）對(duì)氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的研究，如胡久華、王磊認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)，可形成“分類觀”、“轉(zhuǎn)化觀”等化學(xué)基本觀念。（5）關(guān)于氧化還原反應(yīng)的學(xué)生學(xué)習(xí)心理和認(rèn)識(shí)發(fā)展的研究，如丁偉、謝兆貴對(duì)學(xué)生氧化還原反應(yīng)內(nèi)部表征的研究。雖然關(guān)于氧化還原內(nèi)容的已有較多研究，但缺少對(duì)高一學(xué)生學(xué)習(xí)《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)內(nèi)容的研究，對(duì)高一學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)所產(chǎn)生的阻礙認(rèn)識(shí)不足，所采取的教學(xué)策略缺少實(shí)證。學(xué)生在《化學(xué)1》中對(duì)氧化還原反應(yīng)有哪些阻礙點(diǎn)，基于阻礙點(diǎn)，應(yīng)采取哪些教學(xué)策略才能提高教學(xué)效率，是本研究所要解決的問題。

二、研究對(duì)象

選取了湛江農(nóng)墾實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一年級(jí)205名學(xué)生作為研究對(duì)象，這些學(xué)生來自兩位教師執(zhí)教的不同班級(jí)，分別是高一（1）、高一（2）、高一（10）、高一（11）四個(gè)班。高一（1）和高一（2）這兩個(gè)班是本校的實(shí)驗(yàn)班，入學(xué)的平均分?jǐn)?shù)為778分，與縣級(jí)重點(diǎn)中學(xué)的入學(xué)成績大概相當(dāng)。高一（10）、高一（11）班是兩個(gè)普通班，入學(xué)的平均成績是630分左右。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班的化學(xué)入學(xué)成績平均分是87分（100分制），兩個(gè)普通班的化學(xué)入學(xué)分?jǐn)?shù)是64分，湛江市中考化學(xué)平均分為50.3分。

三、氧化還原反應(yīng)概念學(xué)習(xí)阻礙點(diǎn)診斷及教學(xué)策略

1. 高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念診斷分析

當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)習(xí)就是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的組織和重新組織。因此了解學(xué)生已有的氧化還原反應(yīng)知識(shí)結(jié)構(gòu)，特別是了解學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的前概念是進(jìn)行氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)的基礎(chǔ)和前提。高中氧化還原反應(yīng)概念是建立在初中概念的基礎(chǔ)之上的，研究高一學(xué)生深化學(xué)習(xí)概念之前的前概念種類、分析其形成的可能原因，了解學(xué)生的思維現(xiàn)狀和認(rèn)知水平，對(duì)于高一年級(jí)化學(xué)教師進(jìn)行氧化還原反應(yīng)概念的教學(xué)具有重要的作用。

（1）研究方法及問卷結(jié)果

通過編制紙筆測驗(yàn)，測量高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念，并對(duì)測驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。首先，選取研究對(duì)象進(jìn)行前概念測驗(yàn)，測試高一學(xué)生已具有的對(duì)于氧化還原反應(yīng)概念的認(rèn)識(shí)；其次，根據(jù)測驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；最后，分析剛?cè)雽W(xué)的高一新生氧化還原反應(yīng)的前概念情況，為高一氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)作為參考。（1）根據(jù)化學(xué)入學(xué)成績把測試對(duì)象205人分為學(xué)優(yōu)生90人與一般生105人，在高一年級(jí)第一學(xué)期開學(xué)后的兩周進(jìn)行測試。（2）測驗(yàn)工具的根據(jù)有：①普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》所提出的有關(guān)“氧化還原反應(yīng)”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)；②蘇教版教材配套的化學(xué)1教學(xué)參考；③2011年廣東中考考綱。按本研究的目的精選或設(shè)計(jì)試題編制了“高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念的調(diào)查問卷”的測驗(yàn)題。測試題為氧化還原反應(yīng)的辨析（判斷題），測試題設(shè)計(jì)多種類型的氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)。通過學(xué)生的辨析，分析其對(duì)氧化還原反應(yīng)概念辨析的依據(jù)，即了解其前概念。（3）研究過程對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行測驗(yàn)必要的說明，利用 《 高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念的調(diào)查問卷 》在同一時(shí)間開始測驗(yàn)，測試時(shí)間約為 20 分鐘。對(duì)測驗(yàn)進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)，采用 Excel 軟件對(duì)測驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如下圖1所示。在對(duì)測驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析后，選取部分研究對(duì)象進(jìn)行調(diào)查和訪談。根據(jù)測驗(yàn)結(jié)果，研究者通過學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)概念的辨析，分析學(xué)生氧化還原反應(yīng)的辨析依據(jù)，了解其氧化還原反應(yīng)前概念。經(jīng)過分析與統(tǒng)計(jì)，記錄高一年級(jí)不同層次的學(xué)生具有某一氧化還原反應(yīng)前概念的人數(shù)占該層次學(xué)生總數(shù)的比例。

（2）氧化還原反應(yīng)前概念情況分析

從上圖表分析可看出：

①學(xué)生能從化合價(jià)變化來判斷氧化還原反應(yīng)是因?yàn)樗麄兛催^一些課外資料或老師在課外輔導(dǎo)（如化學(xué)競賽輔導(dǎo)）時(shí)講過，學(xué)生認(rèn)為置換反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)也是因?yàn)槔蠋熢谡n外輔導(dǎo)時(shí)講過。②學(xué)生認(rèn)為物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)是因?yàn)槌踔姓n介紹過氧化還原反應(yīng)的概念（失氧被還原，得氧被氧化），而有的同學(xué)認(rèn)為有氧元素參加的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)是因?yàn)閷?duì)概念沒有理解透徹。③學(xué)生認(rèn)為沒有氧元素參加的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，這是因?yàn)槌踔姓n本沒有提及，還有部分學(xué)生認(rèn)為“氧化還原反應(yīng)”概念中有“氧”這個(gè)字眼，所以顧名思義，認(rèn)為氧化還原反應(yīng)必須有氧參加。

2. 高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)概念轉(zhuǎn)變?cè)\斷分析

（1）研究方法及測試數(shù)據(jù)結(jié)果

①通過自編《高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)概念形成測驗(yàn)卷》紙筆測試題，測量高一學(xué)生判斷一些反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)，并給出判斷的理由。在同一時(shí)間開始測驗(yàn)，對(duì)測驗(yàn)進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)，采用 Excel 軟件對(duì)測驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

②根據(jù)作答情況，選取典型的作答者，采取個(gè)別調(diào)查及訪談的方法，根據(jù)預(yù)設(shè)的訪談提綱或問題綱要，對(duì)被試進(jìn)行調(diào)查性的談話，并作好記錄，提供實(shí)證的依據(jù)。

③測試時(shí)間：學(xué)習(xí)完《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)后一個(gè)月測試進(jìn)行測試，測試時(shí)間為20分鐘。

④被測對(duì)象的授課老師在授課前沒有對(duì)學(xué)生氧化還原反應(yīng)的前概念進(jìn)行分析。

⑤測試結(jié)果如下面表1、表2所示。

（2）分析討論

問卷及對(duì)師生的訪談?dòng)邢旅娴木砻嬖\斷結(jié)果：

①根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果有如下顯示：有98%的學(xué)生能根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征（元素化合價(jià)升降）來判斷是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)；利用電子轉(zhuǎn)移、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)、單質(zhì)參加反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系做為輔助判斷方法的學(xué)生有92.5%。

②通過部分學(xué)生訪談，發(fā)現(xiàn)絕大數(shù)學(xué)生都知道根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征（元素化合價(jià)的升降）來判斷氧化還原反應(yīng)。

③雖然知道從化合價(jià)的變化來判斷氧化還原反應(yīng)的學(xué)生占98%，但判斷具體的化學(xué)反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)，正確率只是88.8%，還有部分學(xué)生判斷錯(cuò)誤。

④有近一半的學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)概念的理解角度單一，只是會(huì)從化合價(jià)升降角度來闡釋，對(duì)概念的表征缺少深度，保留中表層或中層的層面。

從上面問卷可看出：

①對(duì)氧化還原反應(yīng)的概念的認(rèn)識(shí)，學(xué)生已從初中“得氧失氧”的認(rèn)識(shí)順利過渡到“化合價(jià)的升降”的表層認(rèn)識(shí)，初中對(duì)氧化還原反應(yīng)的前概念對(duì)高中氧化還原概念的形成基本沒有影響。

②雖然絕大多數(shù)學(xué)生知道根據(jù)元素化合價(jià)是否變化來判斷氧化還原反應(yīng)，但在對(duì)具體的化學(xué)反應(yīng)判斷中還是出現(xiàn)較多錯(cuò)誤，原因是對(duì)化學(xué)式中各種元素的化合價(jià)不很清楚，特別是對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式中有較多的反應(yīng)元素、下面是參加本次研究測試部分學(xué)生訪談?dòng)涗洠?/p>

T：你是根據(jù)什么來判斷某一化學(xué)反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)？

S1：看元素化合價(jià)有沒有變化。

T：很好，你是怎么知道化合價(jià)有沒有變化呢？

S2：把元素化合價(jià)都標(biāo)出來。

S3：有單質(zhì)參加反應(yīng)，化合價(jià)一定發(fā)生變化。

T：既然你們都知道根據(jù)化合價(jià)是否變化來判斷是不是氧化還原反應(yīng)，為什么這道題還是做錯(cuò)了呢？

S2：我標(biāo)出了部分元素的化合價(jià)，但還有的元素化合價(jià)不知道，我是猜的，但結(jié)果猜錯(cuò)了。

S1：我標(biāo)錯(cuò)了化合價(jià)。

T：你能標(biāo)出這一化學(xué)反應(yīng)方程式的元素的化學(xué)價(jià)嗎？

S3：不能，我是根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)做對(duì)的。

T：你的答題是全對(duì)的，而且你的判斷的理由全是根據(jù)化合價(jià)的變化，你判斷時(shí)都標(biāo)出元素的化合價(jià)嗎？

S4： 沒有，很多元素化合價(jià)變不變，一看就知道了，能看出來化合價(jià)才標(biāo)，如有單質(zhì)參加反應(yīng)，化合價(jià)一般都變。

很多學(xué)生想標(biāo)出所有元素化合價(jià)來判斷是否是氧化還原反應(yīng)，但標(biāo)化合價(jià)往往受阻（標(biāo)錯(cuò)或標(biāo)不出來），所以有很多學(xué)生根據(jù)氧化還原反應(yīng)與四大反應(yīng)類型（置化反應(yīng)、分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)）的關(guān)系來進(jìn)行判斷，但有部分學(xué)生只是死記硬背，本質(zhì)關(guān)系不理解，或?qū)λ拇蠓磻?yīng)類型分辨不清，所以也做錯(cuò)了題目。

③在問卷中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生對(duì)氧還原反應(yīng)的表征主要是文字表征，在文字表征中主要是根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征（元素化合價(jià)的變化）來表征，雖然大部分學(xué)生在文字表征中也有多種形式，如有元素化合價(jià)變化的是氧化還原反應(yīng)，有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，置換反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)等，但對(duì)這些表征之間的聯(lián)系缺少思考，所以大部分的學(xué)生只是保留中表層或中層的理解。在問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生認(rèn)為：一個(gè)反應(yīng)中有化合價(jià)的升高不一定有化合價(jià)的降低，O2變成O3是氧化還原反應(yīng)，因?yàn)橛袉钨|(zhì)參加反應(yīng)，有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。還有部分學(xué)生認(rèn)為一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)就是非氧化還原反應(yīng)是錯(cuò)的。

（3）診斷小結(jié)

高一學(xué)生在《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)困難主要表現(xiàn)在：一是不能抓住核心元素的化合價(jià)進(jìn)行分析，對(duì)常見元素化合價(jià)較陌生；二是對(duì)氧化還原反應(yīng)概念的理解只是保留中表層或表層的理解，也就是只知道氧化還原反應(yīng)的特征（化合價(jià)變化），對(duì)化合價(jià)變化與電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系、電子得失等關(guān)系認(rèn)識(shí)模糊，不能多角度來表征氧化還原反應(yīng)。

（4）教學(xué)策略

概念可分為定義性概念和具體概念，從氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)屬性看，它是從化學(xué)反應(yīng)中元素化合價(jià)變化的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)而形成的概念，應(yīng)屬于定義性概念。概念的學(xué)習(xí)方法有概念的形成與概念的同化，前者可理解為自下而上的學(xué)習(xí)，后者可理解為自上而下的學(xué)習(xí)。雖然外界給學(xué)生呈現(xiàn)的是新概念的定義或概念特征的描述，在概念同化與概念形成中，都要求學(xué)生將自己原有的知識(shí)與新呈現(xiàn)的材料在頭腦里發(fā)生積極的相互作用，才能將外部提供的材料轉(zhuǎn)化為自己的認(rèn)知內(nèi)容[1]。但對(duì)于氧化還原反應(yīng)概念的學(xué)習(xí)，采取這兩種學(xué)習(xí)方法對(duì)氧化還原反應(yīng)的表征深度不一樣。通過訪談被測試學(xué)生的授課教師，兩位教師在講授氧化還原反應(yīng)的概念時(shí)，采用的教學(xué)方法是傳統(tǒng)講授與練習(xí)法。以鈉與氯氣反應(yīng)做為典型的例子，直接用下定義的方式將氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)特征呈現(xiàn)給學(xué)生，同時(shí)舉少量具有典型意義的正反例子加以說明，證實(shí)定義中涉及的共同屬性，同時(shí)做適當(dāng)?shù)木毩?xí)，大部分學(xué)生可以根據(jù)概念的定義判斷其是否屬于氧化還原反應(yīng)。但由于學(xué)生對(duì)概念的意義構(gòu)建得不完整，對(duì)概念理解不透徹，只是保留中表層或中層的表征，對(duì)電子的得失關(guān)系、電子的轉(zhuǎn)移與化合價(jià)等關(guān)系的認(rèn)識(shí)上模糊，遇到似是而非的問題時(shí)，判斷出現(xiàn)搖擺不定，不能很好地辨別。

①降低難度。因?yàn)閷W(xué)生才剛接觸氧化還原反應(yīng)，理論是新的，又因?yàn)槌踔谢瘜W(xué)中沒有系統(tǒng)介紹化合價(jià)，也給概念的理解帶來了難度，所以在開始學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時(shí)，選用例題和練習(xí)時(shí)要選用老面孔，若選用學(xué)生不熟悉的化學(xué)方程式，不但增加了難度，也會(huì)沖淡新理論學(xué)習(xí)的重要地位。

②引導(dǎo)學(xué)生從不同的外部表征來加強(qiáng)內(nèi)部表征的深度。我們倡導(dǎo)教育者使用多樣化的概念表征形式進(jìn)行教學(xué)，可達(dá)到影響、促進(jìn)和幫助學(xué)生多視角、透徹理解概念本質(zhì)的目的，幫助建構(gòu)學(xué)生易于理解和適合記憶的內(nèi)部表征形式。

a.從化合價(jià)變化的角度引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型關(guān)系的。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，是因?yàn)橐欢ㄓ性氐幕蟽r(jià)發(fā)生了變化，復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)，是因?yàn)樵鼗蟽r(jià)一定不發(fā)生變化，化合反應(yīng)與分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng)是因?yàn)榛蟽r(jià)可能發(fā)生變化。以上內(nèi)容應(yīng)舉正反例證進(jìn)行對(duì)比說明。

b.引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的特征（化合價(jià)變化）與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)（電子轉(zhuǎn)移）的關(guān)系在《化學(xué)1》中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前，學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上再次學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)。基于此認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來理解電子轉(zhuǎn)移與化合價(jià)的關(guān)系，為什么失去電子化合價(jià)會(huì)升高，得電子化合價(jià)會(huì)降低，加深對(duì)氧化還原反應(yīng)本質(zhì)與特征的理解。

c.概念變式練習(xí)概念的變式，是指從不同角度和方面組織材料，使概念的非本質(zhì)要素變異，突出概念本質(zhì)特征的方法。在學(xué)習(xí)過程中，通過變換與概念無關(guān)的、非本質(zhì)的屬性，變換學(xué)習(xí)者的思維路徑，促使學(xué)習(xí)者從不同角度理解概念的本質(zhì)和規(guī)律。如從化合價(jià)變化來判斷氧化還原反應(yīng)與從得氧失氧來判斷氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系，得失電子的守恒關(guān)系等。

③化合價(jià)是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的核心問題。在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)進(jìn)行學(xué)習(xí)，抓住物質(zhì)中的核心元素的化合價(jià)來分析氧化還原反應(yīng)。

在問卷調(diào)查過程中，我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生知道通過分析物質(zhì)中所含元素的化合價(jià)來預(yù)測物質(zhì)的氧化性或還原性，但是學(xué)生不能抓住核心元素進(jìn)行分析。為了解決這個(gè)問題，首先讓學(xué)生建立元素觀念之一 —— 只要元素存在多種化合價(jià)，就存在物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化，該元素就可能為核心元素，常為變價(jià)元素；其次，通過頭腦風(fēng)暴法，將一些有多種價(jià)態(tài)的常見元素分成幾個(gè)組，讓學(xué)生分小組討論，舉出含有各元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)，分析該元素的價(jià)態(tài)，討論后畫出元素的化合價(jià)數(shù)軸；[2]第三，注意化合價(jià)認(rèn)識(shí)的循序漸進(jìn)的過程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)進(jìn)行小結(jié)。如初中時(shí)學(xué)生只知道氧元素有-2價(jià)和0價(jià)，到了高一，氧元素還有-1價(jià)。對(duì)于碳元素，學(xué)生在初中階段可能只是知道有+2價(jià)、+4價(jià)和0價(jià)，到了高一，學(xué)生必須了解到有-4價(jià)等其他價(jià)態(tài)。而對(duì)于在高一才開始學(xué)習(xí)的氯、碘等元素的學(xué)習(xí)，在平常教學(xué)中要貫穿對(duì)其化合價(jià)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素化合價(jià)進(jìn)行小結(jié)；第四，在平常的教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則來推測未知元素的化合價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1] 皮連生主編.學(xué)與教的心理學(xué)（第五版）[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009：104

[2] 胡久華，王磊 ，潘瑞靜.促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的化學(xué)1模塊氧化還原專題的單元整體教學(xué)研究[J].化學(xué)教育，2010，（3）

a.從化合價(jià)變化的角度引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型關(guān)系的。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，是因?yàn)橐欢ㄓ性氐幕蟽r(jià)發(fā)生了變化，復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)，是因?yàn)樵鼗蟽r(jià)一定不發(fā)生變化，化合反應(yīng)與分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng)是因?yàn)榛蟽r(jià)可能發(fā)生變化。以上內(nèi)容應(yīng)舉正反例證進(jìn)行對(duì)比說明。

b.引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的特征（化合價(jià)變化）與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)（電子轉(zhuǎn)移）的關(guān)系在《化學(xué)1》中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前，學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上再次學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)。基于此認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來理解電子轉(zhuǎn)移與化合價(jià)的關(guān)系，為什么失去電子化合價(jià)會(huì)升高，得電子化合價(jià)會(huì)降低，加深對(duì)氧化還原反應(yīng)本質(zhì)與特征的理解。

c.概念變式練習(xí)概念的變式，是指從不同角度和方面組織材料，使概念的非本質(zhì)要素變異，突出概念本質(zhì)特征的方法。在學(xué)習(xí)過程中，通過變換與概念無關(guān)的、非本質(zhì)的屬性，變換學(xué)習(xí)者的思維路徑，促使學(xué)習(xí)者從不同角度理解概念的本質(zhì)和規(guī)律。如從化合價(jià)變化來判斷氧化還原反應(yīng)與從得氧失氧來判斷氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系，得失電子的守恒關(guān)系等。

③化合價(jià)是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的核心問題。在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)進(jìn)行學(xué)習(xí)，抓住物質(zhì)中的核心元素的化合價(jià)來分析氧化還原反應(yīng)。

在問卷調(diào)查過程中，我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生知道通過分析物質(zhì)中所含元素的化合價(jià)來預(yù)測物質(zhì)的氧化性或還原性，但是學(xué)生不能抓住核心元素進(jìn)行分析。為了解決這個(gè)問題，首先讓學(xué)生建立元素觀念之一 —— 只要元素存在多種化合價(jià)，就存在物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化，該元素就可能為核心元素，常為變價(jià)元素；其次，通過頭腦風(fēng)暴法，將一些有多種價(jià)態(tài)的常見元素分成幾個(gè)組，讓學(xué)生分小組討論，舉出含有各元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)，分析該元素的價(jià)態(tài)，討論后畫出元素的化合價(jià)數(shù)軸；[2]第三，注意化合價(jià)認(rèn)識(shí)的循序漸進(jìn)的過程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)進(jìn)行小結(jié)。如初中時(shí)學(xué)生只知道氧元素有-2價(jià)和0價(jià)，到了高一，氧元素還有-1價(jià)。對(duì)于碳元素，學(xué)生在初中階段可能只是知道有+2價(jià)、+4價(jià)和0價(jià)，到了高一，學(xué)生必須了解到有-4價(jià)等其他價(jià)態(tài)。而對(duì)于在高一才開始學(xué)習(xí)的氯、碘等元素的學(xué)習(xí)，在平常教學(xué)中要貫穿對(duì)其化合價(jià)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素化合價(jià)進(jìn)行小結(jié)；第四，在平常的教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則來推測未知元素的化合價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1] 皮連生主編.學(xué)與教的心理學(xué)（第五版）[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009：104

[2] 胡久華，王磊 ，潘瑞靜.促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的化學(xué)1模塊氧化還原專題的單元整體教學(xué)研究[J].化學(xué)教育，2010，（3）

a.從化合價(jià)變化的角度引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型關(guān)系的。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，是因?yàn)橐欢ㄓ性氐幕蟽r(jià)發(fā)生了變化，復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)，是因?yàn)樵鼗蟽r(jià)一定不發(fā)生變化，化合反應(yīng)與分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng)是因?yàn)榛蟽r(jià)可能發(fā)生變化。以上內(nèi)容應(yīng)舉正反例證進(jìn)行對(duì)比說明。

b.引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的特征（化合價(jià)變化）與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)（電子轉(zhuǎn)移）的關(guān)系在《化學(xué)1》中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前，學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上再次學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)。基于此認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來理解電子轉(zhuǎn)移與化合價(jià)的關(guān)系，為什么失去電子化合價(jià)會(huì)升高，得電子化合價(jià)會(huì)降低，加深對(duì)氧化還原反應(yīng)本質(zhì)與特征的理解。

c.概念變式練習(xí)概念的變式，是指從不同角度和方面組織材料，使概念的非本質(zhì)要素變異，突出概念本質(zhì)特征的方法。在學(xué)習(xí)過程中，通過變換與概念無關(guān)的、非本質(zhì)的屬性，變換學(xué)習(xí)者的思維路徑，促使學(xué)習(xí)者從不同角度理解概念的本質(zhì)和規(guī)律。如從化合價(jià)變化來判斷氧化還原反應(yīng)與從得氧失氧來判斷氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系，得失電子的守恒關(guān)系等。

③化合價(jià)是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的核心問題。在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中，要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)進(jìn)行學(xué)習(xí)，抓住物質(zhì)中的核心元素的化合價(jià)來分析氧化還原反應(yīng)。

在問卷調(diào)查過程中，我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生知道通過分析物質(zhì)中所含元素的化合價(jià)來預(yù)測物質(zhì)的氧化性或還原性，但是學(xué)生不能抓住核心元素進(jìn)行分析。為了解決這個(gè)問題，首先讓學(xué)生建立元素觀念之一 —— 只要元素存在多種化合價(jià)，就存在物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化，該元素就可能為核心元素，常為變價(jià)元素；其次，通過頭腦風(fēng)暴法，將一些有多種價(jià)態(tài)的常見元素分成幾個(gè)組，讓學(xué)生分小組討論，舉出含有各元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)，分析該元素的價(jià)態(tài)，討論后畫出元素的化合價(jià)數(shù)軸；[2]第三，注意化合價(jià)認(rèn)識(shí)的循序漸進(jìn)的過程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)進(jìn)行小結(jié)。如初中時(shí)學(xué)生只知道氧元素有-2價(jià)和0價(jià)，到了高一，氧元素還有-1價(jià)。對(duì)于碳元素，學(xué)生在初中階段可能只是知道有+2價(jià)、+4價(jià)和0價(jià)，到了高一，學(xué)生必須了解到有-4價(jià)等其他價(jià)態(tài)。而對(duì)于在高一才開始學(xué)習(xí)的氯、碘等元素的學(xué)習(xí)，在平常教學(xué)中要貫穿對(duì)其化合價(jià)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素化合價(jià)進(jìn)行小結(jié)；第四，在平常的教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則來推測未知元素的化合價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1] 皮連生主編.學(xué)與教的心理學(xué)（第五版）[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009：104

[2] 胡久華，王磊 ，潘瑞靜.促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的化學(xué)1模塊氧化還原專題的單元整體教學(xué)研究[J].化學(xué)教育，2010，（3）