胡裕全
摘 要: 本文通過分析有關“氧化還原反應”的編寫意圖,教材的編排方式和編排特點,深入探究了對教材靈活處理的方法,為更好地進行教與學提出了建議。
關鍵詞: 氧化還原反應 教材編寫意圖 編排方式 編排特點
魯科版化學1(必修)在學習了“研究物質性質的方法和程序”和“元素與物質的分類”后編排了“離子反應”,緊接著在第2章第3節又引入了“氧化還原反應”,編者為什么要這樣編排?這樣編排是否科學合理?
一、編者的編寫意圖
人類的生產、生活、科技、社會、環境等,都離不開氧化還原反應。在中學化學中,凡是涉及元素化合價變化的反應都是氧化還原反應。氧化還原反應是中學化學教學的重點和難點之一。學生只有真正掌握氧化還原反應的概念,才能真正理解它的反應實質,正確探究它的性質。
考慮到初高中知識間的銜接,初中化學中雖然已經學習了化合反應、分解反應、置換反應等反應類型,也學習了“燃燒”這一概念,但是沒有形成氧化還原反應的概念,本課時內容進一步引導學生從化合價的層面認識氧化還原反應。
學生通過學習本課時內容,為以后氧化還原反應知識的理解和應用,例如有關氧化還原反應的判斷、配平、計算等打下了堅實基礎。
二、教材的編排方式
1.開門見山,提出問題。
氧化還原反應是一類非常重要的化學反應,什么樣的化學反應是氧化還原反應?哪些物質之間能夠發生氧化還原反應?直接提出問題,吸引學生的注意力,引發他們的思考。
2.從元素化合價變化的角度入手,引出氧化還原反應的概念。
通過“交流·研討”欄目,對銅與氧氣的反應、氧化銅與氫氣的反應、鐵與硫酸銅溶液的反應、碳酸鈣高溫下的分解反應、氯化鈉溶液與硝酸銀溶液的反應等進行分析討論,從反應過程中元素化合價有無變化的角度,對化學反應進行分類,引出氧化還原反應、氧化反應、還原反應等概念。學生加深了對化學反應的認識,站在一個全新的角度看待化學反應。
3.透過現象看本質,進一步探究氧化還原反應的實質。
通過“觀察·思考”欄目,學生認真觀察與思考金屬鈉在氯氣中燃燒、鋅與硫酸銅溶液的反應等兩個實驗,分析得出氧化還原反應的實質是電子轉移,初步建立從微觀的角度認識化學反應。再通過“知識支持”欄目進一步深化氧化還原反應中電子轉移與化合價升降的關系。
4.聯系生產和生活實際,落到實處。
通過現實生產和生活中的實例,例如化學燃料的燃燒與利用、食品的加工與保鮮、單質硅和金屬鈦的制備等,使學生深刻認識到探究氧化還原反應的目的和意義。只有深入研究有關的氧化還原反應,才能取得最佳的經濟效益和社會效益,實現社會的可持續發展。
三、教材的編排特點
1.凸顯學生的主體作用,符合新課程教學理念。
普通高中新課程理念要求,教師的作用應從傳授知識變為培養學生學習的方法。教育的目的從傳授前人積累的知識變化為培養受教育者掌握獲得前人積累知識的方法。例如教材首先編排了“交流·研討”欄目,這就要求學生對該欄目所提出的五個化學反應進行交流討論,各抒己見。接著寫出它們反應的化學方程式,充分運用已學的方法如“比較法”等分析參加反應的各種物質所含元素的化合價在反應前后是否發生變化。從分析反應過程中元素化合價有無變化的角度,將化學反應進行分類,得出了氧化還原反應的概念。這些過程都需要學生積極主動地參與,凸顯了教學過程中學生的主體作用。
2.設置了多個活動性欄目,有利于學生積極主動地進行學習。
本課時活動性欄目就有“交流·研討”、“觀察·思考”、“知識支持”、“化學與技術”等,它不僅有利于學生進行觀察、記錄、交流討論、分析歸納等,而且為學生開展探究活動提供及時幫助,拓寬學生思路,引導學生高觀點、大視野、多角度地認識化學,有利于學生積極主動地進行學習,從而提高學生思維能力。
3.從科學素養的三個維度選擇和編排學習內容,為學生科學素養的發展搭建廣闊平臺。
本課時“知識與技能”目標要求學生通過對化學反應的分析,能從化合價變化角度認識并建立氧化還原反應的概念,學會用化合價的變化或電子轉移判斷氧化還原反應。“過程與方法”目標要求學生通過對實驗的觀察和思考,初步理解氧化還原反應的實質是電子轉移;運用對比、類推的方法,形成科學的探究精神,學會分析反應過程中電子轉移的方向和數目;通過聯系生活、生產實際,初步了解氧化還原反應對人類社會的利弊,實現人類社會的可持續發展。“情感態度與價值觀”目標要求培養學生形成辯證的對立統一的觀點分析事物的能力,激發學生學習化學的興趣;通過氧化還原反應概念認識的形成,培養學生用發展的觀點,科學的態度,體會科學探究的基本方法,提高科學探究能力。
4.重視實驗教學,通過實驗培養提高學生的化學實驗與探究能力。
由于學生沒有核外電子排布和化學鍵的知識,也觀察不到電子的轉移,因此他們理解氧化還原反應的實質就比較困難。本課時通過“金屬鈉在氯氣中燃燒”、“鋅與硫酸銅溶液的反應”兩個演示實驗,引導學生認真觀察實驗現象并進行討論交流。引導學生分析當金屬鈉與氯氣反應時,鈉原子失去最外層上的一個電子形成Na■,鈉元素的化合價由0價變成+1價。氯原子得到一個電子形成Cl■,氯元素的化合介由0價變為-1價。Na■和Cl■通過靜電作用形成氯化鈉,從而說明了這個氧化還原反應是通過電子轉移實現的。引導學生分析電流表指針的偏轉是因為電子的轉移引起的,電子的定向移動形成電流,從而得出電子轉移是氧化還原反應的實質。通過實驗教學,學生不僅提高了學習化學的興趣,而且掌握了一些化學實驗的基本方法與技能,并對實驗現象進行了科學、合理的解釋,提高了實驗和探究的能力。
四、教材的靈活處理
1.用教材教,而不是教教材。
本課時教材是從分析元素化合價的變化入手,從化學反應過程中元素化合價有無變化的角度,對化學反應進行分類。而初中化學是根據反應物和生成物的類別及反應物質種類的多少進行分類的。因此我們應該靈活處理好教材,注意教材新舊知識間的銜接。根據建構主義理論,新知識的學習必須建構在已有知識經驗的基礎上,因此我們課前安排學生先復習“元素的化合價”、“化學反應的分類”等基礎知識,這樣學生學起來就會得心應手,親切自如。
“觀察·思考”欄目中的兩個實驗,有條件的學校可以讓學生分組進行實驗,這樣學生親自動手獲得第一手的感性認識,不僅對實驗現象印象深刻,而且討論分析起來更有理有據。
2.以學生為主體,充分利用教材中的各個活動性欄目,引導學生積極主動地學習。
課堂教學活動的主體是學生。教師在課堂教學中必須充分調動學生學習的積極性和主動性,充分利用教材中的各個活動性欄目,引導學生積極主動地學習。例如利用本課時的“交流·研討”欄目,教師可以先引導學生動手寫出“銅與氧氣的反應”等五個反應的化學方程式;接著從化合價的角度分析、比較參加反應的各種物質所含元素的化合價在反應前后是否發生了變化;最后從反應過程中元素化合價有無變化的角度,將化學反應分為兩大類,順其自然地引出了“氧化還原反應”的概念,比較這種分類法與初中所學分類法的異同點,學生學起來就十分輕松自如了。
學生通過認真觀察“鋅與硫酸銅溶液的反應”這一實驗,可以非常清楚地看到“電流表的指針發生了偏轉”這一現象。這樣學生學習的興趣立即被激發出來,通過討論分析可以知道產生這一現象的原因是電子的定向移動形成了電流,從而自然地得出電子轉移是氧化還原反應的實質,而元素化合價的變化是電子轉移的外觀表現。
3.靈活應用觀察、實驗、分類、比較等方法進行教學。
在“交流·研討”中,比較“銅與氧氣的反應”等五個化學反應,發現“銅與氧氣的反應”、“氧化銅與氫氣的反應”、“鐵與硫酸銅溶液的反應”等三個反應在反應過程中有元素化合價發生變化,把它歸為一類即“氧化還原反應”。而“碳酸鈣高溫下的分解反應”、“氯化鈉溶液與硝酸銀溶液的反應”兩個反應在反應過程中沒有元素化合價發生變化,把它歸為另一類即“非氧化還原反應”。在氧化還原反應中,又可以用比較、分類等方法進行教學,例如比較反應物所含某種或某些元素化合價是升高還是降低,把氧化還原反應分為氧化反應和還原反應。這樣我們就把元素化合價的變化與氧化還原反應緊密地聯系起來,通過分析反應中是否發生元素化合價的變化判斷一個反應是不是氧化還原反應。
我們也可以從反應過程中元素化合價有無變化的角度,比較分析氧化還原反應與四種基本反應類型的關系。例如置換反應在反應前后一定有某種或某些元素化合價發生變化,它一定屬于氧化還原反應;復分解反應在反應前后一定沒有元素化合價發生變化,它一定不屬于氧化還原反應。理清它們之間的關系,學生就會越學越輕松,正所謂“教無定法,學有方法”。
參考文獻:
[1]王磊.普通高中課程標準實驗教科書:化學1(必修).山東:山東科學技術出版社,2009.
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