新課標下高中化學教材中氧化還原反應與電化學內容的研究

戴引

【摘要】人民教育出版社2007年出版的《化學1（必修）》，《化學2（必修）》，《化學4（選修）》，其中高中化學教材中的氧化還原反應與電化學是高中化學教學中的重點和難點。本文從知識內容的選擇、教材的編排、內容的呈現方式三個方面來分析了高中教材中的氧化還原反應與電化學內容；并對教師日常教學設計及教學過程提供了啟示和反思。

【關鍵詞】人教版高中化學教材 氧化還原反應 電化學

自2004年開始，全國各地學校陸續使用新版高中化學教材，在新教材的使用過程中，不少教師反映課時不夠并且對教材內容及深廣度難以把握，有些困惑。我在教學工作中比較了新舊教材之間的差異，再結合新課程標準，認為我們還是要從整體上把握課程結構，才能體會到編者的編寫思路和意圖。

本文選取的教材是：人民教育出版社2007年出版的《化學1（必修）》，《化學2（必修）》，《化學4（選修）》。其中高中化學教材中的氧化還原反應與電化學是高中化學教學中的重點和難點。氧化還原反應的學習可以讓學生從元素化合價變化與電子轉移的角度認識化學反應，理解宏觀反應現象與物質微觀內在結構的必然聯系，對化學反應的認識不再局限于僅僅依靠對宏觀現象的判斷；電化學內容的學習可以讓學生深化理解氧化還原反應，讓學生深刻體會到化學反應的能量變化現象，認識電能和化學能之間相互轉化的裝置，認識到運用化學知識發展技術的現實性，讓學生體會到科學的價值與魅力所在，形成運用化學原理發展技術的能力。

我從以下幾個方面來分析一下高中教材中的氧化還原反應與電化學內容：

一、知識內容的選擇

根據氧化還原反應與電化學知識的內容特點，我們將氧化還原反應與電化學的知識內容分為氧化還原反應、原電池、電解池三個部分來分析。

二、教材的編排

高中化學教材將氧化還原反應與電化學分“氧化還原反應”、“化學能與電能”、“電化學基礎”三章編排，一次分布在必修一、必修二、選修四中。“氧化還原反應”被編為必修一第2章“化學物質及其變化”的第三節。“化學能與電能”被編在必修二第2章“化學反應與能量”的第二節。選修四第4章是“電化學基礎”共分四節編排依次是：“原電池”、“化學電源”、“電解池”和“金屬的電化學腐蝕與防護”。

三、內容呈現方式

1.氧化還原反應

對于氧化還原反應概念的呈現，高中化學教材是先給出了生活中的事例，讓學生建立起氧化還原反應的概念，然后從化合價和電子得失的角度分析，以幫助學生理解氧化還原反應的特征，最后再給出實例讓學生運用氧化還原反應的原理進行理解判斷。例如對金屬的置換反應、鹽溶液的置換反應、金屬與水反應，及以氫作為還原劑、預測金屬活動性順序等反應分析，增加學生對氧化還原反應的理解。

2.原電池內容

高中化學教材中呈現了銅鋅原電池、鋅錳電池、鉛蓄電池、燃料電池進行原電池原理講解。

3.電解池內容

高中化學教材以氯化鈉溶液電解為例，說明電解池的陰陽極反應、電子流動方向、電路回路及物質的變化情況等。其次，教材中舉出了電解池的工業應用，如冶金、電鍍、外加電源保護金屬等。

通過以上的分析，我們可以得出的結論是：氧化還原反應在中學化學新課程體系中是分階段完成的。氧化還原反應的知識系統都不是一次性呈現一個完整的結構單元，而是采用分段呈現的方式，通過螺旋上升的方法穿插編排，分散在高中的不同章節，且高中呈現的知識比初中有明顯的生長性。

分析教材為的是對我們日常教學過程和教學設計提供一定的啟示和反思，總結如下：

建構主義學習理論認為，學習不是簡單的信息積累，而是學生已有知識經驗或原有認知結構與從環境中主動選擇和注意的信息相互作用以及由此引發的認知結構的重組。在初中化學中，學生已經從得氧、失氧的角度學習了氧化反應和還原反應，知道物質得到氧就是氧化反應，物質失去氧就是還原反應，從分析木炭還原氧化銅的反應入手，既要分析物質變化，還要分析元素化合價的改變，使學生了解氧化反應和還原反應同時存在，不能分開，是既對立又統一的，那么對于這一類型的反應，到底稱它為氧化反應還是還原反應呢？學生自然明確這樣的反應是氧化還原反應。

在氧化還原反應原理的教學設計上應提供學生感性認識的引導，例如可以列舉生活中的電池、水果電池、人體內的原電池等，激發學生學習原電池的興趣。為了讓學生從電子轉移角度認識氧化還原反應的本質，必須要采取直觀教學的方法——原電池實驗，讓學生看到電流表指針偏轉，從而從感官上接受其微觀實質。在圖片上清晰注明電流走向、電極反應、溶液中離子移動和交換，這樣都便于學生理解掌握，并記憶深刻。

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