基于培養學科思維的高效復習課堂的構建

高金燕

摘要：思維能力是一個人未來競爭力的核心，而思維能力的培養需要通過具體的教學實踐得以落實。高三的課堂由于過分追求知識傳授和高考升學率，忽視了對學生思維能力的培養。筆者以《氧化還原反應》一輪復習第一課時為例，探究如何構建高效課堂，并在復習過程中培養學生的學科思維。

關鍵詞：高錳酸鉀；氧化還原反應；學科思維

1、教學主線

筆者為本節課設計了兩條主線：明線是KMnO4的制備、性質和用途；暗線是氧化還原反應的相關概念、方程式書寫及簡單的滴定計算。

從教學內容看，本節課以KMnO4貫穿始終，通過高錳酸鉀的制備、性質和用途，復習了氧化還原反應的相關概念、方程式的書寫和簡單滴定計算；從學習方式上看，通過實驗探究，層層追問，在幫助學生解決問題的同時，極大的培養了學生的學科思維。

2、教學活動設計

情境引入：

[教師]今天我給大家帶來了一種固體，它是誰呢？取少量固體于試管中，加水溶解。現在大家可以告訴我它是誰嗎？請同學們談談你對它的認識。

[學生]高錳酸鉀，溶液紫紅色，實驗室制氧氣，有強氧化性……

[過渡]那么KMnO4是如何制備的？它還有哪些性質？在生活中有哪些用途？今天我們就一起來了解一下高錳酸鉀的來龍去脈。

設計意圖：KMnO4這種物質對學生而言既熟悉又陌生，題目中會經常遇到它，但對它的性質、制備等并不是很清楚。以KMnO4引入，既不會讓學生感覺很唐突，又能激發學生的學習興趣和探究欲望。

活動一、探討KMnO4的制備

[師]如果讓你來制備KMnO4，首先要解決什么問題？

[生]尋找合適的原料；

[追問]原料如何尋找？

[生]含有Mn元素，比較廉價的，最好在自然界儲量比較豐富的。應該是軟錳礦MnO2

[師]那如何將MnO2轉化為KMnO4呢？從氧化還原的角度分析：需要加入什么樣的試劑？

[生]氧化劑，在工業生產中最常用，最廉價的氧化劑就是O2

[追問]但僅僅有O2是不夠的。從物質的轉化角度分析：由氧化物轉化為鹽應該加哪一類物質？而且該物質中必須含有什么元素？

[生]KOH

[過渡]科學家也研究了這個過程，并將其應用于工業生產，MnO2+2KOH+O2 = K2MnO4+H2O

但在該條件下并沒有得到K2MnO4。O2為什么不能將MnO2氧化為KMnO4 呢？

K2MnO4如何進一步轉化為KMnO4呢？

[生]找一種比KMnO4更強的氧化劑

[追問]KMnO4的氧化性已經很強了，要尋找比它更強的氧化劑，很困難。換一種思路：在化學上制備性質特別強的物質，如鈉、鉀、氯氣等，我們通常用什么方法？

[師]通過電解確實得到了我們想要的物質。

看起來離我們很遙遠的工業生產，竟然被你們一步步解決掉了﹗厲害﹗值得驕傲的是，目前我國KMnO4的產量和出口量都位居世界第一。

設計意圖：如果純粹復習氧化還原反應的相關概念和規律，學生會覺得很枯燥很乏味。本文設計的巧妙之處就在于環環相扣，通過連續的追問，讓學生在解決問題的過程中完成了對知識的建構。從學習方式來看，由要學生學變成了學生要自己學，極大的提高了學生的學習興趣和課堂效率。從對學生的發展上看，通過讓學生在解決實際問題的過程中不斷調用并鞏固已有知識，培養了學生利用有效信息分析解決問題的能力，培養了學生思維的有序性和嚴謹性。當然在教學中還應不斷的鼓勵學生，培養學生的自信心，培養他們的愛國情懷。

活動二、實驗探究KMnO4的強氧化性

[師]我們已經知道KMnO4具有很強的氧化性，那它肯定可以跟還原性的物質發生反應。請大家試著書寫Na2SO3與酸性KMnO4溶液反應的離子方程式。

[生]書寫，并展示書寫步驟。

[過渡]：我們一般都是用酸性高錳酸鉀，那么在中性、堿性條件下KMnO4有無強氧化性？被還原的產物又是什么呢？請完成實驗。時間：4分鐘

[學生實驗]小組分工合作，完成實驗，記錄實驗現象，并書寫Na2SO3與中性、堿性KMnO4溶液反應的離子方程式。

[學生實驗] 學生自評，同學之間互評，得出正確的離子方程式

[師]想正確書寫離子方程式，要特別注意哪些問題？

[生]能根據常識或所給信息準確判斷出產物、注意介質等

[師生共同總結]氧化還原反應書寫與配平的注意事項

設計意圖：學生對做實驗情有獨鐘，即使那些不太愛思考的學生一旦有實驗，也會積極主動的參與進來。所以，在復習過程中很有必要根據需要引實驗進課堂。通過分組實驗，培養學生科學探究的精神和合作意識；通過所給信息，培養學生在短時間內獲取有效信息解決問題的能力。同時一定情境下方程式的書寫也是高考的熱點和難點所在，通過動手實驗使學生更真實的感受到當介質不同時，反應產物確實有可能不同，包括濃度不同，溫度不同等都可能導致產物不同。進一步掌握氧化還原反應方程式的書寫與配平，以及書寫時要注意的問題，培養一定的思維模型。

[深度思考]

（1）在酸性、中性、堿性介質中，KMnO4都有強氧化性，但不管在滴定實驗中還是在其他很多時候，我們用的都是酸性高猛酸鉀。為什么？

（2）所謂酸性高猛酸鉀，就是在配制過程中加入了一種酸。你覺得可入加什么酸？鹽酸？硫酸？硝酸？若發生了反應，請寫出相關的離子方程式。

（3）KMnO4生產生活中有很多用途。請同學們說說看。

設計意圖：通過思考一，讓學生意識到學習知識不能只是浮于表面，要更深層次的去思考為什么。真正理解了原因背后的實質，才能將其轉化為自己的知識，自己的思維，并隨時調用；通過思考二，完善學生的知識儲備，并進一步鞏固氧化還原反應方程式的書寫；通過思考三，讓學生根據性質推測應用，進一步體會性質與應用的關系，將化學還原于生活，又應用于生活，同時也很自然的過渡到下部分內容的教學。

活動三、KMnO4的用途

[師]播放“荒野求生”片段（乙二醇與酸性高錳酸鉀反應）

[師]圖片展示并講解KMnO4 的其他用途。

[生]認真聆聽

[學以致用]工業制備的KMnO4固體中通常含有少量雜質。某同學欲測定其純度：取0.2g KMnO4樣品溶于水，向其中加入適量的稀硫酸，并加入過量的碘化鉀。充分反應后，用0.01mol/L的Na2S2O3溶液進行滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3溶液的體積為10.00ml

[生]思考：

（1）高錳酸鉀是氧化還原滴定的重要試劑，那么在滴定實驗中，高錳酸鉀應放在酸式還是堿式滴定管中？

（2）滴定過程中還需要添加的指示劑是？滴定終點的現象為？

（3）根據以上數據能否確定高錳酸鉀樣品的純度？

設計意圖：關于滴定管的選擇問題，滴定終點的現象，在這里都進行了復習。高三的復習本來就不應受到一節課內容的局限，知識點也不應該是孤立的。將知識進行打亂并發散，有利于學生發散思維能力的培養，也有利于學生多角度調用知識。發散式復習，融合式復習是我們應該追求和提倡的。再者，氧化還原性滴定的計算實際上依然是氧化還原反應的配平問題。通過練習，進一步鞏固氧化還原反應的配平與書寫。

活動四、設計流程

[師]氧化鋅是重要的基礎化工原料，從含鋅廢水（含Zn2+及少量的Mn2+、Fe2+ 及Pb2+等）為原料制取ZnO。請大家設計實驗流程。 可用資料：已知幾種難溶氫氧化物沉淀的pH范圍

[師]要制取ZnO，首先要對含鋅廢水進行除雜，除雜的一般思路：將雜質離子轉化為沉淀，再過濾除去。

[生]分析思考

問題1：你想先除去哪種離子？怎么除？能否直接加NaOH使其轉化為Fe（OH）2沉淀？從表格中你能得到什么提示嗎？

問題2：從氧化還原的角度分析：Fe2+轉化為Fe3+ 需要添加什么試劑？你認為可以選用的氧化劑是什么？當然還要考慮到后續的除雜問題。

問題三：Mn2+怎么除？ 你們比較熟悉的含Mn元素的沉淀除了Mn（OH）2還有誰？

問題四：若已知KMnO4能氧化廢水中Mn2+生成MnO2，你能否寫出相應的離子方程式？

問題五：Pb2+怎么辦？可將Pb2+怎轉化為PbS、PbSO4 等沉淀，當然也可用活潑金屬將其置換出來，最好用什么金屬置換？

問題六：你能自行設計出實驗流程了嗎？

[師]展示學生的設計

[生]學生自評，同學之間互評，整理出最佳流程。

設計意圖：通過層層解剖，逐步引導，對學生而言設計出實驗流程是水到渠成的事情。此處也是對本節課的升華，授人以魚不如授人以漁。教師在教學中應該充當的是引導者啟發者而不是灌輸者，我們與其將知識傳授于學生，不如教會學生分析問題理解問題的能力。工業流程題是高考必考題型，通過這樣的方式，讓學生自己設計化學工藝的流程，使學生體驗到設計、創新之美。也讓學生了解解決工業流程題的思維方法，提高整體的把控能力。

3.教學后記

作為教師，我們都應該常常問問自己：我們到底要教會學生什么？多年以后，知識終會被遺忘，那留在學生心中的又是什么？

托爾斯泰曾說過：“知識，只有當它靠積極的思維得來而不是憑證記得來的時候，才是真正的知識。”著名教育家愛德華茲也曾說過：“教育的偉大目標不只是裝飾而是訓練心靈，使具備有用的能力，而非填塞前人經驗的累積。”即：思維遠比知識本身更重要。在課堂上，我們應當采取一切途徑促進學生積極思維、持續思維、深度思維，最終達到發展學生思維能力的目的?！?】

參考文獻：

[1]康永軍.促進學生思維發展的物質性質教學問題設計研究[J]. 中學化學教學參考，2017，（5）：13