小课题研究论文：高中化学新课程“氧化还原反应”教学研究

摘要：氧化还原反应是中学化学的重点内容之一，不仅是学生学习的一个难点，也是教师教学的难点。在中学化学中要学习许多重要的元素及其化合物知识、凡涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。掌握氧化还原反应是认识元素及其化合物性质的基础。新课程改革以来，氧化还原反应的教学也要应新课程的要求进行相应的改革。本文概述了氧化还原反应的教学现状及研究氧化还原反应教学的必要性，指出了现在的教学方式方法在新课程背景下存在的问题，分析了新课程对教师和学生的要求，并依据新课程的要求提出以建构主义为理论依据的教学设计。

　　引言：氧化还原反应是高一化学的重点和难点,学生若能准确理解并熟练掌握,将为以后学习有关配平、计算奠定良好的基础，也将对激发学习兴趣、创设良好的化学学习氛围具有重要意义。它虽然没有以一个固定的专题的形式在教材中体现，但是有关氧化还原反应的相关知识却渗透在教材的每个部分。这部分内容对于刚刚开始学习有关化学内容的学生来讲，是比较抽象而且难于认识和理解的。怎样才能使这部分知识容易学、容易用[1]，如何设计教学才能使学生尽快理解和掌握这部分知识呢？本文以《人教版高中化学必修1“氧化还原反应”》一节进行研究。

　　1.氧化还原反应教学现状

　　在当前的氧化还原反应教学中，一线的许多教师认为氧化还原反应是高中知识的重中之重，在课堂教学上主要采用的是讲授法，他们认为氧化还原反应的知识是高考的重点，在不少高考题目中都已出现过，于是在课堂上教师还是以灌输的形式为主，让学生一味接受：从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象，到电子转移的本质原因，并以讨论初中学过的四类基本类型反应与氧化还原反应的关系、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等为辅线来充实相关概念，最后再加以一定量的练习、应用来巩固概念[2]。在教学过程中并没有充分引导学生自己思考，学生在课堂上只是埋头记笔记，所有的知识都是依靠教师传授，并不是通过自己思考后得知的。学生在课堂上只是一个被动的学习者，这对于新课程的要求来说是不相符的，而且会遇到一些问题。

　　2.氧化还原反应教学研究的必要性

　　2.1新课程的要求

　　2.1.1教师要观念从化学教学转变为化学教育

　　新课程改革以来，高中化学教材难度明显下降，但是知识面和新科技的介绍都有大幅度的增加，因此要从注重具体的化学学科知识点的严谨性和深刻性转变为进行化学教育的大教育。对于氧化还原反应这一节，教学大纲上要求的很少，只需要学生用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应即可，但是对于教师来说，传授给学生的不仅仅是一个个具体的化学知识点，而是可以与具体化学背景联系的实际问题或思考方法。要教会学生怎样从现象观察到本质，从化学中的对立统一现象理解到自然现象里的体现。

　　2.1.2新课程改革要求教学方式不断更新

　　化学学科本身有自己的优势，化学现象的千变万化、化学产品的丰富多彩实验手段的多样性--一而学生本就生活在充满化学产品的时代，新的化学科技不断出现。新课程中，氧化还原反应的教学是要充分引导学生，激发学生的学习动机，通过提问讨论的形式调动学生学习的积极性，通过分析讲解，让老师的认识转化为学生的认识，让学生成为课堂的主题，发挥学生的主动作用。

　　2.2氧化还原反应教学中各种问题不断

　　2.2.1学生的学习中存在的问题

　　由于缺乏相应的原子结构和化学键的知识,学生往往很难建立起氧化还原反应的本质是电子转移的认识,只是能够从化合价的角度认识氧化还原反应;此外,学生对于化学反应微观层面的认识较少,而且存在于模糊或不科学的认识【3】。对于刚步入高中的学生来说，他们的知识状况只是停留在初中阶段对化学的初步认识：已经具备电子得失、化合价以及从得氧失氧角度分析氧化反应、还原反应等的知识，但并不系统；学生能力情况也并不是很强，经过初中一年的化学学习，学生具备了一定的提出问题、分析问题、解决问题的能力[4]；加上学生刚刚进入高中学习生活，情绪和心理都处于较兴奋状态，教学中要特别注意这一点。在这种情况和条件下的教学过程要注意到学生的接受能力，从简单的开始，慢慢引入新的知识。

　　2.2.2教师在教学中存在的问题

　　面对一群刚刚步入高中生活的学生，如何使他们的思维由初中的一味接受到高中的自我获取的转变，不能再让学生的思维停留在初中阶段，高中的知识讲究理解，于是在引入一个新概念时，要充分考虑到学生的接受能力，要充分引导学生，通过对学生不断地启发、提示，加以适当的鼓励，最好让学生自己总结出观点。教师通过练习了解学生对知识的掌握程度，考虑是否延伸新的知识，还是复习，在整个氧化还原反应的教学过程中，要注意知识讲解的连贯性、条理性，特别是拗口的概念教给学生如何记忆。

　　3.氧化还原反应教学理论基础与教学策略

　　3.1理论基础

　　氧化还原反应的教学是中学化学授课的难点之一，教学活动是为学生而组织，学生是学习的主体，是教学的出发点和落脚点，没有学生就不存在教学活动。

　　建构主义者认为“实在”不过是知者的心中之物，是知者构造了实在。或者至少是知者按照自己的检验解释了实在。学习者的知识应该是他们在环境中的交互作用中自行建构的，而不是灌输的，相对与客观主义来所，建构主义教学理论特别偏重于学的方面【5】。高中新课程背景下，学生确实占据着很重要的地位，对教师的要求也很高，在整个教学过程中教师其组织者、指导者、帮助者、和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学习的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的，强调学生是学习的主体的同时又不能忽视教师的作用，教师起着一个传带作用，引导学生自主学习，通过提问、讨论等形式调动学生的主动性和积极性，让学生经过自己的思考得出自己的看法与观点。从教学的角度出发，建构主义的设计思路是：在问题解决中学习。教师在备课时可以针对要讲授的知识设计出有思考价值的、有意义的问题，先让学生自己思考，尝试解决，在学生独立思考时，教师可以适当给学生一些提示，组织学生谈论、合作地解决问题[6]。在这一过程中，学生要综合原有的知识，并查阅相关的资料。从而做出合理的推论，得出自己的结论。

　　3.2教学策略

　　3.2.1概念图策略

　　在科学研究领域，概念并不是传统意义上的简单文字定义，而是包含了能够反映物质各方面属性的一个关系总和，因此概念与概念之间的关系也成立概念学习的关键所在，而概念图则是一种通过运用图示的方法来理想地展示概念与概念之间的关系的可视化工具[7]。在氧化还原反应教学中，有很多概念，而且很难记，十分容易混淆，运用概念图策略，按照对知识的理解，用结构网络形式表示出概念的意义及概念之间的联系将会给学生带来一些帮助

　　3.2.2合作交流策略

　　科学知识的发现不是某一个人的贡献，它是共同合作的结果，合作意思和合作精神是科学价值观的一个重要方面。合作交流策略要求学生采取分工合作的方式参与探究，相互交流各自的进展，并对观点进行讨论[7]。在氧化还原反应教学的课堂，要通过分组谈论的形式让学生自己进行交流各自的看法与观点，并在课前布置给学生预习的作业，查阅相关的资料，分工合作，用这种方式得到比较科学的结论。

　　3.2.3练习——反馈策略

　　练习——反馈策略是指在理解化学技能性知识意义的基础上，在反馈作用的参与下反复多次地进行的一种动作，使其达到自动化的水平。练习的效果不在于练习的次数，而在于练习后一定要达到正确性、协调性和自动化[7]。氧化还原反应的几组概念是很难辨析的，在不少的习题中有很多概念性的知识，尤其是被氧化、被还原和氧化剂、还原剂的概念最容易混，这时需要一定量的练习，让学生有个条件反射，一看到是被氧化，那么自身就是做还原剂，这都需要练习来达到这个效果，通过反馈作用来实现。

　　3.2.4挖掘知识的多重价值策略

　　挖掘知识的多重价值策略要求学生从观念上认识到科学知识不仅是事实、规则和理论的体系，任何知识都是人类探索和研究的结果。从知识的本身、知识的形成过程以及知识背后蕴含的思想观点几个角度分析，挖掘出知识的情意价值[7]。氧化和还原是一对典型的矛盾，它们既对立，又统一，既相反的，又是相互依存的，有氧化就必然有还原，它们绝不可能孤立存在，而是统一在氧化还原反应中，其中蕴含了对立统一的唯物主义观点，并且氧化还原反应的知识在很多方面都有广泛的应用，在日常生活中和工农业生产上都随处可见。引导学生学习和逐步掌握氧化还原反应对今后的生产和生活都是有意义的。

　　4.“氧化还原反应”教学研究

　　4.1教学目标

　　在中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中，氧化还原反应占有非常重要的地位，而且在中学化学中要学习许多重要的元素及其化合物知识、凡涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。掌握氧化还原反应的是认识元素及其化合物性质的基础。

　　在教学过程中，设立一个准确的教学目标可以让学生和教师在高中化学新课程背景下的基本思路强调形成积极主动的学习态度，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分　　析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。基于此，确立本节内容教学目标如下：

知识与技能:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应，掌握氧化还原反应的本质和特征。

过程与方法：通过分析氧化还原反应的本质和特征，逐步学会自主、合作、探究的学习方式。

情感态度与价值观:通过氧化还原反应中几组概念的学习，树立对立统一的辩证唯物主义观点[7]。

4.2教学过程

　　一、复习初中知识，引出氧化还原反应的概念

　　在初中化学中，学生已经从得氧、失氧的角度学习了氧化反应和还原反应，知道物质得到氧就是氧化反应，物质失去氧就是还原反应，写出典型的氧化还原反应：木炭还原氧化铜的反应，CuO C===Cu CO2 ，然后引导学生分析这个反应，CuO失去氧变成Cu单质，发生了还原反应；与此同时，C结合了O生成CO2，发生了氧化反应，也就是说CuO变成Cu的同时，C变成CO2，所以氧化反应和还原反应同时存在，不能分开，是既对立又统一的，那么对于这一类型的反应，我们到底是称它为氧化反应还是还原反应呢？综合本节课的主题，我们把这样的反应称为氧化还原反应。

　　通过这样的引导，让学生明白到氧化反应和还原反应是同一化学反应的两个方面，是相互依存、是既对立又统一的，对立统一是辩证唯物主义的基本观点，在教学中渗透辩证唯物主义思想教育。

二、运用已有知识，采用类比思想，定义广义氧化还原反应

元素化合价的的知识，学生在初三已经学过，让学生从化合价升降、发生的反应、反应物的作用及其性质、生成的产物等几个方面引导学生分析C →CO2 和CuO →Cu 两个变化过程[8],让学生分组讨论，给以适当的提示，请数位同学讲出讨论的结果，并结合此前查阅的资料总结出一些相关的概念的含义和概念间的关系，对学生的回答评价，回归教材，精讲概念。

在氧化还原反应的新概念中, 物质没有得氧却也可以称为氧化, 这是使之成为教学难点的原因之一, 为突破难点可利用比较的方法突出其合理性。

　　2Mg O2= 2MgO

　　Mg Cl2= MgCl2

　　Mg H2SO4(稀) = MgSO4 H2

比较上述三个反应, 从电子得失的角度分析,Mg 发生了同样的变化:Mg- 2e=Mg2 , 既然Mg与氧结合叫做氧化, 那么与氯结合、与硫酸根结合也叫氧化是合理的、可行的, 反之不同化合物中的Mg2 重新转变成Mg，也都可以称为还原[9]。这样从已有的知识出发，经过教师提出问题，引导学生自己讨论、分析、类比，发概括出氧化还原反应的广义定义。

　　三、借助现代化工具，突出氧化还原反应教学重点

　　氧化还原反应的本质是电子的转移，这是教学的重点和难点，如何突破教学难点，帮助学生掌握重点，这是本节课的关键。建构主义认为，为了支持学习者的主动探索和完成意义建构，在学习过程中要为学习者提供各种信息资源包括各种类型的教学媒体和教学资料。

　　对于氧化还原反应中的电子转移，可以以金属钠与氯气反应为例，首先引导学生分析钠原子和氯原子的原子结构特点，由于电子都有达到稳定结构的趋势，引出钠原子容易失去最外层的一个电子达到稳定结构，相同的道理，氯原子容易得到一个电子也达到稳定结构，两个离子由于静电作用结合在一起成了氯化钠，于是就是发生了反应。接着让学生讨论：金属钠与氯气反应后，钠元素的化合价由0价升高到＋1价、氯元素的化合价由0价降低到－1价的原因是什么？学生经过思考很快可以得出结论：元素化合价升高的原因是因为失去电子，元素化合价降低的原因是因为得到电子。

　　当两种元素的原子获得电子的难易程度相差不大，如氢气和氯气反应生成氯化氢，电子的转移情况会怎样，怎样才能使氯原子达到8电子的稳定结构和氢原子达到2电子的稳定结构，经过学生的讨论和教师的指导，最后学生明白到，由于这两种元素的原子获得电子的难易程度相差不大，于是双方共用一对电子，这个电子对同时受到两个原子核的共同吸引，使双方都达到稳定结构，由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强一些，共用电子对偏向于氯原子而偏离氢原子。因此，从表观上来说，氢元素的化合价从0价升高到＋1价，氯元素的化合价从0价降到－1价，实质上是这个共用电子对发生了偏移。通过以上的分析，学生认识到元素化合价的升降的实质是发生了电子的得失或共用电子对的偏移。

　　4.3教学评价

　　教学评价是一种价值判断过程，是在测量基础上对好与差、对与错、优与劣的判断。传统的教学评价过分强调终结性评价，把考试成绩做为衡量教学成绩的唯一标准，过分强调赠别与选拔的功能，严重扼杀了学生的创造性。在新课程的背景下，传统的教学评价标准在某种程度上已经不能适应新课改的要求，评价的焦点应该指向学生的学习与发展。

　　首先，氧化还原反应教学目标与过程的评价

　　氧化还原反应的教学目标是整个教学的核心，教学就是为了这个达到这个目标而进行的。氧化还原反应的知识是进一步学习化学的基础，因此是高中化学重点内容。基于教材详尽描述了一些化合物形成过，教学中采用问题引导学生阅读课本，明确化合物形成过程电子转移情况，从而帮助学生认识氧化还原反应微观本质。为深化对相关知识的掌握，要求学生从得失氧、化合价升降、电子得失等对比氧化还原反应，有利于优化学生认知结构。

　　其次，氧化还原反应教学方法的评价

　　教师实施新课程的过程中，教学设计是非常重要的一个环节，教学方法也要不断更新。那么教师对教材的理解、对课标的理解等都要融在教学设计的过程中，再结合适当的教学方法以教学。教学方法要与教学内容、学生特点及教师的风格相适应，灵活多样；教学手段要运用妥当，结合氧化还原反应的特点，恰当使用现代化工具，直观性强，有助于学生更好地掌握所学知识。

　　最后，教师与学生总体评价

　　在整个教学过程中教师需要提除很多问题让学生讨论，再到学生自己来思考问题、解决问题，教师加以适当的引导，并且体现了概念形成的本质。教师在课堂中只是一个组织者，一个引导者，必须完成从主宰者到领路人的转变并且教师在引导学生在进行问题的分析、综合、抽象以后进行概括，要遵循学生的概括发展水平。评价的结果不仅可以将学习的结果反馈给学生本人，让他们知道自己对知识的掌握程度，更可以让教师了解到学生对教师所授课内容的总体掌握情况便于教师及时调整教学安排，确保学生的学习效果。

　　5.总结与思考

　　氧化还原反应知识在中学教学中有举足轻重的地位，还联系到生产生活及科研领域，应用十分广泛，同时也是学生较难掌握的内容之一，由于学生对原子结构知识认识不深，要求微观角度认识氧化还原反应是教学的难点，在新课程的背景下如何进行教学对没个化学教师来说都是一个挑战，笔者认为做好新课程的氧化还原反应教学需要做到一下几点：

　　（一）从学生熟悉的化学问题出发，激发学生学习、探究知识的兴趣，再通过教师的引导和讲解让学生的自主探索和协作学习，使学生已经建立知识体系；

　　（二）在新课程背景下，学生是课堂的主人，给学生创设最佳的学习情境，为学生提供分析问题的机会，激励学生自己建构知识体系，强化对学生学习方法的指导，促使学生养成良好的学习习惯，充分调动学生的知识储备、潜在能力以及学习的积极性和主动性，让全体学生能够积极地参与到课堂上来，愉快自主地学习，培养学生学习化学的兴趣；

　　（三）通过对知识的梳理让学生明确易混的概念, 理清概念间的内在联系，仔细讲解易混概念的区别与联系,借助练习和习题向学生传授知识、培养解题能力、开发智力,使学生由被动接受知识到在教师指导下的主动获取知识。

　　总之，新课程中氧化还原反应的教学，应当遵循学生的认识规律，尊重学生的态度和情感，特别是要注意学习方法的传授，由简到繁、由浅到深、由表及里的层层推进，循序渐进，这样才能激发学生的兴趣，让学生自己思考、推理、判断和概括总结，有利于学生对氧化还原反应的概念、特征及本质的理解与掌握。在教学过程中，要注意概念的发展的元素化合物知识的结合，逐渐迁移和深化，在探讨时及时归纳小结，才能让学生把握重点，提升学习能力。