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浅谈氧化还原反应教学设计

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摘要:解决学生在“氧化还原反应”中的概念性知识为本文的首要问题,教师在帮助学生理解这一问题中起到了关键性作用.在教学理论基础上,以“氧化还原”这一教学内容为中心,分别从得失氧、化合价的改变以及微观中电子的转移来进行氧化还原反应的教学设计和教学研究,将以概念性知识的理解和探究式的整合性教学方式来达到良好的课堂教学效果。

关键词:氧化还原;核心素养;教学设计;教学研究

氧化还原反应已经渗透到我们的实际生活中,无论是在钢铁的冶炼、电池还是在食物的缓慢氧化中,都可以用氧化还原反应来解释。在中学学习化学的过程中,氧化还原反应具有非常重要的地位,它贯穿于中学化学的始终。

一、氧化还原反应教学研究的意义

(一)氧化还原反应教学的现状分析不论是一线教学的教师还是教学研究的人员,都喜欢讲解概念而不深入了解概念,只是一味地给学生灌输死板的知识,或者让学生死记硬背,或者进行题海战术,往往会使学生只知其表面,而不深入了解,习惯不去动脑,导致学生无法理解氧化还原反应,让学生感觉氧化还原反应不容易理解,甚至看到氧化还原反应的习题产生恐惧,不知道如何下手进行解答。

(二)氧化还原反应是高中阶段的重点及难点众所周知,氧化还原反应在中学化学的学习过程中,是比较难以理解的一部分,同时他影响着整个的高中学习。因此,我们可以从得失氧的角度、化合价的角度来分析氧化还原反应。在高中阶段,我们第一次系统地学习氧化还原反应,由于氧化还原反应比较抽象,所以我们利用初中所学的氧化反应和还原反应为切入点,利用得失氧的办法引入课程,从而让学生发现氧化反应与还原反应同时存在,但是不一定需要有氧的参加,上升到化合价角度判断一个化学反应是否是氧化还原反应。在以后的学习过程中,我们还会学习到元素周期律,还有电化学这一部分内容,这些是氧化还原反应的实际应用,从而再次了解氧化还原反应,加深对氧化还原反应的理解和认识。

(三)研究的内容和方法基于以上对氧化还原反应的分析,这部分内容将对氧化还原反应进行具体的教学设计以及教学研究,使教学效果达到提升。最近的一项研究说明了,在当前的国际学习中,科学研究方面频繁出现了三个词语是“过程”“设计”“实践”。一方面,学生通过对学习过程的进一步了解,从而实现教师的教学设计与学生的学习科学相结合的目的。那么在如今的教育教学面临新变革的今天,对于学生的学习科学可以给教学设计带来哪些变化呢?我们可以从哪些方面进行教学设计的研究来创新教学理论,我们应该如何面对新时代公民对核心素养的挑战。因此,我们采用探究式教学来进行氧化还原反应教学设计以及教学研究。

二、理论基础

(一)建构主义的教学理论对于建构理论,我们主要从“什么是学习”“学习的含义”两个方面来进行说明。也就是说,教学目标不仅仅要在教学设计上体现,也要进行教学中情景创设,这是教学设计中的非常重要的一部分,通过运用探究式的学习方法,使学生产生学习兴趣。学会联系与思考,懂得举一反三,把学习过的内容与生活实际相结合,把知识融入生活中。因此,在教学过程中,应要激发学生学习化学的浓厚兴趣,帮助学生建立知识框架,激励学生积极主动地思考,大胆假设和猜想。让学生进行分析讨论,以小组合作学习的模式,同学间互相交流想法和心得,把问题步步深入,诱导学生自己发现问题以及总结规律,让学生感受学习带给我们的快乐。

(二)化学概念教学的相关策略教师对学生的教与学,以及教学的思想在一定条件下都会存在着不足,经常会使教师对学生只去关注了教授的内容以及基本概念,但不曾想将已有知识进行迁移,并未达到举一反三的成效。在进行讲解概念时,教师经常会注意教学的效率,从而忘记了本源,生搬硬套,死记硬背都会使化学变得枯燥乏味。在这个过程中,为了避免枯燥无趣,我们可以通过情景教学的方式让学生参与到课堂中。例如,在九年级人教版初中化学中“空气”一节,课堂开始我们可以通过猜谜的方式导入,从而引出主题。再例如九年级人教版化学“制取氧气”一节,我们在导入部分可以通过做实验来激发学生学习化学的兴趣。还有在高中人教版化学必修2第二章原电池,为了激发学生学习化学的兴趣并把化学应用到实际生活中去,可以跟学生一起制作水果电池,分析构成原电池所需要的构成条件,进一步分析小灯泡亮的原因,学生分析产生了电流,进一步引导学生分析原电池的正负极,电流电子流向等一系列问题。在动手实验中,学生获得了乐趣,乐趣是最好的老师,可以激发学生积极主动的思考。因此,在这个学习过程中,要以学生为主要部分,培养自主学习的能力,养成对待问题深入研究的思维习惯和思维模式,提高分析和解决问题的能力,总结出化学问题的一般学习规律和方法。

三、中学氧化还原反应知识体系与教学设计研究

“氧化还原反应”是整个高中化学知识非常重要的内容之一,它具有承上启下的关键性作用。

(一)课程标准分析氧化还原反应在不同的阶段所具有的标准也是不同的,那所出现的认知障碍也大不相同。通过表1,可知新课程标准对氧化还原反应的要求为渐进式上升的趋势,这也表明了学生在已掌握的知识内容的基础上进一步深入学习和研究,可以看出在高中化学必修二原电池的学习以及电解池的深入都离不开氧化还原反应,从判断元素化合价到元素电子的转移再到电极方程式的书写,氧化还原反应都有着重要的影响。

(二)学情分析从学生的已有经验以及教学内容来看,学生在初中时所学习的化合价对于氧化还原反应有着至关重要的作用,它直接影响了对氧化还原反应的判断与理解,对于必修一中所学的原电池的本质,电子的转移直接影响了必修二和选修四的学习,不仅能深刻地去领悟化学能与电能这一部分知识,还对化合价的变化判断至关重要,因此本节内容,以“化合价的变化”为主线展开教学,步步深入,从而建构氧化还原反应模型。

(三)教学目标的建构在高中《必修2》第二章“化学反应与能量”和《选修4》第四章“电解池”模块中,都涉及到了氧化还原反应,我们需要掌握氧化还原反应的建构过程,为今后学习两部分模块打基础。所以在“氧化还原反应”的学习中,针对学生在认知上的障碍点进行了以下的攻克,由此确定教学目标如下:在认知层面上:一是掌握氧化还原反应是建构模型,以已学习的氧化还原反应知识为抓手,运用知识迁移可以解决与之相关的问题,有利于增强学生对知识的理解和自我能力的一种认可,激发学生的求知欲。在方法层面上:传统的教学只是注重了结果,只知道氧化还原反应概念性问题,而没有去理解在这个过程学生自主思考与创新的重要性,忽略或者是弱化了学生在学习环节或学习过程中所起的重要作用。所以我们可以通过实验教学、情景导入等诸多方法,帮助或引导学生深刻理解氧化还原反应。在观念层面上:让氧化还原反应融入到我们身边的生活中,让学生亲身体验这一过程,进一步理解氧化还原反应的建构,加深学生对氧化还原反应的理解。

(四)教学主题设计围绕“氧化还原反应是如何建构的”来展开,主要从两方面展开主题:主题一:如何将氧化还原反应以学生可以理解的方式给出?根据所给的主题,我们应以氧化还原反应的概念为起点展开,以生活中常见的事物引发学生关注和思考,再通过初中所学的化学方程式,从得氧失氧角度来过渡到化合价的升降,从化合价升降来过渡到电子的转移,由于微观模型对于学生来说比较抽象,以便于学生理解氧化还原反应的概念的本质,来攻克学生学习障碍。主题二:氧化还原反应是如何建构的?根据所给的主题,首先可以通过日常熟悉的事物和生活现象,像切开的苹果、泡过的绿茶。建构氧化还原反应模型,以得氧失氧为线索展开讨论,由浅入深,由初中所学方程式来分析、迁移,帮助学生理解,填补学生对氧化还原反应知识的空白,让学生尽可能地从认知水平达到应用,转化,攻克内化障碍。

(五)教学过程设计通过已有知识,学生从化合价的角度来建立氧化还原反应构型,例如从H2和CuO来分析化合价的升降,在学生们研究、分析、讨论和理解该方程式的基础上,我们通过分析铁和硫酸铜、钠和氯气的反应。我们发现氧化还原反应的本质是电子的转移,认识到在氧化还原反应中既有氧化剂还有还原剂,认识氧化剂的氧化性和还原剂的还原性,认识氧化产物和还原产物,认识氧化性与还原性的比较,也还可以从化合价的角度来分析物质具备氧化性和还原性的原因。因此,从以下两个方面来对氧化还原反应设计以下研究思路,见图1。

四、结论与建议

(一)结论氧化还原反应的知识点口诀:化合价升高、失电子、被氧化、还原剂、氧化反应;化学价降低、得电子、被还原、氧化剂、还原反应。总之,无论是学生在学习元素化合物知识还是在学习原电池、电解池的模块等,都应从氧化还原反应来着手,分析、讨论、灵活运用该理论。在学习这个过程中,要注意化学概念的形成过程,尽可能使学生体会形成过程以及体会前人所用的探究历程和方法,来培养学生的思维能力。因此,我们在总结氧化还原反应概念时不应一味地去死记硬背,不懂变通。可以采用口诀的形式来强化记忆,从而正确理解,方便运用。

(二)研究中的问题与不足在实际课堂中由于需要进行活动探究或者小组讨论,我们会发现中上等学生思维较为活跃,发言积极,表述准确到位;而对于基础较差的学生来说,表现的有些不知所措,不能积极融入到课堂中,使这部分学生缺乏了对学习的热忱和兴趣,从而产生不自信的表现,导致厌学和对学习的恐惧。因此,在进行教学设计时,尽可能的使每一位学生参与进来,在设计问题时,按梯次并由浅入深,从而调动整个班级学生的学习激情和兴趣。为了使每一位学生更能深刻地理解氧化还原反应,会在教学设计中设置许多活动环节,这样会使时间难以把控,有时一节课内容需要分为两到三节课时的时间来进行学习,而后还需要有一节课后练习的时间,花费时间较长。

(三)对教学的几点建议1.从“重知识”向“重过程”改变传统的教学主要以讲授和灌输结论为主,从而忽略了学生才是教学过程中的主体现实,导致学生死记硬背,按部就班,实行题海战术,机械地学习,而不是进行理论的分析和给予相应的时间进行思考。在教学过程中,学生应该作为主体部分,教师为辅助部分进行引导,激发学生积极主动的进行思维,使学生在获得新知识时是主动的而不是被动灌输的。2.重视概念的引入注重每个教学概念的实施,因为他们是在以往的教学经验中通过无数的实验和探究得到的,那么在阐述的过程中,要注意每一个概念的导入,使抽象事物具体化,在学生形成概念前有兴趣来探究,由感性到理性的认识,形成概念这一过程。3.沿着前人的足迹,让学生体验探究每一个概念都是无数的知识及经验积累总结得到的,它代表了人类思维发展的历史过程,那在这个思维发展过程中,让学生沿着前人的脚步来发现、体验这个概念形成的过程,帮助学生打开思维的天窗,从而使学生的思维能力得到训练,掌握学习方法与手段。最重要的一点是要重视师生相互交流,只有教师与学生之间的充分的讨论与交流才能找出学生在学习过程中遇到的一些困难,发现学生思维的闪光点和思维混乱的误区,准确地找到学生“生病”的根源,才能够更迅速地解决学生的实际问题。总之,对于氧化还原反应来讲,以探究式的教学模式来进行教学,使宏观与微观事物相结合,使教学设计与学科特点和实验探究相融合,展现出以学科科学为教学设计理念所提供的发展。那么在学生进行学习和实际生活中,应该做到重视基础,循序渐进,把化学概念更好地解读并加以引导,而不是让学生死记硬背、生搬硬套、机械性地学习等。首先以得失氧为线索,以学生已掌握的知识为基石,进行知识的迁移和上升,然后围绕化合价展开,引出判断氧化还原反应的依据,以及4个基本反应类型与它的关系,通过化合价的升降上升到电子的得失,并结合微观中的电子的转移分析、总结本节的重点,找到氧化还原反应的本质。同时也要懂得吃透典型例题,做到举一反三。因此,无论是例题的选择,还是原理的剖析,都应力求达到让学生厘清思路,正确理解。

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作者:盛恽博 单位:通化市靖宇中学

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