胡罕瑾

摘? ?要：以“新情景下氧化還原方程式的書寫”復習為課例，從“情境-模型”雙向建構(gòu)入手，注重化學概念的理解，通過剖析典例、引導學生自主分析、歸納提煉出解題的思維模型，并進行針對性練習，讓學生在實踐中不斷深入理解和完善思維模型，完成證據(jù)推理和模型認知，提升高三化學復習的質(zhì)量和效率，提升化學學科素養(yǎng)。

關鍵詞：“四步法”;氧化還原方程式的書寫;高三化學;復習

建構(gòu)主義理論認為，學生是主動地建構(gòu)知識而不是簡單被動地接受信息?！扒榫?模型”的雙向建構(gòu)是一種重要的科學研究方法，是指通過設計“情境問題串”和構(gòu)建“思維模型”兩個教學方向，使之相互協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)力。在了解學生已有知識和經(jīng)驗的基礎上，驅(qū)動學生進入相關的教學情境，通過自主探索發(fā)現(xiàn)的方式，驅(qū)動學生建立個性的知識和能力結(jié)構(gòu)的思維模型，引導學生將化學知識與技能進行梳理整合，由此建立整體思維模型，并運用模型揭示問題的本質(zhì)和規(guī)律，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，內(nèi)化知識體系，強化學科的實踐應用，最終實現(xiàn)核心知識與核心素養(yǎng)的雙向自我構(gòu)建[ 1 ]。

氧化還原反應是中學階段的基本核心概念，在化學基礎理論知識中占有極其重要的地位，貫穿于中學化學課程的始終。它不僅是一種十分重要的化學反應類型，還是元素及其化合物學習的重要理論載體，具有重要的學科價值、社會價值和較為豐富的化學學科核心素養(yǎng)發(fā)展價值[ 2 ]。

新情景下氧化還原反應方程式的書寫是一種新題型，沒有在教材中學過的新知識、新概念作為試題信息給與。這類方程式多以化工流程或文字描述的形式，敘述反應的過程，需要學生從題中信息中提煉出氧化劑和還原劑，進而分析反應中得失電子情況。

這類試題大都是中學教材沒有見過的方程式，在新情境中，學生很難快速準確地提取有用的信息，再加上學生沒有掌握正確的思維方法、整合提煉信息的能力不強、基本概念模糊不清、氧化還原反應方程式配平和離子方程式書寫不熟練等因素，導致這一類試題的得分率不高。筆者通過教學實踐，認為思維建?？梢詭椭鷮W生建立做這類題的思維模型，通過雙向建構(gòu)有效提高高三化學復習效率和質(zhì)量。本文基于發(fā)展化學學科素養(yǎng)進行整合設計，通過“情境-模型”雙向建構(gòu)思維模型，用“四步法”進行實施，突破新情境下氧化還原方程式的書寫，強化對氧化還原反應的認識、理解和應用，教學設計如下。

1? 教學目標

（1）知識與技能 ：通過題給信息正確書寫氧化還原方程式或離子方程式，培養(yǎng)學生整合、提煉信息的能力。

（2）過程與方法：通過典型例題分析，引導學生歸納出信息方程式書寫的方法，準確快速地書寫信息方程式。

（3）情感態(tài)度與價值觀：①通過信息方程式的書寫，培養(yǎng)學生樹立正確的化學學科思想（如守恒觀、微粒觀、變化觀等），并用于解決化學問題。②通過合作、交流的學習體驗，使學生認識到交流與合作的重要性，讓他們敢于提出不同的見解，敢于修正自己的錯誤觀點。

2? 教學重難點

（1）重點：方程式配平步驟和規(guī)律。

（2）難點：新情境下方程式的產(chǎn)物推測。

3? 教學過程

環(huán)節(jié)一：剖析典型例題，感知模型，讓學生了解題型并初步建構(gòu)模型。

【例題 】（節(jié)選）氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦（主要成分為MgCO3，含少量FeCO3 ）為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如圖1[ 3 ]：

寫出加入H2O2 氧化時，發(fā)生反應的離子方程式。

【分析】這道典型例題以化學工藝流程做為載體，需要學生從情境中獲取、整合有效信息去書寫。

第一步：依題意可知“加入H2O2 氧化”過程中氧元素化合價降低，H2O2作氧化劑，H2O是還原產(chǎn)物;在此基礎上引導學生分析題干信息，獲知菱鎂礦原料中含少量FeCO3，結(jié)合微粒的性質(zhì)分析可得還原劑為Fe2+，對應的氧化產(chǎn)物是Fe3+。把離子方程式按“還原劑+氧化劑 — 氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物”的模式初步寫成：Fe2+ +H2O2 — Fe3++ H2O。

第二步：緊接著讓學生分析反應前后元素化合價的升降數(shù)量，由Fe2+→Fe3+，鐵元素升了1價，由H2O2→H2O，氧元素降了1價;1molH2O2共得到2mol e-，1mol Fe2+失去1mol e-，故在Fe2+前配2，在氧化產(chǎn)物Fe3+前配2;在H2O2前配1，H2O前配2，即：H2O2 +2Fe2+ — 2H2O+2Fe3+。

第三步：反應在稀硫酸中進行，在左邊補充H+即：2Fe2++H2O2+ H+ — 2Fe3++2H2O。

第四步：分析反應前后陰陽離子所帶的電荷總數(shù)，依據(jù)電荷守恒及H、O原子守恒在H+前配2，完成離子方程式的書寫：2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O。

這里通過剖析典型例題，引導學生自主分析梳理，讓學生認識到這類方程式書寫有著程序性的步驟，初步感知書寫這類方程式的思維模型，為之后思維模型的建構(gòu)奠定了基礎[ 4 ]。

環(huán)節(jié)二：引導分析試題的背景及考查的知識點，通過書寫、評價、歸納完善模型。

通過導學案引導自主思考、小組進行交流展示，設計問題串如：配平所有化學反應方程式的核心思想是什么？如何分析化合價的變化？有機物中元素化合價的標定有何技巧？溶液中的氧化還原反應，常見物質(zhì)反應產(chǎn)物如何預測？“新情境”通常是指題給的哪些信息？如：溶液的酸堿性、給定的生成物、原電池或電解池中的電解質(zhì)、離子交換膜等等?！扒榫?模型”是指學生依據(jù)具體的情境問題，理解化學原理，自主發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的化學規(guī)律，建構(gòu)屬于學習者的知識經(jīng)驗及方法的思維模型。再利用所構(gòu)建的思維模型來解決實際問題，學生通過檢查再完善思維模型，加深對原理知識的深化，達到發(fā)展學生思維的目的[ 1 ]。在典例剖析的基礎上，引導學生小組合作歸納出這類方程式的書寫步驟?？偨Y(jié)步驟如下：

（1）列兩側(cè)物質(zhì)——兩“劑”兩產(chǎn)物

根據(jù)題干的信息或流程圖，明確題目給出的反應物和生成物，確定氧化劑和還原劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。按“還原劑+氧化劑——氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物”初步列出方程式。

（2）配電子守恒——標價態(tài)、析升降

根據(jù)化合價升降守恒規(guī)律，標出四物中變價元素的化合價升降數(shù)目并分析，實現(xiàn)反應前后化合價升降總數(shù)相等。配平氧化劑、還原劑的化學計量數(shù)。

（3）配電荷守恒——看環(huán)境、補離子

結(jié)合題干信息中溶液所處的環(huán)境，根據(jù)電荷守恒補上缺項離子，使反應前后陰陽離子所帶的電荷總數(shù)相等。在補離子時應注意：酸性環(huán)境中，反應物或生成物都可補H+，但不能出現(xiàn)OH-。堿性環(huán)境中，反應物或生成物都可補OH-，但不能出現(xiàn)H+。而在中性環(huán)境中，H2O可以在任意溶液的配平過程中靈活使用，反應物或生成物補OH-、H+均可。

（4）配原子守恒

為確保反應前后各元素的原子數(shù)目相同，再次根據(jù)原子守恒配平方程式。

守恒思想是配平氧化還原化學反應方程式的核心，依據(jù)變價元素、列出四物是基礎，標價態(tài)、析升降是關鍵，看環(huán)境、補離子是難點，根據(jù)守恒規(guī)律確定系數(shù)是保證。引導學生自主建構(gòu)思維模型，幫助學生理解氧化還原反應的核心概念，提高了解題能力，掌握核心知識，提升學科的核心素養(yǎng)。

通過精選一道高考真題進行當堂練習，引導學生根據(jù)氧化還原反應方程式的書寫模型，鞏固模型的運用、提高分析和解決問題的能力。建構(gòu)合理的思維模型，鞏固提升解決問題的能力，促進發(fā)展學科核心素養(yǎng)思維。在模型建構(gòu)的基礎上精選有針對性的練習題，強化訓練，加深學生對思維模型的理解和應用[ 3 ]。

環(huán)節(jié)三：歸納總結(jié)信息方程式書寫規(guī)律，建構(gòu)解題模型。

借助一道練習題，通過小組合作學習讓學生明確解題方法，規(guī)范解題步驟，再次理清知識線索，幫助學生理解新情境下氧化還原反應方程式的書寫模型。突破缺項微粒的確定這個難點，快速準確的運用模型，提高有效解決相關問題的能力。

建構(gòu)思維模型，挖掘問題的本質(zhì)，建立解決方案。并通過相關練習實現(xiàn)模型的應用，在解題過程中檢驗和完善思維模型，提煉出能反映問題本質(zhì)的模型，能普遍適用于相似問題情境來解決這一類的問題[ 4 ]。引導學生自主歸納總結(jié)書寫的規(guī)律見圖2。

4? 教學反思

新情景下信息方程式書寫考查范圍廣，內(nèi)容多，形式多樣，要求學生具有扎實的基礎知識和在陌生的情景中快速準確地提取有用信息并整合信息的能力，學生書寫是不注意題目環(huán)境、書寫速度比較慢、錯誤率高。教師需要教學中反復讓學生訓練，并引導學生歸納總結(jié)、提速高效書寫。

綜上所述，通過問題討論，層層深入，解題建模、突破難點，激活了學生的學習熱情，使每個學生都能融入課堂，積極參與，主動思考。運用“情境-模型”模型，提升思維廣度的同時也突破了書寫的難點。通過針對性練習，有助于學生深刻理解新情境下氧化還原反應方程式書寫的規(guī)律，即“為理解而學習”[ 4 ]。

在高三化學復習過程中，通過雙向模型的建構(gòu)和運用來引導學生積極參與解題方法的提煉與歸納，進行思維模型的建構(gòu)，獲得解決問題的“支架”。讓學生解決問題有“法”可依，引導學生形成清晰的解題思路，多渠道獲取知識來實現(xiàn)高效復習課堂。

參考文獻：

[1]黃秀娟，陳迪妹.高中化學“情境·模型”教學模式的實例研究——以蘇教版化學1“從鋁土礦中提取鋁”為例[J].化學教與學，2017（11）：87-90.

[2]張仿剛，朱思光，盛連蔚.發(fā)展核心素養(yǎng)下的高三主題式復習教學設計——以“氧化還原反應”為例[J].化學教與學，2018（11）：25 .

[3]吳學錄，在化學教學中注重提升學生的信息素養(yǎng)——以2013年江蘇化學高考試題為例[J].中學課程輔導（江蘇教師）， 2014（3）：37.

[4]林立豪.思維模型建構(gòu)在高三化學復習中的實踐——以“陌生情境下氧化還原反應離子方程式的書寫”復習課為例[J].中學教學參考，2019（6）：68—70.