譚華 鄧小國(guó)

摘 要：普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出高中化學(xué)要全面落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)提出“立德樹(shù)人”的任務(wù)。核心素養(yǎng)的落實(shí)需要在課堂教學(xué)過(guò)程中實(shí)施，通過(guò)以“氧化還原反應(yīng)第一課時(shí)”教學(xué)為載體嘗試探索“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，為全面提高學(xué)生綜合素養(yǎng)而奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：證據(jù)推理與模型認(rèn)知;主題式;教學(xué)實(shí)踐

一、教材分析

“氧化還原反應(yīng)”知識(shí)處在人教版《必修1》第二章第三節(jié)。有關(guān)氧化還原反應(yīng)知識(shí)的教學(xué)在中學(xué)新課程體系中分為三階段進(jìn)行：第一階段是在初中化學(xué)中從得氧和失氧的角度對(duì)氧化還原進(jìn)行學(xué)習(xí);第二階段是在高中化學(xué)必修1中在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能用化合價(jià)升降和電子轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)理解并掌握氧化還原反應(yīng)以及掌握常見(jiàn)的氧化劑和還原劑;第三階段是通過(guò)后續(xù)元素及其化合物的學(xué)習(xí)：如金屬及其化合物和非金屬及其化合物的學(xué)習(xí)，對(duì)氧化還原反應(yīng)有了更深入更全面的理解。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容處在第二階段，在回顧初中的基本類型反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的重要知識(shí)的前提下以此為鋪墊展開(kāi)對(duì)氧化還原反應(yīng)的較深層次的學(xué)習(xí)，同時(shí)也為后續(xù)元素及其化合物的學(xué)習(xí)起到了橋梁和紐帶的作用。氧化還原反應(yīng)知識(shí)是高中化學(xué)重要理論知識(shí)之一，不僅本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)，同時(shí)也是整個(gè)高中化學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)。

二、學(xué)情分析

有關(guān)氧化還原的知識(shí)，學(xué)生在初中就已經(jīng)從得、失氧的角度學(xué)習(xí)過(guò)，因此有了一定的知識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)學(xué)生也具備了一定實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)，也具備了一定的分析和歸納問(wèn)題的能力，因此在本節(jié)教學(xué)中學(xué)生通過(guò)催原子結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)知能推測(cè)出氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律，再通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了猜想，對(duì)具體的實(shí)例進(jìn)行比較和歸納從而得出氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，架構(gòu)起學(xué)習(xí)理論的一般認(rèn)識(shí)模型。高一的學(xué)生好奇心強(qiáng)、熱情比較高，所以將探究的任務(wù)交給學(xué)生完成，以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，掌握現(xiàn)實(shí)生活中氧化還原反應(yīng)是普遍存在的，在給人類帶來(lái)益處的同時(shí)也給社會(huì)造成了很大的損失，培養(yǎng)學(xué)生用辯證的思維來(lái)看待問(wèn)題。

（二）通過(guò)學(xué)生對(duì)已熟知的H2還原CuO為切入口，先從得失氧角度來(lái)分析，然后在從化合價(jià)、最后從得失電子角度學(xué)習(xí)，將知識(shí)在潛移默化的過(guò)程得到了落實(shí)，使學(xué)生不僅能從化合價(jià)角度判斷氧化還原反應(yīng)、同時(shí)也理解氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生從多角度看待問(wèn)題的能力。

（三）將問(wèn)題設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)探究形式，在實(shí)驗(yàn)探究和理論推理的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生合作共贏的思想，再通過(guò)對(duì)常見(jiàn)化學(xué)方程式的分析建構(gòu)起四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，充分的培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)思想。

四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

在復(fù)習(xí)初中學(xué)習(xí)過(guò)H2還原CuO時(shí)，變換視角從化合價(jià)分析氧化還原反應(yīng)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和從微觀結(jié)構(gòu)分析化合價(jià)變化的原因是電子轉(zhuǎn)移，從而將重難點(diǎn)都得以突破和落實(shí)。

五、教學(xué)過(guò)程：

【導(dǎo)入】展示：一個(gè)新切開(kāi)的蘋(píng)果，另一個(gè)是切開(kāi)很久的蘋(píng)果，為什么呈現(xiàn)的顏色不一樣呢？你知道為什么鐵鏈等放置久了會(huì)生銹？它們都發(fā)生了什么反應(yīng)？

【學(xué)生】氧化反應(yīng)。

【思考】現(xiàn)代煉鐵（Fe2O3或Fe3O4→Fe）過(guò)程中發(fā)生了什么反應(yīng)？

【學(xué)生】回答不出。

【資料】早期科學(xué)家因金屬礦石中與金屬結(jié)合的氧被移除了，金屬礦石因此被還原成金屬單質(zhì)，稱還原反應(yīng)（有減輕、減少之意）。

【思考】初中我們學(xué)過(guò)什么叫做氧化反應(yīng)，什么叫做還原反應(yīng)？

【學(xué)生】得氧的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，失氧的反應(yīng)是還原反應(yīng)。

【小結(jié)】這兩種反應(yīng)分類的依據(jù)：得氧還是失氧。

【思考與交流1】嘗試從得氧失氧角度分析氧化還原反應(yīng)。

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

【學(xué)生】Fe2O3失去氧，發(fā)生還原反應(yīng)。

CO得到氧，發(fā)生氧化反應(yīng)。

【問(wèn)題】?jī)煞N反應(yīng)在時(shí)間上是怎樣關(guān)系？

【學(xué)生】氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行。

【思考交流2】請(qǐng)標(biāo)出變價(jià)元素的化合價(jià)，并分析哪些物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，哪些物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)。

（1）在加熱條件下：H2還原CuO;

（2）在加熱條件下：CO還原CuO;

（3）在高溫條件下：C與H2O反應(yīng)。

【學(xué)生1】H2由0價(jià)升高到+1價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng);CuO中的Cu由+2價(jià)降到0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)。

【學(xué)生2】CO中的C由+2價(jià)升高到+4價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng);CuO中的Cu由+2價(jià)降到0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)。

【學(xué)生3】C由0價(jià)升高到+2價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng);H2O中的H由+1價(jià)降到0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)。

【問(wèn)題】這幾種反應(yīng)有什么共同的特征？

【學(xué)生】都是氧化還原反應(yīng)，同時(shí)都有化合價(jià)變化。

【追問(wèn)】你知道化合價(jià)升降與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系？

【學(xué)生】氧化反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)。

還原反應(yīng)：物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)。

【小結(jié)】氧化還原反應(yīng)：凡是有元素化合價(jià)升降的化學(xué)反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)并分析下列反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)？若是則判斷哪種物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)、哪種物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)？

實(shí)驗(yàn)1：鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)2：鋅與稀鹽酸反應(yīng)。

【學(xué)生1】實(shí)驗(yàn)1：鐵片上出現(xiàn)銅，屬于氧化還原反應(yīng)，鐵元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，銅元素化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)。

【學(xué)生2】實(shí)驗(yàn)2：鋅片上有H2生成，屬于氧化還原反應(yīng)，鋅元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，氫元素化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)。

【問(wèn)題】你是如何判斷出是氧化還原反應(yīng)的？

【學(xué)生】有元素化合價(jià)發(fā)生變化。

【小結(jié)】化合價(jià)變化是判斷氧化還原反應(yīng)的另一種依據(jù)。

【思考交流3】你知道氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化的原因？

【視頻】金屬鈉與氯氣的反應(yīng)。

【思考】化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？（閱讀課本P36頁(yè)2、3段）

【學(xué)生】化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是原子間的重新組合。

【問(wèn)題】你知道如何從原子結(jié)構(gòu)來(lái)分析原子間重新組合的嗎？

【學(xué)生】最外層電子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而化合價(jià)的升降與電子轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

【板演】

【小結(jié)】化合價(jià)變化本質(zhì)：電子得失。

【拓展延伸】

【小結(jié)】化合價(jià)變化本質(zhì)：電子對(duì)的偏移。

【總結(jié)】電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移）是元素化合價(jià)發(fā)生變化的原因，這也是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。

【任務(wù)】標(biāo)出并分析下列反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移、化合價(jià)變化、發(fā)生反應(yīng)類型。

Zn+ CuSO4 = ZnSO4 + Cu

【學(xué)生】Zn元素的化合價(jià)升高、失去電子、被氧化、發(fā)生氧化反應(yīng)。

Cu元素的化合價(jià)降低、得到電子、被還原、發(fā)生還原反應(yīng)。

【思考】你是如何理解氧化還原反應(yīng)與化合價(jià)和電子之間的關(guān)系？

【學(xué)生】失去電子化合價(jià)升高被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)。

【問(wèn)題】你知道氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系？

提示：用“圖示”來(lái)表示。

【學(xué)生】

【總結(jié)】氧化還原反應(yīng)廣泛存在于生產(chǎn)與生活中。但在生產(chǎn)和生活中同時(shí)具有正、負(fù)兩方面的影響，當(dāng)我們做到趨利避害，才能更好的服務(wù)于我們。

課題研究：本成果是西藏自治區(qū)教育科學(xué)研究2019年度一般課題，課題批準(zhǔn)號(hào)XZJKY19330成果之一）