丁永梅

寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 銀川 750021

0 引言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》中明確提出要落實立德樹人根本任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀[1]。中學(xué)化學(xué)教學(xué)的根本任務(wù)是圍繞立德樹人的總目標(biāo)，實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的育人價值[2]，因此，在高中化學(xué)教學(xué)中滲透課程思政元素是非常有必要的。生活中有許多涉及氧化還原反應(yīng)的實例，在教學(xué)中設(shè)計相關(guān)的生活情境，引領(lǐng)教學(xué)，不僅能夠激發(fā)學(xué)生求知欲，而且能夠讓學(xué)生學(xué)會利用科學(xué)知識解決生活問題，樹立正確的“三觀”。筆者在“配平氧化還原反應(yīng)方程式”課程中設(shè)置情境引領(lǐng)教學(xué)，并融入課程思政元素，對當(dāng)前如何改善高中化學(xué)教學(xué)模式進行了探討。

1 教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)課的課程思政目標(biāo)有以下幾點。

1）通過回顧氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從宏觀和微觀兩個視角分析事物。

2）通過類比警察破案的情境，總結(jié)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的“五步法”，學(xué)會類比和總結(jié)的科學(xué)思維方法。

3）通過“五步法”配平不同類型氧化還原反應(yīng)方程式，明白需要抓住的重點不同，采用的方法則不同，明確具體問題要具體分析的道理。

4）通過書寫黑火藥等相關(guān)氧化還原反應(yīng)方程式，感受科技、生活與學(xué)科知識之間的密切關(guān)聯(lián)，樹立愛國情懷。

5）通過學(xué)習(xí)配平氧化還原反應(yīng)方程式，進一步加深對氧化還原反應(yīng)的理解，初步形成用辯證的觀點認(rèn)識事物的思維方式。

2 教學(xué)設(shè)計

2.1 教學(xué)思路

本教學(xué)設(shè)計在情境的引領(lǐng)下，融合課程思政，達到學(xué)科育人的目的。以生活中的情境引入氧化還原反應(yīng)的概念，學(xué)習(xí)完氧化還原反應(yīng)方程式的配平后，用方程式揭示情境中氧化還原反應(yīng)發(fā)生的原理，前后呼應(yīng)，讓學(xué)生深刻感受到科技、生活等與學(xué)科知識之間密不可分的關(guān)系，明白要學(xué)以致用的道理，自覺樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。本節(jié)課新知識的學(xué)習(xí)，主要包含兩個部分：第一部分是通過類比警察破案的情境，總結(jié)配平氧化還原反應(yīng)方程式的“五步法”，形成類比歸納的思維方式；第二部分是根據(jù)“五步法”配平不同類型的氧化還原反應(yīng)方程式時，側(cè)重不同，所采用的配平技巧不同，讓學(xué)生學(xué)會具體問題具體分析的方法?？傮w上來看，本教學(xué)設(shè)計是在兩大情境的引領(lǐng)下，讓學(xué)生學(xué)習(xí)新知識，并融入辯證唯物主義思想的各類要素，很好地將情境式教學(xué)與課程思政相融合。具體的情境線、知識線以及課程思政目標(biāo)的體現(xiàn)如圖1 所示。

圖1 教學(xué)設(shè)計思路

2.2 教學(xué)過程

2.2.1 復(fù)習(xí)回顧，導(dǎo)入新課

教師通過多媒體展示中國古代四大發(fā)明之一“黑火藥”、新冠疫情期間使用的“84”消毒液等實例，引出氧化還原反應(yīng)。實際生產(chǎn)生活中有許多氧化還原反應(yīng)的例子，以生活中的情境或者歷史故事作為引入，這樣做可以更好地吸引學(xué)生的注意力。通過介紹中國古代四大發(fā)明，學(xué)生深刻感受中國古代勞動人民的智慧結(jié)晶及我國深厚的科技底蘊；通過介紹抗疫過程中大顯身手的“84”消毒液，學(xué)生深刻感受到我國科研人員的刻苦鉆研精神和對科學(xué)事業(yè)的執(zhí)著追求。

學(xué)生思考并回答教師提出的問題，回顧復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)相關(guān)的概念。問題1：氧化還原反應(yīng)的特征是什么？問題2：氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是什么？問題3：什么是氧化劑和還原劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物？通過回答問題1 和問題2，即失去電子指化合價升高、得到電子指化合價降低，讓學(xué)生明白失去并不意味著失敗，得到并不意味著成功，以此樹立正確的得失觀[3]。通過回答問題3，讓學(xué)生明白氧化還原反應(yīng)從微觀上表現(xiàn)為電子得失，宏觀上表現(xiàn)為元素化合價的變化，明白站在不同角度分析問題時，所看到的事物不同，要學(xué)會透過現(xiàn)象看本質(zhì)。氧化還原反應(yīng)是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)同時存在的反應(yīng)，并且是對立雙方，但是二者仍能夠共存，使學(xué)生樹立對立統(tǒng)一的思想。

2.2.2 情境類比，學(xué)習(xí)新知

氧化還原反應(yīng)實質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，包括電子得失和電子對偏移兩部分，其中，電子不會憑空產(chǎn)生和消失，所以一個氧化還原反應(yīng)滿足得失電子守恒；氧化還原反應(yīng)也是一個化學(xué)反應(yīng)，滿足質(zhì)量守恒定律；如果將氧化還原反應(yīng)方程式書寫為離子反應(yīng)方程式時，還需滿足電荷守恒規(guī)律。因此，配平氧化還原反應(yīng)方程式時，需要滿足“三大守恒”：質(zhì)量守恒、電荷守恒以及電子守恒。接下來根據(jù)這三大守恒，學(xué)習(xí)用升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式。具體的情境類比和知識線見表1。

表1 情境類比與學(xué)習(xí)新知的內(nèi)容

氧化還原反應(yīng)方程式的配平是學(xué)生必須掌握的知識點，也是配平不同類型氧化還原反應(yīng)方程式的基礎(chǔ)，教師需要向?qū)W生闡述清楚配平中各個步驟的含義。通常情況下，教師直接告訴學(xué)生配平氧化還原方程式的“五步法”，學(xué)生機械記憶，接著“套公式”配平氧化還原反應(yīng)方程式。這種“套公式”的方法，適用于理解能力較好的同學(xué)，但是，一些理解力較差的學(xué)生不理解配平中具體每一步驟的含義，碰到不同類型的氧化還原反應(yīng)方程式時，仍不會配平。類比是學(xué)習(xí)科學(xué)知識的重要思維方式，學(xué)科與學(xué)科之間、學(xué)科與生活之間等都有相似的元素，結(jié)合類比的思維方式，往往可以利用已知解決未知。基于上述分析，教學(xué)過程中，為了更好地讓學(xué)生理解配平氧化還原反應(yīng)方程式的方法，選擇警察破案的過程，類比總結(jié)出“五步法”。此時，學(xué)生不是簡單地機械記憶，而是通過自己的理解總結(jié)出方法，整個學(xué)習(xí)氛圍是輕松愉悅的。

2.2.3 具體問題具體對待，學(xué)習(xí)配平技巧

依據(jù)“五步法”配平氧化還原反應(yīng)方程式時，重點是第二步“找”，要正確找到方程式中化合價升降的關(guān)系數(shù)，即得失電子數(shù)，才能順利進行后面幾步驟，正確配平氧化還原反應(yīng)方程式。例如配平Na2O2+ CO2— Na2CO3+ O2時，Na2O2中氧元素的化合價既升高又降低，升高至O2中的0 價，降低至Na2CO3中氧的-2 價。因為化合價升降總數(shù)=化合價的變化數(shù)×變化的原子個數(shù)，所以要準(zhǔn)確判斷原子個數(shù)。為了能夠準(zhǔn)確判斷原子個數(shù)，第一步“標(biāo)”的時候，要分別標(biāo)兩個生成物中的氧元素。綜上所述，在配平不同類型的氧化還原反應(yīng)方程式時，需要考慮以生成物為基準(zhǔn)物，還是反應(yīng)物為基準(zhǔn)物，計算化合價升降總數(shù)。

根據(jù)配平氧化還原反應(yīng)方程式的“五步法”，分別配平以下方程式：

方程1：Cu + HNO3（?。?— Cu(NO3)2+ NO +H2O

方程2：SO2+ H2S — S + H2O

方程3：Cl2+ NaOH — NaCl + NaClO + H2O

方程4：FeS2+ O2— Fe2O3+ SO2

以上三類氧化還原反應(yīng)方程式，方程式1 屬于常規(guī)型氧化還原反應(yīng)，方程式2 屬于氧化還原反應(yīng)中的一種“歸中反應(yīng)”類型，即被氧化、被還原的元素分別在不同物質(zhì)中的氧化還原反應(yīng)。在配平常規(guī)型以及歸中型這兩類氧化還原反應(yīng)方程式時，從左邊反應(yīng)物著手配平，也就是選擇反應(yīng)物為基準(zhǔn)物質(zhì)，分別列得失，計算化合價升降總數(shù)，即采用的方法是“正向配平法”。方程式3 屬于“歧化反應(yīng)”，即被氧化、被還原的元素在同一物質(zhì)中的氧化還原反應(yīng)，配平時從右邊生成物著手配平，即選擇氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物為基準(zhǔn)物質(zhì)，分別列得失，計算化合價升降總數(shù)，所采用的方法叫作逆向配平法[4]。方程式4 中，F(xiàn)eS2中Fe 和S 的化合價，以及O2中O 的化合價都發(fā)生了變化。當(dāng)一個氧化還原反應(yīng)方程式中，存在三種及三種以上元素化合價發(fā)生變化時，并且同一物質(zhì)中存在兩種或兩種以上元素化合價發(fā)生變化，分別計算各個元素化合價發(fā)生變化的總數(shù)，接著計算化合價升的總數(shù)和化合價降的總數(shù)。FeS2中Fe 的化合價總共升高了2，S 的化合價總共升高了12，O2中O 的化合價總共降低了4，因此在該方程式中，化合價總共升高了14，化合價總共降低了4。由此，可準(zhǔn)確計算出化合價升降的總數(shù)。

設(shè)計的意圖：氧化還原反應(yīng)方程式分為常規(guī)型、歸中反應(yīng)類型、歧化反應(yīng)類型以及復(fù)雜型等幾種類型。為了準(zhǔn)確計算不同類型氧化還原反應(yīng)方程式的化合價升降總數(shù)，所選取的基準(zhǔn)物是不同的，即要分清主要內(nèi)容與次要內(nèi)容，抓住重點。因此，在配平氧化還原反應(yīng)方程式時，也向?qū)W生滲透了在對待不同類型的事物時，要學(xué)會抓住重點，分清主次，具體問題具體分析的哲理。

2.2.4 情境再現(xiàn)，學(xué)以致用

學(xué)習(xí)完本節(jié)課的內(nèi)容后再給出導(dǎo)入時的兩個情境。情境1：火藥是中國古代的“四大發(fā)明”之一，永遠(yuǎn)值得中華兒女驕傲，對其的學(xué)習(xí)能夠激勵我們奮發(fā)圖強。黑火藥的主要成分有KNO3、木炭、硫磺等，在發(fā)生爆炸時，會產(chǎn)生氮氣、二氧化碳等氣體，同時還有K2S 生成，請根據(jù)上述表述，寫出相關(guān)的氧化還原反應(yīng)方程式。情境2：“84”消毒液（主要成分是NaClO）和潔廁靈（主要成分是濃鹽酸）不能混用，這是因為二者反應(yīng)會生成一種有刺激性氣味的氣體（氯氣），請用氧化還原反應(yīng)方程式解釋。

設(shè)計的意圖：本部分為配平信息型氧化還原反應(yīng)方程式，是本節(jié)課的拓展與應(yīng)用。高考題中通常以信息題的形式讓學(xué)生書寫氧化還原反應(yīng)方程式，因此，日常練習(xí)應(yīng)注重信息型氧化還原反應(yīng)方程式的配平。本節(jié)課的開始以黑火藥的爆炸以及疫情期間使用的“84”消毒液為情境導(dǎo)入課堂，在本節(jié)課的結(jié)尾揭示情境中的化學(xué)原理，學(xué)生可以感受到化學(xué)與生活之間的關(guān)聯(lián)，明白學(xué)習(xí)的重要性，從而樹立正確的學(xué)習(xí)觀。

3 結(jié)束語

本文嘗試將情境與課程思政教育融合在一起，進行關(guān)于“氧化還原反應(yīng)方程式的配平”的教學(xué)設(shè)計，這不僅能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的思想道德素質(zhì)和科學(xué)的思維。配平氧化還原反應(yīng)方程式最重要的是掌握配平方法和技巧，本文通過類比警察破案的步驟，讓學(xué)生學(xué)習(xí)配平方法，不是機械地向?qū)W生傳授知識，而是讓學(xué)生自己總結(jié)“五步法”，有利于形成情境—知識之間的聯(lián)系，并且掌握類比的科學(xué)思維方法。整個教學(xué)設(shè)計向?qū)W生滲透了辯證唯物主義思想。為落實立德樹人的根本任務(wù)，培育全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，化學(xué)教師在日常教學(xué)中要有滲透課程思政元素、做到學(xué)科育人的意識。