摘要：本文對(duì)比了新舊教材中《氧化還原反應(yīng)》的編排設(shè)計(jì)，并分析了基于新舊教材的教學(xué)策略，根據(jù)概念的范例理論和形成理論，設(shè)計(jì)了新的氧化還原反應(yīng)概念的教學(xué)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：教學(xué)模式 氧化還原反應(yīng) 教學(xué)設(shè)計(jì)
引言：在中學(xué)階段的基本概念，基本理論體系中，氧化還原反應(yīng)及相關(guān)知識(shí)有重要的地位，是化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。理解氧化還原反應(yīng)的概念是學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)，無論是舊版教材（人民教育出版社出版）還是新版教材（山東科學(xué)技術(shù)出版社出版），都安排了很大的篇幅予以介紹。然而在以前的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生盡管經(jīng)過長期了的訓(xùn)練，但對(duì)氧化還原反應(yīng)的概念的理解還是模糊不清的。本文從分析新舊教材的編排設(shè)計(jì)出發(fā)，得出更有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。
1、新舊教材編排分析
在舊版的教材中，《氧化還原反應(yīng)》這部分內(nèi)容被安排在高一化學(xué)第一章的第一節(jié)，并且安排了三個(gè)課時(shí)。其中氧化還原反應(yīng)的概念的教學(xué)就單獨(dú)安排了一節(jié)；在新版的教材中，《氧化還原反應(yīng)》被安排在第二章第三節(jié)。放在第一章強(qiáng)調(diào)了氧化還原知識(shí)在化學(xué)知識(shí)體系中的基礎(chǔ)性地位，體現(xiàn)了知識(shí)的邏輯順序；放在第二章，則體現(xiàn)了氧化還原知識(shí)的工具性，它只是眾知識(shí)群里面的一個(gè)工具性知識(shí)而已。
其次，在內(nèi)容設(shè)計(jì)上，這兩個(gè)版本的教材也有不同。
在舊教材中，通過復(fù)習(xí)初中學(xué)習(xí)過的四種基本反應(yīng)類型（化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、置換反應(yīng)）引入，再給出一個(gè)不屬于以上四種反應(yīng)類型的反應(yīng)，讓同學(xué)們判斷這個(gè)反應(yīng)屬何種反應(yīng)，以此誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，然后再從初中學(xué)習(xí)的狹隘的氧化還原反應(yīng)的概念入手引發(fā)認(rèn)知沖突，為實(shí)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)概念的轉(zhuǎn)變作準(zhǔn)備。引出新概念后，為體現(xiàn)新概念的有效性，再用新概念去分析一些化學(xué)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)。
在新教材中，直接從三張圖片（①銅片部分氧化成氧化銅、②氧化銅被還原成亮紅的銅、③鐵絲在硫酸銅溶液中的反應(yīng)）引入，再給出幾個(gè)熟知的氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)，（標(biāo)注有各元素的化合價(jià)），其中有一部分反應(yīng)有元素化合價(jià)改變，而另一部分沒有。這樣教師就可以引導(dǎo)學(xué)生從化合價(jià)變化與否的角度出發(fā)，直接得出氧化還原反應(yīng)的概念。
舊教材中的《氧化還原反應(yīng)》編排設(shè)計(jì)是學(xué)科本位，知識(shí)中心的。體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：①過于強(qiáng)調(diào)氧化還原反應(yīng)概念的發(fā)展歷史。②過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的邏輯順序。教學(xué)目標(biāo)也就偏向于讓學(xué)生掌握抽象的、邏輯的化學(xué)知識(shí)，忽視了學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，割裂了化學(xué)與生活的聯(lián)系。在這樣的情況下，教師就單純?yōu)榻袒瘜W(xué)知識(shí)而教學(xué)，學(xué)生也單純?yōu)榱藢W(xué)化學(xué)知識(shí)而學(xué)習(xí)。忽視了知識(shí)的工具性：為解決實(shí)際問題而學(xué)知識(shí)。
新教材中的《氧化還原反應(yīng)》編排設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)中心的。從學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)入手，再上升到理性認(rèn)識(shí)，這符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的工具性價(jià)值：學(xué)會(huì)利用知識(shí)去判斷、選擇、應(yīng)用相關(guān)氧化劑、還原劑和氧化還原反應(yīng)條件來解決現(xiàn)實(shí)問題。
2、新舊教材概念教學(xué)模型分析
在舊版教材編排設(shè)計(jì)中，教學(xué)核心就是實(shí)現(xiàn)氧化還原概念的轉(zhuǎn)變。概念的轉(zhuǎn)變是以波斯納的概念轉(zhuǎn)變模型為理論依據(jù)的。根據(jù)概念轉(zhuǎn)變模型，概念要發(fā)生順應(yīng)需要滿足四個(gè)條件：①對(duì)現(xiàn)有的概念不滿。②新概念的可理解性。③新概念的合理性。④新概念的有效性【1】。舊教材的編排設(shè)計(jì)完全滿足上述條件。
正是有概念轉(zhuǎn)變理論的支持，在概念教學(xué)中，概念轉(zhuǎn)變模型才被廣泛運(yùn)用，但是在氧化還原反應(yīng)概念的教學(xué)中，這種策略的教學(xué)效果卻不理想。首先，對(duì)于氧化還原反應(yīng)這部分內(nèi)容的教學(xué)，規(guī)定是三個(gè)課時(shí)教完，可實(shí)際上，大多數(shù)教師用了一個(gè)多星期。其次，很多教師反映，學(xué)生在學(xué)完這部分內(nèi)容后的相當(dāng)時(shí)間內(nèi)，氧化還原反應(yīng)的概念還是模糊的。誠然，波斯納的概念轉(zhuǎn)變模型是有效的，但是基于概念轉(zhuǎn)變模型的教學(xué)模式被標(biāo)準(zhǔn)化、唯一化、條件化了。教師一看到概念教學(xué)，就想到了概念轉(zhuǎn)變模式，即便沒有概念的轉(zhuǎn)化，也要人為的創(chuàng)造概念轉(zhuǎn)化的條件。不難看出，舊版教材的設(shè)計(jì)，完全是為了實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)化創(chuàng)造條件。
實(shí)際上，初中學(xué)習(xí)的概念是不精確的，應(yīng)拋棄的，而在這種模式下卻不得不舊事重提，這無疑干擾了學(xué)生的學(xué)習(xí)。
所以，舊版教材的設(shè)計(jì)是低效的，甚至是起負(fù)面作用的。教師用了太多篇幅講了與氧化還原反應(yīng)概念無關(guān)的，而且是應(yīng)該拋棄的知識(shí)，這些無用信息會(huì)加重學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。干擾了新知識(shí)的學(xué)習(xí)。所以學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)概念的理解是模糊不清的。
新教材的編寫就體現(xiàn)了另外的概念教學(xué)模型：概念學(xué)習(xí)的范例理論和概念的形成理論。首先，提供氧化還原反應(yīng)的典型范例，再抽象出氧化還原反應(yīng)的關(guān)鍵特征，然后得出氧化還原反應(yīng)的概念，最后實(shí)現(xiàn)概念的強(qiáng)化。概念的獲得，實(shí)質(zhì)就是要理解一類事物共同的關(guān)鍵屬性【2】。氧化還原反應(yīng)這個(gè)概念的關(guān)鍵屬性就是化合價(jià)的變化。只要我們強(qiáng)調(diào)這個(gè)關(guān)鍵屬性，就可容易把握什么是氧化還原反應(yīng)。無關(guān)特征越多，學(xué)習(xí)就越困難【2】。和舊版教材相比，新教材刪了很多無關(guān)信息，但核心知識(shí)沒減少。新教材從提供氧化還原反應(yīng)的典型范例入手，直接從典型范例中提取氧化還原反應(yīng)的關(guān)鍵特征，從而得出氧化還原反應(yīng)的概念。這樣做刪繁就簡，有利于學(xué)生建立清晰準(zhǔn)確的概念。
3、基于新教材的教學(xué)設(shè)計(jì)簡述
氧化還原現(xiàn)象是日常生活中常見的現(xiàn)象，首先提供這種現(xiàn)象的圖片，讓學(xué)生進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，然后教師引導(dǎo)學(xué)生提取出這些現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)方程式，提供氧化還原反應(yīng)的范例（初中學(xué)習(xí)的氧化還原反應(yīng)概念和新的氧化還原概念沒有根本的沖突，初中學(xué)習(xí)的氧化還原反應(yīng)在新的氧化還原反應(yīng)概念框架內(nèi)還是氧化還原反應(yīng)，而不會(huì)變成非氧化還原反應(yīng)，這樣就無需否定以前學(xué)習(xí)的氧化還原反應(yīng)的概念，也就沒有必要刻意去實(shí)現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)化）。因此，教師根據(jù)學(xué)生熟知的氧化還原反應(yīng)范例，再引導(dǎo)學(xué)生歸納它們的關(guān)鍵特征，即有化合價(jià)的改變，就可得出氧化還原反應(yīng)的概念。再給出新概念的正例和反例，使概念更加清晰、明確。
4、基于新概念教學(xué)模型的氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)課堂實(shí)錄
【PPT】展示三張圖片：①銅片部分氧化成氧化銅、②氧化銅被還原成亮紅的銅、③鐵絲在硫酸銅溶液中的反應(yīng)。
【教師】同學(xué)們，寫出上面圖片中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式。
【學(xué)生】觀察、思考并在草稿紙上書寫。
【板書】
⑴ 2Cu+O22CuO
⑵ CuO+ H2Cu+ H2O
⑶ Fe+ Cu2+══Fe2++ Cu
【教師】請(qǐng)同學(xué)們標(biāo)一下上面兩個(gè)反應(yīng)里各個(gè)元素的化合價(jià)，觀察前后有無變化。
【學(xué)生】標(biāo)出各元素化合價(jià)。
【教師】上面幾個(gè)反應(yīng)都有什么共同的特征嗎？
【學(xué)生】有，它們中都有元素化合價(jià)發(fā)生了改變。
【教師】我們知道第一和第二個(gè)反應(yīng)分別是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，有化合價(jià)發(fā)生改變，第三個(gè)反應(yīng)也有化合價(jià)改變。我們就推而廣之，把所有的有化合價(jià)發(fā)生改變的反應(yīng)都統(tǒng)稱為氧化還原反應(yīng)。
【教師】同學(xué)們，觀察下面兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，各元素化合價(jià)在反應(yīng)前后有沒有發(fā)生改變。
⑴ CaCO3CaO + CO2↑
⑵ NaCl+AgNO3══NaNO3 + AgCl↓
【學(xué)生】沒有。
【教師】對(duì)。像這類化學(xué)反應(yīng)前后沒有元素化合價(jià)改變的反應(yīng)就統(tǒng)稱為非氧化還原反應(yīng)。
【板書】
在反應(yīng)過程中有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。
在反應(yīng)過程中沒有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)叫做非氧化還原反應(yīng)。
【教師】根據(jù)上述的判斷方法，判斷下列反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)。
【PPT隨堂練習(xí)】
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反 應(yīng)
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是
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非
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3H2+N2══2NH3
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SO2+ H2O══H2SO3
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H2CO3══CO2↑+ H2O
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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑
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2HCl + Na2CO3══2NaCl + H2O+ CO2↑
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Fe+ H2SO4══FeSO4+ H2↑
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5、結(jié)論
這種教學(xué)設(shè)計(jì)，沒有過多的糾纏初中的氧化還原概念知識(shí)，而是淡化那些不合適宜的概念，減少無關(guān)信息的干擾，以初中學(xué)習(xí)的氧化還原反應(yīng)作為高中氧化還原反應(yīng)的典型范例，直接引導(dǎo)學(xué)生用歸納的方法得出全新的氧化還原概念，避免了新舊概念的沖突，保持了新舊概念的前后一致性，學(xué)生只要記住初中學(xué)習(xí)過的幾個(gè)氧化還原反應(yīng)的典型范例，通過對(duì)比，就可以很容易判斷其他反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)。所以這種處理時(shí)簡潔、高效的。
參考文獻(xiàn)：
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