运用类比活动进行《氧化还原反应》的教学设计

陆宇平

氧化还原反应是中学化学的基本理论之一，它不仅对于元素化合物的知识学习具有指导意义，同时也是原电池、电化学腐蚀等化学原理的理论基础，所以，该部分内容具有十分重要的学科价值。氧化还原反应与日常生活息息相关，理解氧化还原反应原理，有利于学生从化学视角对日常的生活现象进行解释。现阶段，中学氧化还原反应内容的教学，普遍采用背口诀的方式进行，这样做有助于相关习题的解决，但不利于后继内容的深入，不利于知识的灵活运用。另外，这种教学方式对于氧化还原反应的本质——电子转移，学生的认识往往是不到位的。

针对上述问题，笔者在访谈了解学生知识背景的基础上，借助角色扮演、类比迁移的方式进行教学设计。在教学过程中引导全体学生参与到游戏中来，在游戏中感受知识迁移的成就感，领会氧化还原反应的概念，体验氧化还原反应的本质和特征。

一、教学目标

知识与技能：能够从化合价和电子转移角度得出氧化剂、还原剂及被氧化、被还原等概念；能够对日常生活中常见氧化还原反应的现象进行解释和说明。

过程与方法：通过参与游戏和知识内容类比，学会判断电子转移和化合价升降的关系，通过全体学生主体参与活动，领会出氧化还原反应的本质和特征。

情感态度价值观：在学生主体参与活动中，体验知识生成的愉悦感；通过对生活中氧化还原反应的解释，体验化学知识的普遍性与实用性，提高学生对化学学习的积极性。

二、教学过程

师：[情境导入]我们都吃过苹果，咬过的苹果在空气中放置一段时间后。发现有些地方转变为褐色。你知道这是什么原因呢?(提示Fe²⁺，Fe³⁺溶液的颜色)

生：[猜想]苹果中的Fe²⁺反应为Fe³⁺。

师：[追问]但是市售的苹果汁并没有变褐色，这是因为其中掺了维生素C，那么维生素C起了什么作用呢?在被变褐色的苹果上涂维生素C，会有什么现象呢?

生：[组讨论]VC保护苹果中的Fe²⁺转变为Fe³⁺，在被褐色的苹果上涂维生素C，褐色将褪去。

设计意图：通过情境创设，提醒学生注意观察生活，感知氧化还原反应就在我们身边。

师：[引入课题]在空气中，F²⁺易被氧化Fe³⁺；在Vc存在的情况下，Fe²⁺则被保护；VC能将Fe³⁺还原为Fe²⁺。这里面涉及的氧化和还原，就是这节课我们研究的重点。

师：[板书]氧化还原反应

师：下面我们一起来分析钠与氯气形成氯化钠的过程。(说明：为简化问题，氯气以氯原子为例)。

师：[展示图片]

师：请同学们根据图片，用自己的话来叙述氯化钠的形成过程，并归纳化合价与电子得失的关系。

生：(讨论，并派代表进行表述)钠最外层有一个电子，在化学变化中易失去，钠的化合价从0价升高到+1价。氯最外层有七个电子，在化学变化中易得到一个电子，化合价从0价降低到-1价。带正电的钠离子和带负电子的氯离子相互吸引形成氯化钠。

设计意图：通过氯化钠的形成过程，让学生在讨论中初步感知化合价与电子得失的关系。

师：请总结电子得失与化合价的关系

生：得电子，化合价降低；失电子，化合价升高

师：[板书]电子得失与化合价关系。

师：(预设最近发展区)橡胶长时间的暴露在空气中就老化了，其实是橡胶被氧化了。学会联系：老化——氧化。

师：下面进行游戏，全班同学找好自己的角色，参与到活动中来，在结束活动时，注意体会该游戏的目的。

师：[游戏说明]

心理准备：男生都希望自己快点成熟，快点长大(岁数增大)。

女生都希望自己越活越年轻(岁数减小)。

道具：魔球(教师用篮球来演示)。

魔球的作用：根据意愿调节自己的年龄。做法：男生假想自己手里就有一个魔球，为了达到自己成熟的意愿，将球传递给女生；女生则希望变得年轻，希望得到魔球，于是从男生手里接过魔球。男生和女生分别叙述通过魔球的转移自己年龄的变化。

生：(游戏准备)男生定位好男生的心理状态；女生定位好女生的心理状态。然后，男生可做—下转球的动作，然后将球传递给女生，并独白：我失去球，成熟了，岁数升高。女生接过球，并叙述：我得到了球，年龄变小了(返老还童了)。

设计意图：

①通过心理定位，让学生在游戏活动中变得自然而又合情合理。

②通过动作的亲身操作，让学生将魔球的传递与岁数增减联系起来。

师：[知识补充]橡胶暴露在空气中，就是被氧化了，发生了氧化反应。岁数降低(返老还童)，事实上就是还原了，发生了还原反应。

师：请大家尝试从电子转移，化合价，氧化和还原角度来进行钠与氯气反应的游戏。男生想象自己是钠原子，女生想象自己是氯气分子。

男生：我拥有电子，在反应中失去电子，我的化合价升高了，我被氧化了，发生了氧化反应。

女生：我需要电子，在反应中得到电子，我的化合价降低了，我被还原了，发生了还原反应。

师：定义男生(拥有电子者)为还原剂；定义女生(希望得电子者)为氧化剂。

师生共同总结：[扳书]

还原剂——失电子——化合价降低——被氧化——氧化反应

氧化剂——得电子——化合价升高——被还原——还原反应

师：[知识应用]我们将初中学习的最熟悉的氧化还原反应进行分析：H²+CuO==Cu+H⁺O

请大家分析，这个反应中哪个是氧化剂，哪个是还原剂，哪种元素被氧化，哪种元素被还原。

师：[补充说明]氧化剂，还原剂的对象是反应物；而被氧化，被还原的对象是某种变价元素。

注意：将电子得失与化合价升降结合起来。

生：首先标出化合价。铜元素的化合价降低，得到电子，铜元素被还原，氧化铜是氧化剂。

氢元素的化合价升高，失去电子，氢元素被氧化，氢气是还原剂。

设计意图：运用新规则对氧化和还原重新认识。新旧联系，拓展思维。将初中里氧化还原的定义与现在学的氧化还原定义进行整合，明确两者的关系。

师：[总结]我们现在的分析与初中得氧失氧角度分析的结果是一致的，但是从电子转移与化合价改变来判断氧化剂和还原剂，使得我们从宽广的角度重新审视氧化还原反应。

师：[回到开头情境]好，我们再来看看放置咬过的苹果。空气为我们制造了一个氧化性的气氛，那么苹果中的F²⁺就被氧化为Fe³⁺(显褐色)，事实上是铁元素化合价升高，失去了电子，即被氧化了。当苹果汁中掺了维生素C后，实际上是将苹果汁置于还原性气氛中，使电子无法从苹果汁中的Fe²⁺中转移走，防止了Fe²⁺被氧化为Fe³⁺。所以，氧化还原发生最最根本的原因是什么呢?我们如何判断一个反应是否是氧化还原反应呢?

师：[板书]氧化还原反应的本质与特征：

生：氧化还原反应最关键的是电子在氧化剂和还原剂之间转移(本质)，通过电子转移，引起了化合价的升降(特征)。我们可以通过化合价的升降来判断氧化还原反应。

设计意图：在活动作为铺垫的基础上，通过对原先提出的氧化还原反应问题的分析，得出氧化还原反应的本质和特征，使对该知识点的认识提高到—个新的高度。

师：大家还能回忆一下生活中氧化还原反应的相关应用吗?

生：在自行车上刷漆，防止铁与氧化剂氧气接触。

食品包装里常有放铁粉的小纸袋，此铁粉的作用是防止氧气将食品氧化。

练习：(略)

三、教学反思

本堂课首先从学生生活世界内耳熟能详。但未深入思考过的现象引入，一下子抓住了学生的注意力。接着，最大限度地利用课堂教学资源，通过全体学生参加游戏的形式，让学生的思维活动起来。当学生能将零碎的信息进行有机整合后，将学生从游戏世界带入化学世界，学生一下子领会到了游戏的用意，同时为自主地发现形成了氧化还原反应的概念而欣喜。在这种情况下，教师及时地将氧化还原反应的关键点抛出，学生则在积极地思维中建构了氧化还原反应的一系列概念，然后联系初中已有氧化还原内容，趁热打铁地将该部分内容在练习中进行巩固。最后，用新学到的知识来解释开始抛出的问题，通过回顾整节课的内容。归纳出氧化还原反应的本质和特征。通过课堂气氛的观察，学生的访谈及课后作业情况来看，几乎所有学生都本节课达到课前所预设的目标。

(责任编辑：张华伟)