基于学习进阶的高中化学教学实践

郑丽娥

摘 要：氧化还原反应是高中化学核心概念之一，起到了贯穿高中化学各类型知识点的作用，也是教学重点和难点之一。本文基于学习进阶理论研究苏教版高中化学中的氧化还原反应教学实践。

关键词：高中化学;学习进阶;氧化还原反应

学习进阶是对学生各学段学习同一主题的概念所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述，围绕核心概念展开由简单到复杂、相互关联的概念序列。苏教版高中化学教材基于高中学生学情和认知规律，将氧化还原反应的内容在学生已经掌握的学科基础上渐进进阶到更深层次，因此氧化还原反应应充分结合原子结构、离子反应、元素周期律、有机化学、电化学等教学内容，起到与高中数学函数一样的提纲挈领作用，提高学生学习知识和能力，帮助学生获得概念理解。

一、“氧化还原反应”基于进阶研究概述

高中化学教学实践中有必要为学生建构“氧化还原反应”进阶过程。高中化学中的氧化还原反应基本观念以初中化学内容为基础，是教学进阶起点，从对其的宏观描述进阶到高中阶段的微观探析。由于内容前置产生了一定的概念冲突，因此基于进阶研究的高中课堂教学带有一定程度的复习性质，教师要达到的一个教学目标就是帮助学生对氧化还原反应的核心概念进一步认知与整合，从化学现象得氧、失氧层面的认识升华到更高层次的电子转移本质性认识。基于高中化学新课程改革，高中氧化还原反应教学仍然应以学生为中心，帮助学生充分温习旧知，分级进阶两剂、方程式书写、电化学电极反应式书写。在基础性原理理解的前提下调动学习兴趣，在主动学习中实现思维提升，基于学习进阶促进概念理解[1]。

除此之外，高中化学氧化还原反应的进阶体现在其深度嵌入了高中化学基础知识体系。通过氧化还原反应可以帮助高中学生完成化学基本观念的建构，为学生形成化学思维产生重要促进作用。在高中化学新课程目标中，氧化还原反应的课堂教学过程既是旧知识的巩固又是知识体系重塑，因此教师的课程设计本质上也是一种学习进阶的学科核心素养设计过程。合理设置学习台阶、把握学习时机，点链结合，在学生内化基本知识的同时拓宽学科视野，构建思维体系，提高科学素养。

二、基于化学学习进阶研究建构化学课堂教学的一些问题

（一）教学策略中对教学内容的全覆盖

从宏观层面上来看，氧化还原反应的化学观念对苏教版教材的教学内容起着提纲挈领作用，如果仔细对教材进行审查后可以发现，“氧化还原反應”在每一单元中都出现得恰到好处，虽然许多处只作为化学反应所体现的表面现象，但总体上对该单元学科知识起到了深化作用。正因如此，目前一些教师将氧化还原反应进行“前置”，引导学生在课堂教学初始就全面深化氧化还原反应，虽然起到了一定的优化课堂教学效果，但容易使学生的学习准备不够充分，对知识体系的构建覆盖范围广而复杂，客观上加重学生的思想负担，学生在考虑层面过多的情况下往往影响本单元的教学效果[2]。

（二）教学策略中对观念建构的标题化

氧化还原反应作为单独的课堂教学内容时，学生容易将其思想性与工具性混为一谈，经过对比横向的高中数学学习活动来看，高中学生在学习函数时也有这个趋势。将氧化还原反应引入课堂教学，对其产生一定的标题化、概念化现象强行带入，但以高中学生的思维能力和认知水平，很难短时间内为其反应做出一个清晰、明确的定位。因此概念强加的方式容易固化学生的思维模式，影响教学过程中的知识内化和观念建构过程，高中化学教师要对标题化的课堂教学引起深思。

（三）教学策略中对考查范围的定性化

氧化还原作为贯穿高中阶段各类型化学的知识点，其概念的基础性和应用的普遍性，在各个知识点中都以一定的方式体现，将新课标的考查内容与高考考查点的交叉与对应，大多数高中化学教师已经掌握了高考化学氧化还原反应的出题经验。例如：判断未知元素或化合物、元素化合变化等考题中，氧化还原反应都是解题的重点和难点，因此部分教师采取将押题法融入课堂教学当中，以高考常见题型直接贯穿于高中化学课堂教学，这会让学生对氧化还原反应的基本认识产生偏差，使学生忽视氧化还原反应的实质，单一的解题能力也对后面的知识学习产生了一定影响[3]。

三、“氧化还原反应”教学重点难点的进阶突破

（一）分级进阶氧化还原反应重点难点

氧化反应和还原反应是既对立又依存的关系，总是同时产生，其中的量化关系不易为学生掌握。教师首先应使学生建立其对立统一的基础性认识，通过定性教学促进学生对观点和方法的认知，降低学生定量计算时产生思维混淆和认知不清的现象。苏教版氧化还原反应的教学课时被打散穿插在单元教学中，根据循序渐进分级进阶的教学思想，对氧化还原教学重点难点进行分级进阶：第一，以初中化学知识为起点帮助学生进阶学习氧化还原反应基本概念，氧化剂、还原剂的准确判断，与初中化学中四种基本反应建立联系;第二，教学氧化还原反应本质，以氧化剂、还原剂化合价变化及氧化性还原性强弱比较作为进阶学习内容;第三，使学生掌握“双线桥”，并以氧化还原反应的方程式书写及计算作为进阶学习内容;第四，教师应引导学生进行规律总结，知识内容结构化，可用电化学电极反应式书写或有机中的氧化还原为例并以考查灵活运用能力为目标的习题课为进阶教学内容[4]。

（二）分级进阶氧化还原反应学习主线

高中化学教师应在苏教版必修1中开始，有目的地确立氧化还原反应为教学长主线，结合原子结构、离子反应、元素周期律等，在教学周期内针对学生的学习进度建立得氧失氧——化合价升降——电子转移这一层层推进、由表及里的本质性教学路线，在主线的各个链条中，灵活排布与填充类型反应、氧化还原反应的计算等教学内容，在每一阶段的教学中都要设计紧密结合当前主题的典型例题，不提倡超纲和超前应用。除此之外还要把握教学重点，由于氧化还原反应属于长周期教学，各个教师均有自己的一套教法，我个人倾向于将“电子转移现象”打造为长周期教学中的教学重点，高中教师要注意对“电子转移”的本质性氧化还原反应教学的控制和把握，这是氧化还原反应教学中最抽象、最复杂一部分，如果学生前面物质结构的基础没有打好，到了这一部分对其造成很大的学习困难，已经掌握的氧化剂、还原剂等知识与应用也会出现错误，因此在这一阶段要搭配规律总结教学。

（三）分级进阶选择教学角度

三段法教学路线中各自都拥有独特的教学价值，在具体教学中选择合适的教学角度往往能够唤醒学生的积极性，为教学提供指导性思路：1.得氧失氧角度，是表层的现象，也是学生最容易理解的氧化与还原的解题思路，其虽然局限于得氧失氧，但通常在实验中的表观现象常常给学生留下深刻印象，学生容易产生联想，可从得氧、失氧的角度思考元素化合价变化;2.化合价升降角度，是氧化还原反应的特征，从化合价变化角度去进阶教学，总结共性;3.电子转移角度，是氧化还原反应微观本质，宏微结合。以氧化还原思想引导元素化合物相关性质学习，例如：比较等量的Na和AI的活泼性，从Na比AI更容易失电子来确定比Na化学性质活泼。根据氧化性及还原性进阶总结强制弱的规律。教师可进一步列举出如下化学反应方程式，使学生可以进一步发展认识：H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4;2FeCI3+2HI=2FeCI2+2HCl+I2，学生便可推算出还原性：H2SO3>I->Fe2+。掌握好本质，为进阶学习选择性必修电化学内容打下基础。在课堂教学中教师不能通过简单的“灌输”式课堂教学法，应结合苏教版高中化学教材及班级上的实际学情，分级进阶。

四、基于进阶学习进行“氧化还原反应”课堂教学设计

（一）创设生活化情境进阶学习概念

在高中化学教师已经明确课堂教学目标的情况下，对课堂教学的环节进行教学设计，应尽量以具体现象为教学切入点，运用生活化教学，如钢铁生锈、燃料燃烧等具体现象，既可以引发联想，又可以当场进行简单实验，一些生活中的现象也容易使学生在已有的知识基础上对氧化还原反应进行深入感知，能够沿着教师提供的思路开启新知的大门。例如：高中化学教师在原电池工作原理教学导学环节中引导学生思考铁被氧化的过程：Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2↑，首先推动学生从铁原子失去电子、化合价升高的方向去认知、探索，学生的关注点就会集中在原电池内部发生的氧化反应现象上，如此即可科学地引导学生进阶深化原电池工作原理[5]。

（二）进阶引出新识

共性是引导学生深入思考的基础，只有在共性分析基础上学生才具备进阶研究的条件，例如：先从得氧失氧层面了解个别氧化还原反应，进阶到氧化还原反应基于元素化合价方面的变化情况，而化合价变化又是研究外层电子排布的基础条件，在建构观念进阶的同时逐层深入元素最外层电子排布的变化规律，也可以基于假设的科学学习法，教师通过画图作图进行概念建构法演示教学，使学生能将得氧失氧、化合价变化、电子得失三种由表及里的认识融为一炉，能够进一步进阶探究电子守恒规律学习内容。如已知M2O72-+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O，则此题中M的化合价应是多少？经过高中化学课堂教学实践显示，教师引导学生通过进阶电子守恒规律进行探究，学生的学习效果比传统训练教法有了明显的提升。

（三）具体实验进阶学习内容

通过金属锌与稀盐酸的化学实验，让学生对氧化还原反应留下深刻印象，白雾、热量、刺激性气体都会给学生留下“反应剧烈”的明显感知，进一步应用互动交流法，使学生对活泼金属与酸的反应从表象深入本质，宏微结合。例如：结合元素周期表的锌氢次序，通过提示化合价升降，使学生认识锌与氢的化合价升降关系;进一步可引入电流计，电流表指针偏转、碳棒有气泡。进一步得出在盐酸导电的前提下（含水），氢离子及氯离子的定向移动方向，电子从锌片流向碳棒，碳棒上生成的气体经收集检验是氢气，因此得出锌原子失去电子，氢离子得到电子，从而进阶到原电池的工作原理、正负极的电极反应式的书写、电子流向、阴阳离子移动方向等。结合惰性电极电解氯化铜实验现象掌握原理并合理设置台阶巧妙进阶到电解原理，最终分析两池混用。

五、重视进阶“氧化还原反应”课堂教学环节

（一）以知识有层次结构为进阶起点

高中氧化还原反应知识是通过以旧代新的模式继承并发扬的，旧知识的循环使用、综合内化是高效课堂教学的基础条件，循序渐进的进阶教学有利于学生深度内化知识，自主探究并获得综合性认识，有利于教师向学生传授经验与能力，也符合由简到繁、由表及里的认知规律。高中化学教师应先从最简单的氧化燃烧知识入手，进而突出氧化剂、还原反应等知识构成的闭环系统，最终将氧化还原反应在学生的化学知识结构中打造成堡垒。例如：在Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+H2O反应中，氮元素部分变价，铜和氮元素的化合价的变化问题，氢元素不变价。该反应分别涉及氧化剂以及Na在Cl2中的燃烧问题，高中化学教师对该化学式进行范例式的讲解有利于引导学生对氧化还原反应“化合价升降”的讨论，教师可以引导学生深入思考反应前后元素的化合价变化规律，使学生进一步思考化合价升降的本质原因。

（二）以培养逻辑思维和推理能力为进阶核心

高中化学教师应通过多种教学手段刺激学生的感官感觉，结合展示法、案例法和讲授法起到引导、解惑作用，经过教学实践发现，学生掌握氧化还原反应电子转移这一本质，进阶氧化与还原这两个相反是共存、同时过程，但在主观思考与分析过程中仍然受困于化学反应方程式的复杂性，在应用知识的过程中有一定的迷惑，需要通过教师的引导和示范摸清楚电子转移的情况和方法。教师在这个过程中要引导不要灌输，要点拨不要告知，使学生对自己的逻辑和推理能力持有一种验证态度，内心产生一种探索和发现的喜悦感，有助于激发自主学习的欲望。在苏教版必修1的收官阶段，对氧化还原反应的归纳和总结是课程重点，要组织学生通过分组分层教学法进行讨论与归纳总结。以此規律作为思维进阶的工具，如教师举出含有Ag+、Cu2+、Fe3+的溶液中加入Fe的问题，学生也能通过氧化性：Ag+>Fe3+>Cu2+判断出反应顺序为Ag+、Fe3+、Cu2+。这些都是高中化学课堂上教师为学生精心设计的学习台阶，教师需要通过适时讲解对学生学习方法进行指导，启发高中学生的解题思路，有利于学生从宏观层面上运用知识点，进而将氧化还原反应从微观层面进阶建立知识体系。

结束语

总而言之，氧化还原反应在学生高中化学学习中占有提纲挈领的地位，苏教版将氧化还原反应教学在实际课堂教学中设为长主线模式，符合学生的进阶学习，也是值得深思的一大课题。如何设置合理的学习台阶、如何及时抓住学习进阶好时机，多点多链分阶段有机结合，让学生“吃透”低层次水平，顺利进阶高层次水平。在新课标背景下，进阶学习理论能够兼顾新高考考查要求与综合学科素养提升的本质要求，因此高中化学教师要调整课堂教学方法，不再急于求成地把氧化还原反应的全部内容压缩进行教学，而是逐层递进、先易后难，分级进阶建构学生对氧化还原反应的科学认识，积极提高学生的思维能力和综合素养。

参考文献

[1]刘晟，刘恩山.学习进阶：关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报，2012，8（2）：81-87.

[2]庄晓文.中学化学“电解质溶液”核心概念及其学习进阶研究[D].南昌：江西师范大学，2015.

[3]苏莉虹.中学化学“原电池”核心概念的进阶教学设计研究[D].南昌：江西师范大学，2016.

[4]庄德刚.基于学科观念建构的元素化合物教学[J].中学化学教学参考，2015（5）：25-28.

[5]田军.打破知识本位及促进观念建构的化学教学[J].化学教与学，2016（8）：12-14.