新课标理念下探析氧化还原反应在高中化学教学中的重要作用

于丽娜

一、氧化还原反应在教材中的内容安排和课程标准中相关要求

氧化还原反应是人教版高中化学教材必修一第一章内容，同时也是高中化学课程中重要的核心概念，是学生在高中化学学习过程中认识物质性质、物质转化的重要理论工具，对后续元素化合物、电化学等知识的教学也具有指导性作用。在必修一教材中，氧化还原反应被安排在“物质的分类及转化”及“离子反应”之后，从学生认知基础来说，前面已经学习了离子反应，以新的标准对化学反应进行重新分类并不困难。由化合价变化特征到研究氧化还原反应中的电子转移，也符合学生熟悉的“由现象到本质”的研究顺序。

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（下称“新课标”）中在“主题2：常见的无机物及其应用”这一部分，对“氧化还原反应”内容提出明确要求，要求“认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂”。［1］

二、氧化还原反应在高中教学中的重要作用

（一）从氧化还原的新角度认识物质变化的规律

作为化学学科的重要概念，氧化还原反应的学习使学生对化学反应的认知水平有所提升，视角更加宽广。初中化学将反应分为置换、复分解、化合和分解四大基本反应类型，是以变化前后物质种类的变化为标准进行分类的，学生的学习也是基于某一个物质的性质来认识化学反应，这种认识是浅层认识； 在对某个物质性质进行研究后，提出物质分类的概念，这种认识方式也是符合学生认知发展水平的，但是随着课程和中考的改革，初中化学教学中将“八点图”核心内容进行弱化，导致学生对化学反应的浅层认识也没有得到充分内化。高中认识氧化还原反应以后，氧化还原反应提供了一个新的视角，以“化合价变化”和“电子转移”为依据将化学反应进行分类，从学科本质和微观层面认识化学反应的发生。通过氧化还原反应提升对化学反应的认识，并不是完全摒弃初中认识物质变化的思路，而是引导学生结合元素化合价和物质类别两个角度，建构以“化合价—物质类别”的二维思维模型，重点关注元素化合价变化，以“氧化还原”视角再认识物质的转化。［2］而这种对物质认识方式的改变，正是对元素化合物学习的进阶式认识发展。

（二）氧化还原反应作为化学学科核心大概念，统领主题学习内容，使课程内容结构化，进而促进知识功能化和素养化

新课标中提炼了化学学科五大核心素养，分别是宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。新课标中明确指出要突出化学大概念的统领作用，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化。［1］

何为“大概念”？追溯教育学的发展史，“大概念”即在事实基础上抽象出来的深层次、有意义的、结构化的、可迁移的概念。［3］北京师范大学王磊教授也对其做出解读：大概念反映学科本质，具有高度概括性、统摄性和迁移应用价值。提出大概念，一方面有利于将碎片化的具体知识结构化，倡导学习“少而精”的知识，实现减负提质；另一方面有助于引导学生建立和发展核心观念、重要的认识角度及认识方式，促进知识功能化和素养化。大概念可以帮助学生建构化学观念，形成化学学科思维方式和方法，树立正确的价值观，促进核心素养融合发展。［4］

就“主题2：常见的无机物及其应用”的教学而言，最重要的主题大概念应该是元素观。［5］在这一核心主题大概念的统领下，进一步理解掌握物质分类、离子反应、氧化还原等核心学科概念，是促进学生认识方式发展的重要工具和途径。其中氧化还原反应的重要性不仅仅指其学科本体知识内容的综合性程度高、难度大，更是因为这一部分内容具有特殊的认识功能和核心发展价值，氧化还原反应就是具有统摄性和结构化特征的化学核心知识。例如，基于氧化还原反应，再看物质分类就可以与氧化剂和还原剂相关内容建立相关联系；又如，基于氧化还原反应再认识离子反应，学生对“实际参与反应的微观粒子”的理解更加充分，客观理解离子与物质的关系；基于氧化还原反应的价—类二维元素观、基于离子型氧化还原反应的化合价变化和电子转移等内容，可以促进学生对 “宏观辨识与微观探析”素养的理解；再如，基于氧化还原反应中的物质变化、能量变化等，尤其是聚焦可逆的氧化还原反应，可以加深对“变化观念与平衡思想”素养的理解。

（三）利用氧化还原反应解决真实情境中的真问题，凸显化学变化对社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护等的重要意义

知识的过度符号化和抽象化会削弱知识的活力与价值。新课标中提出倡导选取真实的、有意义的、引发学生兴趣的探究问题，结合真实情境中的应用实例，了解物质的主要性质，形成学生的正确价值观念、必备品格和关键能力，实现立德树人的根本任务、发展素质教育的独特育人价值。［6］

化学中的真情境真问题，一般是基于真实实验或者实际生产生活而产生的。针对主题2中氧化还原反应内容，新课标给出部分学习活动建议和情境素材建议，希望通过解决相关实际问题，提高学生在具体的情境中运用氧化还原反应的相关理论分析和解决问题的能力，进而促使学生将知识和认识转化成问题解决的能力、科学态度与社会责任。例如，过氧化氢的氧化性、还原性的探究；从含硫、氮物质的性质及转化的视角分析酸雨和雾霾的成因、危害与防治；工业合成氨等。除此之外，工业利用低价态硫的物质转化为生活生产所需的高价态的硫酸，选择合适的还原剂还原自然界中高价元素的金属矿物质等，也是非常好的真实情境。真实的“STSE问题”和化学史实等都是有价值的情境素材。

同时，化学学业水平考试命题坚持以化学学科核心素养为导向，准确把握“素养”“情境”“问题”和“知识”四个要素在命题中的定位和相互联系，建构以化学学科核心素养为导向的命题框架。试题围绕“STSE问题”，同时注重融入真实、有意义的测试情境，启发性地引导学生在试题中体会化学变化对社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护的重要意义。

氧化还原反应相关内容贯穿整个高中化学教学过程，并且在化学核心知识素养化的过程中发挥着重要作用。同时氧化还原反应又是化学学科由自然走向社会的重要载体。所以在进行氧化还原反应相关教学时，教师应该充分认识并挖掘其学科价值和社会价值，最大程度地培养学生化学核心素养。