融入课程思政的高中化学情境式教学设计

丁永梅

宁夏大学化学化工学院 银川 750021

0 引言

《普通高中化学课程标准（2017 年版）》中明确提出要落实立德树人根本任务，引导学生形成正确的世界观、人生观和价值观[1]。中学化学教学的根本任务是围绕立德树人的总目标，实现化学学科的育人价值[2]，因此，在高中化学教学中渗透课程思政元素是非常有必要的。生活中有许多涉及氧化还原反应的实例，在教学中设计相关的生活情境，引领教学，不仅能够激发学生求知欲，而且能够让学生学会利用科学知识解决生活问题，树立正确的“三观”。笔者在“配平氧化还原反应方程式”课程中设置情境引领教学，并融入课程思政元素，对当前如何改善高中化学教学模式进行了探讨。

1 教学目标

本节课的课程思政目标有以下几点。

1）通过回顾氧化还原反应的相关概念，引导学生学会透过现象看本质，从宏观和微观两个视角分析事物。

2）通过类比警察破案的情境，总结升降法配平氧化还原反应方程式的“五步法”，学会类比和总结的科学思维方法。

3）通过“五步法”配平不同类型氧化还原反应方程式，明白需要抓住的重点不同，采用的方法则不同，明确具体问题要具体分析的道理。

4）通过书写黑火药等相关氧化还原反应方程式，感受科技、生活与学科知识之间的密切关联，树立爱国情怀。

5）通过学习配平氧化还原反应方程式，进一步加深对氧化还原反应的理解，初步形成用辩证的观点认识事物的思维方式。

2 教学设计

2.1 教学思路

本教学设计在情境的引领下，融合课程思政，达到学科育人的目的。以生活中的情境引入氧化还原反应的概念，学习完氧化还原反应方程式的配平后，用方程式揭示情境中氧化还原反应发生的原理，前后呼应，让学生深刻感受到科技、生活等与学科知识之间密不可分的关系，明白要学以致用的道理，自觉树立正确的世界观、人生观和价值观。本节课新知识的学习，主要包含两个部分：第一部分是通过类比警察破案的情境，总结配平氧化还原反应方程式的“五步法”，形成类比归纳的思维方式；第二部分是根据“五步法”配平不同类型的氧化还原反应方程式时，侧重不同，所采用的配平技巧不同，让学生学会具体问题具体分析的方法。总体上来看，本教学设计是在两大情境的引领下，让学生学习新知识，并融入辩证唯物主义思想的各类要素，很好地将情境式教学与课程思政相融合。具体的情境线、知识线以及课程思政目标的体现如图1 所示。

图1 教学设计思路

2.2 教学过程

2.2.1 复习回顾，导入新课

教师通过多媒体展示中国古代四大发明之一“黑火药”、新冠疫情期间使用的“84”消毒液等实例，引出氧化还原反应。实际生产生活中有许多氧化还原反应的例子，以生活中的情境或者历史故事作为引入，这样做可以更好地吸引学生的注意力。通过介绍中国古代四大发明，学生深刻感受中国古代劳动人民的智慧结晶及我国深厚的科技底蕴；通过介绍抗疫过程中大显身手的“84”消毒液，学生深刻感受到我国科研人员的刻苦钻研精神和对科学事业的执着追求。

学生思考并回答教师提出的问题，回顾复习氧化还原反应相关的概念。问题1：氧化还原反应的特征是什么？问题2：氧化还原反应的实质是什么？问题3：什么是氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物？通过回答问题1 和问题2，即失去电子指化合价升高、得到电子指化合价降低，让学生明白失去并不意味着失败，得到并不意味着成功，以此树立正确的得失观[3]。通过回答问题3，让学生明白氧化还原反应从微观上表现为电子得失，宏观上表现为元素化合价的变化，明白站在不同角度分析问题时，所看到的事物不同，要学会透过现象看本质。氧化还原反应是氧化反应和还原反应同时存在的反应，并且是对立双方，但是二者仍能够共存，使学生树立对立统一的思想。

2.2.2 情境类比，学习新知

氧化还原反应实质是电子转移，包括电子得失和电子对偏移两部分，其中，电子不会凭空产生和消失，所以一个氧化还原反应满足得失电子守恒；氧化还原反应也是一个化学反应，满足质量守恒定律；如果将氧化还原反应方程式书写为离子反应方程式时，还需满足电荷守恒规律。因此，配平氧化还原反应方程式时，需要满足“三大守恒”：质量守恒、电荷守恒以及电子守恒。接下来根据这三大守恒，学习用升降法配平氧化还原反应方程式。具体的情境类比和知识线见表1。

表1 情境类比与学习新知的内容

氧化还原反应方程式的配平是学生必须掌握的知识点，也是配平不同类型氧化还原反应方程式的基础，教师需要向学生阐述清楚配平中各个步骤的含义。通常情况下，教师直接告诉学生配平氧化还原方程式的“五步法”，学生机械记忆，接着“套公式”配平氧化还原反应方程式。这种“套公式”的方法，适用于理解能力较好的同学，但是，一些理解力较差的学生不理解配平中具体每一步骤的含义，碰到不同类型的氧化还原反应方程式时，仍不会配平。类比是学习科学知识的重要思维方式，学科与学科之间、学科与生活之间等都有相似的元素，结合类比的思维方式，往往可以利用已知解决未知。基于上述分析，教学过程中，为了更好地让学生理解配平氧化还原反应方程式的方法，选择警察破案的过程，类比总结出“五步法”。此时，学生不是简单地机械记忆，而是通过自己的理解总结出方法，整个学习氛围是轻松愉悦的。

2.2.3 具体问题具体对待，学习配平技巧

依据“五步法”配平氧化还原反应方程式时，重点是第二步“找”，要正确找到方程式中化合价升降的关系数，即得失电子数，才能顺利进行后面几步骤，正确配平氧化还原反应方程式。例如配平Na2O2+ CO2— Na2CO3+ O2时，Na2O2中氧元素的化合价既升高又降低，升高至O2中的0 价，降低至Na2CO3中氧的-2 价。因为化合价升降总数=化合价的变化数×变化的原子个数，所以要准确判断原子个数。为了能够准确判断原子个数，第一步“标”的时候，要分别标两个生成物中的氧元素。综上所述，在配平不同类型的氧化还原反应方程式时，需要考虑以生成物为基准物，还是反应物为基准物，计算化合价升降总数。

根据配平氧化还原反应方程式的“五步法”，分别配平以下方程式：

方程1：Cu + HNO3（稀） — 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

以上三类氧化还原反应方程式，方程式1 属于常规型氧化还原反应，方程式2 属于氧化还原反应中的一种“归中反应”类型，即被氧化、被还原的元素分别在不同物质中的氧化还原反应。在配平常规型以及归中型这两类氧化还原反应方程式时，从左边反应物着手配平，也就是选择反应物为基准物质，分别列得失，计算化合价升降总数，即采用的方法是“正向配平法”。方程式3 属于“歧化反应”，即被氧化、被还原的元素在同一物质中的氧化还原反应，配平时从右边生成物着手配平，即选择氧化产物、还原产物为基准物质，分别列得失，计算化合价升降总数，所采用的方法叫作逆向配平法[4]。方程式4 中，FeS2中Fe 和S 的化合价，以及O2中O 的化合价都发生了变化。当一个氧化还原反应方程式中，存在三种及三种以上元素化合价发生变化时，并且同一物质中存在两种或两种以上元素化合价发生变化，分别计算各个元素化合价发生变化的总数，接着计算化合价升的总数和化合价降的总数。FeS2中Fe 的化合价总共升高了2，S 的化合价总共升高了12，O2中O 的化合价总共降低了4，因此在该方程式中，化合价总共升高了14，化合价总共降低了4。由此，可准确计算出化合价升降的总数。

设计的意图：氧化还原反应方程式分为常规型、归中反应类型、歧化反应类型以及复杂型等几种类型。为了准确计算不同类型氧化还原反应方程式的化合价升降总数，所选取的基准物是不同的，即要分清主要内容与次要内容，抓住重点。因此，在配平氧化还原反应方程式时，也向学生渗透了在对待不同类型的事物时，要学会抓住重点，分清主次，具体问题具体分析的哲理。

2.2.4 情境再现，学以致用

学习完本节课的内容后再给出导入时的两个情境。情境1：火药是中国古代的“四大发明”之一，永远值得中华儿女骄傲，对其的学习能够激励我们奋发图强。黑火药的主要成分有KNO3、木炭、硫磺等，在发生爆炸时，会产生氮气、二氧化碳等气体，同时还有K2S 生成，请根据上述表述，写出相关的氧化还原反应方程式。情境2：“84”消毒液（主要成分是NaClO）和洁厕灵（主要成分是浓盐酸）不能混用，这是因为二者反应会生成一种有刺激性气味的气体（氯气），请用氧化还原反应方程式解释。

设计的意图：本部分为配平信息型氧化还原反应方程式，是本节课的拓展与应用。高考题中通常以信息题的形式让学生书写氧化还原反应方程式，因此，日常练习应注重信息型氧化还原反应方程式的配平。本节课的开始以黑火药的爆炸以及疫情期间使用的“84”消毒液为情境导入课堂，在本节课的结尾揭示情境中的化学原理，学生可以感受到化学与生活之间的关联，明白学习的重要性，从而树立正确的学习观。

3 结束语

本文尝试将情境与课程思政教育融合在一起，进行关于“氧化还原反应方程式的配平”的教学设计，这不仅能够调动学生的学习积极性、激发学生的学习兴趣，还有助于培养学生的思想道德素质和科学的思维。配平氧化还原反应方程式最重要的是掌握配平方法和技巧，本文通过类比警察破案的步骤，让学生学习配平方法，不是机械地向学生传授知识，而是让学生自己总结“五步法”，有利于形成情境—知识之间的联系，并且掌握类比的科学思维方法。整个教学设计向学生渗透了辩证唯物主义思想。为落实立德树人的根本任务，培育全面发展的社会主义建设者和接班人，化学教师在日常教学中要有渗透课程思政元素、做到学科育人的意识。