一、教材分析
“氧化还原反应”作为高中阶段化学科目的重要基石,能够让学生基于初中化学内容进一步探究化学反应分类,从而实现知识的深化与延伸。“氧化还原反应”不仅是整合与连接其他高中化学知识的桥梁,还是学生学习化学理论与基本概念的核心。
二、分析学情
高一学生已经具备了基本的化学认知能力以及丰富的化学知识储备,能够自主探究氧化还原反应背后的化学本质,从更广泛及更深层的视角剖析氧化还原反应原理。教师首先需组织学生分析失氧、得氧的表象,随后要求其探究反应过程中发生的化合价变化,最终从电子、原子层面剖析内涵,逐层递进的教学方式更有利于帮助学生理解氧化还原反应。
三、教学目标
目标一:回顾所学的化学反应内容,借助电子价类二维图软件开辟化学探究的新视角,学习并理解“氧化还原反应”的概念。
目标二:通过观看动画视频,从微观角度了解化合价变化的原理,依托电子线桥表征技术从宏观层面展示氧化还原反应的特征;正确分类几种常见的化学反应。
目标三:结合虚拟实验、计算模拟等信息技术手段,发掘电子转移与化合价变化间存在的微观联系;自主探究,尝试站在微观视角探究氧化还原反应内核。
目标四:充分借助电子线桥表征技术来精准表述化合价的升降情况,即从宏观视角阐述氧化还原反应的变化;进一步提高运用信息技术手段学习化学知识的能力。
四、教学重难点
教学重点:
1.氧化还原反应的概念及特征。
2.氧化还原反应的实质。
3.氧化还原反应的分类。
教学难点:
1.还原性及氧化性的概念及内涵。
2.判断还原性及氧化性强弱的方式。
五、教学过程
(一)利用多媒体技术导入新课
流程一:播放微课,激趣导入
微课视频能够将抽象、难以理解的化学知识通过直观的形式展现出来。教师可制作五分钟左右的氧化还原反应微视频,简洁明了地为学生阐释何为氧化还原反应、基本反应类型与氧化还原反应间的关系、氧化还原反应的本质及特征等。为了考查学生的课前预习成果,教师还可在微视频中穿插几个小问题:氧化还原反应的概念是什么?它具备哪些特征?
教师要丰富微视频中问题的呈现形式(判断题或选择题),充分激发学生对新知的探究欲。
1.氧化还原反应的本质应当为电子的转移。(请回答“正确”或“错误”)
2.化学基本反应类型包含( )
A.复分解反应 B.置换反应
C.分解反应 D.化合反应
学生能够在解答不同类型问题的过程中学会思考,并为后续的深度探究活动打好基础。
(设计意图:微课视频能够充分激发学生对抽象化学知识的探究欲与学习欲,并引导学生构建条理清晰的知识框架,让学生对本模块的重难点内容有基本了解,进而明确学习方向及目标。)
流程二:联系生活,创设情境
师:通过前面微课视频的学习,同学们已经对氧化还原反应有了基本了解。那么在讲解之前,同学们能否说出生活中常见的氧化还原反应呢?请大家踊跃发言。
生甲:冶炼金属、钢铁生锈均属于氧化还原反应。
生乙:还有烟花燃放以及面包发霉的过程。
教师根据学生的答案进行分析与总结,进一步完善学生对相关概念的理解,利用生活化情境来激发学生的自主学习意识。
(设计意图:生活化教学情境更加贴合学生的实际生活,让学生能够基于生活经验深度探究氧化还原反应的内涵,进一步凸显学生的主体地位,培养学生形成良好的观察能力与探究意识。)
(二)合作讨论,升华知识
探究任务1:什么是氧化还原反应?
师:通过预习大家已经能够基本理解氧化还原反应的概念,那么该概念是由哪位伟大的化学家提出的呢?
生甲:由拉瓦锡最先提出,他是一位法国的化学家。
师:大家能否用自己的语言说出何为还原反应?何为氧化反应呢?同学们可以根据所学知识以及自己对教材的理解进行作答。
生乙:我认为物质失去氧的过程为还原反应,而物质结合氧的过程应当为氧化反应。因此,氧化还原反应是指化学反应过程中某一物质失去氧,而另一物质得到氧的过程。还原反应与氧化反应同时进行。
教师:回答基本正确,这位同学是根据什么信息得出的结论呢?
生乙:我是根据课本中对失氧与得氧的阐述而得出的结论。
师:同学们,请大家发散思维,尝试从另一个角度来探究何为氧化还原反应?
生甲:我认为还能够从化合价变化的视角进行分析。
师:回答正确。看来大家的课前预习任务完成得不错。那么请同学们独立完成如下练习题。
请分析如下过程中属于还原反应的是( ),属于氧化反应的是( )。
A.FeCl2→FeCl3
B.N2→NH3
C.Cu→CuCl2
D.Fe→Fe3O4
(设计意图:在习题训练过程中,教师能够直观地考查学生对氧化还原反应相关知识的掌握与吸收情况,了解学生的薄弱之处,进而针对性地调整课堂教学进度。最终,教师对学生容易混淆的内容进行集中讲解,利用多媒体软件来组织学生进行重点学习。)
探究任务2:基本反应类型和氧化还原反应间有什么关联?
在第一阶段的探究活动中,学生已经能够基本理解何为氧化还原反应,并能够从多种角度探究氧化还原反应。因此,教师在本环节中可通过问题链的形式引导学生深度思考,进一步培养其独立思考的良好习惯。
师:同学们能说出几种基本反应类型呢?
生甲:复分解反应、分解反应、置换反应以及化合反应。
师:回答正确。大家不妨大胆猜测,上述基本反应类型和氧化还原反应间存在哪些关联呢?
生乙:置换反应属于氧化还原反应。
生丙:从数学的角度来分析,置换反应与氧化还原反应为从属关系。
对于两名学生的回答,化学教师可先不给出评价,而是为学生展示图1,让学生更直观地探究常见的基本反应类型与氧化还原反应间的关系,并针对不同情况列出具体的化学反应式。
当学生讨论结束后,化学教师可借助微视频向学生展示常见基本反应类型和氧化还原反应间的动态关系图,进一步加深学生对相关概念的理解。
师:请大家根据自身对动态关系图的理解,尝试分析2NaHCO3■CO2+H2O+Na2O3与2CO2+2Na2O2■O2+2Na2O3两个化学反应式是否应当划至阴影部分呢?
(设计意图:关系图可以帮助学生从直观角度了解常见基本反应类型和氧化还原反应间的关联,有效梳理学生的化学学习思路,进而构建条理清晰的化学知识架构。)
探究任务3:氧化还原反应的本质是什么?
为了引导学生挖掘氧化还原的本质为电子的得失,教师可以为其展示教学课件,组织学生从微观角度探究离子与原子的结构示意图,要求学生与小组同学合作讨论。当课件展示结束后,教师可统一为学生答疑,充分降低学生对该模块内容的理解难度。
师:请大家观察图2中的化学反应,钠元素在反应中从原来的0价变为了+1价,因此其被氧化,发生了氧化反应;而氯元素在反应中从原本的0价变为了-1价,这说明二氧化氯被还原,发生了还原反应。请大家根据电子的得失情况给出结论。
生甲:我认为电子在发生得失变化后能够稳定化学结构。
生乙:电子在得失过程中一定会导致某些元素的化合价发生升降变化。
(设计意图:在第三阶段的探究活动中,教师利用小组探究、自由讨论以及问题引导的模式鼓励学生发散思维,依托所学知识进行合理推理,继而深度探究氧化还原反应背后的电子得失。)
(三)布置课堂习题,深化探究力度
为了构建探究式化学课堂,进一步完善学生的探究意识,教师需要在基础讲解结束后为学生布置几道典型习题,让学生在实战训练中积累一定的解题经验。化学教师可利用多媒体软件进行随机点名,这不仅有效加深了学生对每道练习题的理解,还能够为学生营造兴奋且紧张的课堂氛围。
习题1:氧化还原反应有哪些特征?
习题2:为什么元素化合价会发生变化?
习题3:在氧化还原反应过程中,电子能够通过哪些方式进行转移?
学生在解答上述习题的过程中能够再次巩固本节内容。教师需要通过学生的回答情况来分析本节教学的质量,对学生普遍存在的问题应进行集中讲解。
(设计意图:学生能够在习题训练中形成良好的综合素养,并在教师集中讲解后对自身的知识体系进行查漏补缺,进而积累足够的解题经验。因此,教师应通过随堂练习为学生提供更多的探究空间,鼓励学生在解答中大胆提出自己的设想。)
六、教学反思
教师可采取小组讨论以及微课教学等模式对氧化还原反应进行系统讲解,组织学生从深层次剖析氧化还原反应的内涵,这不仅能够调动学生的自主学习意识,还能够促进学生化学核心素养的提升。在习题训练环节中,教师可采用多元评价机制来对学生的解题情况进行考核,客观、中肯的教学评价能够有效提高学生的学习自信,帮助学生进行查漏补缺。在点评过程中,教师需要及时对学生进行正向评价:“你的这种解题思路非常正确,下次继续加油。”或者“你的想法不错,能够站在另一个角度思考问题,这是一种独特的解题方式。”上述评价方式能够对学生起到不错的激励作用。
(作者单位:河北省沧州市教育局石油分局华北油田第一中学)
编辑:温雪莲