立足教材分析探寻教学思路——以分析氧化还原教学思路为例

高兆芬，张小兰，魏 珍

(上饶师范学院 化学化工学院，江西 上饶 334001)

立足教材分析探寻教学思路
——以分析氧化还原教学思路为例

高兆芬，张小兰，魏 珍

(上饶师范学院 化学化工学院，江西 上饶 334001)

教学的一个重要环节就是教师要对教材做仔细的研究，探寻出一个好的教学思路来引领学生学习。只有做到了对教材科学系统的分析，才能保证课堂教学的有效性。氧化还原反应是中学化学教学中的一个难点，教学过程中需要教师充分研究分析教材，以探寻出合理的教学方法和策略，来促进学生理解和掌握氧化还原反应，提高教学的效果。

教材；分析；教学思路；氧化还原反应

教材是教学活动中一个非常重要的媒介，任何课堂的实施都要对教材进行深入细致的分析研究，方能实施有效性的课堂教学。氧化还原反应是人教版普通高中课本必修一第二章第三节的内容，是中学化学教学中一个非常重要的知识点，它连贯中学化学的始终，对于引导学生学习整个高中化学知识具有承先启后的作用。氧化还原反应中包含颇多概念，如氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂、被氧化、被还原，等等，这些概念既有区别又相互联系，也比较抽象，这样一来无疑增加了学生学习难度。为此，教师应重视对氧化还原反应教材内容的分析，精心设计氧化还原反应的教学思路，以降低这部分内容的学习难度，提高课堂教学的效率。

1 思路之一：归纳演绎，引导学生剖析氧化还原反应的实质

学生在初中的时候已经学习了有关氧化还原反应及元素化合价知识，对于本章的学习有了一定的基础。高中教材中通过初中学过的几个案例导课的方式比较好，而且学生容易接受，教师在此基础之上再补充几个案例引导学生分析，能很好地将课题引入。(分析下列反应是否是氧化还原反应)

2CuO + C = 2Cu+ CO2

①

CuO + H2= Cu+ H2O

②

H2O + C = CO+ H2

③

S+ O2= SO2

④

Fe + CuSO4= Cu + FeSO4

⑤

学生在初中学到的判别氧化还原只限于得氧失氧，对于前面三个反应，学生很快就能判断出是氧化还原反应；对于第④个反应，有些学生还不够确定；对于第⑤反应，学生则认为不是氧化还原反应。在学生产生认知困惑时，教师提出让学生分析反应①、②、③除了得氧失氧之外，反应前后元素的化合价是否有变化：在反应①中Cu失去氧被还原，Cu元素的化合价下降了；C得到氧被氧化，而C的化合价上升了，且化合价的升降数值为4。再看看反应②、③情况亦如此，也就说元素在得氧和失氧的同时，伴随着有化合价的变化。这时教师引导学生认识到一事实：氧化还原反应不仅限于得氧失氧，只要出现了元素化合价升降的反应就是氧化还原反应。将氧化还原反应概念扩大之后，据此，让学生分析反应④、⑤，得出反应④、⑤也为氧化还原反应。然后再启发学生结合初中学习的元素化合价知识，分析元素化合价与原子核最外层电子排布的关系：原子本身呈电中性，原子得电子而带负电荷，其化合价降低；原子失电子而带正电荷，其化合价升高。也就是说电子的得与失是化合价变化的本质，即电子的转移或偏移为氧化还原反应的实质，化合价的变化只是其宏观表征，由此分析归纳出氧化还原的实质所在。从而将氧化还原的概念扩展至无氧反应，使学生的知识得以拓展。

这种紧扣课本内容并借助学生已有的知识导课，一是可以充分调动学生对所学内容的学习兴趣，激发学生的思维；二是讲授知识建立在学生的认知水平之上，学生在学习时难度不大，能较快地接受新知识；三是引导学生自己探究知识，可养成良好的思考习惯。

2 思路之二：条分缕析，梳理概念

化学概念是化学思维的基本起点，但它本身是抽象的，学生在学习过程中大多难以理解其中的内涵，尤其是高一新生刚刚接触到的新概念更是如此。正因如此，教师在课前就要对教材做细致的研究，分析概念内涵及之间的关系，形成独特的教学思路，让学生理解化学概念，以实现在理解基础上的记忆。也只有理解了概念，学生才能将所学内容牢固地记忆在头脑中并转化成自己的知识。分析教材中涉及的氧化还原反应相关的概念：一是多，二是比较抽象；而且学习过程中概念一个一个接踵而至，其内涵深并且联系广，渗透到今后许多章节，学生一时难以适应，给教学带来了不少的困难。为了避免学生对诸多概念产生混淆，教师要将概念按线索分析，引导学生将概念梳理成序。

第一条概念线索：氧化剂和还原剂。首先让学生了解概念：在反应中接受了电子，化合价下降了的一类物质称为氧化剂, 具有氧化性，在反应中被还原；在反应中失去了电子，化合价上升了的一类物质称为还原剂，具有还原性，在反应中被氧化。氧化剂和还原剂可以是不同种物质，也可以是同种物质。在氧化剂或还原剂中，发生化合价变化的元素可以是一种，也可以是多种元素，但不管如何变化，氧化剂与还原剂得失电子数一定相等。

再加以实例说明：如Fe +2FeCl3= 3FeCl2反应中Fe失去了电子，它的化合价升高了，Fe充当还原剂；FeCl3中的三价铁离子Fe3+得到电子，化合价降低了，FeCl3充当氧化剂。

再如：2KClO3=2KCl+3O2↑，反应中KClO3氯元素得电子，化合价降低；KClO3中的氧元素失电子而化合价升高，那么KClO3既是氧化剂又是还原剂。在反应 4FeS2+11O2= 2Fe2O3+ 8SO2中，FeS2中的两种元素均失去电子，化合价都升高，但这两种元素失去的电子之和等于氧化剂O2得到的电子数。

概念的进一步拓展：氧化性、还原性是物质的性能，是物质得失电子的能力，这种能力不仅反应物具备，生成物也可以拥有：元素在最高价态(如Fe+3、S+6等)不再有价电子可以给出，仅仅能显示出氧化性；元素在最低价态(如Fe0、S-2)只可给出电子，不能再得电子，仅显示出还原性；元素在中间价态(如Fe+2、S0、S+4)则可兼具“两性”。此外，氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物。

第二条概念线索：还原反应与氧化反应。先认清概念：物质失去电子的过程叫做氧化反应，物质得电子的过程则叫做还原反应。参与氧化还原反应的物质应有得失电子的能力。

如上述Fe +2FeCl3= 3FeCl2反应中，Fe→Fe2+发生了氧化反应，Fe3+→Fe2+发生了还原反应。参照这个线索，还原剂(Fe)发生的是氧化反应，反应过程中失去电子被氧化得到氧化产物(Fe2+)。而氧化剂(Fe3+)发生的是还原反应，反应过程中得到电子被还原得到还原产物(Fe2+)。在这个反应中FeCl2既是氧化产物又是还原产物，大多数反应的氧化产物与还原产物是不同的。

概念的扩展：反应中有物质失去电子必然需要物质接收电子，因此，氧化还原反应既对立又统一，即还原反应与氧化反应是一个化学反应的不同方面，还原反应和氧化反应同时存在于同一个反应之中。并且氧化还原反应中得与失的电子数相等。

将氧化还原反应梳理出这两条概念线索之后形成的教学思路，不但使教师教得轻松，而且还帮助学生理顺了概念之间的关系，学生学习时抓住这两条主线，就不会造成概念的混乱。

3 思路之三：建立联系，形成知识体系

在学生掌握了上述概念之后，怎样将概念建立在学生的知识结构中？这是教师面临的需要解决的问题。教师在综合分析时，一要考虑知识结构本身的特点，二要符合学生的认知特点。分析氧化还原反应中涉及的概念，以及概念之间的相互关系，构建出氧化还原的知识体系的概念图(见图1)[9]是一个不错的选择。

图1 氧化还原反应知识体系概念图

通过建立氧化还原反应知识体系概念图，引导学生将氧化还原反应中涉及的概念进行系统归纳整理，既让学生对概念本身含义加深理解，同时还使学生对不同概念的各种相互联系加深了理解。这种概念图的建立，使得学生将新学的概念与其他概念建立必然的联系，并将其纳入相应的概念系统中，从而使学生全面深刻地理解和掌握氧化还原反应的概念。

4 思路之四：深入研究，探寻规律

氧化还原反应的概念在中学化学教材中运用得非常普遍、广泛，氧化还原反应相关内容在教材中分布的位置如附表。[9]

分析中学化学教材不难发现，氧化还原反应相关内容贯穿于整个中学阶段，氧化还原反应的概念涉及诸多知识，要全面掌握这个知识体系并加以应用，就要了解这类反应的反应规律。根据各个时段学生的知识水平，教师应逐步引导学生归纳物质在进行氧化还原反应的时候应遵循的几条规律,并学会运用这些规律解决实际问题。

(1)第一条规律：价态转化规律。其一：反应中物质的价态由高价逐级下降或由低价依次上升，但是如果出现同一元素的最高价态与最低价态相互反应时，化合价只能靠拢甚至归一，而不能交叉或者倒挂，也就是说反应中不存在同种元素的化合价出现交替的状况。如反应6HCl+ KClO3= KCl + 3Cl2+ 3H2O中变化是：Cl-1→Cl0Cl+5→Cl0；而不能是Cl-1→Cl0，Cl+5→Cl-1。

其二：处于中间价态的元素，则在某些条件下可自身反应分解成高低价产物。这就是所谓的“岐化反应”。“歧化反应”指某元素同一价态发生自身氧化还原后一部分原子被氧化，另一部分的原子被还原。常见的歧化反应有卤族元素的单质与碱或水的反应：Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O，3Cl2+ 6NaOH = 5NaCl + NaClO3+ 3H2O, Cl2+H2O = HCl + HClO；双氧水分解制取氧气的反应：2H2O2= 2H2O +O2↑ ；二氧化氮溶于水：3NO2+H2O = 2HNO3+ NO；硫与热碱反应；4S +6NaOH = 2Na2S + Na2S2O3+ 3H2O；硫代硫酸钠与酸反应Na2S2O3+ 2HCl = 2NaCl + SO2↑ + S↓等等。

附表 中学化学各阶段氧化还原反应相关知识分布表

其三：“价态归中”指同一元素的不同价态的两种物质相互反应得到它们中间价态的产物。常见的归中反应有C + CO2= 2CO， SO2+ 2H2S = 3S↓+H2O，2Fe3++ Fe = 3Fe2+等。

(2)第二条规律：得失电子守恒。反应过程中电子从还原剂转移到氧化剂，既不会凭空消失也不会凭空产生，氧化剂接受电子的数量等于还原剂给出电子的数量，这便是电子守恒规律。

如：从图2中可以看出，氯元素在反应中获得的电子数与氧元素失去的电子数相等。由此，我们可以依据氧化还原反应中电子守恒，来判定氧化还原反应的产物及反应物的系数，如：完成下列反应方程式：

□KClO3+□HCl(浓) →□KCl +□ClO2+ □ Cl2+□□

图2 氯酸钾分解电子转移关系图

根据氧化还原反应的原理可知，Cl+5→Cl+4，Cl-1→Cl0，采用电子守恒法便可很快得出其反应系数为： 2KClO3+4HCl(浓) →2KCl +2ClO2+Cl2+2H2O，同样，在一些计算题中，用电子守恒法解题，不仅方法简单，而且解题速度快。

例：将3.36升的标准状况下的氯气通入200 mL的FeBr2溶液中，充分反应后，测得溶液中的Br-有1/3被氧化成溴单质。问原溶液中FeBr2溶液的物质的量浓度是多少？

解题思路：此题如果用常规的方法解题，根据反应2Fe2++ Br2= 2Fe3++2Br-,就是要先考虑当Fe2+离子全部被氧化为Fe3+后，再开始氧化Br-离子，这样计算就比较复杂。而用电子守恒法解只需抓住还原剂Fe2+和Br-所失电子数之和与氧化剂Cl2所得电子数相等即可。

解：设FeBr2的物质的量浓度为xmol/L

还原剂：Br-→Br失去电子数为：(0.2 L×xmol/L ×2÷3) ×1 =(0.4x÷3) mol

还原剂：Fe2+→ Fe3+失去的电子数为：(0.2 L×xmol/L) ×1=0.2xmol

则：(0.4x÷3) + 0.2x=0.3x=0.9 mol/L

答：原溶液中FeBr2的浓度为0.9 mol/L。

(3)性质强弱规律：在氧化还原反应的方程式中，等号两边的物质都分别具有氧化性和还原性，反应物的性质强于生成物，反应总是向着生成更稳定的物质的方向进行的，也就是：强还原剂+强氧化剂→弱氧化剂+弱还原剂的形式，即可以简单归结为氧化还原反应由强到弱的方向进行，否则反应不发生。在教学中应让学生熟悉常见物质的氧化性、还原性强弱顺序，以便判断氧化还原反应是否可以进行及其生成的产物，如图3。

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H2)CuHgAgK+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H2)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+

F2Cl2Br2I2SF-Cl-Br-I-S2-

图3 氧化性还原性强弱规律

如：反应Cu2++ Fe = Fe2++ Cu 中产物Fe2+的氧化性比Cu2+弱，产物Cu的还原性比Fe弱，因而反应Fe2++Cu=Fe + Cu2+就是不成立的。

(4)反应顺序：发生反应时，若一种还原剂与多种氧化剂共存，则氧化性最强的与还原剂先发生反应；如果还原剂充足，则按氧化性由强到弱依次反应，反之亦然。如：在含有Fe3+、Cu2+、Ag+溶液中加入少量的Zn粉，则Zn先与氧化性最强的Ag+反应，只有当Ag+完全反应，才考虑还原Fe3+，而后再是Cu2+。同样，在含有S2-、Br-的混合溶液中通入少量的Cl2，则Cl2先将还原性强的S2-氧化，只有当S2-氧化完全，才考虑氧化Br-。

古人说“授人以鱼不如授人以渔”，教学亦是如此。在教学中，教师要通过合适的方式启发学生去发掘这些规律、掌握这些规律，使学生能够更好地运用所学的知识解决实际的问题。而要做到这些，教师在课前对教材的分析研究，是必不可少的。

综上所述，教师在教学过程中注意将教材仔细分析研究，充分吃透教材，形成自己的有特色的教学思路是构建良好教学效果的有效途径。氧化还原反应知识在整个高中化学中均有涉及，学好这部分内容对于以后的化学学习至关重要。通过一系列的教学思路的实施后，学生对于氧化还原反应的概念从它的形成、概念之间的关系以及概念中存在的规律都有比较清晰的认识，同时也培养了学生分析归纳问题的能力，逐步形成正确的学习方法。

[1]王玲.高中化学“氧化还原反应”教学思考[J]. 考试周刊, 2012(总67)：146-146.

[2]文剑锋.以氧化还原反应概念为例探究高中化学障碍及教学方法[J].中学化学教学参考, 2015(8)：30.

[3]雷建平.高中化学氧化还原反应教学探究与实践[J].中学生数理化,2013 (7)：15.

[4]彭同光.浅谈对高中化学氧化还原反应教学的认识[J].高中数理化, 2016 (3)：80.

[5]陈春梅.高中化学氧化还原反应教学探究[J]. 中学生数理化, 2014(6)：16.

[6]胡海燕.“氧化还原反应”教学设计[J]. 化学教育, 2010(增刊Ⅱ)：146-150.

[7]黄秀琴.高中化学“氧化—还原反应”教学探究[J]. 考试周刊,2013(9)：143.

[8]刘辉.高中化学氧化还原反应的教学策略[J].广西教育，2014(12), 68.

[9]仇兴叶.“氧化还原反应”学习困难成因分析与教学策略研究[D].山东师范大学硕士学位论文,2015：39.

[10]苏洁庆.高中化学氧化还原概念的教学探究[J].理科考试研究(综合版),2014(1)：60-61.

[11]王永森.高中化学中的氧化还原系统及其应用[J].化学教学, 2015(6)：86-89.

Export Teaching Ideas Based on Teaching Material Analysis ——take exporting REDOX teaching idea as an example

GAO Zhao-fen, ZHANG Xiao-lan, WEI Zhen

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shangrao Normal University, Shangrao Jiangxi 334001,China)

One of the vital part of teaching is the teacher must do completely research to the teaching material, to find a better way of teaching and thinking that will guide the student to study. The only way to guarantee the effectiveness of classroom teaching is to analyzes teaching material systematically. REDOX is a difficult point in the middle school chemistry teaching, so teachers need to continue to study the teaching material in the teaching process, and to find out the reasonable teaching method and strategy, to promote students to understand and master the REDOX reaction, to improve the teaching effect.

teaching material; analysis; the teaching ideas; REDOX reaction

2016-08-29

江西省教改课题(JXJG-15-16-5)

高兆芬(1962-)，女，江西万年人，副教授,研究方向：化学教学研究。E-mail ：gzf6206@126.com

G451.6

A

1004-2237(2016)06-0068-06

10.3969/j.issn.1004-2237.2016.06.015