人教版《氧化还原反应》章节编写的思考与研究

高文蕾　唐安平

摘 要 氧化还原反应是高中化学非常重要的基础知识之一。作为主线，氧化还原反应串联起高中范围内大量的重难点内容。氧化还原反应一章因概念众多、容易混淆、错综复杂且联系抽象的电子得失而难度很大。本文以普通高中课程标准试验教科书化学必修1为参考，研究与思考了现行教科书中氧化还原反应一章的编写，探讨了教科书如何呈现氧化还原反应重点内容，并且对先行教科书提出一些编写上的看法。

关键词 高中化学 氧化还原反应 教材编写

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.01.009

Reflection and Research on the Compilation of Chapter

"Redox Reaction" of PEP

GAO Wenlei， TANG Anping

（School of Chemistry and Chemical Engineering， Hunan University of Science and Technology， Xiangtan， Hunan 411201）

Abstract Redox reaction is one of the fundamental basics of high school chemistry. As the main line， the redox reaction links with a large number of high and mid-range heavy and difficult content. Because of many concepts， the chapter of redox reaction is easy to confuse， complex and abstract electronic contact gains and losses very difficult. In this paper， the standard high school curriculum standard chemistry textbook 1 as a reference， the study and thinking of the current textbook redox reaction chapter preparation， discusses the textbook how to present the redox reaction key content， and the first textbook put forward some written views.

Keywords high school chemistry； redox reaction； textbook preparation

氧化还原反应作为高中化学学习的两条主线之一，和离子反应一样，贯穿了整个高中教材的始末。它是学生认识物质性质，实现物质转化的核心概念之一。①通过对氧化还原反应概念和本质的学习，学生学会判断电子怎样发生转移以及物质发生的是氧化反应还是还原反应，能够判断反应物中的还原剂以及氧化剂。尤为关键的是，学生能够判断某些反应是否能正常发生。氧化还原反应涉及到之后的金属，非金属，元素周期律，电化学等等内容，对学生的学习有着奠基的意义。

湖南地区现行教材为普通高中课程标准试验教科书化学（下文简称新人教版），它将氧化还原反应编写在《化学1》第二章第三节，排在金属，非金属，元素周期律，电化学等知识的前面，以便于学生对之后知识的学习。但是，在實际的教学过程中，笔者发现，如果完全按照现行新人教版的安排进行教学的话，学生可能很难灵活掌握需要掌握的内容，所以，笔者通过以下方面对现行人教版氧化还原反应一章进行了思考与研究，对教材的编写提出了一些想法。

1 教材概念的呈现方式

1.1 氧化还原反应的概念

新人教版在建立氧化还原反应概念时，首先通过思考与交流栏目中的两个问题和碳高温下还原氧化铜的反应，引出初中学习过的氧化反应和还原反应的概念，再由得氧失氧同时发生得到氧化还原反应的概念，然后再对思考与交流中，3个符合之前复习的得失氧定义的氧化还原反应中各物质所含元素化合价在反应前后是否变化进行分析的基础上，给出基于化合价升降的氧化反应和还原反应的定义，最后，将化学反应重新分类为氧化还原反应和非氧化还原反应，并以氯化钙和碳酸钠反应为例，说明分类标准不是得失氧而是化合价升降，即人教版教材采用了一种概念转变的表述。

从新人教版氧化还原反应的概念“并非只有得氧，失氧的反应才是氧化还原反应，凡是有化合价升降的反应都是氧化还原反应”就可以看出这是一种概念转变，即将氧化还原的概念由得失氧转变到化合价升降。这确实是一种很好的概念呈现方式，它和初中知识联系紧密，并且考虑了学生的认知水平，不会让学生一开始就直接接触对于他们而言还很陌生的微观本质。但是，事实上，初中我们学的氧化还原反应是一个使人产生误区的前科学概念，②它强调的氧化还原反应是氧的得失，而事实上高中学的氧化还原强调的是化合价的升降以及电子的转移。

如果我们在编写教材时，可以不使用，或者至少不一开始就使用概念转变的方式呈现氧化还原的概念，而是使用直接概念形成的方式，即跳过初中氧化还原的回顾，直接要求学生观察方程式中元素化合价的变化，直接形成氧化还原反应是有元素化合价变化的反应的概念，从而避免概念转变时，必须要提到有误区的前科学概念，导致误区概念又一次强化。但是，初中学过的得失氧的概念也很重要，不能舍弃（因为这也是连接初高中的重要衔接处），可以以一种其他分类方式的形式作为资料卡片的形式出现在课本中，例如可以表述为：初中我们以得氧，失氧的方式定义氧化还原反应，这样既使学生意识到了这个概念初中我们有接触。这样既和初中知识相衔接，又不会过多地强化误区概念。这种直接建构概念的方式，使学生较易形成一个清晰的、结构简单的、稳固的、有迁移功能的概念体系。这种清晰、稳固的概念体系，不仅有利于学生理解和保持氧化还原反应概念，而且有助于学习和辨别相关概念。

1.2 氧化剂与还原剂的概念

在建立氧化剂，还原剂概念时，人教版教材是从电子转移的角度来定义氧化剂和还原剂的。这样呈现概念和课本前文衔接得很好，学完反应本质之后就可以从本质的方向出发对氧化剂和还原剂的概念进行定义。但是我们对氧化还原反应的学习和应用，始终都是基于化学方程式中的元素化合价升降，虽然高中化学课程标准对必修阶段，氧化还原反应部分的要求是“根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。”③对学生掌握电子转移有具体的要求，但是电子的转移对高一的氧化还原反应的学习而言可能就是本质而已，真正要运用的话多数都是使用化合价升降进行判断，毕竟我们从方程式中只能看出化合价变化而看不出电子转移。而且，学生们可能还处在对反应本质不是很理解的阶段，紧接着又让他们将氧化反应和还原反应分开理解，难度更大。

因此，从实用性的角度出发，我们在编写教材时，如果可以从化合价的角度定义氧化剂和还原剂，即表述为“氧化剂是所含元素化合价降低的物质，在发生反应时得到电子（或电子对偏向），还原剂是所含元素化合价升高的物质，在发生反应时失去电子（或电子对偏离）”，可以帮助学生在面对化学方程式时更好地、更直接地运用知识直接解决问题，而不需要经过电子转移再到化合价升降然后再进行判断。

2 知识的编排顺序

新人教版在氧化还原反应这一整章的编排顺序上，通过思考与交流以及碳还原氧化铜的反应复习以初中知识为基础的氧化还原的前概念，再分析符合得失氧的方程式的化合价变化情况从而从化合价角度定义氧化还原反应。接着，以钠和氯气，氢气和氯气的反应为例从电子转移的角度揭示氧化还原反应的本质。最后，介绍了氧化剂与还原剂及概念，中学化学常见氧化剂与还原剂以及生产生活中常见的氧化还原反应。也就是，新人教版教材的编排顺序为：前概念复习→概念转变→本质揭示→氧化剂还原剂学习。

根据刚刚进入高中学习的高一学生的认知水平，即使是氧化还原反应这样初中有接触的知识，刚刚学完新的概念，就直接学习本质，而且本质还和物质的微观结构相关，可能对学生而言是一个非常重的压力，并且学生对离子键，共价键和元素周期表的知识尚有匮乏，因此在刚刚完成概念转换后，他们可能很难理解电子的两种转移模式。并且，反应本质的呈现中，对电子转移的两种模式，只有电子的得失有具体的图示说明，电子的偏移只有文字叙述，这样就可能导致学生对反应的本质学习的不够直观，很有不利于影响接下来氧化剂还原剂的学习。

氧化剂，还原剂的概念本身就属于氧化还原反应概念中的一部分，它们作为反应物共同参加氧化还原反应。也就是说，是氧化还原反应就一定会有氧化剂和还原剂。初中我们学过氧气氧化铜单质，氢气还原氧化铜，说明初中的时候我们其实就已经初步接触了氧化剂和还原剂的概念，只不过和氧化还原反应的概念一样，是需要从初中得失氧的误区概念中转变的。我们其实可以在完成氧化还原概念转换之后，马上就对氧化剂还原剂的概念也进行转变，这样符合学生由整体迁移至局部的认知，同时也是和初中化学进行一个呼应。

此外，氧化还原反应的本质可以在学生将反应的组成部分（氧化剂，还原剂）等知识完全了解之后，再进行学习。这样符合由易到难，由宏观到微观的学习、认知规律，有助于降低学习的难度。

基于以上讨论，教材内容的编排顺序可以适当进行调整，具体可以调整为：前概念复习→概念转变→氧化剂和还原剂学习→本质揭示。

3 知识的补充

3.1 氧化（還原）产物的概念

通过对课标的解读，我们发现，在必修阶段，除了氧化还原反应的概念和本质，学生还需要建立氧化剂和还原剂、氧化性和还原性等与氧化还原反应相关的基本概念，能够初步了解常见的氧化剂和还原剂，从新的角度去认识物质，认识反应，④而在实际的教学过程之中，课堂上或者习题中往往会出现依据某一特定的氧化还原反应来判断氧化产物（或者还原产物）、判断物质被氧化（或还原）的顺序以及计算反应过程中的得失电子数目等，⑤所以在学习氧化剂和还原剂的时候，老师一般会补充另外两个概念即氧化产物（还原剂被氧化的产物）和还原产物（氧化剂被还原的产物），但是书本上并没有提过这两个概念，完全都靠老师补充。

这也造成了如下情况，氧化剂发生了什么反应、生成了什么、还原剂发生了什么反应、生成了什么？这四个问题学生回答不上来，因为光是把氧化剂、氧化反应、氧化产物、还原剂、还原反应、还原产物这六个概念放在一块学生都会害怕，不仅因为这两组相对的概念相互交织，相互关联，还因为课本上除了氧化剂和还原剂的概念十分明确并且被标蓝以外，书上没有其余四个概念的准确概念，甚至两个产物根本没有出现。如果学生上课分神，课后完成习题时想要通过查书来复习，根本找不到相应的概念。而且按照教材的进度，这时已经学习了氧化还原的微观本质，再加上电子得失的判断，学生可能需要费很多功夫才能理解。氧化还原反应之所以在高中范围内是重点和难点，就是由于其中抽象的概念很多。学生对这些基本概念有了准确而清晰的掌握并且能够熟练掌握各概念之间的联系后，才能够对这个知识进行深入地理解。所以，如果可以相应地补充一些关于氧化（还原）产物的概念，可以帮助学生对众多概念进行梳理，加强其对大量概念的深度理解。

3.2 常见的氧化（还原）物质的说明

学习了氧化剂和氧化产物，还原剂和还原产物，势必就要学习比较两个部分的强弱关系，这就会提到常见的氧化剂和还原剂，我们会需要探究物质的氧化性或还原性的强弱，但是这时我们对元素化合物的知识了解不多，而且并未学习元素周期表的相关知识，因此无法依靠元素周期律来记忆各物质性质的强弱，只能靠强行记忆的方式进行比较判断。课本提到一些常见的氧化剂、还原剂，但是并没有一个明显的分类，没有很清晰地说明什么样的物质可以做氧化剂、可以做还原剂。所以，如果可以对常见的氧化剂还原剂有一个较为清晰的说明，会对学生有很大帮助。

也就是说，我们可以在课本氧化剂和还原剂的内容之后，添加一个新的知识拓展栏目，内容主要为常见的氧化剂和还原剂以及常见物质中易变价元素的化合价，一些简单的规律也可以加入其中。初中的时候我们对一些元素的化合价有了了解，有些老师也将化合价的口诀一遍遍地重复，希望学生能够将常见元素的化合价牢牢记住，读高中的时候不需要再花时间去记忆。但是实际教学中，多数学生经过一个暑假，化合价基本已经不记得了，而课本上也没有再提示相关化合价的栏目，因此学生在做题时，可能都没办法快速写出化合价，给学习带来一定麻烦。如果可以补充相关常见元素的化合价，不仅可以和初中化合价知识衔接，还可以指引学生发现其中的规律，例如“金属只有正价和零价”，“元素最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性”，从而使学生初步了解一些物质所具有的氧化性或还原性而不需要再单独记忆。

4 结束语

氧化还原反应在高中化学中占有十分重要的地位，它连接着初中与高中，必修与选修，宏观与微观的内容。在高中范围内，百分之九十以上的知识都可以和氧化还原反应有所联系，它的意义就在于：对化学反应变化归类的新角度，对物质重新归类的新角度，理解物质性质的新角度。借助氧化还原反应研究物质的性质，比如，通过分析物质中所含元素的化合价（最高价、最低价、中间价态），预测物质是否具有氧化性或还原性；通过实验事实确认物质能否与氧化剂或还原剂发生反应，从而验证物质是否具有还原性或氧化性；⑥通过实验确认氧化剂与还原剂发生反应的产物，从而验证物质氧化性或还原性的强弱。根据以上意义，造成了氧化还原反应一章学习的复杂和困难，所以教材的编写需要在这些方面可以支持学生，加以改进，为学生理清众多概念之间的交错关系提供帮助，从而为学生接下来更高层次的化学课程学习打下牢固的基础。

参考文献

① 胡胜利，杨刚.化学教育.2015.36（23）：23-29.

② 高锋.高中生化学前概念的诊断及教学研究.辽宁师范大学，2006.

③ 中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）.人民教育出版社，2003.

④ 杨刚.教材呈现方式对高一学生氧化还原反应概念理解影响的研究.西北师范大学，2013.

⑤ 苏洁庆.高中化学氧化还原概念的教学探究.理科考试研究：高中版，2014.21（1）：60-61.

⑥ 胡久华.从课程标准到教材到教学——以高中化學新课程必修模块氧化还原反应内容为例.化学教育，2008.29（9）：14-18.