促进学生认识发展的化学1模块氧化还原专题的单元整体教学研究.doc

促进学生认识发展的化学1模块氧化还原专题的单元整体教学研究水平5:高考复习,达到应用氧化还原反应解决分析综合实际问题的能力。如综合应用物质的氧化性和还原性强弱,解决分析定量计算、物质制备、能量转化、实验设计等综合问题,甚至还要跟其他相关的知识联系共同解决问题。 3.3 教学组织及处理问题 教师关于氧化还原内容的教学组织和处理具有稳定的、习惯性的方式,在新课程的背景下,面对新的要求,必然会产生相关教学论问题,如氧化还原反应概念教学是否一定要经历“得失氧、化合价变化、电子转移”三段式?在氧化还原反应概念的教学中如何避免枯燥?为什么要探讨氧化还原反应与4大反应类型的关系等。 3.3.1 氧化还原反应概念教学是否一定需要从得失氧到化合价变化、电子转移的三段式 氧化还原反应概念教学原先处理采用得失氧、化合价变化、电子转移三段式,主要是考虑到了学生原有初中氧化还原知识的背景,考虑了从学生熟悉的化学反应和基本化学反应类型出发,符合学生的认识发展,体现了从表面现象到特征再到本质的认识过程。但是初中新课程已经不再从得失氧的角度介绍氧化还原反应,初中课程标准对氧化还原反应也不再作要求;其次,高中所讲的氧化还原反应已不在得失氧的水平;第三,让学生从得失氧角度转到化合价变化角度,突破这一认识在教学上是个难点。因此教师需要突破原有的教学范式,跳开三段论重新考虑氧化还原概念的形成问题,例如,可以先直接分析化合价,再深入到本质;或者直接进入本质,然后再使电子转移与化合价建立联系。 那么,是否彻底不谈与得失氧相关的氧化还原反应?如何处理学生的差异?可以从化合价或电子转移入手,当学生建立这些认识后,通过开放性任务,让学生的不同认识得到统一和深化。 3.3.2 在氧化还原反应概念教学中如何避免枯燥 氧化还原概念教学通常是老师讲授为主,平铺直叙,而不是学生主动的建构概念,课堂教学氛围比较沉闷,学生兴趣不高,如何才能避免枯燥?可以从具体的任务出发,该任务学生能够顺利完成,在此基础上引出问题。例如从学生比较熟悉的氯化钠入手,让他们列举制备氯化钠的反应。学生通常举出盐酸和氢氧化钠的反应,也有学生会提到钠与氯气的化合反应。然后让学生从微粒的角度分析反应前后元素的形态是否发生了改变。学生很容易发现,对于盐酸和氢氧化钠反应,离子前后是没有变化的,而对于钠和氯气的反应前后微粒发生了变化,这种变化带来的直接结果就是化合价的不同。 3.3.3 为什么要探讨氧化还原反应与4种基本反应类型的关系 4种基本反应类型并不能囊括所有的反应,它主要是从反应前后宏观的物质个数角度的分类,氧化还原反应是一种更本质的分类,是涉及反应本质的分类。探讨氧化还原反应与4种基本反应类型的关系这一环节是必须要有的。首先,它是概念原理教学中非常重要的一个环节。氧化还原概念建立之后不可能孤立存在,必然要跟原有经验进行整合,在整合过程中实现知识的系统化;其次在关系的明确过程中有利于帮助学生进一步理解氧化还原反应本身的特征,精致和发展认识,在某种程度上也是一种应用。 不同教师在这一环节的处理过程中有所区别,有些将其当作概念辨析处理,有些将其当作概念整合处理,其中比较有智慧的处理是点出了氧化还原的分类与原有分类相比,对学生认识的发展点,使学生认识到从化合价有无变化、有无电子转移角度对化学反应进行分类更本质、更有意义。 4 氧化还原专题的单元整体教学设计 在分析探讨了氧化还原内容的教学论问题后,需要站在单元整体的视角进行氧化还原每课时的教学设计。如氧化还原内容的单元整体教学目标是什么,学生在整个单元中的认识发展是怎样的,每课时中学生的认识是如何建构的;为了达到单元目标,不同课时的关系是怎样的,教学内容如何选择和组织,以期在氧化还原单元整体教学中做到三维目标的有机融合,让学生体验到多样化的教学方式,达到整体教学效果的最优化。 通过前面分析探讨,确定氧化还原专题的单元整体教学目标为:研究物质氧化性或还原性思路方法的建立和应用。氧化还原专题单元整体的教学设计和安排如图1所示,不同课时中的问题线索如表1所示。 图1 氧化还原反应专题单元整体教学的设计框架 表1 氧化还原专题不同课时中的问题线索 课时问题线索 第1课时通过哪些化学反应可以制得氯化钠? 能从微观角度找出制备氯化钠2个反应的区别吗? 钠原子为什么要把电子给氯原子? 化合价的升降与电子的转移具有怎样的关系? 能给化合价有变化(存在电子转移)的反应起个名字吗? 4大基本反应类型和氧化还原反应的关系是什么? 人类对氧化还原反应的认识经历了怎样的过程?现在人们怎样应用氧化还原反应? 第2课时利用氧化还原反应可以实现物质转化,如何实现从氧化铁到铁的转化? 如何从新的角度对反应物进行分类? 在氧化还原反应中,氧化剂应该具有什么性质?还原剂具有什么性质? 怎样分析物质是否具有氧化性或者还原性? 怎样分析物质中的核心元素? 哪些常见的物质能在氧化还原反应中承担氧化剂或还原剂的角色? 请预测过氧化氢具有怎样的性质?怎样验证你的预测是否正确? 怎样研究物质的氧化性或还原性? 第3课时图中的人出了什么问题?缺了哪种元素? 你接触过的含铁元素的物质有哪些? 如何从氧化性和还原性、氧化剂和还原剂角度对试剂盒中的试剂进行分类? 二价铁具有怎样的氧化性或还原性?设计实验检验。 三价铁具有怎样的氧化性或还原性?设计实验检验。 实验室中如何保存二价铁,补铁剂中如何防止二价铁变质,为什么? 5 氧化还原专题的单元整体教学效果 为了探明上述关于氧化还原内容教学论问题分析的合理性和单元整体教学设计的效果,研究者通过对比教学实验进行了研究。选取北京市第八十中学水平相当的2个班级作为被试,控制学生水平、教学时间、教学内容深广度等无关变量。自变量为教学处理思路,对比班采用常规的教学处理,实验班采用上述的单元整体教学处理。因变量为学生氧化还原知识的掌握情况,学生对化学反应、物质性质及研究物质性质的思路和方法等方面的认识发展,以及解决分析氧化还原相关问题的水平等。 5.1 对氧化还原反应的认识 通过问卷测查和个人访谈表明实验班的学生比较深刻地认识到氧化还原反应中存在电子转移和化合价变化,并且清楚认识到现在所学的氧化还原反应与初中所学氧化反应的关系。如下面是个人访谈的片断: T:今天所学的氧化还原反应对认识已经学习过的化学反应有什么帮助? S1:多了一个分类的标准。 S2:可以从化学反应的本质去认识。 T:什么样的标准? S3:以前学习的一氧化碳与氧化铁反应,无法判断是哪一类反应,学完之后,知道它是属于哪一种,使分类更准确,更彻底。 S2:而且更加微观。 T:微观?怎么解释? S2:比如说从电子转移去分析。 S4:从本质上理解得更深刻。 T:能具体说说吗? S4:得失电子,电子转移。 T:以前拿到一个化学反应会想