鄭文昌+曹星
摘要:診斷高一新生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)概念學(xué)困主要體現(xiàn)在:概念的外延與內(nèi)涵沒有把握好,缺少對概念的深度表征,元素化合價是阻礙氧化還原反應(yīng)概念運用的重要因素。文章針對阻礙點,提出相應(yīng)教學(xué)建議。
關(guān)鍵詞:氧化還原反應(yīng)概念;學(xué)困;教學(xué)策略;表征
文章編號:1008-0546(2014)07-007-04 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.003
一、研究背景
筆者在多年《化學(xué)1》的教學(xué)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的知識存在如下的問題:學(xué)生對如何判斷氧化還原反應(yīng)比較清楚,絕大多數(shù)學(xué)生能判斷簡單的氧化還原反應(yīng),但對于較復(fù)雜的反應(yīng),學(xué)生不能較好地做出判斷;我?guī)е鴨栴}查閱了有關(guān)的文獻。關(guān)于氧化還原反應(yīng)的研究較多,主要體現(xiàn)在下面幾方面:(1)對氧化還原反應(yīng)知識體系的研究;(2)對氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)評價研究,如高考中常見的氧化還原反應(yīng)題型與考查形式等;(3)對氧化還原反應(yīng)有效教學(xué)研究,如田字格模型、建構(gòu)主義理論、運用先行組織者策略、拋錨式教學(xué)法等在氧化還原反應(yīng)教學(xué)中的應(yīng)用;(4)對氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)促進學(xué)生認識發(fā)展的研究,如胡久華、王磊認為,學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng),可形成“分類觀”、“轉(zhuǎn)化觀”等化學(xué)基本觀念。(5)關(guān)于氧化還原反應(yīng)的學(xué)生學(xué)習(xí)心理和認識發(fā)展的研究,如丁偉、謝兆貴對學(xué)生氧化還原反應(yīng)內(nèi)部表征的研究。雖然關(guān)于氧化還原內(nèi)容的已有較多研究,但缺少對高一學(xué)生學(xué)習(xí)《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)內(nèi)容的研究,對高一學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)所產(chǎn)生的阻礙認識不足,所采取的教學(xué)策略缺少實證。學(xué)生在《化學(xué)1》中對氧化還原反應(yīng)有哪些阻礙點,基于阻礙點,應(yīng)采取哪些教學(xué)策略才能提高教學(xué)效率,是本研究所要解決的問題。
二、研究對象
選取了湛江農(nóng)墾實驗中學(xué)高一年級205名學(xué)生作為研究對象,這些學(xué)生來自兩位教師執(zhí)教的不同班級,分別是高一(1)、高一(2)、高一(10)、高一(11)四個班。高一(1)和高一(2)這兩個班是本校的實驗班,入學(xué)的平均分數(shù)為778分,與縣級重點中學(xué)的入學(xué)成績大概相當。高一(10)、高一(11)班是兩個普通班,入學(xué)的平均成績是630分左右。兩個實驗班的化學(xué)入學(xué)成績平均分是87分(100分制),兩個普通班的化學(xué)入學(xué)分數(shù)是64分,湛江市中考化學(xué)平均分為50.3分。
三、氧化還原反應(yīng)概念學(xué)習(xí)阻礙點診斷及教學(xué)策略
1. 高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念診斷分析
當代認知心理學(xué)認為,學(xué)習(xí)就是認知結(jié)構(gòu)的組織和重新組織。因此了解學(xué)生已有的氧化還原反應(yīng)知識結(jié)構(gòu),特別是了解學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的前概念是進行氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)的基礎(chǔ)和前提。高中氧化還原反應(yīng)概念是建立在初中概念的基礎(chǔ)之上的,研究高一學(xué)生深化學(xué)習(xí)概念之前的前概念種類、分析其形成的可能原因,了解學(xué)生的思維現(xiàn)狀和認知水平,對于高一年級化學(xué)教師進行氧化還原反應(yīng)概念的教學(xué)具有重要的作用。
(1)研究方法及問卷結(jié)果
通過編制紙筆測驗,測量高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念,并對測驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析。首先,選取研究對象進行前概念測驗,測試高一學(xué)生已具有的對于氧化還原反應(yīng)概念的認識;其次,根據(jù)測驗結(jié)果,進行統(tǒng)計分析;最后,分析剛?cè)雽W(xué)的高一新生氧化還原反應(yīng)的前概念情況,為高一氧化還原反應(yīng)概念教學(xué)作為參考。(1)根據(jù)化學(xué)入學(xué)成績把測試對象205人分為學(xué)優(yōu)生90人與一般生105人,在高一年級第一學(xué)期開學(xué)后的兩周進行測試。(2)測驗工具的根據(jù)有:①普通高中《化學(xué)課程標準(實驗)》所提出的有關(guān)“氧化還原反應(yīng)”的內(nèi)容標準;②蘇教版教材配套的化學(xué)1教學(xué)參考;③2011年廣東中考考綱。按本研究的目的精選或設(shè)計試題編制了“高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念的調(diào)查問卷”的測驗題。測試題為氧化還原反應(yīng)的辨析(判斷題),測試題設(shè)計多種類型的氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)。通過學(xué)生的辨析,分析其對氧化還原反應(yīng)概念辨析的依據(jù),即了解其前概念。(3)研究過程對研究對象進行測驗必要的說明,利用 《 高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)前概念的調(diào)查問卷 》在同一時間開始測驗,測試時間約為 20 分鐘。對測驗進行逐一評價,采用 Excel 軟件對測驗數(shù)據(jù)進行分析,結(jié)果如下圖1所示。在對測驗的統(tǒng)計結(jié)果分析后,選取部分研究對象進行調(diào)查和訪談。根據(jù)測驗結(jié)果,研究者通過學(xué)生對氧化還原反應(yīng)概念的辨析,分析學(xué)生氧化還原反應(yīng)的辨析依據(jù),了解其氧化還原反應(yīng)前概念。經(jīng)過分析與統(tǒng)計,記錄高一年級不同層次的學(xué)生具有某一氧化還原反應(yīng)前概念的人數(shù)占該層次學(xué)生總數(shù)的比例。
(2)氧化還原反應(yīng)前概念情況分析
從上圖表分析可看出:
①學(xué)生能從化合價變化來判斷氧化還原反應(yīng)是因為他們看過一些課外資料或老師在課外輔導(dǎo)(如化學(xué)競賽輔導(dǎo))時講過,學(xué)生認為置換反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)也是因為老師在課外輔導(dǎo)時講過。②學(xué)生認為物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)是因為初中課介紹過氧化還原反應(yīng)的概念(失氧被還原,得氧被氧化),而有的同學(xué)認為有氧元素參加的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)是因為對概念沒有理解透徹。③學(xué)生認為沒有氧元素參加的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),這是因為初中課本沒有提及,還有部分學(xué)生認為“氧化還原反應(yīng)”概念中有“氧”這個字眼,所以顧名思義,認為氧化還原反應(yīng)必須有氧參加。
2. 高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)概念轉(zhuǎn)變診斷分析
(1)研究方法及測試數(shù)據(jù)結(jié)果
①通過自編《高一學(xué)生氧化還原反應(yīng)概念形成測驗卷》紙筆測試題,測量高一學(xué)生判斷一些反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng),并給出判斷的理由。在同一時間開始測驗,對測驗進行逐一評價,采用 Excel 軟件對測驗數(shù)據(jù)進行分析。
②根據(jù)作答情況,選取典型的作答者,采取個別調(diào)查及訪談的方法,根據(jù)預(yù)設(shè)的訪談提綱或問題綱要,對被試進行調(diào)查性的談話,并作好記錄,提供實證的依據(jù)。
③測試時間:學(xué)習(xí)完《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識后一個月測試進行測試,測試時間為20分鐘。
④被測對象的授課老師在授課前沒有對學(xué)生氧化還原反應(yīng)的前概念進行分析。
⑤測試結(jié)果如下面表1、表2所示。
(2)分析討論
問卷及對師生的訪談有下面的卷面診斷結(jié)果:
①根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果有如下顯示:有98%的學(xué)生能根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征(元素化合價升降)來判斷是否發(fā)生氧化還原反應(yīng);利用電子轉(zhuǎn)移、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)、單質(zhì)參加反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系做為輔助判斷方法的學(xué)生有92.5%。
②通過部分學(xué)生訪談,發(fā)現(xiàn)絕大數(shù)學(xué)生都知道根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征(元素化合價的升降)來判斷氧化還原反應(yīng)。
③雖然知道從化合價的變化來判斷氧化還原反應(yīng)的學(xué)生占98%,但判斷具體的化學(xué)反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng),正確率只是88.8%,還有部分學(xué)生判斷錯誤。
④有近一半的學(xué)生對氧化還原反應(yīng)概念的理解角度單一,只是會從化合價升降角度來闡釋,對概念的表征缺少深度,保留中表層或中層的層面。
從上面問卷可看出:
①對氧化還原反應(yīng)的概念的認識,學(xué)生已從初中“得氧失氧”的認識順利過渡到“化合價的升降”的表層認識,初中對氧化還原反應(yīng)的前概念對高中氧化還原概念的形成基本沒有影響。
②雖然絕大多數(shù)學(xué)生知道根據(jù)元素化合價是否變化來判斷氧化還原反應(yīng),但在對具體的化學(xué)反應(yīng)判斷中還是出現(xiàn)較多錯誤,原因是對化學(xué)式中各種元素的化合價不很清楚,特別是對一個化學(xué)反應(yīng)方程式中有較多的反應(yīng)元素、下面是參加本次研究測試部分學(xué)生訪談記錄:
T:你是根據(jù)什么來判斷某一化學(xué)反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)?
S1:看元素化合價有沒有變化。
T:很好,你是怎么知道化合價有沒有變化呢?
S2:把元素化合價都標出來。
S3:有單質(zhì)參加反應(yīng),化合價一定發(fā)生變化。
T:既然你們都知道根據(jù)化合價是否變化來判斷是不是氧化還原反應(yīng),為什么這道題還是做錯了呢?
S2:我標出了部分元素的化合價,但還有的元素化合價不知道,我是猜的,但結(jié)果猜錯了。
S1:我標錯了化合價。
T:你能標出這一化學(xué)反應(yīng)方程式的元素的化學(xué)價嗎?
S3:不能,我是根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)做對的。
T:你的答題是全對的,而且你的判斷的理由全是根據(jù)化合價的變化,你判斷時都標出元素的化合價嗎?
S4: 沒有,很多元素化合價變不變,一看就知道了,能看出來化合價才標,如有單質(zhì)參加反應(yīng),化合價一般都變。
很多學(xué)生想標出所有元素化合價來判斷是否是氧化還原反應(yīng),但標化合價往往受阻(標錯或標不出來),所以有很多學(xué)生根據(jù)氧化還原反應(yīng)與四大反應(yīng)類型(置化反應(yīng)、分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng))的關(guān)系來進行判斷,但有部分學(xué)生只是死記硬背,本質(zhì)關(guān)系不理解,或?qū)λ拇蠓磻?yīng)類型分辨不清,所以也做錯了題目。
③在問卷中發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生對氧還原反應(yīng)的表征主要是文字表征,在文字表征中主要是根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征(元素化合價的變化)來表征,雖然大部分學(xué)生在文字表征中也有多種形式,如有元素化合價變化的是氧化還原反應(yīng),有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),置換反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)等,但對這些表征之間的聯(lián)系缺少思考,所以大部分的學(xué)生只是保留中表層或中層的理解。在問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn),有的學(xué)生認為:一個反應(yīng)中有化合價的升高不一定有化合價的降低,O2變成O3是氧化還原反應(yīng),因為有單質(zhì)參加反應(yīng),有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。還有部分學(xué)生認為一個化學(xué)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)就是非氧化還原反應(yīng)是錯的。
(3)診斷小結(jié)
高一學(xué)生在《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)學(xué)習(xí)困難主要表現(xiàn)在:一是不能抓住核心元素的化合價進行分析,對常見元素化合價較陌生;二是對氧化還原反應(yīng)概念的理解只是保留中表層或表層的理解,也就是只知道氧化還原反應(yīng)的特征(化合價變化),對化合價變化與電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系、電子得失等關(guān)系認識模糊,不能多角度來表征氧化還原反應(yīng)。
(4)教學(xué)策略
概念可分為定義性概念和具體概念,從氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)屬性看,它是從化學(xué)反應(yīng)中元素化合價變化的角度認識化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)而形成的概念,應(yīng)屬于定義性概念。概念的學(xué)習(xí)方法有概念的形成與概念的同化,前者可理解為自下而上的學(xué)習(xí),后者可理解為自上而下的學(xué)習(xí)。雖然外界給學(xué)生呈現(xiàn)的是新概念的定義或概念特征的描述,在概念同化與概念形成中,都要求學(xué)生將自己原有的知識與新呈現(xiàn)的材料在頭腦里發(fā)生積極的相互作用,才能將外部提供的材料轉(zhuǎn)化為自己的認知內(nèi)容[1]。但對于氧化還原反應(yīng)概念的學(xué)習(xí),采取這兩種學(xué)習(xí)方法對氧化還原反應(yīng)的表征深度不一樣。通過訪談被測試學(xué)生的授課教師,兩位教師在講授氧化還原反應(yīng)的概念時,采用的教學(xué)方法是傳統(tǒng)講授與練習(xí)法。以鈉與氯氣反應(yīng)做為典型的例子,直接用下定義的方式將氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)特征呈現(xiàn)給學(xué)生,同時舉少量具有典型意義的正反例子加以說明,證實定義中涉及的共同屬性,同時做適當?shù)木毩?xí),大部分學(xué)生可以根據(jù)概念的定義判斷其是否屬于氧化還原反應(yīng)。但由于學(xué)生對概念的意義構(gòu)建得不完整,對概念理解不透徹,只是保留中表層或中層的表征,對電子的得失關(guān)系、電子的轉(zhuǎn)移與化合價等關(guān)系的認識上模糊,遇到似是而非的問題時,判斷出現(xiàn)搖擺不定,不能很好地辨別。
①降低難度。因為學(xué)生才剛接觸氧化還原反應(yīng),理論是新的,又因為初中化學(xué)中沒有系統(tǒng)介紹化合價,也給概念的理解帶來了難度,所以在開始學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時,選用例題和練習(xí)時要選用老面孔,若選用學(xué)生不熟悉的化學(xué)方程式,不但增加了難度,也會沖淡新理論學(xué)習(xí)的重要地位。
②引導(dǎo)學(xué)生從不同的外部表征來加強內(nèi)部表征的深度。我們倡導(dǎo)教育者使用多樣化的概念表征形式進行教學(xué),可達到影響、促進和幫助學(xué)生多視角、透徹理解概念本質(zhì)的目的,幫助建構(gòu)學(xué)生易于理解和適合記憶的內(nèi)部表征形式。
a.從化合價變化的角度引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型關(guān)系的。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),是因為一定有元素的化合價發(fā)生了變化,復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng),是因為元素化合價一定不發(fā)生變化,化合反應(yīng)與分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng)是因為化合價可能發(fā)生變化。以上內(nèi)容應(yīng)舉正反例證進行對比說明。
b.引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的特征(化合價變化)與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)(電子轉(zhuǎn)移)的關(guān)系在《化學(xué)1》中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前,學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上再次學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的知識?;诖苏J知結(jié)構(gòu),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來理解電子轉(zhuǎn)移與化合價的關(guān)系,為什么失去電子化合價會升高,得電子化合價會降低,加深對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)與特征的理解。
c.概念變式練習(xí)概念的變式,是指從不同角度和方面組織材料,使概念的非本質(zhì)要素變異,突出概念本質(zhì)特征的方法。在學(xué)習(xí)過程中,通過變換與概念無關(guān)的、非本質(zhì)的屬性,變換學(xué)習(xí)者的思維路徑,促使學(xué)習(xí)者從不同角度理解概念的本質(zhì)和規(guī)律。如從化合價變化來判斷氧化還原反應(yīng)與從得氧失氧來判斷氧化還原反應(yīng)的關(guān)系,氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系,得失電子的守恒關(guān)系等。
③化合價是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的核心問題。在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中,要引導(dǎo)學(xué)生對元素的化合價進行學(xué)習(xí),抓住物質(zhì)中的核心元素的化合價來分析氧化還原反應(yīng)。
在問卷調(diào)查過程中,我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生知道通過分析物質(zhì)中所含元素的化合價來預(yù)測物質(zhì)的氧化性或還原性,但是學(xué)生不能抓住核心元素進行分析。為了解決這個問題,首先讓學(xué)生建立元素觀念之一 —— 只要元素存在多種化合價,就存在物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化,該元素就可能為核心元素,常為變價元素;其次,通過頭腦風暴法,將一些有多種價態(tài)的常見元素分成幾個組,讓學(xué)生分小組討論,舉出含有各元素不同價態(tài)的物質(zhì),分析該元素的價態(tài),討論后畫出元素的化合價數(shù)軸;[2]第三,注意化合價認識的循序漸進的過程,引導(dǎo)學(xué)生對元素的化合價進行小結(jié)。如初中時學(xué)生只知道氧元素有-2價和0價,到了高一,氧元素還有-1價。對于碳元素,學(xué)生在初中階段可能只是知道有+2價、+4價和0價,到了高一,學(xué)生必須了解到有-4價等其他價態(tài)。而對于在高一才開始學(xué)習(xí)的氯、碘等元素的學(xué)習(xí),在平常教學(xué)中要貫穿對其化合價的學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生對元素化合價進行小結(jié);第四,在平常的教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原則來推測未知元素的化合價。
參考文獻
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a.從化合價變化的角度引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型關(guān)系的。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),是因為一定有元素的化合價發(fā)生了變化,復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng),是因為元素化合價一定不發(fā)生變化,化合反應(yīng)與分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng)是因為化合價可能發(fā)生變化。以上內(nèi)容應(yīng)舉正反例證進行對比說明。
b.引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的特征(化合價變化)與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)(電子轉(zhuǎn)移)的關(guān)系在《化學(xué)1》中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前,學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上再次學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的知識?;诖苏J知結(jié)構(gòu),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來理解電子轉(zhuǎn)移與化合價的關(guān)系,為什么失去電子化合價會升高,得電子化合價會降低,加深對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)與特征的理解。
c.概念變式練習(xí)概念的變式,是指從不同角度和方面組織材料,使概念的非本質(zhì)要素變異,突出概念本質(zhì)特征的方法。在學(xué)習(xí)過程中,通過變換與概念無關(guān)的、非本質(zhì)的屬性,變換學(xué)習(xí)者的思維路徑,促使學(xué)習(xí)者從不同角度理解概念的本質(zhì)和規(guī)律。如從化合價變化來判斷氧化還原反應(yīng)與從得氧失氧來判斷氧化還原反應(yīng)的關(guān)系,氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系,得失電子的守恒關(guān)系等。
③化合價是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的核心問題。在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中,要引導(dǎo)學(xué)生對元素的化合價進行學(xué)習(xí),抓住物質(zhì)中的核心元素的化合價來分析氧化還原反應(yīng)。
在問卷調(diào)查過程中,我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生知道通過分析物質(zhì)中所含元素的化合價來預(yù)測物質(zhì)的氧化性或還原性,但是學(xué)生不能抓住核心元素進行分析。為了解決這個問題,首先讓學(xué)生建立元素觀念之一 —— 只要元素存在多種化合價,就存在物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化,該元素就可能為核心元素,常為變價元素;其次,通過頭腦風暴法,將一些有多種價態(tài)的常見元素分成幾個組,讓學(xué)生分小組討論,舉出含有各元素不同價態(tài)的物質(zhì),分析該元素的價態(tài),討論后畫出元素的化合價數(shù)軸;[2]第三,注意化合價認識的循序漸進的過程,引導(dǎo)學(xué)生對元素的化合價進行小結(jié)。如初中時學(xué)生只知道氧元素有-2價和0價,到了高一,氧元素還有-1價。對于碳元素,學(xué)生在初中階段可能只是知道有+2價、+4價和0價,到了高一,學(xué)生必須了解到有-4價等其他價態(tài)。而對于在高一才開始學(xué)習(xí)的氯、碘等元素的學(xué)習(xí),在平常教學(xué)中要貫穿對其化合價的學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生對元素化合價進行小結(jié);第四,在平常的教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原則來推測未知元素的化合價。
參考文獻
[1] 皮連生主編.學(xué)與教的心理學(xué)(第五版)[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2009:104
[2] 胡久華,王磊 ,潘瑞靜.促進學(xué)生認識發(fā)展的化學(xué)1模塊氧化還原專題的單元整體教學(xué)研究[J].化學(xué)教育,2010,(3)
a.從化合價變化的角度引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)類型關(guān)系的。置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),是因為一定有元素的化合價發(fā)生了變化,復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng),是因為元素化合價一定不發(fā)生變化,化合反應(yīng)與分解反應(yīng)可能是氧化還原反應(yīng)是因為化合價可能發(fā)生變化。以上內(nèi)容應(yīng)舉正反例證進行對比說明。
b.引導(dǎo)學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的特征(化合價變化)與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)(電子轉(zhuǎn)移)的關(guān)系在《化學(xué)1》中學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)之前,學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上再次學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)的知識?;诖苏J知結(jié)構(gòu),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來理解電子轉(zhuǎn)移與化合價的關(guān)系,為什么失去電子化合價會升高,得電子化合價會降低,加深對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)與特征的理解。
c.概念變式練習(xí)概念的變式,是指從不同角度和方面組織材料,使概念的非本質(zhì)要素變異,突出概念本質(zhì)特征的方法。在學(xué)習(xí)過程中,通過變換與概念無關(guān)的、非本質(zhì)的屬性,變換學(xué)習(xí)者的思維路徑,促使學(xué)習(xí)者從不同角度理解概念的本質(zhì)和規(guī)律。如從化合價變化來判斷氧化還原反應(yīng)與從得氧失氧來判斷氧化還原反應(yīng)的關(guān)系,氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系,得失電子的守恒關(guān)系等。
③化合價是學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的核心問題。在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中,要引導(dǎo)學(xué)生對元素的化合價進行學(xué)習(xí),抓住物質(zhì)中的核心元素的化合價來分析氧化還原反應(yīng)。
在問卷調(diào)查過程中,我們發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生知道通過分析物質(zhì)中所含元素的化合價來預(yù)測物質(zhì)的氧化性或還原性,但是學(xué)生不能抓住核心元素進行分析。為了解決這個問題,首先讓學(xué)生建立元素觀念之一 —— 只要元素存在多種化合價,就存在物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化,該元素就可能為核心元素,常為變價元素;其次,通過頭腦風暴法,將一些有多種價態(tài)的常見元素分成幾個組,讓學(xué)生分小組討論,舉出含有各元素不同價態(tài)的物質(zhì),分析該元素的價態(tài),討論后畫出元素的化合價數(shù)軸;[2]第三,注意化合價認識的循序漸進的過程,引導(dǎo)學(xué)生對元素的化合價進行小結(jié)。如初中時學(xué)生只知道氧元素有-2價和0價,到了高一,氧元素還有-1價。對于碳元素,學(xué)生在初中階段可能只是知道有+2價、+4價和0價,到了高一,學(xué)生必須了解到有-4價等其他價態(tài)。而對于在高一才開始學(xué)習(xí)的氯、碘等元素的學(xué)習(xí),在平常教學(xué)中要貫穿對其化合價的學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生對元素化合價進行小結(jié);第四,在平常的教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原則來推測未知元素的化合價。
參考文獻
[1] 皮連生主編.學(xué)與教的心理學(xué)(第五版)[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2009:104
[2] 胡久華,王磊 ,潘瑞靜.促進學(xué)生認識發(fā)展的化學(xué)1模塊氧化還原專題的單元整體教學(xué)研究[J].化學(xué)教育,2010,(3)