蘇李婕

本文以中職化學“氧化還原反應”為例，闡述了基于中職化學學科核心素養(yǎng)的課例研究和教學內(nèi)容設計。以氧化還原反應概念的發(fā)展為主線，圍繞“得氧失氧—化合價升降—電子轉(zhuǎn)移”等重點內(nèi)容，深挖學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵與教學內(nèi)容的聯(lián)系，注重知識體系的構建，整合宏觀元素反應與微觀電子變化之間關系，力求培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)，幫助學生在學習氧化還原反應的過程中養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)、分析、解決相關問題的能力

1 對中職化學學科核心素養(yǎng)在課堂教學中的思考

化學是一門在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應用的一門基礎學科，是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要基礎。對于中等職業(yè)學校學生來說，通過學習化學基礎知識、基本技能和基本方法，認識物質(zhì)變化規(guī)律，養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)、分析、解決化學相關問題的能力，提升化學學科核心素養(yǎng)，對其個人素質(zhì)有著重要的基礎作用。學生在獲得化學相關知識技能的過程中，更重要的是培養(yǎng)精益求精的工匠精神、嚴謹求實的科學態(tài)度、勇于開拓的創(chuàng)新意識，引領學生逐步形成正確的世界觀、人生觀和價值觀，使學生成為德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)勞動者和技術技能人才。

為落實立德樹人根本任務，充分挖掘課程的獨特育人價值，教育部在2020年發(fā)布的《中等職業(yè)學?；瘜W課程標準》中提出了中等職業(yè)學校化學學科的核心素養(yǎng)，包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、現(xiàn)象觀察與規(guī)律認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任?；谶@五個要素，教師需要分析教學內(nèi)容與學科核心素養(yǎng)的聯(lián)系，深挖教學內(nèi)容的育人價值，運用恰當?shù)慕虒W策略，創(chuàng)設合適的教學情境，設計切實的探究活動，才能將學科核心素養(yǎng)落到實處，實現(xiàn)學科育人價值。

結合化學學科的知識特點，為了實現(xiàn)中職化學學科的育人價值，在以中職化學學科核心素養(yǎng)為基礎的課堂教學中，學生需要對基礎知識以“宏觀—微觀”為基礎、以“結構—性質(zhì)”為主線建立認知，基于已有的知識和認知經(jīng)驗進行探究并得出結論，獲得化學知識，從而了解化學對社會發(fā)展和人類生產(chǎn)、生活的重大貢獻，以及化學對其所在專業(yè)的意義。然而以中職學生的文化基礎，要實現(xiàn)這一學習過程有一定的難度。

從宏觀角度辨識物質(zhì)較為立體，學生接受較易，但化學學科的重要特征恰是從原子、分子水平上研究物質(zhì)，因此更重要的是要求學生從微觀結構差異中認識物質(zhì)，形成“結構決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結構”的觀念；對現(xiàn)象的觀察較為直觀，學生相對比較容易掌握，然而學習化學更重要的是透過現(xiàn)象看本質(zhì)，探索現(xiàn)象背后的原因，認識化學反應的規(guī)律，利用規(guī)律分析和解決實際問題；除了學習課本中的內(nèi)容，還要將知識遷移到專業(yè)相關的實際運用中，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任意識。

為滿足這一系列核心素養(yǎng)要求，教師需要進一步理解中職化學學科核心素養(yǎng)的概念內(nèi)涵，將相關教學內(nèi)容深植于學科核心素養(yǎng)，以中職化學學科核心素養(yǎng)為基礎構建知識體系，使學生在學習知識的同時樹立科學態(tài)度，提升社會責任感，將“以人為本”的教育理念落到實處。本文以中職藥品檢驗專業(yè)中“氧化還原反應”的課堂教學為例，緊密圍繞中等職業(yè)學?；瘜W課程標準，介紹基于中職化學學科核心素養(yǎng)的教學內(nèi)容設計。

2 深入分析學情，把握教學重點

2.1 教材分析

氧化還原反應是中職學?；瘜W課程中基礎模塊“化學反應及其規(guī)律”中的內(nèi)容，教材使用的是中國醫(yī)藥科技出版社于2020年12月出版的《藥用化學基礎（一）——無機化學》第三版，內(nèi)容選自第四章《探索化學反應的基本規(guī)律》第三節(jié)《氧化還原反應》。課本中主要以得氧、失氧—化合價升降—電子轉(zhuǎn)移為主線，從宏觀層面的元素逐漸過渡到微觀層面的電子，引導學生逐步構建氧化還原反應的概念，為后續(xù)學習檢驗相關基礎化學反應奠定基礎，同時將氧化還原反應的學習與藥品檢驗專業(yè)相聯(lián)系，讓學生認識到化學的實用意義。

2.2 教學目標

（1）知識與技能

了解氧化反應、還原反應和氧化還原反應的概念，認識有化合價變化的反應是氧化還原反應，了解氧化還原反應的本質(zhì)是原子間電子的轉(zhuǎn)移，知道常見的氧化劑和還原劑。

（2）過程與方法

采用創(chuàng)設情境、設疑引導、自主探究等多種教學方法，運用多媒體、信息化工具等方式輔助教學，培養(yǎng)學生的學習主動性以及發(fā)現(xiàn)問題、分析疑點、歸納線索、解決問題的能力。

（3）情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)學生對“微觀結構決定宏觀性質(zhì)，宏觀性質(zhì)源于微觀結構”的理解；通過創(chuàng)設問題情境、自主探究，引導學生積極思考，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲；讓學生認識到化學知識在專業(yè)學習和生活中的應用。

2.3 教學重難點

（1）教學重點

理解氧化還原反應的標志是化合價升降，實質(zhì)是發(fā)生電子轉(zhuǎn)移。

（2）教學難點

理解氧化還原反應的實質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。

2.4 學情分析

中職藥品檢驗專業(yè)一年級學生在初中階段對氧化反應、還原反應有了初步認識，簡單了解到“物質(zhì)與氧發(fā)生的反應屬于氧化反應”“含氧化合物里的氧被奪去的反應叫作還原反應”，雖然淺顯卻也為進一步學習氧化還原反應奠定了一些基礎。但中職一年級學生普遍存在基礎薄弱、理解能力有限等情況，同時本節(jié)課內(nèi)容的理論概念較多，較為抽象。基于以上，在教學設計中，需立足基礎，引導學生思考，逐步調(diào)動學生積極性，提高學生參與程度，以學生為課堂主體，與學生職業(yè)發(fā)展相結合，激發(fā)學習興趣。

2.5 教學方法分析

氧化還原反應的概念較為抽象，為了將抽象概念具體化，教師應從學生的實際出發(fā)，創(chuàng)設情境，引入生活中關于氧化還原反應的實例，讓學生首先能夠在實際生活中感知氧化還原反應的概念。

基于學科核心素養(yǎng)中的“現(xiàn)象觀察與規(guī)律認識”，引導學生認識到氧化還原反應前后化合價發(fā)生變化這一現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)氧化還原反應與化合價的變化存在一定規(guī)律，以此得出氧化還原反應的標志這一重要知識點。

基于學科核心素養(yǎng)中的“實驗探究與創(chuàng)新意識”，在課堂教學中提出四種基本反應類型是否為氧化還原反應這一問題，開設自主探究環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生分析、推理、歸納、總結等能力。

基于學科核心素養(yǎng)中的“宏觀辨識與微觀探析”，進一步探析氧化還原反應的本質(zhì)。可以從化學反應過程中元素化合價變化這一宏觀規(guī)律入手，借助化合價的意義，逐步過渡到電子轉(zhuǎn)移的微觀實質(zhì)，揭示反應的宏觀現(xiàn)象和微觀結構本質(zhì)及其相互關系——氧化還原反應的本質(zhì)是原子間電子的轉(zhuǎn)移。

基于學科核心素養(yǎng)中的“科學態(tài)度與社會責任”，在掌握氧化還原反應的標志及本質(zhì)后，為了使學生對氧化還原反應的實際意義有更充分的認識，將本專業(yè)相關內(nèi)容與氧化還原反應聯(lián)系，鼓勵學生思考藥物中抗氧化劑的反應原理，構建完整的知識體系。

通過聯(lián)系教學內(nèi)容與學科核心素養(yǎng)內(nèi)涵，將中職化學學科核心素養(yǎng)融入課堂教學中，既有助于豐富課堂內(nèi)容、生動課堂形式，更是旨在促進學生形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。

3 “氧化還原反應”的教學過程

3.1 課前預習

課前布置學習任務，要求學生復習該課本第一章所講的原子結構和初中所學的化合價，預習本節(jié)課氧化還原反應的內(nèi)容。

3.2 課堂教學

課堂教學過程包括每個環(huán)節(jié)，含2學時，80分鐘。

（1）創(chuàng)設情境，引入新課

通過生活中常見的燃燒、鐵銹、變質(zhì)的圖片啟發(fā)學生思考。提出疑問：這些化學反應都需要氧氣參與，究竟發(fā)生了什么反應？

由此設疑引出初中階段學習過的“物質(zhì)與氧發(fā)生的反應，屬于氧化反應”“含氧化合物里的氧被奪去的反應，叫作還原反應”。例如：

這兩個反應中有元素得到氧的同時，也有元素在失去氧，說明氧化反應與還原反應是在同一個反應中發(fā)生的，這樣的反應我們稱為氧化還原反應，由此引出新課。

（2）講解知識點1：“氧化還原反應的標志”

氧化還原反應不僅僅是簡單的得氧或失氧，還存在更具代表性的標志。為活躍課堂教學氣氛，使學生化被動接受為主動學習，提出問題：氧化還原反應還具有哪些特征呢？

結合初中階段已學過的元素價態(tài)，學生觀察并標出氧化還原反應中反應物與生成物的元素化合價，培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的現(xiàn)象觀察和規(guī)律認知，在教師的引導下發(fā)現(xiàn)規(guī)律。例如在下面第一個反應中可以發(fā)現(xiàn)，氫氣在發(fā)生氧化反應（得氧）的同時，化合價從0變化到+1升高；氧化銅在發(fā)生還原反應（失氧）的同時，化合價從+2變化到0降低。同樣的，在下面第二個反應中，一氧化碳在發(fā)生氧化反應（得氧）的同時，化合價從+2變化到+4升高；氧化鐵在發(fā)生還原反應（失氧）的同時，化合價從+3變化到0降低。

通過觀察以上現(xiàn)象，結合大量反應事實，學生可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出結論：物質(zhì)在發(fā)生氧化反應時，元素化合價升高；物質(zhì)在發(fā)生還原反應時，元素化合價降低。這樣，當反應沒有氧的參與時，也可以通過化合價的升高或降低來判斷反應是否為氧化還原反應。例如下列反應中，反應前后鈉元素化合價升高，則可以判斷其發(fā)生了氧化反應；氯元素化合價降低，則發(fā)生了還原反應。由此歸納出氧化還原反應的標志——反應前后有元素化合價發(fā)生變化的化學反應就是氧化還原反應。

在該教學環(huán)節(jié)中引導學生觀察發(fā)生氧化反應和還原反應的元素化合價變化這一現(xiàn)象，使學生認識到氧化還原反應的標志就是反應前后元素化合價升高或降低這一規(guī)律，實現(xiàn)了中職化學學科核心素養(yǎng)中“現(xiàn)象觀察與規(guī)律認知”的統(tǒng)一。

（3）學以致用，自主探究

為培養(yǎng)學生的實驗探究與創(chuàng)新意識學科核心素養(yǎng)，設置自主探究環(huán)節(jié)。在學生能夠判斷氧化還原反應的情況下，布置課堂任務：探究四種基本反應類型（化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應）是否為氧化還原反應。

根據(jù)氧化還原反應的標志，借助四種反應的化學方程式幫助學生進行探究。學生通過觀察反應前后化合價是否有變化，可以發(fā)現(xiàn)：化合反應與分解反應，反應前后化合價不一定變化，因此可能是氧化還原反應，也可能不是；置換反應前后化合價一定發(fā)生變化，故一定是氧化還原反應；復分解反應前后化合價不發(fā)生變化，一定不是氧化還原反應。

學生將以上結論用直觀的圖形來表示，分組討論后將圖示畫出并借助信息化工具——微信群，分別將圖示上傳到班級群，供全班討論，以此來強化學生對知識的理解與掌握，培養(yǎng)學生的思維能力與自主探究能力。

圖1 四種基本反應類型與氧化還原反應的關系

（4）講解知識點2：“氧化還原反應的實質(zhì)”

根據(jù)本書第一章原子結構，可知化合價就是原子之間互相化合時得失電子的數(shù)目。在氧化還原反應中，元素化合價發(fā)生變化，說明在氧化還原反應過程中，相應的元素原子發(fā)生了電子得失。圖2將鈉與氯反應的過程進行微觀解析：鈉原子最外層的一個電子，轉(zhuǎn)移到了氯原子的最外層電子中，使得鈉原子Na失去一個電子變成鈉離子Na+，氯原子Cl得到一個電子變成氯離子Cl-，二者在離子鍵作用下形成NaCl化合物。

圖2 氯化鈉形成的微觀示意圖

師生共同歸納得出：元素原子失電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應；元素原子得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應。由此透過現(xiàn)象看到了氧化還原反應的本質(zhì)，將宏觀現(xiàn)象與微觀機理相結合，實現(xiàn)化學學科核心素養(yǎng)中“宏觀辨識與微觀探析”的統(tǒng)一。

當發(fā)生原子最外層電子無法發(fā)生得失的情況時，通過共用電子對的偏向及偏移造成的化合價變化，也是氧化還原反應。

圖3 氯化氫形成的微觀示意圖

如圖3所示，氫原子的最外層電子受原子核的吸引力較大，無法完全轉(zhuǎn)移到氯原子的電子層，使得氫原子與氯原子利用共用電子對形成共價鍵，生成化合物HCl。在這個反應的微觀過程中，氯原子吸引電子的能力強于氫原子，因此共用電子對更加偏向氯原子而偏離氫原子，因此生成的化合物HCl中，氫元素顯+1價，較反應前化合價升高，發(fā)生氧化反應；氯元素顯-1價，較反應前化合價降低，發(fā)生還原反應。

得出結論：元素失電子或者共用電子對偏離，化合價升高，發(fā)生氧化反應，這種物質(zhì)稱為還原劑，具有還原性；元素得電子或者共用電子對偏向，化合價降低，發(fā)生還原反應，這種物質(zhì)稱為氧化劑，具有氧化性。反應前后化合價變化所揭示的氧化還原反應規(guī)律，是基于物質(zhì)原子水平上的變化，微觀結構決定了物質(zhì)的性質(zhì)，也決定了物質(zhì)的用途。

（5）創(chuàng)設情境，認識物質(zhì)性質(zhì)

針對藥品檢驗專業(yè)的中職一年級學生，為貼近專業(yè)現(xiàn)實，激發(fā)學生學習興趣，以藥物中的抗氧化劑為例說明生活中常見的氧化劑與還原劑。

氧化還原反應是藥物變質(zhì)的主要原因之一。為了防止藥物的變質(zhì)，通常會在一些藥物中加入抗氧化劑。常用的抗氧化劑有亞硫酸鈉（Na2SO3）、亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、硫代硫酸鈉（Na2S2O3）、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）等。

設置問題引發(fā)學生思考：抗氧化劑是氧化劑還是還原劑？為什么可以防止藥物變質(zhì)？學生思考并分組交流討論。

教師講解：藥物中加入抗氧化劑是為了使氧氣首先與抗氧化劑發(fā)生反應，以此保護藥物不被氧化，因此相較之下抗氧化劑更易被氧化，容易發(fā)生氧化反應，這種物質(zhì)屬于還原劑。

借助這一實例，進一步延伸學生的思維廣度和深度，氧化還原反應不僅僅存在于課本上，更是與其專業(yè)息息相關，以此培養(yǎng)學生的專業(yè)認同感，使學生認識到化學對實際生產(chǎn)生活的重要意義，實現(xiàn)化學學科核心素養(yǎng)的科學態(tài)度與社會責任。

4 教學反思

本課例的課堂教學以中職化學課程標準中的學科核心素養(yǎng)為基底來設計，融入現(xiàn)象觀察與規(guī)律認知、宏觀辨識與微觀探析，設計自主探究環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生分析、推理、歸納、總結的能力，結合中職學生專業(yè)培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任。對教學過程的回顧及反思如下：

（1）本節(jié)課從初中知識化合價入手，設置學生能夠找到并解決的關鍵問題，構建起化合價變化與氧化還原反應的規(guī)律，將二者聯(lián)系，引導學生自行發(fā)現(xiàn)并分析規(guī)律，培養(yǎng)其解決實際問題的能力。

（2）注重對學生抽象思維的培養(yǎng)，將宏觀物質(zhì)間發(fā)生的反應，通過原子結構的變化圖示逐漸轉(zhuǎn)向微觀維度，讓學生化抽象為具象，直觀地理解了氧化還原反應的本質(zhì)。不僅注重知識的傳授，同時也強調(diào)學生的內(nèi)在思維和科學能力培養(yǎng)，使學生在掌握化學知識的同時，培養(yǎng)了核心素養(yǎng)。

（3）強化藥品檢驗專業(yè)與化學知識的緊密聯(lián)系，立足學生專業(yè)特點，因材施教，拓寬學生視野。在今后基礎學科的教學中，也將更多地搜集專業(yè)相關知識，提高教學質(zhì)量，在提升學生化學學科核心素養(yǎng)的同時，促進學生職業(yè)發(fā)展。

（作者單位：汕頭市衛(wèi)生學校）