您当前位置:万博亚洲网页版 >> 四中培训 >> 校级 >> 浏览信息
初高中化学中氧化还原的衔接
[来源:高三化学备课组 | 作者:李麟 | 日期:2016-3-29 22:48:05 ] 字体:[ ]

氧化还原反应是中学化学的重点内容之一,不仅是学生学习的一个难点,也是教师教学的难点。在中学化学中要学习许多重要的元素及其化合物知识、凡涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。掌握氧化还原反应是认识元素及其化合物性质的基础。而且氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。它能帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观有着举足轻重的作用和意义。

 1. 初中化学的氧化还原反应 

1.1. 氧化还原反应在初中化学教材中的呈现

化学 九年级 上册 第二单元 我们周围的空气  课题2 氧气  

通过带火星的进行的很慢甚至不容易被察觉,这种氧化叫做缓慢氧化。在生活中缓慢氧化的例子很多,如植物的呼吸,食物的腐烂,就和醋的酿造,农家肥料的腐熟等都包含物质的缓慢氧化[2]  在后面的“学完本课你应该知道”知道中提到“物质与发生的反应叫做氧化反应”。 

第六单元 碳和碳的氧化物  课题1 金刚石、石墨和C60 

在第二部分碳的化学性质中第二小标题碳与某些氧化物的反应中通过木炭粉末和氧化铜粉末混合加热的实验(木炭还原氧化铜),得到2CuO+C== 2Cu+CO2 这个反应式,在这个反应里,氧化铜失去氧变成单质铜。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应。木炭是使氧化铜还原为铜木条在氧气中能够复燃、硫在氧气和空气中燃烧、铁丝在氧气中剧烈燃烧三个实验的演示,得出氧气的化学性质比较活泼,物质在空气中燃烧实际上是与其中的氧气反应的结论。再通过一个讨论得到这三个反应的共同特征:(1)它们都是由两种物质起反应,生成另一种物质。我们把由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应叫做化合反应。(2)它们都是物质与氧气发生的反应。这类反应属于氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧,它具有氧化性。  物质在氧气中燃烧是较剧烈的氧化反应,但并不是所有的氧化反应都象燃烧那样剧烈并发光,放热。有些氧化还原反应的物质,它具有还原性。单质碳的还原性可以用于冶金工业。例如,焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。反应式为:  2Fe2O3+3C==4Fe+3CO2 

1.2. 初中氧化还原反应的知识  

初中科学教材中,对氧化反应和还原反应是分别介绍、分开教学的。初三化学教材对氧化还原反应的知识介绍较简单,即“物质跟氧发生的反应属于氧化反应,生成物是氧化剂。氧气是一种常见的氧化剂。”和“含氧化合物里的氧被夺去的发应叫做还原反应。在学生熟悉的化学反应的基础上,初中是从有无氧得失的角度来初步认识,即反应物——得氧——被氧化——发生氧化反应——有还原性——是还原剂;反应物——失氧——被还原——发生还原反应——有氧化性——是氧化剂。初中的氧化、还原反应的概念仅仅是从得氧和失氧的角度建立的,有很大的局限性。而且在教材中对氧化反应和还原反应的要求只是反应类型的了解,并无研究其本质。

 2. 高中化学的氧化还原反应 

2.1. 氧化还原反应在高中教材中的呈现 

普通高中课程标准实验教科书 化学 必修1 第二章 化学物质及其变化    第三节 氧化还原反应

在第一部分内容中,教科书以“思考与交流”的方式,让学生通过列举几个氧化反应和还原反应的实例,从得氧、失氧的角度对这些反应进行分类,最后得出氧化反应和还原反应是同时发生的结论,从而得出氧化还原反应的概念。

在第二部分内容中,教科书还是以“思考与交流”的方式,让学生对常见的化学反应从元素的化合价是否发生了变化进行分类,分析氧化还原反应与元素化合价升降的关系,引出氧化还原反应的特征。将氧化还原反应扩大到虽然没有得氧、失氧关系,但只要化学反应前后元素化合价有升降的反应都属于氧化还原反应。

第三部分主要从微观的角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系,这是本节的主要内容。教科书以钠与氯气的反应、氢气与氯气的反应为例,从原子结构的角度讨论了氧化还原反应与电子转移的关系,并从电子转移的角度给氧化还原反应下了一个更为本质的定义。第三部分的最后安排了“学与问”,要求通过讨论,分析置换反应等基本类型的反应与氧化还原反应的关系,并要求学生用交叉分类示意图简要表示这种关系。

本节最后简介了氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的重要应用,同时也辩证地介绍了氧化还原反应会给人类带来危害等。

 2.2. 高中氧化还原反应的知识

高一教材中是从化合价升降,电子得失观点即从本质上来介绍氧化—还原反应。先从得氧失氧的角度再行总结氧化反应、还原反应的概念;然后从化合价的升降去分析,进一步加深到氧化还原反应的实质是电子转移(或偏移),再从化合价升降、电子转移的角度分析氧化还原反应,进一步认识什么是氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂:

 ()氧化—还原反应的外部特征:反应前后元素的化合价发生改变。氧化反应表现为被氧化的元素化合价升高;还原反应表现为被还原的元素化合价降低。

 ()氧化—还原反应的内部本质:电子转移。电子得失、电子对偏移,氧化反应,失e、价升;还原反应,得e、价降。

 ()氧化剂、还原剂:氧化剂,得电子的物质(化合价降低),具有氧化性;还原剂,失电子的物质(化合价升高),具有还原性。

3. 初高中氧化还原的衔接

3.1. 氧化还原反应教学现状 

调整后的初中化学教材,在内容和要求上都与高中化学课程标准教材有着较为严重的脱节现象,同时高中化学知识在广度和深度上都有较大的提高,导致不少学生进入高中后对化学科目的学习有较强的不适应感。由于缺乏相应的原子结构和化学键的知识,学生往往很难建立起氧化还原反应的本质是电子转移的认识,只是能够从化合价的角度认识氧化还原反应;此外,学生对于化学反应微观层面的认识较少,而且存在于模糊或不科学的认识。而且课堂上教师还是以灌输的形式为主,让学生一味接受:从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象,到电子转移的本质原因,并以讨论初中学过的四类基本类型反应与氧化还原反应的关系、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等为辅线来充实相关概念,最后再加以一定量的练习、应用来巩固概念在教学过程中并没有充分引导学生自己思考,学生在课堂上只是埋头记笔记,所有的知识都是依靠教师传授,并不是通过自己思考后得知的。学生在课堂上只是一个被动的学习者,这对于新课程的要求来说是不相符的,而且会遇到一些问题。 

3.2. 初高中化学衔接要做好下面几点:

3.2.1. 初高中教材的衔接 

明确哪些知识点在初中已经基本解决;哪些知识点应在初中解决而实际并未完全解决;哪些知识点在初中未解决,应在高中讲授和衔接等,找到必修一化学知识与初中化学知识的衔接点与生长点,做到心中有数。做到“知己知彼,百战不殆”。 对于刚步入高中的学生来说,他们的知识状况只是停留在初中阶段对化学的初步认识:已经具备电子得失、化合价以及从得氧失氧角度分析氧化反应、还原反应等的知识,但并不系统;在学习氧化还原反应时,通过以氧化还原反应这一系统概念的建立为主线,从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进,逐步深入;并以基本类型反应与氧化还原反应的关系、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物等为辅线来充实基本概念。初中只是简单的提出了什么是氧化反应什么是还原反应,这对高中学生重新接受氧化还原反应的知识有利,更能从化合价及转移电子理解氧化还原反应的现象和实质。  高中教师在进行氧化还原反应教学时,要密切结合学生已有的知识和经验,尤其是初中学过的得失氧的观点与方法,从分析熟悉的化学反应引入,从而发现元素化合价升降的情况,进而建立新的化合价升降的概念,直至电子得失的本质。

3.2.2. 教学方法的衔接

初中化学的教学方法由于受到初中生知识水平及初中化学作为入门学科的限制,较多地采用灌输式的讲解方法。进入高中时,教师要抓住学生生理从少年向青年转变,学习心理是从“经验记忆型”的被动接收知识向“探索理解型”主动学习知识的转变时期,在教学方法上则应更多地采取启发式,启发、激发学生主动地进行学习,引导学生从本质上理解所学内容。

(1)       集中复习与穿插复习 

紧扣高中化学课程标准和教学要求,采用“集中复习”和“穿插复习”相结合的方法,做好知识的查漏补缺工作,以创造一个较为整齐的教学起点。高中化学的许多内容与初中化学有着密切联系,在教学中要引导学生善于通过新旧知识的联系,以旧知识作“铺垫”去探索获取新的知识;同时把新的知识纳入到已有的知识结构之中,以便使初高中化学知识得到合理衔接。

例如,讲课时先带领学生回顾初中所学的“氢气还原氧化铜”,复习氧化还原反应的基本概念,并要求学生把这个反应的名称改为“某物质被某物质氧化”等被动句式,变化方式巩固相关的基本概念。在此基础上,引导学生分析氢元素铜元素以及其它元素的化合价的变化与否,进而引出“化合价升降”的特征观点,并从氢元素铜元素化合价升降的原因最终引出“电子转移”的本质观点。这样,始终以初中学过的最熟悉的氧化还原反应“氢气还原氧化铜”为例,既引出自然,降低了学生对新知识的恐惧的负干扰,也较好地达到了自主学习、探究学习的锻炼。

2)激发兴趣 优化知识教学

充分利用教材上的图表、演示实验、教学模型等直观材料,结合当前社会热点,让学生认识到化学与社会、化学与生活、化学与经济有着重要的联系,以此培养学生学习化学的兴趣。让学生觉得化学就在我们身边,化学就在我们的生活中,要学好化学或必须有脚踏实地、勤奋苦读的态度。 

根据学生的心理特点,通过通俗、幽默的语言来讲授,增加趣味性、实用性的内容,创设愉快的教学情景,增添课堂活跃气氛。如对抽象的理论性强的内容,在不失科学性的前提下,尽可能形象地描述,生动地比喻。浅显的语句,甚至手势、表情,让学生感受到学习的乐趣,并建立起正确的思维。

       例如,通过图片、小资料、或让学生自己调查告诉学生我们接触到的各种金属,绝大多数是氧化还原反应而得到的。很多重要的化工产品,如三大强酸、氨气、有机化工产品等等也是氧化还原反应。植物的光合作用、呼吸作用、施入土壤里肥料的变化实质也是氧化还原反应。化石燃料的燃烧,日常生活用到的干电池、车辆上的蓄电池及空间技术上的高能电池在工作时都发生氧化还原反应。

       3)重视实验教学 培养学生能力 

化学实验可帮助学生建立和巩固化学基础概念和基本理论,获取化学知识,培养能力,培养科技素质,也能激发学习兴趣。可以将部分演示实验改为师生并进实验;验证性实验为探究性实验,增加一些对比性实验,增加实验习题,增加联系生产和生活实际的实验,补充一些家庭小实验。课堂实验教学可按以下几步进行:①提出问题(也可由实验引出问题),创设情景,激发动机,引导学生主动参与;②通过实验观察,获得丰富的感性认识;③启发思考,用生动直观的实验事实进行抽象思维训练;④通过师生讨论得出结论;⑤课堂巩固,学以致用。 

例如,初中教材中就是通过带火星的木条在氧气中能够复燃、硫在氧气和空气中燃烧、铁丝在氧气中剧烈燃烧三个实验引出氧化反应这个概念;通过木炭粉末和氧化铜粉末混合加热的实验引出还原反应的概念。 

3.2.3.学生学习方法、学习心理的衔接 

初中学生学习化学的方法主要是记忆、重现、简单模仿。这种较为机械、死板的方法不适应高中注重能力及创新的要求。高中化学的学习则需要学生主动学习、自主学习。教会学生如何提问、如何联想、如何归纳、如何总结,如何寻求规律,逐步培养思维的敏捷性和严密性。要求学生通过课前自学预习、上课做笔记、课后自觉复习、独立完成作业、总结梳理评估来加深理解,通过内化使知识在自己脑海中生成而能活学活用,使之尽快适应高中化学的学习。学生学习方法的指导应贯穿于教学的各个环节中,应结合课本各种内容给学生各种知识予具体指导。

       复习初中学过的知识,注重初、高中知识的衔接,采用讲练结合,调动学生学习的积极性,让每一个学生都学有所的。鼓励学生做笔记并思考,分析归纳总结,让学生参与“学中练,练中学”。在练习中,可让学生依老师的思维模式,将知识运用到实际中,理解后再按适合自己的方法理解、记忆,最后将知识转化为能力。 

总而言之,初高中化学的衔接不但是知识的衔接,教学方法的衔接,更是学习方法的衔接,应该相辅相成,互为促进。在教学实践中应重视其内在联系,特别是要寓学习方法指导于课堂教学中,能力培养要贯穿于整个教学过程中。综合考虑学生各方面的需要,做好初高中化学的衔接。