李華女

摘 要：“氧化還原反應(yīng)”作為中學(xué)化學(xué)的核心知識之一，是貫穿中學(xué)化學(xué)知識系統(tǒng)的一條思想主線。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中對有關(guān)氧化還原反應(yīng)的內(nèi)容要求以及結(jié)合教材中對相關(guān)知識的編排，從知識呈現(xiàn)的邏輯順序上，探討初高中化學(xué)有關(guān)氧化還原反應(yīng)知識體系的建構(gòu)和功能。

關(guān)鍵詞：氧化還原反應(yīng);教材內(nèi)容;知識建構(gòu)

氧化還原反應(yīng)是學(xué)生有效學(xué)習(xí)元素及其化合物化學(xué)性質(zhì)的理論基礎(chǔ)，也是引導(dǎo)學(xué)生探究和推斷物質(zhì)性質(zhì)的重要依據(jù)。通過氧化還原反應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生在具體的實際情景中運用氧化還原反應(yīng)的相關(guān)理論分析和解決問題的能力，也是氧化還原反應(yīng)社會價值的體現(xiàn)。

一.初高中階段教材的編排

初中階段，課程標(biāo)準(zhǔn)只要求掌握四種基本類型的反應(yīng)，對氧化還原反應(yīng)不作要求，但在教材內(nèi)容上有所體現(xiàn)。教材中通過氧氣的化學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性，碳粉還原氧化銅體現(xiàn)物質(zhì)的還原性，分別從得失氧角度感性認識氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，兩個概念相對獨立。

高中階段，氧化還原反應(yīng)內(nèi)容在化學(xué)課程安排中采取分階段呈現(xiàn)的方式，通過螺旋式上升的方法分為三個階段編排穿插在不同的主題中。隨著學(xué)習(xí)階段的推進，從《化學(xué)1》電子轉(zhuǎn)移角度認識氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，到《化學(xué)2》認識元素性質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，再到《化學(xué)4》運用基本原理實現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，電化學(xué)腐蝕原理等不斷深入，氧化還原反應(yīng)核心概念理解趨于完善，其中對每個階段的具體要求和內(nèi)容編排如下所示：

階段1：在《化學(xué)1》氧化還原反應(yīng)內(nèi)容中涵括了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)、氧化劑與還原劑以及氧化還原反應(yīng)方程式的配平等。其次，在后兩章元素化合物學(xué)習(xí)中，也著意發(fā)揮了氧化還原反應(yīng)對元素化合物學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用。在物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中充分滲透了氧化還原反應(yīng)觀，也讓學(xué)生進一步了解生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應(yīng)。

階段2：在《化學(xué)2》原子結(jié)構(gòu)與元素周期表學(xué)習(xí)中，通過探究原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系，形成對元素性質(zhì)（氧化性、還原性）的規(guī)律性認識。初步認識化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化;

階段3：《化學(xué)4》電化學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)是氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用實例，深化學(xué)生從本質(zhì)上理解運用氧化還原反應(yīng)，深刻認識化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)換的裝置，解釋金屬腐蝕原理，體會科學(xué)的價值與魅力。

綜合以上分析可知，氧化還原反應(yīng)作為中學(xué)化學(xué)的重要知識主線，主要通過四個步驟即得失氧的角度、電子轉(zhuǎn)移的角度、原電池和電解池原理貫穿于中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，深化對核心概念的理解。關(guān)于氧化還原反應(yīng)在高中階段的知識體系如圖1-1所示。

《化學(xué)1》教材中“氧化還原反應(yīng)”概念的形成過程都體現(xiàn)了宏觀與微觀、定性與定量、語義與符號等表征形式。首先通過化合價分析確定化合價發(fā)生變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，再從電子轉(zhuǎn)移層面認識其化合價變化的微觀實質(zhì)，以達成概念宏觀到微觀的本質(zhì)認識。而后又通過氧化還原反應(yīng)方程式的配平及元素化合物知識的學(xué)習(xí)，逐步從定性深入到定量，認識電子轉(zhuǎn)移及物質(zhì)轉(zhuǎn)換之間的定量關(guān)系，并突出化學(xué)符號的應(yīng)用。

二.氧化還原反應(yīng)的教學(xué)意義

氧化還原反應(yīng)作為中學(xué)化學(xué)的核心概念之一，挖掘其潛在的價值，探究化學(xué)核心概念對學(xué)生的認識發(fā)展作用具有重要的實踐意義。在《化學(xué)1》階段，氧化還原反應(yīng)及其相關(guān)概念的教育教學(xué)價值在于：對化學(xué)反應(yīng)分類的新視角，對物質(zhì)及其性質(zhì)的新視角，研究物質(zhì)性質(zhì)思路和方法的新視角，分析實際現(xiàn)象和問題的新視角。其中，主要體現(xiàn)為以下四點。

（1）促進對化學(xué)反應(yīng)及其應(yīng)用的認識發(fā)展

氧化還原反應(yīng)概念的建立，能使學(xué)生以新的更為本質(zhì)的視角看待化學(xué)反應(yīng)的類型。學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)分類原有的認知是根據(jù)反應(yīng)物和生成物的種類及數(shù)量判斷，對化學(xué)反應(yīng)的微觀認識僅停留在原子間的重組。而學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)后學(xué)生能從微觀角度——根據(jù)原子重組時有無電子的轉(zhuǎn)移把氧化還原反應(yīng)分為氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)，拓展了對化學(xué)反應(yīng)更為本質(zhì)的微觀認識。

（2）促進學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)及其類別的認識發(fā)展

通過核心概念的下位概念氧化性和還原性、氧化劑和還原劑概念的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生建立認識物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)類別的新視角。學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)的原有認識局限于酸性和堿性，對化學(xué)反應(yīng)局限于以酸堿鹽為分類的物質(zhì)類別之間的反應(yīng)。

學(xué)習(xí)了氧化還原相關(guān)概念后，學(xué)生能對接觸的物質(zhì)建立氧化性和還原性的認識以及促進對物質(zhì)類別的認識，例如學(xué)生能認識到金屬一般具有還原性，常常作還原劑。

（3）促進學(xué)生對研究物質(zhì)性質(zhì)思路和方法的認識發(fā)展

在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)內(nèi)容前，學(xué)生僅從物質(zhì)的類別角度認識和研究物質(zhì)的性質(zhì)。學(xué)習(xí)后，學(xué)生能建立認識和研究物質(zhì)的氧化性或還原性的思路的方法。即面對一種新物質(zhì)時，學(xué)生能抓住核心元素并分析其化合價變化，從元素化合價的角度預(yù)測物質(zhì)具有的氧化性或還原性，然后能自主地選擇合適的氧化劑或還原劑設(shè)計實驗進行驗證。

（4）促進學(xué)生對實際現(xiàn)象和問題的分析

通過氧化還原反應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生在具體的實際情景中運用氧化還原反應(yīng)的相關(guān)理論分析和解決問題的能力。例如，鐵生銹、燃燒現(xiàn)象的解釋;低價態(tài)硫的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生活生產(chǎn)所需的高價態(tài)的硫酸;選擇合適的還原劑還原自然界中高價元素的金屬礦物質(zhì)等。當(dāng)然，對實際現(xiàn)象和問題的解釋分析還需要在其他模塊中學(xué)習(xí)發(fā)展，《化學(xué)1》模塊主要發(fā)展學(xué)生基于化合價對化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)性質(zhì)分析、解釋、預(yù)測和探究的水平。