氧化还原反的科学学习价值及其课程建设研究.doc

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1、氧化还原反应的科学学习价值及其课程建设研究梁永平郭红霞化学研究的基本问题是物质的转化问题，宏观物质转化的微观本质是原子之间的重新组合，氧化还原反应是从微观角度认识物质转化的本质视角，也是指导物质转化研究的原理性内容，属于化学的核心知识。氧化还原反应原理对于物质制备原理设计、滴定分析、未知物质的推断、实验原理的设计、问题解决方案的设计以及能量转化研究具有指导价值。氧化还原反应是中学化学的核心知识之一，它对于学生的化学学习具有以下科学学习价值：(1)能帮助学生更加深刻地理解物质结构与性质的关系；(2)可以指导学生探究元

2、素化合物的性质；(3)可以指导学生设计物质的制备原理；(4)指导推断复杂反应的产物或反应物；(5)指导学生探究设计合理的原电池和电解池；(6)有利于学生理解相关的物质含量的定量分析；(7)帮助学生形成正确的辩证统一的哲学观点。氧化还原反应概念和原理具有很强的基础性、辐射性、扩展性和融合性，以此为中心主线组织课程和教学，能帮助学生将头脑中的知识网络化、结构化，加深对化学反应本质的理解。从一定意义上讲，氧化还原反应是联系物质结构、性质、制备、含量分析以及能量转化的纽带，是学生进行科学探究的重要理论依据，是中学化学课程必

3、须重点建设的重要内容。一、中学生学习氧化还原反应的现存问题为了了解氧化还原反应课程建设与教学的现存问题，我们于2002年5月选取临汾市的一所普通高中、一所重点初中，运城市的两所重点高中和一所重点初中共5所中学12个班级的566名学生进行了调查，收回有效问卷503份。各年级的测试项目是以相应年级的知识水平为基础，以物质性质探究、物质制备原理设计、物质检测原理设计、未知物推断等为问题解决领域设计而成。每个项目满分为4分。限于篇幅，测试项目略。通过调查发现学生在学习中存在以下问题。1.学生对于氧化还原反应本质没有形成很好

4、的理解。原子之间的重新组合绝大多数是通过原子核外电子的转移、偏移实现的，这也是氧化还原反应的本质所在。高一调查问卷项目8(请推测CaH2与水反应的实验现象，并写出反应方式。)考查学生是否理解氧化还原反应的基本概念，能否判断氧化还原反应中电子的转移方向和数目，并合理推断产物。此题平均分为2.93，满分率为66.67%，但经深人调查得知只有41.5%的学生能正确分析电子的转移情况、计算氧化产物和还原产物的比值。由学生对该项月的作答情况，可以看出，学生对氧化还原反应本质的理解明显存在问题。2学生没有形成物质性质研究的基本

5、模型。学生虽然学习了物质结构和元素周期律的有关知识，但并没有形成良好的研究物质性质的科学思维，不能对物质的性质进行自主探究。经过高一碱金属、卤素和元素周期律的学习，学生应该基本上建构起物质性质研究的基本模型。如学生学习了元素周期律及物质结构的有关知识之后，应该基本具备推测N2性质的能力。但从高一学生对调查问卷项目1(要求学生推测N2化学性质，并说明理由。)的作答情况来看，平均分仅为0.25分，满分率为0，0分率为70.3%。3.氧化剂、还原剂的理解性积累存在缺陷。实现物质转化是化学研究的基本问题之一，氧化还原反应原

6、理对于这类型问题的解决具有指导性，而有关氧化剂和还原剂的理解性积累是必要的知识基础。从调查可以看出学生在记忆水平上积累了一些氧化剂和还原剂，但并没有真正形成理解基础上的意义性积累，所学的内容不能指导相关问题的解决。如调查问卷项目2(有人以CC14为原料，制得了人造金刚石，请写出可能的设计思路)要求学生设计物质的制备原理，有50.9%的学生知道由CCl4制备金刚石需要加人强还原剂，但在选择具体的还原剂时，只有4.9%的学生选择Na，K作为还原剂。由此可以推知，绝大多数学生没有形成整合的知识结构，并没有从微观结构上真正

7、理解氧化剂、还原剂的本质。4.运用原理解决问题的思维较差。物质检测及转化原理的设计是较为典型地运用氧化还原反应原理的实际问题类型。其基本的思维模型是：分析要检测的物质是否具有氧化性或还原性，然后依其性质选择具有还原性或氧化性的物质。调查问卷项目3要求学生写出由粗硅制备高纯硅的实验方案。调查中发现：以前做过此题的学生对此题解决得非常好，平均分达到2.79，满分率达到68.9%；以前未做过此题的学生平均分仅为1.24，满分率为29.81%。但当我们要求做过此题的学生写出此方案的详细思维过程时，只有24.4%的学生能给出

8、合理的方案设计理由。二、反思与对策(一)反思本次调查揭示出氧化还原反应的课程建设与教学存在以下三个突出问题。1.理论知识的指导价值不够突出。化学理论知识的价值表现在两个方面：(1)帮助理解变化；(2)指导认识、研究物质转化。现阶段的教科书设计和教学设计虽然将氧化还原反应原理作为重要教学内容，但并未真正发挥其理论的指导功能。例如，初三阶段在结合H2还原CuO学