运用概念图策略实施氧化还原反应教学

摘要：文章以氧化还原反应的教学中的概念图应用为例，阐述了概念图的运用策略。运用概念图可帮助教师进行教学分析，理清其中各概念之间的联系、理清教学思路；帮助学生表达概念的联系，促进概念的理解，构建知识结构；概念图还是一个评估概念掌握水平及存在问题的好工具。

关键词：概念图策略；氧化还原反应；教学分析；认知诊断

文章编号：1008-0546（2013）04-037-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

“概念图”是一种知识以及知识之间的关系的网络图形化表征，能实现思维可视化，理想地展示概念及概念之间的关系。在氧化还原反应教学中，概念多，很难记，十分容易混淆，很多学生无法建立正确的概念联系。运用概念图策略，用结构网络形式呈现氧化还原反应概念之间的联系，帮助教师进行有效教学分析，促进学生对概念本质及子概念联系的理解。

一、制作概念图，帮助老师进行教学分析，确定教学逻辑

氧化还原反应中概念多而且抽象、关系复杂，这是导致很多教师教学设计难以处理，学生机械记忆口诀，不理解氧化还原反应中概念其中很重要的一条原因。

笔者以为除了认真思考如何使得抽象的概念形象化的策略，如使用锌铜原电池产生电流的演示实验，让学生看到真实的电子转移之外，更重要的是由教师通过教学分析确定的教学逻辑顺序，即综合考虑知识逻辑和学生的认知逻辑的基础上，确定的教学逻辑顺序，表现为各组概念的教学顺序及其联系的展开。不合学生认知逻辑的教学，再精彩，也只能给学生的思维带来堵塞，最终导致学生不理解，只能机械学习，死记硬背，达不到概念迁移的要求。

在进行教学分析时，可按照以下步骤操作：

（1）认真分析课程标准、教材等目标要求，制作一张完整的氧化还原反应学习的知识结构体系如图1，正确表示各概念之间的联系及概念的层级水平，离核心概念越远，表示其层级水平越高。

（2）对学生经过初中及高中前面的学习，已形成的氧化还原观，进行调研，并在知识结构图中做出标识。由于篇幅关系，不再另作图标识，下面改用文字说明。

①在初中形成了从得失氧的角度分析氧化反应和还原反应的视角，且对于很多学生而言，氧化与还原是分裂的，没有联系的。

②化学1（苏教版）将氧化还原反应分成两部分编写，在专题1第一单元中物质的分类里，从化合价的变化定义了氧化还原反应，鉴于此部分内容的学习，学生对氧化还原反应形成了“两层皮”，一张是初中的得失氧的氧化反应与还原反应，另一张就是化合价变化，两者互不相干，有很多同学对此产生了疑问，“两者有没有联系呢？”

（3）整合氧化还原的知识结构体系与学生的学情，构建核心概念的教学逻辑。

二、借助概念图，引导学生经历知识形成，体会概念内涵

许多教师认为氧化还原反应是高中知识的重中之重，而学生又难以独立自学，一味地认为只要自己讲得清楚，学生就会掌握好，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。殊不知，这种零碎的概念依靠教师传授，对氧化还原的理解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，这背离了新课程的理念，在实际的教学中也是行不通的。

教学中，笔者指导学生在化学方程式下方采取直观的化合价升降与“氧化”“还原”概念关联法（图2），直观形象，通俗易懂。

特别是对于一些较复杂的氧化还原反应，如反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，将反应前后化合价有变化的元素逐一标注后，区分出化合价的高低，采用一般氧化还原反应的剖析方法，可以清晰地分析出氧化产物（Fe2O3、SO2）和还原产物（Fe2O3、SO2），而不会遗漏。巧合的是，用单线桥表示电子得失时，只需将箭头移至对应元素上方，且箭头方向与方程式下方的箭头方向是一致的，这也为学生自我检查提供了辅助工具。

三、利用概念图，评价学生习得概念的掌握水平，诊断存在问题

概念图能直观地体现概念之间的联系，通过布置学生画概念图来梳理概念之间的联系的任务，可帮助教师评估学生概念掌握水平及学生自己分析概念形成中是否存在问题。

比如，在氧化还原反应新授课快结束时，布置学生通过画图来展示“氧化还原反应中几组概念之间的联系”。下面是学生所画的概念图中典型作品。

作品1-4中，四位同学分别用不同的形式来表达氧化还原反应中几组概念间的关系，从中我们可以发现：

（1）作品4与作品1-3比较，可见这位学生正确地表述了氧化与还原相互依存的关系，而其他三位只看到了氧化反应与还原反应的并列关系。

（2）作品1正确描述了氧化反应（或还原反应）中反应物转化为产物的过程中电子、化合价发生的变化，说明该学生已形成了正确的概念关系，作品2中少了产物的描述。

（3）作品3、4在描述氧化反应（或还原反应）中各组概念的联系时，存在认识错误。比如作品3，“降得还为还原剂”未建立反应物（还原剂）、产物（氧化产物）与反应类型（氧化反应）间的正确关系；比如作品4，“化合价升高，得电子”化合价的变化与电子的得失未建立正确的联系。

教师在下一课时可以采取特定的措施或教学策略对以上问题及时加以纠正或补救。

又如在学生普遍感到无从着手的电化学反应中，用概念图的程序化的分析来判断可充电电池放电时的正负极和充电时的阴阳极，就可以轻松地解决问题，如两极的判断，电极方程式的书写以及反应中的各个量的关系等。

以苏教版《化学反应原理》课后习题中的镍镉可充电池为例，见图3：

利用上图标注反应前后元素的化合价变化情况，与氧化还原反应概念关联，标出反应和两极，失电子的一极发生氧化反应，得电子的一极发生还原反应；放电时失电子的一极为负极，得电子的一极为正极。充电时失电子的一极为阳极，得电子的一极为阴极（再以阳氧氧负的谐音“养羊养富”回顾检查）。在元素上方将其连接，还可找出放电时的电子转移数目和方向，充电时外加电源正负极的连接情况。电极方程式的书写先找出反应前后的物质，写上电子得失数目，根据介质和电荷守恒规律配平电极方程式。

总之概念图作为一种教与学的认知工具，帮助教师从整体上把握知识的体系，以层状结构形式呈现各种概念及其关系，同时也能帮助学习者整合新旧知识，在头脑里形成不断系统化的认知结构，促进概念的理解。

参考文献

[1] 江敏. 从系统的角度对化学反应的知识进行建构[J]. 中学化学教学参考，2012，（9）

[2] 朱春苗. 高中新课程化学作业设计和实施的策略研究[D]. 东北师范大学，2010