高中化学“氧化―还原反应”教学探究

“氧化―还原反应”既是高中化学的重点又是难点。因为在中学化学中的基本概念、基础理论知识中，“氧化―还原反应”占有极其重要的地位，它贯穿于中学化学教材的始终。在中学化学中学生要学习到许多重要元素及其化合物的知识，学生只有真正掌握“氧化―还原反应”的基本概念，才能准确理解其反应的实质。这将直接影响着学生的化学学习效果。

一、“氧化―还原反应”教与学存在的问题

1.教师教学方法的问题

在“氧化―还原反应”的教学中，教师们认为“氧化―还原反应”是高中化学知识重中之重，这是毋庸置疑的，但是在课堂教学中，所采用的教学方法单一，以讲授法为主，一味地向学生灌输相关知识。即从初中学习的基础上，得氧失氧讲到化合价升降的表面现象，缺乏对学生的引导，学生只是追着老师讲课埋头写笔记，所学的知识只靠教师传授，课堂上没有给学生充足的时间和活动的空间，学生在课堂上只是一个被动接收者。因此，教师在教学中要充分发挥学生的主观能动性，通过对学生引导、启发、鼓励，让学生自己认真分析总结得出结论。并通过有针对性的练习，使学生掌握并巩固所学知识。

2.学生的学习中存在的问题

高中“氧化―还原反应”是从微观角度阐述的，学生学习有一定难度，学生的知识基础只是对初中“氧化―还原反应”认识，很难从电子转移的微观层面对“氧化―还原反应”本质的认识，只能从化合价的角度来认识“氧化―还原反应”，因此对所学知识存在模糊认识。学生对化学的学习虽说有一定难度，但通过对初中化学的学习，有了一定的基础，学生具备了一定的分析问题的能力，所以，教师在教学中对知识的传授要注意前后衔接，以旧引新，激发学生学习的积极性，养成良好的学习习惯，掌握正确的学习方法。

二、“氧化―还原反应”的本质特征及相关概念的辩证关系

1.“氧化―还原反应”的本质特征。

学生在初中学习“氧化―还原反应”，仅是以得氧、失氧的观点，初步认识了“氧化―还原反应”。到了高中以后，学生接触到的许多化学反应就不能用得氧、失氧的观点来解释，学生自然就感到疑惑。例如，钠在氯气中燃烧（2Na+Cl■■2NaCl），表面看上去没有得氧、失氧，用得氧、失氧的观点无法解释；又如，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳（C+O■■CO■），看上去似乎只有碳得到氧，发生了氧化反应，那么什么物质失去了氧呢？谁又被还原了呢？用得氧、失氧的观点不能自言其说；再如，氢气还原氧化铜生成铜和水的反应（H■+CuO■Cu+H■O），其中氧元素的化合价在反应前后没有变化（-2价），而铜和氢的化合价发生了变化（铜由+2价变为0价，氢由0价变为正1价）。因此，用得氧、失氧的观点解释高中化学的“氧化―还原反应”是不全面、不确切的。在“氧化―还原反应”中元素化合价的升高与降低，是相辅相成的。在化学反应前后，只要有元素价态变化的反应，就属于“氧化―还原反应”。这是判断“氧化―还原反应”的依据。由于“氧化―还原反应”中元素化合价数值与正负与该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及电子对偏移状况有关，因此“氧化―还原反应”的本质就是电子转移。

2.“氧化―还原反应”的相关概念的辩证关系。

氧化反应、还原反应；氧化剂、还原剂；氧化性、还原性；氧化产物、还原产物，是氧化还原反应中的4对重要的基本概念，学生正确理解它们之间的联系与区别，是学好“氧化―还原反应”知识的基础。因此，教师在教学中要积极引导学生主动参与教学的全过程过程，学生积极开动脑筋，把握“氧化―还原反应”的各概念之间的辩证关系，从而自主构建以电子得失、化合价升降为判断依据的氧化还原反应的知识体系。

（1）氧化反应、还原反应。在化学反应中，物质失去电子（相应元素化合价升高）的反应就是氧化反应（或称“被氧化”）；物质得到电子（相应元素化合价降低）的反应就是还原反应（或称“被还原”）。在一个化学反应中有物质发生氧化反应，必定有物质发生还原反应，这是相辅相成的。

（2）氧化剂、还原剂。在一化学反应中得到电子的物质（元素化合价降低的物质）称为氧化剂；失去电子的物质（元素化合价升高的物质）称为还原剂。在“氧化―还原反应”中电子是从还原剂转移到氧化剂。要特殊强调的是在“氧化―还原反应”中，氧化剂、还原剂指的是反应物，二者必定同时存在，氧化剂、还原剂既可以存在不同种反应物中，又可以存在同一物质中。两者既是对立的又是统一的。

（3）氧化性、还原性。在一化学反应中，氧化剂夺得电子的性质称为氧化性；还原剂失电子的性质称为还原性。所谓氧化剂的强弱，就是指它的氧化性强弱；所谓还原剂的强弱，就是指它的还原性的强弱。

（4）氧化产物、还原产物。这是针对生成物而言的。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物；氧化剂得到电子被还原后的生成物称为还原产物。

三、“氧化―还原反应”教学思路

1.通过复习初中“氧化―还原反应”的相关知识，渗透对立统一的辩证唯物主义基本观点。

学生学习初中化学时，从得氧、失氧的角度了解了“氧化反应”、“还原反应”，即物质得到氧就是氧化反应，物质失去氧就是还原反应。通过分析典型的“氧化―还原反应”H■+CuO■Cu+H■O，引导学生分析：CuO失去氧变成Cu单质，发生了还原反应；与此同时，H■结合了O生成H■O，发生了氧化反应，也就是说CuO变成Cu的同时，H■变成H■O，所以“氧化反应”和“还原反应”是对立统一不可分开的，因此，就把这种类型的反应称为“氧化―还原反应”。通过引导使学生明白“氧化反应”和“还原反应”是同一化学反应的两个方面，相互依存既对立又统一。由此，在教学中渗透辩证唯物主义思想教育。

2.运用初中已有的相关知识，采用类比的方法，得出新的“氧化―还原反应”的概念。

学生在初三已经学过元素化合价的知识，引导学生从化学反应中元素化合价升降及发生的反应和反应物的作用及其性质、生成的产物等进行分析。例如，以下三个反应：①2Mg+O■■2MgO；②Mg+Cl■■MgCl■；③Mg+H■SO■（稀）=MgSO■+H■。利用元素化合价的知识，从电子得失的角度进行分析，在三个化学反应中，Mg发生了同样的变化，即Mg失去2个电子成为Mg■。在①中既然Mg与氧结合叫做氧化，那么在②中Mg与氯结合、在③中Mg与硫酸根结合也叫氧化，是合理的、符合规律的。反之，不同化合物中的Mg■转变成Mg，也就称为还原。这样从已有的知识出发，在教师的引导下，学生自己通过讨论、分析、类比，概括出新的“氧化―还原反应”的概念，即：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做“氧化―还原反应”。

3.借助多媒体，突出“氧化―还原反应”教学重、难点。

“氧化―还原反应”的本质是电子的转移，这是教学的重点和难点，如何引导学生掌握重点突破难点，是教学的关键。因此，利用多媒体教学手段，使抽象的微观知识，通过多媒体动画或图片直观展现出来。例如：金属钠与氯气反应（2Na+Cl■■2NaCl）。首先引导学生分析钠原子和氯原子的原子结构特点，钠原子的最外电子层上只有1个电子，氯原子的最外电子层上有7个电子。由于电子有达到稳定结构的趋势，钠原子容易失去最外层的一个电子达到稳定结构，同样，氯原子容易得到一个电子也达到稳定结构，两个离子由于静电作用相互结合发生反应，就生成了氯化钠。在这个反应中，钠原子失去了一个电子，钠元素化合价由0价升高到+1价，被氧化，即发生了氧化反应。氯原子得到了一个电子，氯元素的化合价由0价降低到-1价，被还原，即发生了还原反应。在反应中反应前后元素的化合价发生变化的本质就是电子的得失。