高中化學(xué)高中 化學(xué)物質(zhì)及其變化氧化還原反應(yīng)

1、氧化還原反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析“氧化還原反應(yīng)”是人教版化學(xué)必修1第一章化學(xué)物質(zhì)及其變化第三節(jié)內(nèi)容，是高中化學(xué)課程中重要的核心概念，是學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的理論基礎(chǔ)，對學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物、電化學(xué)等知識具有指導(dǎo)作用。本部分內(nèi)容在普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2023年版)中屬于主題2:常見的無機(jī)化合物及其應(yīng)用這一部分，內(nèi)容要求“認(rèn)識元素在物質(zhì)中可以具有不同的價(jià)態(tài)，可通過反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化;認(rèn)識有化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，知道常見的氧化劑和還原劑”。從教材安排來看，這部分內(nèi)容安排在“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”及“離子反應(yīng)”之后，元素化合

2、物內(nèi)容之前，這既能發(fā)展夯實(shí)之前對物質(zhì)及反應(yīng)的微觀認(rèn)識，從不同角度建構(gòu)出新的化學(xué)學(xué)習(xí)思維，又能幫助學(xué)生從元素化合價(jià)的角度預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)，完善新課標(biāo)中提出的價(jià)類(物質(zhì)類別-化合價(jià))二維分析思路，為后續(xù)元素化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)建立理論基礎(chǔ)。二、學(xué)情分析通過初中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握常見元素化合價(jià)、常見原子的結(jié)構(gòu)示意圖、四種基本反應(yīng)類型等基礎(chǔ)知識。而本章第一節(jié)“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”的學(xué)習(xí)讓學(xué)生明確分類思想在化學(xué)物質(zhì)及反應(yīng)研究中的重要價(jià)值，初步形成分類觀;而第二節(jié)“離子反應(yīng)”讓學(xué)生更加深入地將宏觀與微觀結(jié)合起來，從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)，認(rèn)識反應(yīng)，初步形成了微粒觀;并且宏微結(jié)合的思想使學(xué)生逐漸意識到，認(rèn)識物質(zhì)及反應(yīng)

3、的維度越豐富，越能接近其本質(zhì)。而本節(jié)內(nèi)容則將突破學(xué)生在初中對氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識，建立一個(gè)新的維度，即從化合價(jià)(電子轉(zhuǎn)移)的角度認(rèn)識反應(yīng)，在概念建構(gòu)的過程中繼續(xù)深化學(xué)生的變化觀，同時(shí)為后續(xù)元素化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因此分析學(xué)生的障礙點(diǎn):1.認(rèn)識停留在物質(zhì)層面:僅能從初中物質(zhì)得氧失氧角度認(rèn)識反應(yīng)，難以深入到化合價(jià)或電子轉(zhuǎn)移的微觀角度揭示氧還反應(yīng)的本質(zhì)。2.認(rèn)識停留在孤立層面:難以理解氧還反應(yīng)中所蘊(yùn)含的既對立又統(tǒng)一的思想及其在科學(xué)研究中的價(jià)值。3.認(rèn)識停留在理論層面:不能將所建立的氧化還原反應(yīng)的模型順利應(yīng)用于預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)或解決物質(zhì)轉(zhuǎn)化等實(shí)際問題。因此需要以學(xué)生已有知識及經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，建立氧化還原反

4、應(yīng)的核心概念，構(gòu)建從化合價(jià)認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)的維度，發(fā)揮核心概念對元素化合物學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，培養(yǎng)學(xué)生對立統(tǒng)一的哲學(xué)思想。三、教學(xué)目標(biāo)1.從宏觀角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)。以日常生活中氧化還原反應(yīng)實(shí)例引入，通過對反應(yīng)進(jìn)行分類引發(fā)認(rèn)知沖突，從宏觀物質(zhì)切入，初步認(rèn)識氧化還原反應(yīng)基本概念。2.從微觀角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，建構(gòu)氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識模型。借用原子結(jié)構(gòu)示意圖表達(dá)氧還反應(yīng)中電子得失、電子對偏移的微觀過程。會用“雙線橋”“單線橋”分析電子轉(zhuǎn)移過程，完成對氧還反應(yīng)認(rèn)識的進(jìn)階。3.通過具體實(shí)例，明確氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等基本概念。能列舉常見的氧化劑和還原劑。理解氧化還原反應(yīng)中所蘊(yùn)含的對立統(tǒng)一的

5、哲學(xué)思想，并認(rèn)識其在科學(xué)研究中的重要價(jià)值。4.能應(yīng)用氧化還原反應(yīng)基本模型解決實(shí)際問題。四、教學(xué)重點(diǎn)1.準(zhǔn)確理解氧化還原反應(yīng)的概念，學(xué)會從宏觀角度(元素化合價(jià)升降)對氧還反應(yīng)進(jìn)行辨識，能從微觀角度(電子轉(zhuǎn)移)理解氧還反應(yīng)本質(zhì)。2.能掌握常見的氧化劑、還原劑。會用電子轉(zhuǎn)移方法分析具體氧化還原反應(yīng)的微觀本質(zhì)。3.形成氧化還原反應(yīng)的基本模型，會用其解決簡單問題。五、教學(xué)難點(diǎn)1.從微觀角度理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。2.利用氧化還原反應(yīng)模型解決實(shí)際問題。六、教學(xué)過程(一)環(huán)節(jié)一1.溫故知新，引入氧化還原反應(yīng)概念教師引導(dǎo):【任務(wù)1】 依據(jù)物質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)，將氧化鐵，氧化銅分類;并依據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律，將其轉(zhuǎn)化為金屬單

6、質(zhì)，并寫出反應(yīng)方程式;依據(jù)基本反應(yīng)類型，將反應(yīng)進(jìn)行分類。學(xué)生活動:(1)將氧化鐵、氧化銅分類。(2)寫出氧化鐵、氧化銅轉(zhuǎn)化成金屬單質(zhì)的反應(yīng)方程式。(3)將反應(yīng)進(jìn)行分類。設(shè)計(jì)意圖:從物質(zhì)分類及轉(zhuǎn)化這一任務(wù)入手，不僅可以診斷評價(jià)學(xué)生對第一節(jié)“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”的掌握程度，同時(shí)可引入新的問題:當(dāng)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)無法準(zhǔn)確將反應(yīng)進(jìn)行分類時(shí)，將會出現(xiàn)新的維度，引發(fā)學(xué)生探究興趣。2.觀察總結(jié)氧化還原反應(yīng)的特征。教師引導(dǎo):【問題】觀察上述反應(yīng)，無法用四種基本反應(yīng)類型將一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)進(jìn)行分類，從得氧失氧的角度思考這兩個(gè)反應(yīng)均屬于什么反應(yīng)?從元素化合價(jià)的角度觀察這兩個(gè)反應(yīng)具有什么特征?學(xué)生活動:(1)從得氧失氧

7、角度分析上述兩個(gè)氧化還原反應(yīng)。(2)從元素化合價(jià)角度觀察兩個(gè)反應(yīng)的特征。(3)在教師引導(dǎo)下，初步建立氧化還原反應(yīng)概念。設(shè)計(jì)意圖:從初中得氧失氧角度對氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識進(jìn)階到從化合價(jià)角度認(rèn)識反應(yīng)，建立氧化還原反應(yīng)概念，引入另一維度將反應(yīng)進(jìn)行分類，得出氧化還原反應(yīng)的表面特征。(二)環(huán)節(jié)二1.探究氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。教師引導(dǎo):【任務(wù)2】基于原子結(jié)構(gòu)，以氯化鈉與氯化氫的生成為例，探究氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。學(xué)生活動:(1)分別畫出鈉原子、氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，依據(jù)“八隅體理論”，討論得出氯化鈉的生成過程中需要電子得失。(2)分別畫出氫原子、氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，討論得出氯化氫的生成過程中需要有共用電子

8、對的偏移。(3)在教師引導(dǎo)下，總結(jié)氧化還原本質(zhì)為電子轉(zhuǎn)移，包括電子得失和共用電子對偏移。設(shè)計(jì)意圖:完成由物質(zhì)到元素再到微觀電子轉(zhuǎn)移的探究過程，由宏觀至微觀，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探究的核心素養(yǎng)。利用原子結(jié)構(gòu)的簡單模型，讓學(xué)生尋找氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的證據(jù)，并推理得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。2.利用“單雙線橋”分析氧化還原反應(yīng)。教師引導(dǎo):舉例介紹氧化劑、還原劑、氧化性、還原性、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、化合價(jià)升降與得失電子等基本概念，示例分別用“雙線橋”“單線橋”分析氧化還原反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生理解氧還反應(yīng)中對立統(tǒng)一思想。學(xué)生活動:(1)理解氧化劑、還原劑等氧還反應(yīng)中所涉及的基本概念及其

9、中的聯(lián)系。(2)模仿示例，學(xué)會使用“單雙線橋”分析氧化還原反應(yīng)。(3)觀察理解氧還反應(yīng)中對立統(tǒng)一的哲學(xué)思想，并感受其在科學(xué)研究中的價(jià)值。設(shè)計(jì)意圖:明確氧還反應(yīng)的基本概念，體會氧還反應(yīng)所體現(xiàn)的對立統(tǒng)一的思想，為后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。3.探究氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。教師引導(dǎo):結(jié)合具體實(shí)例，總結(jié)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。學(xué)生活動:思考，理解氧化還原反應(yīng)中的強(qiáng)弱律、價(jià)態(tài)律、優(yōu)先律、轉(zhuǎn)化律、守恒律。設(shè)計(jì)意圖:通過對氧化還原反應(yīng)規(guī)律的理解更有利于判斷及應(yīng)用氧化還原反應(yīng)。(三)環(huán)節(jié)三1.列舉總結(jié)氧化劑、還原劑。教師引導(dǎo):舉例給出具體生產(chǎn)生活中所涉及的氧化還原反應(yīng)，判斷氧化劑、還原劑。學(xué)生活動:獨(dú)立思考，完成給定反應(yīng)中氧化

10、劑、還原劑的判斷。設(shè)計(jì)意圖:診斷評價(jià)學(xué)生對上一環(huán)節(jié)內(nèi)容的掌握情況，熟悉生產(chǎn)生活中氧化還原反應(yīng)，感受氧還反應(yīng)的價(jià)值。2.將氧化劑、還原劑分類整合，形成有序思維。教師引導(dǎo):【任務(wù)3】結(jié)合已有知識，列舉常見的氧化劑、還原劑，并將其進(jìn)行歸納總結(jié)，為后續(xù)問題解決提供依據(jù)。學(xué)生活動:(1)列舉常見氧化劑、還原劑。(2)將氧化劑、還原劑進(jìn)行分類歸納，如:氧化劑包含非金屬單質(zhì)及含較高價(jià)態(tài)元素的化合物;還原劑包含金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)及含較低價(jià)態(tài)元素的化合物。(3)從所歸納出的物質(zhì)中挑選合適的氧化劑、還原劑進(jìn)行反應(yīng)，并寫出反應(yīng)方程式。設(shè)計(jì)意圖:有意培養(yǎng)學(xué)生歸納、分類等思想，并讓學(xué)生感受這樣的思想方法的實(shí)際用處，其次建立反向思維，學(xué)生不僅可以從反應(yīng)分析物質(zhì)的性質(zhì)，也可以從物質(zhì)出發(fā)，依據(jù)反應(yīng)原理，對反應(yīng)進(jìn)行預(yù)設(shè)，更進(jìn)一步理解氧化還原反應(yīng)的價(jià)值。(四)環(huán)節(jié)四1.利用氧化還原反應(yīng)原理，解決實(shí)際問題。教師引導(dǎo):【任務(wù)4】基于氧化還原反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從海帶灰中提取碘單質(zhì)。學(xué)生活動:(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確定海帶灰中碘元素的存在形式。(2)設(shè)計(jì)合理分離步驟，將海帶灰中的碘離子轉(zhuǎn)移到溶液體系。(3)依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，尋找合適的氧化劑，將碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)，并完成實(shí)驗(yàn)過程。(4)選擇合適試劑，檢驗(yàn)碘單質(zhì)是否被成功提取。設(shè)計(jì)意圖:診斷評價(jià)學(xué)生對氧化還原反應(yīng)模型的理解，體會氧化還原反應(yīng)在實(shí)際問題中的應(yīng)用價(jià)值。2