高中化学人教版必修1第二章第三节《氧化还原反应》（第2课时）教学设计.pdf

氧化还原反应（第 2 课时）教学设计一、学习内容分析在人教版必修阶段中，本内容主题位于必修1第二章第三节。在 普通高中化学课程标准（2 0 1 7年版）中，“主 题2：常见无机物及其应用”对氧化还原反应的内容标准为：认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂。具体的学业要求是：能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。相关教学指导思想和重要策略包括：（1）发挥核心概念对元素化合物学习的指导作用。（2）重视开展高水平的实验探究活动。（3）紧密联系生产和生活实际，创设丰富多样的真实问题情境。（4）鼓励使用多样化的教学方式和学习途径。学习活动建议包括：氧化还原反应本质的探究；过氧化氢的氧化性、还原性的探究。从 标 准（2 0 1 7年版）对氧化还原反应的内容标准、教学策略和活动建议可以看出，本部分内容包括氧化还原反应、氧化剂、还原剂的关键概念和氧化还原反应的特征、本质等核心知识，也包括氧化还原反应相关知识在解决实际问题中的应用。在本章第一节“物质的分类”中，从分散系的角度，依据分散质粒子直径大小对混合物进行了分类，已经使学生初步认识到从微观角度认识物质更加深入，更接近事物的本质。在第二节“离子反应”中，从电离的角度，对离子反应的本质进行了分析，己经使学生初步建立基于微粒及微粒间相互作用认识物质结构与变化的观念与能力。在“氧化还原反应”一节中，学生不仅运用分类思想认识物质与反应，还要建立氧化还原反应的概念，从微观角度理解氧化还原反应的本质，并用双线桥进行表征，形成用微观实质解释宏观现象及从宏观现象推测微观实质的思维路径。学生通过本主题内容的学习，能够初步建立基于电子转移的角度认识物质结构与变化的观念和能力，提 升“宏观辨识与微观探析”“变化观念”“证据推理”等学科素养。这些正是该主题内容在促进学生认识发展方面的功能与价值的体现。标 准（2017年版）还指出，学生应通过实验探究和联系实际的方式学习上述知识。因此，以学生的已有经验为背景，设计联系实际、以综合问题解决为核心任务的教学活动，有助于将上述不同素养进行整合培养，有助于教学目标的高效落实。二、教材分析课程标准提出了对学生关于氧化还原反应的最低要求，教材则呈现了具体的学习内容。目前，较为流行的三个版本的教材关于氧化还原反应的呈现在编排方式和位置略有差异。1.教材的编排方式与位置人教版、鲁教版采用单独成节的方式，苏教版则采用穿插编排的方式。具体而言，人教版主要在“第二 章 化学物质及其变化第三节氧化还原反应”中呈现；鲁教版将氧化还原反应的内容融入在“第 2 章 元 素 与 物 质 世 界 第 3 节 氧化剂和还原剂”中加以阐述；苏教版则在“专 题 1 化学家眼中的物质师姐第一单元丰富多彩的化学物质”中首次提到氧化还原反应，在“专 题 2 从海水中获得的化学物质第一单元氯、澳、碘及其化合物”中详细阐述氧化还原反应的本质。三种教材的编排方式和位置虽然略有不同，但总体思想是一致的。从氧化还原反应的概念、特征与本质出发，最终着眼于氧化还原反应的运用。2.人教版的教材分析实际教学中，采用人教版的教材，运 用 SOLO分类理论，具体对人教版的教材进行分析。SOLO分类理论起源于皮亚杰发展阶段学说，是针对皮亚杰发展阶段学说中的不足提出的新的智力发展理论，属于新皮亚杰理论。针对学生在能力、思维操作以及一致性和收敛性三个方面所体现的认知水平的差异，SOLO分类理论认为学生学习结果结构的复杂性包括5 个水平。SOLO水平包括前结构P（不理解）、单点结构U（知道其中一个因素）、多点结构M（知道多个因素，但未建立关联）、关联结构R（知道因素之间的联系）和抽象拓展E（具备根据内容联系到概念的能力，甚至是其它概念）。评价者可根据SOLO水平的特点，对学生的回答进行层次的划分。“第三节 氧化还原反应”主要包括三部分内容，即氧化还原反应的概念、氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质。在第一部分内容中，教科书以“思考与交流”的方式，让学生通过列举几个氧化反应和还原反应的实例，从得氧、失氧的角度对这些反应进行分类，最后得出氧化反应和还原反应是同时发生的结论，从而得出氧化还原反应的概念。基 于 S O L O 分类理论，此部分内容对学生的要求达到低关联水平。学生要得出氧化还原反应的概念，需同时知道氧化反应和还原反应的定义，并且运用质量守恒定律进行分析，得出氧化反应和还原反应一定同时发生，进行得出氧化还原反应的定义。在第二部分内容中，教科书还是以“思考与交流”的方式，让学生对常见的化学反应从元素的化合价是否发生了变化进行分类，分析氧化还原反应与元素化合价升降的关系，引出氧化还原反应的特征。将氧化还原反应扩大到虽然没有得氧、失氧关系，但只要化学反应前后元素化合价有升降的反应都属于氧化还原反应。从 S O L O 分类理论的观点看，此部分内容对学生的要求属于中关联水平。元素化合价的判断属于单点结构，从化合价的判断出发，学生需运用分类思想对化学反应进行分类，再将元素化合价的升降与氧化还原反应联系起来，得出氧化还原反应的特征。第三部分主要从微观的角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系，这是本节的主要内容。教科书以钠与氯气的反应、氢气与氯气的反应为例，从原子结构的角度讨论了氧化还原反应与电子转移的关系，并从电子转移的角度给氧化还原反应下了一个更为本质的定义。第三部分的最后安排了“学与问”，要求通过讨论，分析置换反应等基本类型的反应与氧化还原反应的关系，并要求学生用交叉分类示意图简要表示这种关系。运 用 S O L O 分类理论，教材关于“氧化还原反应的本质”要求学生达到高关联水平。在理解氧化还原反应的本质之前，学生需要先具备常见离子形成的知识，在此基础上，明确电子转移与化合价升降的关系，从而将氧化还原反应与电子转移联系起来，得出氧化还原反应的实质。本节最后简介了氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的重要应用，同时也辩证地介绍了氧化还原反应会给人类带来危害等。本段内容属于抽象拓展阶段，要求学生从生活实例出发，运用氧化还原反应进行分析。同时要求学生具备辩证的思想，正确对待化学变化在生产生活中的角色。总体上，教材上对学生的要求与课程标准对学生的要求基本一致。3.知识衔接初中知识：原 子（简单离子）结构示意图；常见离子的形成过程；常见物质中的元素化合价；元素化合价与得失电子的关系；氧化反应和还原反应的定义。高中知识：分类的思想；物质的量的计算；元素化合物知识。三、学习者分析1.氧化还原反应对学生认知发展的功能与价值分析学生关于氧化还原反应的认识起点可追溯到初中原子结构和化合价的知识，如 图1所示。通 过“氧化还原反应”（第1课时）的学习，学生初步建立了从电子转移角度认识氧化还原反应概念。氧化还原反应（第2课时）旨在培养学生的氧化还原反应观念，希望学生能依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。通过氧化还原反应的学习，学生初步建立氧化还原反应的观念，并能运用氧化还原反应的观念解决实际问题。图 1 关于氧化还原反应概念学习的认知起点2.学生对氧化还原反应的认知障碍点为了进一步了解学生认知的起点，需对学生的已有认知进行诊断。在学习了“氧化还原反应（第1课时）”后，运 用S O L O分类理论，对学生的认知水平进行诊断，结果如表1所示。从测试的结果上看，学生存在障碍点为：大部分学生知道化合价变化与电子得失的关系，但没有准确建立电子得失与氧化还原反应的关系。表 1氧化还原反应（第 2 课时）前测结果分析试题SOLO水平典型答案所占比例作答情况分析写 出 Na与CI2在点燃条件下的化 学 方程式，并用双线桥的方式表征电子的转 移 过程U2A+Ch 鞋成ci10%能判断常见物质的化合价M25%能判断常见物质的化合价，化合价变化与得失电子的关系MA45%知道化合价变化与得失电子的关系，同时能与氧化还原反应联系起来R2M+C U 吧20%能准确表征氧化还原反应的电子转移的关系3.学生的认知发展目标分析基于以上分析，学生通过“氧化还原反应”的学习，完成一系列基于化学学科核心素养培养的活动和以问题解决为背景的学习任务，达成认知发展目标为：（1）建立氧化还原反应、氧化剂、还原剂的关键概念，能从化合价的角度对化学反应进行分类，准确地用化学用语等多种形式表征氧化还原反应的电子转移的过程。（2）应用氧化还原反应、氧化剂、还原剂等关键概念建立从微观角度分析化学反应的实质，能够在宏观角度和微观角度之间进行自主关联和转换。（3）能从定量的层面分析电子的来源与去向，理解电子数量与物质宏观组成之间的关系。（4）能应用氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。四、学习目标根据以上分析，确 定“氧化还原反应（第2课时）”的学习目标为：（1）从微观的角度建立氧化剂、还原剂的关键概念，能从化合价的角度对反应物进行分类。（宏观辨识与微观探析）（2）形成电子转移的分析思路。通过双线桥和单线桥，外显思维过程和认知结果，初步建立从微观角度认知氧化还原反应的分析思路，认识电子转移数目与氧化剂和还原剂之间的关系。（微观探析、变化观念）（3）应用思路解决问题。应用氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。（宏观辨识与微观探析、变化观念、科学态度）五、学习重点、难点1.学习重点（1）从微观的角度建立氧化剂、还原剂的关键概念，用单线桥的方式表征氧化还原反应过程中电子的转移过程。（2）应用氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。2.学习难点应用氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。六、学习过程设计为了使学生在情境中有任务、有持续性、有深度思考内容地学习，同时体现“宏观一微观f宏观”的学科思想，设置了第2课时的教学任务为：以从微观角度分析物质的性质为核心任务，引导学生预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。具体的学习过程见表2。表2”氧化还原反应”（第2课时）学习过程设计教学环节师生活动设计意图引入环节：从微观角度看高铳酸钾溶液师：这是一杯酸性高锯酸钾溶液，你观察到什么？生1:紫红色的溶液生 2：K+和 MnCU探查学生的微粒观环节一：氧化剂和还原剂概念的初步建立播放KM11O4和H2O2反应的视频师：通过视频，找出反应物生：KMnO4 和 H2O2师：投影出离子方程式，引导学生通过氧化还原反应的角度分析化学变化。然后，指出化合价降通过典型的氧化还原反应入手，引出氧化剂和还原剂的概念。通过学生的讨论和归纳，得出氧化剂低的物质，成为氧化剂；化合价升高的物质，成为还原剂生：K M n C 4作为氧化剂，H 2 O 2作为还原剂师：接下来，我们继续来看两个比较熟悉的氧化还原反应，写出双线桥，并判断氧化剂和还原剂生：进行练习师：归纳一下氧化剂和还原剂的特点生：氧化剂化合价降低，得到电子，被还原；还原剂化合价升高，失去电子，被氧化和还原剂的特点，从而建立氧化剂和还原剂核心概念环节二：单线桥的书写师：氧化剂得到的电子数为什么等于还原剂失去的电子数呢？生：.师：氧化剂得到的电子来源于哪？生：还原剂师：进行归纳，还原剂失去的电子都给了氧化剂，所以氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数。据此，我们可以用单线桥的方法来表示电子的转移生：在原先写的双线桥的基础上，写出单线桥通过电子转移的实质过程，引导学生建立单线桥，培养学生宏观辨识和微观探析的核心素养环节三：价态论的初步建立师：展示常见的氧化剂，提出问题：K M n C h为什么常做氧化剂？进行问题分解，提出三个小问题：（1）K M n C h的中心元素？（2）Mn元素的常见化合价？（3）K M n O4中Mn的变价趋势？生：进行小组讨论，并得出答案师：中心元素有降价趋势的，一般常做氧化剂师：展示常见的还原剂，提出问题：出 为什么常做氧化剂？进行问题分解，提出三个小问题：（1）H元素的常见化合价？最稳定的化合价？（3）比 中H的变价趋势？生：进行小组讨论，并得出答案师：中心元素有升价趋势的，一般常做还原剂运用问题链的形式，由低水平到高水平的问题，引导学生初步建立价态论，培养变化观念环节四：价态论的运用师：N a 2 s C h一般作氧化剂还是还原剂？生：小组讨论，得出结论师：请设计相关实验，进行验证生：小组合作，设计实验，并进行实验引导学生能运用价态论，体验陌生物质性质推断和验证的过程，培养学生科学态度结课环节：物质性质推断和验证过程的总结师：现在我们再看到这杯酸性高镭酸钾溶液，你看到了什么？生：强氧化性，氧化剂师：学了本节课，我们有新的一个角度来看待物质的性质，即化合价的角度总结分析陌生物质的性质的思路呼应引入阶段，引导学生总结物质性质推断和验证过程，旨在培养学生的化学核心素养氧化还原反应(第2课 时)PPT氧化还原反应的两个主角_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 价 布 降 低氧化还原反应的两介主角/古、J。、R1nO工；+?H J+6H+=+5002T+8H2。小试身手氧化剂 还朦剂价态升高氧化剂所含元素化合价降低的反应物得到4,化合价降低,植还原还原剂所含元素化合价升高的反应物.(1)标注电子得失(2 )判断H 化剂与还原剂小试身手先去X,化合价升产.裾氧化粗化剂得电子数和还原剂失电子数为什么相等？氧化剂所得电子来源于还原剂失去的电子 J港到，化合价降低，楹还原还原剂氯化剂氧化性：降低价态，得电子能力还原性：升高价态，失电子能力还原剂氧化剂失电子，升价4rC+2CuO COJ|还原剂|氧化.得电子，降价2点地+2Cu 2Na+Cl 酒2NaCI还 原 剂 氯 化 剂-生产生活中常用作氧化剂的物质还 有：浓硫酸、H、O、FeCI,等课本37页 倒 数 第 二 行.思 考：为什么KMnO 常用作氧化剂？钱处于最高价，所以有降低价态的趋势.思 考：为什么KMnOj常用作氧化剂？规 律：中心元素有价态降低趋势的物质常用作氧化剂，具有氧化性。课本37页最后一行思 考：为什么H,常用作还原利？自然界中最常见物质中该元素的价态.思 考：为什么通常用作还原剂？规 律：中心元素有价态升高趋势的物质常做还原剂，具有还原性。基本思想：价态变化一般由不稳定趋于稳定价态。一+1 具有升价趋势氧化还原反应（第 2 课时）学案一、学习目标（1）从微观的角度建立氧化剂、还原剂的关键概念，能从化合价的角度对反应物进行分类。（宏观辨识与微观探析）（2）形成电子转移的分析思路。通过双线桥和单线桥，外显思维过程和认知结果，初步建立从微观角度认知氧化还原反应的分析思路，认识电子转移数目与氧化剂和还原剂之间的关系。（微观探析、变化观念）（3）应用思路解决问题。应用氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。（宏观辨识与微观探析、变化观念、科学态度）二、课前预习1.写出N a 与 C L 的反应方程式，并用双线桥表示。2.在预习的过程中，你发现的问题：三、课堂练习1.用双线桥表示以下反应的电子转移过程C+2C u O=C O2f+2Cu2Na+Cl2=2NaCl2.用单线桥表示一下反应的电子转移过程C+2CUO=C O2T+2Cu2Na+Cl2=2NaCl3.设计实验，验证Na2sCh的性质步骤现象结论