【摘要】氧化还原反应的教学贯穿整个高中化学教材，氧化还原反应知识涉及到生产、生活各个领域。研究氧化还原反应的教学设计、教学线索、教学策略、教学方法和手段时，都要以落实培养学生的化学学科核心素养为目的，提高学生用所学知识解决实际问题的能力，增强学生的环保意识、绿色化学思想和社会责任。

【关键词】氧化还原反应  渗透  化学核心素养

化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”5个维度。氧化还原反应知识点多、规律多，与生产、生活联系紧密，也是高考考查的热点。如何在氧化还原反应教学中落实对学生进行化学学科核心素养的培养，帮助学生形成分析问题、解决问题的能力，是值得我们思考和研究的。本文拟就这一方面谈一谈做法和浅显的看法。

一、宏微结合，探析氧化还原反应相关概念

氧化还原反应涉及概念众多，有氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物、氧化性和还原性、氧化反应和还原反应等。这些概念都是从微观角度进行定义，而从宏观角度进行应用的。所以，在进行这些概念的教学时，要引导学生经历一个从宏观辨识到微观探析的过程，这样，不仅可以让学生理解氧化还原反应及其相关概念的本质（微观）和特征（宏观），还可以培养学生由且及里的思维方式，提高他们解决问题的能力。

以铁与硫酸铜溶液反应为例，教师先演示铁片与硫酸铜溶液反应的实验，学生观察到铁片表面析出红色的固体，通过这一宏观现象，学生不难认识到发生的变化是铁置换出铜，接着，教师让学生写出铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu，借助离子方程式能够体现化学反应的微观本质这一手段，帮助学生认识与宏观的物质变化对应的微粒变化是Fe原子变成Fe²⁺、Cu²⁺“还原”为Cu原子，紧接着追问学生，Cu²⁺还原成Cu原子的变化实质是什么、Fe原子变成Fe²⁺的变化实质是什么？学生结合初中化学所学的原子转变成阴、阳离子的本质是电子的得失不难推出Cu²⁺还原成Cu原子的变化实质是Cu²⁺得到2个电子，Fe原子变成Fe²⁺的变化实质是Fe原子失去2个电子，电子从Fe原子传递给了Cu²⁺。然后，教师再将铁片与硫酸铜溶液的反应设计成原电池，通过原电池实验中电流计指针发生偏转这一宏观现象来强化学生对氧化还原反应中存在电子转移这一微观本质的理解。最后，提示学生分析、讨论铁与硫酸铜溶液反应中元素化合价是否存在变化？元素化合价的变化与电子得失存在什么的关系？让学生在自主学生和合作探究中学习到氧化还原反应中存在电子转移这一微观本质的另一宏观表现（氧化还原反应的特征）：有化合价的升降。

以上教学过程可以概括为如下表格:

通过引导学生经历宏观→微观→宏观的探究过程，学生就可以真正理解氧化还原反应及其相关概念的微观本质和宏观特征的一一对应关系，也就知道了解决氧化还原反应的相关问题要从宏观特征出发，即几乎解决氧化还原反应的所有问题都要以“化合价升降”为抓手，从而形成解决一类问题的能力。

二、基于证据引导学生学习氧化还原反应的基本规律

1.两个守恒定律

守恒指在自然界中某种物理量的值恒定不变的规律，在氧化还原反应的概念均是成对出现的，，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物得、得到电子和失去电子、化合价升高和化合价降低，这是变化的体现，宏观上氧化剂被还原剂还原得到还原产物，还原剂被氧化剂氧化得到氧化产物，微观上分析就是电子不可能凭空出现和消失，所以有失去电子的原子同时就会有得到电子的原子，而对于得失电子的数目，自然界中我们有能量守恒定律，化学上有我们熟知的质量守恒定律，学生不难理解电子得失数目是守恒的，氧化剂得到电子的数目和还原剂失去电子的数目必然是相等的。通过逐步的讲解探讨和类推，学生自然可以掌握氧化还原反应的两个守恒定律即化合价升降守恒和得失电子数目守恒。

2．强弱规律

氧化还原反应中的强弱规律即氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物，在教学中直接灌输这些理念，脱离实际，学生学习起来枯燥无味，教学中我们可以从学生所熟知的化学反应如2Na + Cl₂2NaCl 入手，以相关微粒的结构为证据进行分析推理，分析钠原子的结构，很容易知道钠原子容易失去电子即表现出强还原性，其失去电子后的得到的钠离子是氧化产物，如果钠离子作为氧化剂，其氧化性是强是弱？钠原子最外层失去一个电子后得到钠离子是一种稳定结构，其得到电子做氧化剂的能力必然是弱的，这样不难得出该反应的氧化剂氯气的氧化性强于钠离子。

  3.优先规律

自然界中有物竞天择，适者生存的的现象，也即是我们常说的优胜劣汰，在氧化还原反应中当同一种氧化剂与多种还原剂相遇，或者同一种还原剂与多种氧化剂相遇会遵循谁强谁先得规律，即优先规律。灌输性的教学不能让学生深刻领悟规律的合理性，可以通过设计实验实验的方式，让学生去求证，如配制含有Fe³⁺、Cu²⁺的溶液，探究该溶液与金属锌的反应情况，去论证优先规律，先让学生提出假设，然后基于假设设计实验，学生的推理有两种结果：（1） Fe³⁺优先反应（2） Cu²⁺优先反应，进而通过加入少量锌，取反应后溶液，加入铁氰化钾溶液检验，通过现象得出Fe³⁺优先反应的的结论，同时可以联系生产实践，刻制印刷电路时，要用FeCl₃溶液作为腐蚀液，生成FeCl₂和CuCl_2，分析该反应Fe³⁺是氧化剂，Cu²⁺是氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物，当两者共存，遇到同一种还原剂，Fe³⁺优先反应。

这种实验探究的教学方式不仅培养了学生的证据意识，认识到科学探究是进行科学解释和发现，创造和应用的科学实践活动，也能帮助学生形成综合利用所学知识解决问题的能力。

三、构建氧化还原反应配平模型，提升学生解决综合问题的能力

对于离子型氧化还原反应的配平，我们常用四步法

1.充分利用“氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物”这一基础模型。

氧化还原反应中必不可少的四种成分是氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，正确找出这四种成分是正确配平一个氧化还原反应的前提。

在工艺流程题中我们通过分析流程找到这个基础模型的四种物质。例 ：某研究性学习小组设计了将粗MnO₂(含有较多的MnO和MnCO₃)样品转化为纯MnO₂的实验，其流程如下： 

加入NaClO₃溶液发生反应的离子方程式怎么书写？分析流程中的物质很容易建立  Mn²⁺   ＋   ClO₃^{－----------}  MnO₂  ＋ Cl₂这个基础模型

2. 依据化合价升降守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物

分析元素价态反应物Mn²⁺中锰元素的价态是+2价，而产物MnO₂中锰元素的价态是+4价，这是一个化合价升高，失去电子的过程，1mol Mn²⁺失去2mol电子，反应物ClO₃^－中氯元素化合价是+5，其对应的的产物Cl₂中氯元素元素价态是0价，这是一个化合价降低，得到电子的过程，1mol ClO₃^－得到5mol电子，依据得失电子守恒规律，我们配平基础模型中四种粒子的系数

5Mn²⁺   ＋  2 ClO₃^{－----------} 5 MnO₂  ＋ Cl₂

3.依据电荷守恒结合溶液的酸碱性使离子方程式电荷守恒

分析上述方程式反应物电荷之和数是8个正电荷，而产物电荷数是0，依据变化和平衡的思想，结合第一步加入的稀硫酸的溶液，滤液是酸性的，在产物中补充8个H⁺，离子方程式两边电荷就守恒了

5Mn²⁺   ＋  2 ClO₃^{－----------} 5 MnO₂  ＋ Cl₂＋8 H⁺

4．依据质量守恒定律补充其他辅助反应物和产物；

 质量守恒定律是自然界的基本定律之一，从宏观上看，反应前后物质总质量不变，元素的种类不变，各元素对应的原子的总质量不变，从微观上看化学反应中反应前后原子种类不变原子数目不变原子质量不变，分析我们的方程式产物中有氢元素而反应物中没有，产物中氧原子的个数是10，而反应物中是6，不难填出辅助反应物H₂O，系数是4

5Mn²⁺   ＋  2 ClO₃^－＋ 4H₂O  =5 MnO₂  ＋ Cl₂＋8 H⁺

通过帮助学生形成氧化还原反应的配平模型，学生就可以基于模型认知进行类比迁移，可以在解决这一类问题的过程中快速抓住突破口，提取有用信息，化繁为简，优化解题程序，自然而然就提高了解决综合问题的能力。

四、基于真实问题的解决培养学生的创新意识和社会责任感

人教版教材中关于硫和硫的氧化物的教学中，有关于雨水PH的测定的实践活动：

在实际教学中，由于地域和天气条件限制，该实践活动开展的难度较大，可以引导学生分析硫酸性酸雨形成的原理，模拟硫酸性酸雨酸雨形成的原理，制取二氧化硫的水溶液与蒸馏水，自来水进行对比试验，连续测定PH值，硫酸性酸雨在空气中放置会出现PH变小，酸性增强，引导学生分析原因，通过实践，现象的记录，讨论，学生可以更好的掌握+4硫元素的还原性，进而讨论减轻硫酸性酸雨危害的可行性方案，如石灰法，以生石灰为脱硫剂，与废气中的SO₂反应将硫元素固定，产物CaSO₄可以作建筑材料，这种可持续发展和绿色化学理论与应用，化学，技术，社会和环境之间的相互关系，在教学中无形中渗透，学生的科学探究意识，以及利用所学知识造福社会，保护环境的意识都会得到有效培养。

氧化还原反应广泛地存在于生产和生活中，易燃物的自然，食物的腐败，钢铁的锈蚀，这些对人类有害的氧化还原反应，而人体的新陈代谢，金属的冶炼，电镀，燃料燃烧提供热量，合成氨工业，氯碱工业,硫酸，硝酸制备等都是氧化还原反应,这些都是对人类有利的氧化还原反应，说明化学反应具有两面性，而当我们掌握了化学反应的规律性，就可以利用知识趋利避害，使科学的发展走向可持续性。

参考文献

《化学①》（必修），人民教育出版社.

《普通高中化学课程标准》（2017版），人民教育出版社，第3~5页.