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高中氧化还原反应模块的课程内容价值分析

时间:2023-07-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:这一学习要求,强调结合常见的化学反应,并从元素价态变化表征出发认识氧化还原反应,进而立足电子转移的微观视角理解氧化还原反应的本质。针对前述五个方面的分析可知,高中化学课程对氧化还原反应的认识方式与认识结果提出具体翔实的要求。

高中氧化还原反应模块的课程内容价值分析

1.模块定位分析

“氧化还原反应”安排在高中必修模块中。该模块提出学习常见化学物质、知道化学反应一般原理、了解化学原理在生产生活中的应用、运用所学知识解释化学现象与解决化学问题等目标要求。这就要求通过氧化还原反应的学习,建立从电子转移视角认识化学反应、从微观视角认识化学反应分类的方法,深化对化学反应的认识;建立从元素价态视角预测物质性质的思路方法,以指导化学物质的转化、合理使用化学物质、解释生产生活现象及解决相关化学问题等。

结合上述模块定位及学习要求,可以看出课程标准强调从学科域(认识氧化还原反应的本质是电子的转移、从物质及其变化分类的角度看待氧化还原反应)、社会域(了解生产生活中的氧化还原反应及其应用)和自然域(自然界发生的氧化还原反应及对生态、环境的影响)等三个领域来认识、理解、运用氧化还原反应这一化学核心概念。

2.主题组织分析

高中必修课程“主题2”安排物质分类、氧化还原反应、常见无机物的主要性质及其应用等内容。这样的主题组织,将化学概念和元素化合物内容融合在一起,强调发挥化学核心概念对无机元素化合物性质学习的指导作用,凸显从元素、分类、氧化还原反应等视角认识常见无机物。强调对物质所含元素价态的分析,预测相关物质性质及其转化条件,发展与完善从宏观到微观、从现象到本质的物质、性质及其变化的分类系统,建立研究物质性质及其转化的认识思路。

该主题先后安排元素与物质、氧化还原反应、电离与离子反应、金属及其化合物、非金属及其化合物、物质性质及物质转化的价值等内容。这样的组织顺序,强调核心概念统领、聚焦学科大概念,从而引导学生建立新的元素化合物知识的认识角度,优化和发展原有的认识方式。[6]即要求立足元素的视角,并在分类基础上,结合氧化还原反应知识、立足电子转移与元素价态变化的角度学习常见金属、非金属及其化合物的性质及其转化,建构基于“价类二维”的元素观。

3.单元要求分析

本单元提出“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”的学习要求。这一学习要求,强调结合常见的化学反应,并从元素价态变化表征出发认识氧化还原反应,进而立足电子转移的微观视角理解氧化还原反应的本质。此外,基于氧化还原反应的知识,拓展对物质分类的认识。

由此可见,本单元学习将发展学生对物质及其变化的认识。一是从反应的本质与表征,氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化性与还原性、氧化反应与还原反应等多角度认识氧化还原反应;二是对化学反应的认识从初中侧重宏观、定性水平(物质的种类数目)转向微观、定量水平(电子得失与转移数目);三是建立起微观视角(电子转移视角)审视物质的化学性质及物质间转化的认识思路。

4.教学策略分析

对于氧化还原反应的教学,强调紧密联系生产生活实际,创设丰富多样的真实问题情境,强调发挥氧化还原反应这一核心概念对元素化合物学习的指导作用;要求开展氧化还原本质的探究活动以及物质氧化性和还原性的探究,注重选用氧化还原理论建立的史料和日常生活中的氧化还原反应作为教学情境素材

上述教学策略明示了氧化还原反应的建构路径:通过探究活动及日常生活中常见氧化还原反应的分析途径,感知某些反应存在电子转移的现象和事实,建立起对氧化还原反应的本质是电子转移、立足微观角度分析物质氧化性与还原性以及生产生活中普遍存在氧化还原反应的认识要求。强调应立足“社会域”认识氧化还原反应,即需要结合生产生活中的氧化还原反应,认识到氧化还原反应的普遍存在及其在生产生活中的应用与危害等。此外,还强调学生了解通过氧化还原反应可探索物质性质、实现物质转化、认识物质性质及转化在自然界资源综合利用和环境保护中的重要价值,体现对“科学态度与社会责任”内涵实质的认识。(www.xing528.com)

5.学业要求分析

《普通高中化学课程标准(2017年版)》强调,通过氧化还原反应的学习,能够利用这一核心概念对常见的反应进行分类和分析说明,能够从组成元素价态的角度预测物质的化学性质和变化并能设计实验验证,能够从物质的元素价态变化的视角说明物质的转化路径,能有意识地运用氧化还原反应知识参与社会性议题的讨论等。[7]

上述要求,清晰地指明氧化还原反应学习认识活动应达成的“认识结果”,揭示了氧化还原反应这一核心概念的认知功能与价值。具体表现为:能够从微观角度认识氧化还原反应,形成认识化学反应及物质性质的微观视角;建立氧化还原反应的认识模型,并能利用这一认识模型分析并实现物质转化,从而解决生产生活中的相关化学问题,增强社会责任感;丰富与发展物质及其变化的认识角度,发展对物质及其变化的认识水平。

针对前述五个方面的分析可知,高中化学课程对氧化还原反应的认识方式与认识结果提出具体翔实的要求。其中,认识方式所包含的几个方面如表3-1-2所示:

表3-1-2 高中化学课程对“氧化还原反应”的认识要求

结合表中所示氧化还原反应的“认识方式”以及前述的氧化还原反应认识活动应达成的“认识结果”,可知“氧化还原反应”教学在培育学生化学学科核心素养方面承载着如下的功能价值:

(1)氧化还原反应概念及其本质的认识,强调基于化学反应现象的观察、立足微观视角的分析,因而对培育“证据推理”“宏观辨识与微观探析”等学科核心素养起到应有的作用。

(2)氧化还原反应概念体系的建立、对物质及变化的分类,体现从宏观元素和微观本质看待物质及变化;通过对物质组成、性质及其变化的系统认识,促进“结构决定性质”观念的形成,故有助于“宏观辨识与微观探析”素养的培育。

(3)应用氧化还原理论预测物质的化学性质和变化、分析或设计物质转化的路径,揭示了化学变化的规律性和条件性,凸显了氧化还原反应的认识模型的建立与应用,所以本课教学还能承载“模型认知”“变化观念”等素养的培育。

(4)利用氧化还原反应认识模型分析并实现物质转化,解决生产生活中的相关化学问题(如汽车尾气绿色化处理、食品脱氧剂的作用及使用等),从而对“科学态度与社会责任”素养的培育也起到相应的作用。

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