氧化还原反应有效教学分析模型初探_田字格论文

田字格模型——氧化还原反应的有效教学分析模型初探，本文主要内容关键词为：模型论文,田字格论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

在中学阶段的基本概念，基本理论体系中，氧化还原反应及相关知识居于重要的地位，是化学教学的重点和难点。引领学生理解氧化还原反应的概念是学好化学的基础，各个版本的教材，都用了很大的篇幅予以介绍[1]。然而在当前的教学实践中，学生尽管经过多次和较长时间的训练，对氧化还原反应的概念的理解却还是模糊不清。笔者结合教学实际，得出一种有效的教学分析模型。

一、分析模型提出的背景

1.氧化还原反应涵盖的概念较多

氧化还原反应是中学化学的核心知识之一，是联系物质结构、性质、制备、含量分析以及能量转化的纽带，是学生进行科学探究的重要工具，是中学化学课程必须重点建构的重要内容。深入剖析一下，学生要理解氧化还原反应概念，必须对下述7对对立统一的概念（见下表）具有基本认识。

学生一下子接触这么多的抽象概念，多数学生会接受不了，很容易“张冠李戴”混为一谈。进入高中阶段，在教学中老师常常使用以下的分析模型进行讲解，试图为同学提供一个统整相关知识的思维模型。

实践表明这个模型对多数学生来讲仍然是诸多概念的堆砌，在学习中并不能运用它来很好地解决问题。显然，这一部类概念的理解需要一种更直观的模型，以切实帮助学生理解运用。

2.中学生学习氧化还原反应时的症结

调查发现，学生对氧化还原反应本质与特征的理解明显存在误区，并没有形成真正的理解与把握。基本上都是靠背诵口诀元素“化合价升高被氧化，化合价降低被还原”，也就是靠“失升氧，得降还”来机械记忆的，遇到具体问题时就套用口诀去推导，由于概念太抽象，学生对于化合价的升降与氧化还原反应之间难以形成形象化的联系，很容易出现差错。可见，从学生学习的实际来看，确实需要一种新型的、更实用的分析模型，以便于学生理解、运用。

二、分析模型的建立

1.建立分析模型的基本思想

氧化性是指元素得到电子的性质（或能力）；还原性是指失去电子的性质（或能力）。从元素的价态考虑：元素处于高价态时有氧化性，处于低价态时有还原性。基于学生对于化合价的升降与氧化还原反应之间难以形成形象化的联系，笔者尝试在一个田字格中将位置的高低和化合价的高低相对应，将含高价元素物质的化学式填入高位，将含低价元素物质的化学式填入低位，化合价升高就是被氧化，发生氧化反应，化合价降低就是被还原，发生还原反应。如图1所示：

2.分析模型的建立过程示例

我们以氢气还原氧化铜为例来说明氧化还原反应分析模型的建立：

Cu由+2价降为0价，化合价降低，我们将化合价高的CuO写在田字格的左上角，把化合价低的Cu写在田字格的左下角，向下的箭头表示化合价降低；H由0价升高为+1价，化合价升高，我们就把化合价为0的写在田字格的右下角，写在田字格的右上角，向上的箭头表示化合价升高。如图2所示：

可见，左上角的氧化铜得电子，化合价降低，被还原，发生还原反应，氧化铜化合价较高，具有氧化性，是氧化剂，左下角生成的铜是还原产物，具有还原性；右下角的失电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，化合价较低，具有还原性，是还原剂，右上角的水是氧化产物，具有氧化性。

再如二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气

3.分析模型的规范形式

典型的氧化还原反应都是一种元素化合价升高，另一种元素的化合价降低，化合价降低的一对物质填入左侧两格，化合价升高的一对物质填入右侧两格，即建立起分析模型。其中左上角为氧化剂，右上角为氧化产物；左下角为还原产物，右下角为还原剂。

三、分析模型的应用

1.运用模型确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、得失电子，及发生反应的类型

根据各物质在田字格中的位置，直接就可以确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。另外，由箭头的指向也能进行判断。箭头出发的左上角与右下角为反应物，分别是氧化剂与还原剂；箭头指向的左下角与右上角为生成物，分别是还原产物与氧化产物。

根据箭头的指向，还可以判断得失电子及发生氧化反应还是还原反应。左侧箭头向下，表示氧化剂得到电子，被还原，发生还原反应；右侧箭头向上，表示还原剂失去电子，被氧化，发生氧化反应。

2.运用模型比较氧化性、还原性的强弱

一般而言，化合价高的物质具有氧化性，化合价低的物质具有还原性，田字格上两格的物质分别比下两格的物质的化合价高，所以上面的两种物质表现氧化性，下面的两种物质表现还原性。根据氧化还原反应规律，氧化性：氧化剂＞氧化产物，所以上两格的氧化性强弱是左＞右，还原性：还原剂＞还原产物，所以下两格的还原性强弱是右＞左，如图5所示。