化学基本反应原理范文1
关键词：氧化还原反应；学习障碍；策略分析；探究
文章编号：1008-0546（2014）04-0017-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学概念是中学化学知识的最基本的内容之一，想学习好化学，培养一定程度的的探究化学问题的能力，就必须要掌握好化学概念。所以，化学概念的教学是化学教学研究的非常重要课题。《普通高中化学课程标准》就明确指出：高中的化学教师应当注重与初中课程教学的衔接问题，在教学内容的处理上要关注整体性，构建促进学生主动学习的教学情景，积极引导学生参与活动探究，使学生的学习兴趣得以激发。《普通高中化学课程标准》为我们指明了教学方向，即做好初高中化学概念的教学衔接是有效进行高中化学教学的根本。
一、“氧化还原反应”概念学习障碍的分析
“氧化还原反应”和其应用贯穿整个中学化学学科的知识体系中，由于概念比较抽象，学生对“氧化还原反应”的认识和理解存在较大的困难。而另一方面“氧化还原”概念又是中学化学基础理论体系之中十分重要的一部分。氧化还原概念是学生能有效学习元素及其化合物性质的理论基础，同时也是引导学生探究、推断物质性质的重要依据之一，是学生必须学会、必须掌握应用的化学知识。
1. 概念认知的心理内部表征
所谓“氧化还原反应”概念的“难”，是指高一学生在概念学习过程中存在理解困难和名词混淆不清等方面的障碍，从而导致了学习和建构的困难。理解概念就是形成和建构科学合理的概念心理的内部表征，准确地理解概念就意味着形成了正确的内部表征。心理内部表征就是一种心理活动，人们运用形象、文字、符号等多种形式来表示外部的各种信息，并将它们联系成有内在意义的知识结构的认知活动。心理内部表征同时也是一种认知活动的结果，即经过前面的认知活动而在大脑中产生的知识结构。高一学生在初中阶段进行氧化还原反应相关概念的学习，在头脑中建构概念的方面存在很大的差异，有的可获得准确的概念同时形成有效的概念的内部表征，能够将它存储在长时记忆，在问题解决时及时提取和使用。但也有一些学生概念接受困难，表现为不理解或者理解困难。如果学生原有的认知结构能够同化和顺应新概念成为自己知识结构的组成部分，并与其他知识形成密切的关联，则意味着学生“理解”概念；反之，就意味学生不理解概念或者概念理解产生困难。
2. 概念认知本身的微观特征
从化学学科知识本身来看，“氧化还原反应”概念的微观性也导致其“难学”，化学学科的特点之一就是用化学符号从微观层面简明科学地描述宏观现象和变化规律，这种描述的能力也是化学学习重要培养目标之一，例如燃烧、生锈属于宏观层面的现象；分子、原子微粒排列及其运动是微观层面上的现象；元素符号、分子式、结构式和化学方程式是化学符号层面上的形式。但是，研究表明，初中学生在有关化学符号层面上的表征方式很困难。当大部分学生看到“Cu Cu2+”和“Fe2O3+3CO2[=][]Fe+3CO2”等化学符号时，虽然能够对这些现象做宏观上描述，但不却能从微观层面上做出较合理的解释，描述这些符号所隐含的物质结构及“氧化还原反应”概念的属性。笔者通过多年教学发现一部分学生在初中化学课程结束后，仅将化学式看作物质的名称或简写，将化学方程式看作机械的“公式”，有相当一部分学生不能将化学方程式与物质变化的微观实质联系起来，这将妨碍他们深层次地理解“氧化还原反应”。
二、“氧化还原反应”概念在衔接时的教学策略的分析
1. “氧化还原反应”的教学策略
综合分析高一学生在“氧化还原”认知上的上述特征，笔者认为，对于高一学生而言，影响概念学习的最大的障碍来自于两点：一是促进“氧化还原反应”学习积极主动发生的因素——概念价值的认可，即为什么从化合价升降的角度学习氧化还原，它对于我们的学习和研究到底有什么样的意义？二是氧化还原反应概念形成方法的问题？理清了这两个问题，具体的概念问题也就迎刃而解了。
“氧化还原反应”是从元素化合价升降的角度认识化学反应的本质的，所以教学中最关键的一步是将学生的思维导向反应中元素的化合价。从氧化还原反应的学习属性看，它是从化学反应中元素化合价变化的角度认识化学反应本质而形成的概念，是定义性概念。定义性概念的学习过程是学生通过对实例的观察和分析，形成对某一类事物的特征的概括。直接观察不能得到元素的化合价的变化，就需要引导学生在分析多个化学反应中元素化合价变化的基础上，才能构建出氧化还原反应概念。引导学生思维的最有效方法是创设问题情景，激活学生的思维。让学生主动思考探究问题的可能研究方向，再确定从元素化合价升降的角度去进行具体的研究。
2. “氧化还原反应”概念衔接探究学习情景设计（片段）
情景一：“氧化还原反应”概念的引入
创设情景：“魔术表演”
教师演示：蓝瓶子趣味实验
PPT展示：蓝瓶子实验的相关资料
教师点拨：想想看蓝瓶子颜色变化的原因是什么？
学生探究：
PPT揭秘：亚甲蓝又称亚甲基蓝（C16H18ClN3S），是一种暗绿色晶体，在碱性溶液中，蓝色的亚甲基蓝就容易被葡萄糖还原成无色亚甲基白。振荡后，由于溶液与空气接触面积变大，溶液中O2溶解量就增多，O2把亚甲基白氧化为亚甲基蓝，溶液又呈蓝色。静置时，由于有一部分溶解的O2逸出，亚甲基蓝又还原为亚甲基白。重复上述操作，蓝色—无色交替出现。这叫做亚甲基蓝的化学振荡。颜色交替出现是反应体系交替发生还原与氧化反应的结果。
过渡：氧化还原反应是一类非常重要的反应类型，人类在生产、生活乃至人体生命过程的新陈代谢中都离不开氧化还原反应，你还知道生活中有哪些反应是氧化还原反应吗？什么样的反应叫氧化还原反应呢？
情景二：“氧化还原反应”概念的界定
创设情景：PPT展示六张常见化学反应的图片
①铜片在空气中氧化
②氢气还原氧化铜
③铁片与硫酸铜溶液反应
④钠与氯气反应
⑤一氧化碳还原氧化铁
⑥氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应
过渡：请写出相对应的化学方程式，并根据所学知识，多种角度对反应进行分类。
探究活动：
①2Cu+O2[=][]2CuO（化合反应、氧化反应、还原反应）
②H2+ CuO[=][]CuO+H2O（置换反应、氧化反应、还原反应）
③Fe+CuSO4[=]FeSO4+Cu（置换反应、离子反应）
④2Na+Cl2[=][]NaCl（化合反应）
⑤3CO+Fe2O3[=][]2Fe+3CO2（氧化反应、还原反应）
⑥FeCl3+NaOH[=]3NaCl+Fe（OH）3（复分解反应、离子反应）
投影：学生所写化学方程式
探究小结：可见，四种基本反应类型并不能对应所有的化学反应类型。依据不同的分类标准，化学反应还有其他的分类标准。例如，依据在溶液中有无离子反应，可将化学反应分为离子反应和非离子反应。也可以从得氧和失氧的角度将反应分为氧化反应和还原反应。有①②⑤可知氧化、还原反应同时发生，就好像购买商品，有“买”有“卖”。
提问：这些化学反应，还有有哪些共同点和不同点？
教师点拨：从化合价角度
探究活动：反应前后元素化合价是否有变化（在化学方程式中标出变价元素的化合价）
探究小结：
（板书）氧化还原反应的定义：元素化合价发生变化的反应
氧化还原反应的特征：化学反应过程中元素的化合价改变
PPT展示：写出符合下列条件的有关化学方程式，判断其是否是氧化还原反应：
①两种单质化合；两种化合物化合；单质和化合物化合
②有两种生成物的分解反应；有三种生成物的分解反应
③金属单质置换非金属单质；金属单质置换金属单质
④复分解反应
探究活动：用图形表示氧化还原反应与四个基本反应类型的关系
探究小结：置换反应一定是氧化反应；有单质参加的化合反应是氧化还原反应；有单质生成的分解反应是氧化还原反应；复分解反应一定不是氧化还原反应。
情景三：“氧化还原反应”概念的应用
创设情景：钢铁会生锈，人也会“生锈”
探究活动：搜集素材，了解人体疾病、老化与氧化还原反应的关系，以班级为单位办一张题为“如何永葆青春活力”的手抄报。
探究小结：（视频展示）钢铁的腐蚀、工业用电解法制造金属Na、工业合成氨气、接触法制硫酸、氯碱工业；农业生产中绿色植物的光合作用；日常生活中使用的干电池、蓄电池都涉及到“氧化还原反应”。
…………
学生通过上述探究过程，基本理清了“氧化还原反应”概念的特征，在此基础上，通过阅读课本，概念辨析和习题练习等教学环节，达到规范概念表达、建立概念关系、完整概念意义建构的目的。
3. 案例的设计分析
“氧化还原反应”联系到生产、生活及科研领域，在中学教学中有非常重要的地位，同时也是学生较难掌握的内容之一，本设计在教学策略上通过对已有化学知识和日常生活经验的探究，运用真实的化学事实情景，引导学生开展探究性学习获取知识。
情景一的“魔术表演”——有趣的实验将学生引入“氧化还原”的奇妙的空间里，独特的现象，能激发学生进一步学习的，通过探究活动寻找生活中各种各样的氧化还原反应。从而进入了一个丰富的化学世界，揭示了“氧化还原反应”存在的普及性，应用的广泛性，自然激发了学生学习该概念的热切性。
在初中，学生已经从得氧和失氧的角度对“氧化还原反应”有所认识，这对他们构建“氧化还原反应”的概念有正反两方面的影响，因此，笔者认为教师一定要处理好教学进行的程序。情景二的设计就是为了与学生原有的初中知识进行合理的衔接，使“氧化还原反应”这部分知识能来源所知又高于所知，以减轻学生进入高中学校的不适应感，过程中要善于激发学生思维中矛盾点，引出高一学生对“氧化还原反应”进一步的认识。要通过学生自己用图形来表示“氧化还原”与基本反应类型之间的相互关系。通过举例、分析和讨论方程式培养学生宏观物质和微观结构之间的转化，抽象思维和形象思维之间的转化。
情景三提供给学生一个联系生活和开展实践活动的课题，把学习的知识放到实践中提炼和再学习，并将自己的所学变成了一份看得见的成果。让学生辩证地认识和了解“氧化还原反应”给人类带来的危害和防止方法，使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点。
总之，新课程中高中化学教师应树立初高中化学概念衔接的观点，转换化学概念教学的观念，在“氧化还原反应”概念的教学中，应当遵循学生的认识规律，由表及里地层层推进，循序渐进，这样才能激发学生的兴趣，让学生自己思考、推理、判断和概括总结，参与探究活动，这样才有利于学生对“氧化还原反应”概念特征的理解与掌握。在教学过程中，要注意“氧化还原反应”概念的发展，同时结合元素化合物知识，逐渐迁移和深化，在探究活动时及时归纳小结，才能让学生把握重点，提升学习能力。
参考文献
化学基本反应原理范文2
本节教材包括：化学反应的类型、氧化还原反应、氧化剂与还原剂三部分，主要从化合价的升降、电子的转移讨论氧化还原反应。
"氧化还原反应原教材穿插在第一章"卤素"中学习，新旧教材这部分的要求基本一致，但比起原教材来，新教材有三个特色：
1、结构合理：新教材从研究燃烧出发，导入氧化还原，先由复习初中所学的四种基本类型入手，对照Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2类属判断的矛盾导出氧化还原，顺理成章。全节拟成三个相互联系的问题，纲目清晰。
2、表述生动：用拟人漫画形象生动的表述概念，激发兴趣，便于理解。
3、联系实际：列举生产、生活中对人类有益或有害的氧化还原反应。
教学目标
知识目标：(1)以价态升降和电子转移的观点理解氧化还原反应，氧化剂、还原剂的概念。
(2)了解初中所学的基本反应类型与氧化还原不同分类的关系。
(3)会用"双线桥"式表示基本的氧化还原方程式。
能力目标：通过判断一个反应是否是氧化还原，谁是氧化剂、还原剂，培养学生的逻辑思维能力。
情感目标：培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。
课时分配
3课时：(1)学习"一、二";(2)学习"三"，练习写"双线桥"反应式;(3)课堂小结，课堂训练及作业评析、补偿。
教学设计
1、化合价的升降、电子的转移
教学内容要点教与学活动建议
一、化学反应类型
初中化学学习了化学反应分类共有：
1、根据反应物与生成物的种数、类别分：
基本类型：化合：A+B=AB
分解：AB=A+B
置换：A+BC=AC+B
复分解：AB+CD=AD+CB
2、根据反应物得失氧分：
氧化：物质得到氧
还原：物质失去氧
3、判断反应属于何类型：
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO
CuO+H2===Cu+H2O
二、氧化还原反应：
1、实验分析：
实例：CuO+H2=Cu+H2O
从得失氧分析：失氧得氧
从升降价分析：降价升价
电子转移分析：得e失e
反应结论：还原反应氧化反应
------------
同时发生，称为氧化还原反应
2、概念迁移：
用价态升降和电子转移的观点判断没有得失氧的反应。
(1)电子完全得失：2Na+Cl2===2NaCl
(2)电子对偏移：H2+Cl2===2HCl
得出氧化还原的本质定义：
凡是有电子转移(得失、偏移)的反应。
3、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
三、氧化剂和还原剂
1、实例分析：
CuO+H2=Cu+H2O
还原反应氧化反应
被还原被氧化
氧化剂还原剂
得电子物质失电子物质
------------------------
从反应物中找
2、用"双线桥式"表示氧化还原反应
联系生活生产实际，了解氧化还原反应对人类社会的利弊。询问学生回顾初中化学知识引入：
1、初中化学学习过那些类型?各有何特点?(引出左列各基本类型的特征)
2、从得失氧的角度还学习过那些类型?(以CuO与H2的反应为例，它属于何类型?)
3、Fe2O3和CO的反应属于什么基本类型?(激发学生思维中的矛盾点，引出氧化还原反应进一步的认识)
由学生按照左列(1)-(3)的三个层次分析，得出氧化还原反应的结论。指出;从价态变化和电子转移观点来分析化学反应。
可以扩展到对许多没有氧参加的化学变化实质的认识.
(引出Na与Cl2，H2与Cl2反应)
最好能运用电教手段将课本图1-2，1-5，1-8改成动画，配合分析各概念放映。
学生以左列两反应为例，分析Na、H2发生氧化反应，Cl2发生反应。也可扩充至其他实例。
教师提示学生全面理解：电子转移包括电子的偏移和电子的得失
由学生说出课本图1-7的含义，以明确氧化还原与基本类型的关系。
进一步引导学生分析"还原反应-被还原-氧化剂"和"氧化反应-被氧化-还原剂"的内联系
(配合课本图1-8的动画分析)
归纳小结：师生共同讨论。
综合得出如下的氧化还原反应对立统一关系的两根推断线：
实质判断依据元素变化反应物称为反应物性质
化学基本反应原理范文3
关键词：铜锌原电池；原电池模型；局限性；教学建议；化学教学
文章编号：1005C6629（2017）1C0016C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
“原电池”是高中化学的核心概念，也是电化学的基础，与生产、生活有着密切联系。对于这部分学习，不仅要基于相关物质的性质、氧化还原反应、电解质、离子反应、能量变化等知识的综合理解和运用[1]，还涉及物理学中电流产生的原因，电势差等知识。初学阶段，就要求学生能够对原电池的宏观现象进行微观、抽象的解释；随着学习的深入，原电池的种类越来越多，涉及的理论也更加抽象。在实际教学中，铜锌原电池常作为学生对原电池的第一认知模型，认为“原电池由活泼性不同的电极材料、电解质溶液、导线构成”（负极反应为Zn-2e-=Zn2+；正O反应H++2e-=H2），这极易引发学生对于原电池模型及其工作原理的错误理解。例如，学生通常认为两极一定为活泼性不同的材料，而较活泼的材料必为负极。甚至有学生认为电极材料的差异是原电池产生电势差的本质原因。由此可见，学生对于原电池模型及其工作原理的理解存在大量的迷思概念。笔者通过实证研究的方式调查学生对于电极材料、电流产生原因、工作原理等内容的理解，分析学生对于原电池模型及工作原理理解的症结所在。笔者尝试建构有助于学生对于原电池工作原理深入理解的通用模型，并提出相应的教学建议，以期为完善原电池内容的教学现状带来教益。
1 铜锌原电池作为原电池基本模型的局限性
1.1 不具备原电池工作原理的普适性
铜锌原电池相对简单，新旧教材和大部分的教学也都将其作为学生对原电池的第一认识模型，这种由浅入深的教学方式不可否认存在一定的优点，但同时也对于学生错误概念的产生埋下了隐患。
首先，铜锌原电池的两个电极材料不同，但并非所有的原电池都要求两个不同的电极材料，比如燃料电池。其次，大都认为电势差是由两个不同的电极材料产生。由于锌的失电子能力比铜的强，导致锌的周围电子相对富集。金属的性质越活泼其电极电势就越低，当连接两个电极时，电子就从电势低的锌这一极向电势高的铜这一极移动[2]。但电势差的产生绝非仅来自两个不同的电极材料，还可以由氧化还原反应的两个半反应电对以及溶液中电荷的不均匀分布产生。比如氢氧燃料电池的两个电极材料相同，其液接电势一样，此时提供电势差的是氢气和氧气发生氧化还原反应的两个半反应电对[3]。溶液中电荷的不均匀分布引起阴、阳离子的定向移动。
再者，较活泼的锌做负极，较不活泼的铜做正极。学生在大量题海训练时，如果学生没有掌握原电池的本质，往往会认为较活泼的一极必是负极，而忽略离子导体的影响。比如铁铜做电极材料，电解质溶液分别为稀硫酸和浓硫酸的两个原电池，总的氧化还原反应不同，正负极也恰好相反。因为，前者是铁和稀硫酸的反应，铁是负极；后者是铜和浓硫酸的反应，铁则成了正极。
此外，锌这一极既做载体又参与电极反应，而铜这一极仅充当载体。因此学生往往认为负极的电极材料就一定参加电极反应，而正极材料就一定不能参加。事实上，对于原电池来说，如果氧化剂和还原剂可以充当电极材料则优先考虑；若不能，再考虑其他的材料，但选择的电极材料不能影响总反应。
1.2 导致师生对原电池工作原理的认知困境
近年来原电池相关的考题越来越灵活，原电池也更加的抽象。在此情境下，如何让学生对原电池的原理有更深层次的认识，能够促进学生思维的多元发展，自主建构原电池的通用模型，就显得尤为重要。
首先，教材以铜锌原电池引入，导致各种参考用书及教辅资料大都在铜锌原电池的基础上总结原电池的构成条件：即两个活泼性不同的金属或者金属与可导电的其他物质；电解质溶液；闭合回路；自发进行的氧化还原反应。但当学生学习氢氧燃料电池时就会产生困惑，它为何是两个相同的电极材料，一些师生错误地将其当作原电池中的特例。
其次，学生学习铜锌原电池的一大障碍是难以理解电子为何从锌流向铜，使得氧化反应和还原反应分别在两极上发生。多数教师归因于锌的活泼性强于铜，从而导致学生认为电子的移动需要有两个活性不同的电极。事实上，这里涉及电势差产生的最根本的原因，即氧化还原反应的两个半反应电对之间的电势不同。
此外，铜锌原电池仅是众多原电池中的一种，师生易将其作为原电池的“标本”，从而产生错误的认知。比如电极材料是否发生反应，并非都像铜锌原电池一样，要求一极参加反应而一极不反应，还可以两个电极材料均参与反应，也可以均不参与反应。
2 学生对原电池理解的实证研究
为了进一步了解课堂观察与访谈得到的原电池教学困境，笔者针对北京市某示范高中高一实验班的158名学生进行纸笔测试，收回有效测试卷156份，有效率为98.7%。问题主要涉及三个方面：学生对电极材料的理解、对原电池反应的理解、对原电池工作原理的理解。为了保证研究的有效性，该测试在集中的时间段内进行。
2.1 学生对电极材料的理解：大部分学生错误地认为“电极材料必然活泼性不同”
为了考察学生对电极材料的理解，笔者设计了“原电池中一定是较活泼的电极做负极”、“原电池中两个电极材料一定是活泼性不同的”两道题，让学生进行判断并解释说明。具体结果如表1所示。
从表1可以看出，有75.6%的学生能正确判断“在原电池中不一定是较活泼的电极做负极”，通过原因分析发现，学生的解释可以分为三个层面。其一，凭感觉作判断，没有提供任何合理的解释，这类学生较少。其二，多数学生以举反例的方式做判断。有55%的学生将燃料电池作为反例，认为“两个电极可以是一样的，如碳棒”；另有15%的学生认为较不活泼金属也可以作负极，比如Zn-Al-浓HNO3构成的原电池。其三，通过分析原电池的本质得出正确结论，仅占3.1%。这部分学生明确地指出“只要看氧化还原反应中哪一极发生氧化反应，其就做负极”。
由于绝大部分学生并未从本质的角度来理解，有71.8%的学生坚定地认为“原电池的两个电极材料一定是活泼性不同的”，其理由是“要想发生电子的转移，电极必须不同”。
2.2 学生对电流产生原因的理解：大部分学生不能认识原电池中电势差产生的本质原因
为了考察学生对原电池反应的理解，笔者设计了以下问题：从电子移动的角度分析“原电池中的氧化还原反应为何在两极发生”，从离子在离子导体中移动的角度分析“原电池中阴、阳离子分别向哪一极移动”，并解释说明。
学生大都能准确地说出：电子是由负极出发经过导线流向正极，阴离子往负极移动，阳离子往正极移动。但对于电子为何这样移动，少数学生能从电势差的角度分析，但对于电势差的理解局限于不同的电极材料产生的电极电势不同；仅有极个别学生认为“电极材料既可做电极反应物，又可做反应的载体，比如氢氧燃料电池”，能认识到电势差产生的最根本原因即氧化还原反应的两个半反应电对之间的电势不同。
2.3 学生对原电池工作原理的理解：局限于铜锌原电池模型
通过测试发现，很少有学生能分清楚电极材料、电极反应、电解质溶液三者之间的关系。多数学生依据铜锌原电池去分析它们之间的关系，局限地认为：负极电极材料一定和电解质溶液发生氧化反应，变成阳离子进入溶液，正极则是溶液中的离子得电子发生还原反应，而且必须用导线连接形成闭合回路。具体分析见表2。
原电池的内容相对抽象，理论性和综合性又强，学生只能通过逻辑推理和想象，无法通过直观的实验现象来理解原电池的工作原理，学生从微观上理解微粒的移动和所发生的反应。
3 促进学生有效认知原电池的教学建议
课程标准对原电池的教学提出了以下的要求[4]：能够举例说明化学能与电能的关系；经历化学能转化为电能的探究过程，了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。然而通过理论分析及实证研究发现学生对原电池的理解很大程度上受到铜锌原电池的干扰。教材中缺少对电极的说明，学生易将电极材料和电极反应物混为一谈，如果把铜锌原电池作为第一认知模型，并由此总结原电池的构成条件，容易导致学生产生一些错误的认知。
因此教师如何帮助学生建构原电池通用模型就显得非常重要，只用铜锌原电池去建构学生对原电池的认知模型显然是不够的，甚至是有害的。笔者基于对原电池系统的整体分析，设计了“两个电极材料均不参与反应”、“一个电极材料参与反应”、“两个电极均参与反应”的原电池认知教学方案。具体的典型案例见表3。
在教W中首先通过火力发电效率低，引入火力发电的实质是想通过化石燃料燃烧最终实现向电能的转化，由此引发学生思考：化学能通过什么途径释放出来？又如何能将化学能转化为电能？通过问题线索引发学生思考，引导学生逐步认识氧化还原反应与电荷移动的关系。在深入分析的基础上得出，化学能向电能的转化需要有电子的定向移动，需要提供电子的装置和接受电子的装置。如何实现氧化还原反应中电子的定向移动，引出还原剂提供电子，氧化剂接收电子，两极之间连接电子导体（如导线或者直接接触）以及离子导体（电解质溶液或熔融电解质等）从而形成闭合的回路。学生在思考中逐步构建基本模型：两极的反应物、两极的电极材料、电子导体、离子导体。基于此，在依次分析“两个电极材料均不参与反应”的氢氧燃料电池、“一个电极材料参与反应”的铜锌原电池、“两个电极均参与反应”的铅蓄电池后，接下来从电极材料、电极反应、原电池工作原理三个方面分别阐释。
3.1 对电极材料和电极反应物的探讨
如上所述，根据电极材料是否参加反应，可分为三类。首先讨论氢氧燃料电池，引导学生分析其中的总反应，确定还原剂和氧化剂。装置的作用使得反应不再需要点燃引发就可以直接进行，其中电极反应物分别是通入的H2和O2，电极材料是两个相同的石墨。氢气做还原剂发生氧化反应，氧气做氧化剂发生还原反应。两个相同的电极材料提供反应发生的场所，但均不参加反应。其次，对铜锌原电池进行分析，在思考总反应的基础上分析电极材料，锌既做电极反应物，又提供反应场所；铜与稀硫酸不反应，仅充当载体。最后，分析“两个电极均参与反应”的铅蓄电池，在给出其装置和总反应方程式的基础上，探讨两个电极材料均参与反应，铅在负极被氧化，既做电极材料，又参与反应；同样氧化铅在正极被还原，既做电极材料，又参与反应。
3.2 对电流产生原因的探究
在教师提供电势差资料的基础上，学生分析三种类型原电池的电势差产生的来源，引导学生分析电子导体中的电子移动及离子导体中离子的运动。首先对氢氧燃料电池进一步分析，两个电极材料相同，它们之间不存在电势差。但是通入的氢气在界面上有发生氧化反应的趋势、电子相对富集；通过氧气的这一极有得电子的趋势，使得电子从电势低的负极通过导线向正极移动。电子在输送的过程中，氢气不断地失电子，不断有氢离子进入溶液，氧气这一极则源源不断地得到电子发生氧化反应。
3.3 对原电池工作原理的整体把握
整个设计是基于电极材料是否参与电极反应，原电池是自发的氧化还原反应提供电势差，使得电流得以产生而展开。在对三类原电池案例分析的基础上，开展学生活动，以粘贴纸的形式更换电极材料、电极反应物，以及电子导体、离子导体的方式，让学生明白无论什么类型的原电池，其构成的基本要素必须有：两个电极材料、两个电极反应物、离子导体和电子导体[6]，只不过同一极的电极材料和电极反应物可以相同也可以不同，从而建立原电池认知的通用模型，以期消除以铜锌原电池作为第一认知模型带来的教学困境，具体如图1所示。
在上述通用模型中，一方面以“问号”引发学生对原电池的电极材料与电极反应物之间的关系进行思考。对于铅蓄电池，电极反应物即电极材料本身，此时电极材料Pb和PbO2均“=”电极反应物。有些则不然，如氢氧燃料电池的两个铂电极均“≠”电极反应物H2和O2。因此，通用模型以“电极材料”、“等号”、“不等号”等内容替换铜锌原电池中的“铜”和“锌”，在一定程度上增强了原电池模型的普适性。另一方面，电子和离子在电势差的作用下，定向移动至原电池的两极。图中“箭头”表示电子导体中电子由负极移到正极，离子导体中离子向负极移动，阳离子向正极移动。自发进行的氧化还原反应是产生电势差推动电子或离子定向移动的本质原因。在铜锌原电池模型中，学生无法对电势差究竟产生于电极材料还是电极反应做出有效判断。而在通用模型中，“问号”、“电极材料”、“等号”、“不等号”、“箭头”等符号将抽象的概念原理进行形象化，让学生有效地建构了对“原电池”的深度认知。
参考文献：
[1]姜丽莉.高中生原电池错误概念的诊断及教学对策[J].教学仪器与实验，2015，（31）：3～6.
[2]周庆华.对原电池工作原理的探讨[J].化学教学，2016，（1）：23～25.
[3]张玲，陈磊磊.有关原电池的概念及原理[J].化学教学，2010，（4）：1～4.
[4]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S]北京：人民教育出版社，2003：9～20.
化学基本反应原理范文4
关键词：用教材；继承；发展
【中图分类号】G633.8
正文
基础教育课程和教学改革提出了"用教材教而不是教教材"的新理念，这就揭示了教师在使用教材的过程中的灵活性和自主性。教材是为了教师达到课程目标而使用的教学材料，是课程资源的组成部分。教材不是课程的全部，更不是对教师教学行为的根本性限制，也就是说教师在教学过程中是用教材教，而不是完全局限于教材本身。如果教师在教学过程中教材处理不当，如衔接不紧凑、过渡不自然、知识太凌乱、问题欠深度、举例没有广度等，就无法实现良好的教学效果，那么在教学过程中正确处理教材就显得非常重要。本文以高中化学（人教版）必修1中的《氧化还原反应》为例，谈谈在知识体系方面、在教材内容的衔接方面、在重点难点的突破方面、在教学时间分配方面应把握的四个关系。
一、在知识体系方面要把握继承与发展的关系
知识本身是一个整体，分为许多门类或者体系是为了学习和使用更方便。不同学科之间，或者同一学科的不同体系之间，或者同一体系的不同知识点之间，总是相通或关联的。这为旧知识的应用创造了机会，又为新知识的学习提供了方便。高中化学将氧化还原反应这一部分内容安排在高一第一学期，就是建立在初中化学的基本反应类型、氧化反应、还原反应等知识基础上的。教材的编排让我们明确了继承与发展的密切联系，继承的目的是为了发展，发展的动力来源于继承，这是一种从整体发展的角度来处理的方法。 让学生知道旧知识已不能解决新问题，以前学到的知识还有待发展和完善。他急需知道新的解决办法到底是怎么样的，求知欲望受到激发，这就顺理成章地导入了新课题。
二、在教材内容的衔接方面要把握呈现与发现的关系
根据不同教学内容采取不同的教学措施，只要运用得当，有时呈现学习也会收到很好的效果。比如氧化还原反应的概念，教学时我首先告诉学生，给事物分类是科学研究的常用方法。分类标准不同时，分出的类别也会不同，例如给人分类，可以有年龄、性别、民族、国籍等多个标准，分出青年和老年、男和女、汉族和回族、中国人和美国人等类别。然后转到化学反应的分类，它也有多个标准。除了根据反应形式、得氧失氧分类外，根据化合价升降也是常用的分类标准，由此可将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应两大类，其中有元素化合价升降的反应就是氧化还原反应，并举了两个常见的例子。然后，我让学生讨论氧化还原反应与基本反应类型的关系，结果大部分学生都能弄清它们之间的关系。这说明直接呈现的知识并非不能掌握。
在教学氧化还原和化合价升降的对应关系时，我却采用了探究发现的方法，列举了三个反应式：
①CuOH2=Cu+H2O ； ②2CuO+C=2Cu+CO2
③H2O+C=H2+CO
先从得氧失氧的角度弄清被氧化、被还原的物质，再考察其中元素化合价的变化情况，归纳出氧化反应、还原反应与化合价升降的对应关系，最后得出氧化反应和还原反应的新定义。这种做法既符合以旧带新的认知程序，又体现了运用旧知识学习新知识的方法培养，从而避免了因概念相近而容易造成的混乱，降低了学习的难度。
三、在重点难点的突破方面要把握分散与整合的关系
氧化还原反应是中学化学知识的重点、也是难点，教材是按基本概念、氧化还原反应方程式的配平、电化学三部分在不同章节分散介绍的，这又是教材本身对教学的一个示范。教学本节时，我并没有按教材内容依次进行，而是将本章序言、氧化还原反应的概念及两个讨论组合为1课时，将氧化还原反应与化合价升降的对应关系、氧化还原反应方程式的分析方法及氧化剂和还原剂的概念组合为1课时，将补充内容、小结内容及氧化还原反应的归纳小结组合为1课时。在教学用化合价升降法分析氧化还原反应方程式的时候，我让学生探讨化合价升高与降低的总数之间的关系，从而得出氧化还原反应中电子得失守恒的规律，为后面氧化还原反应方程式配平的教学埋下伏笔；在了解了氧化还原反应的实质后，我顺便列举了原电池、电解、电镀等实例，让学生认识到关于氧化还原反应的知识远不止这些，既增强了进一步探索的欲望，又对氧化还原反应有了一个比较系统的了解。
缺乏分散，学习内容太集中会让学生不堪重负；适时整合，知识才会有条理，学生学习起来容易把握方向。
四、在教学时间分配方面要把握补充与舍弃的关系
教材选择的内容及呈现方式，既要符合大多数人的认知规律，又要照顾知识体系的完整性。由于学生、教师、教学目标等方面都存在差异，同一内容对于不同的教学对象会有不同的价值，因此对不同教学内容的教学时间上进行适当取舍便在情理之中。我这里讲的舍弃，不是舍弃内容，而是将一些学生容易理解的内容让学生自主学习、从而节省一些上课时间来组织学生对一些难于理解的内容进行讨论，这样才符合因材施教的原则。
教学本节内容时，我把教材上对于基本反应类型的列表简单讲解，这一部分内容对于大多数基础好一些的同学来说没有必要花过多时间去消化。而在氧化剂和还原剂的概念后补充了氧化产物和还原产物的概念，还补充讨论了比较氧化性和还原性强弱的常用方法。这些概念和方法在有关氧化还原反应的问题中经常用到，并且在教材上没有详细的说明，所以现在提出来是很有必要的。但只要求初步理解，而要熟练掌握和应用则需要在以后的学习中逐步实现。
适当舍弃和补充才能体现以学生为主体、教师为主导的教学原则，才会让不同层次的学生都得到充分发展。
以上四个方面说明了教师对教材的处理原则，其中继承与发展是关键，也是根本。只有很好的做到了继承与发展，教材的处理才不会使教学偏离正常轨道，才能很好的完成教学任务、实现教学目标。当然教材处理的原则不止这些，以上是本人在新课程培训学习中结合日常化学教学活动所谈的一些认识和体会，主要的是对教材处理的重要性的认识。教材的处理既是一种教学方法，也是一种教学态度，更是一门教学艺术。方法因人而异，艺术又有自身的规律，教师如果跳不出教材的束缚，局限于教材本身，就会直接影响教学效果。即使对教材很熟悉，我们也要对教材进行适当的处理、用好教材，才不会导致我们面对不同学生时处于僵化状态、违背因材施教的原则。
参考文献：
化学基本反应原理范文5
本届学生化学基础也比较弱，学生的学习自觉性还比较的差，学习气氛不够好，学习的信心不足，还需要耐心的给予引导和鼓励。
二、教材内容的基本分析及删、补意见。
《化学反应原理》内容是最基本的化学反应原理，包括反应速率、反应方向及限度等问题。从理论的高度认识酸、碱和盐的本质及其在溶液中的反应。化学反应与能量的关系是以反应热与反应物的物质的量的定量关系为主。化学能和电能的相互转化为基础的电化学过程和装置是富有时代气息和应用广泛的领域。
三、教学任务与目标。
化学这学期主要开设《化学反应原理》和《实验化学》，学生通过学习初步认识基本的化学反应原理，并能运用原理解决一些简单的实际问题。
四、主要措施和教学方法。
1：运用直观教学手段，创设良好的学习情景，如展示实物，采用图像、表格、多媒体课件、录象等进行教学。
2：理论联系实际，培养学习兴趣。如在讲“化学反应速率和化学平衡”主题中，可联系合成氨和工业制硫酸等化工生产条件的选择、催化剂的特点研究等内容。
3：精心设计问题情景，发展学生探究能力。
五、教学改革设想。
针对学生基础薄弱的因素，教学中抓好基础教学，扎实基础，培养学生的学习信心和学习兴趣，在此基础上培养一定的化学尖子。
化学教学教育工作计划本学期，根据省市教育主管部门的要求，化学主要学习选修内容中的《化学反应原理》和《化学与生活》，经全组老师讨论，制定教学计划如下：
一、教材地位与作用
《化学反应原理》是化学选修模块中选修四的内容，化学反应原理是化学反应中的基本原理，是在化学必修一和必修二的基础上的延伸和拓展，是核心化学知识，是为学生以后深入学习化学的必备知识，是选修中的必修，各地都选学了该内容（理科生），是高考必考内容之一。另外它与社会。生产。生活紧密联系，对提高学生的科学素养有很大帮助。《化学与生活》是文科生学习化学的选修内容，本模块重点介绍生活中常见的化学知识，目的是提高学生的科学素养，课程标准将该模块规定为2学分，修完才能顺利毕业。
二、指导思想
深入学习新课程改革的理念，认真领会新课程改革的精神，明确当前基础教育改革的方向，全面推进素质教育。
转变教学观念，更新知识结构，全面提高教师自身素质和教学水平，狠抓教学常规，开展模块教学课堂研究，深化课堂教学改革。确立“以生为本”的教学理念，致力于为学生的全面发展和可持续发展服务，转变教学方式，做到以学生为主体，教师为主导，倡导自主。合作。探究为主的学习方式，培养学生的科学态度。科学学习方法。创新精神和实践能力。
在学校有关部门的正确领导下，以“团结。务实。创新。进取”的团队精神为引领，加强组内合作交流，聚大家智慧，严格落实本学年化学教学计划，共同完成学校和年级下达给我们的计划和任务。
三、教学进度计划
第一周、化学反应与能量变化、燃烧热、能源
第二周、化学反应热的计算
第三周、《化学反应与能量》的小结与单元检测
第四周、化学反应速率、影响化学反应速率的因素
第五周、国庆放假、化学平衡
第六周、化学平衡
第七周、化学反应进行的方向
第八周、《化学反应速率和化学平衡》的小结与单元检测
第九周、期中测试
第十周、弱电解质的电离
第十一周、水的电离和溶液的酸碱性
第十二周、盐类的水解
第十三周、难溶电解质的溶解平衡
第十四周、《水溶液中的离子平衡》的小结和单元检测
第十五周、原电池
第十六周、化学电源、电解池
第十七周、电解池
第十八周、金属的电化学腐蚀与防护
第十九周、元旦放假、复习
第二十周、复习、期末考试
化学教学教育工作计划一、教学目的
1、严格按照教学大纲要求，准确把握教材的重点、难点、关键，使学生掌握好教材规定的基础知识和基本技能，努力提高教学质量，上学期化学教学计划。
2、在课堂教学中加强学法指导，在上一学期的基础上，进一步提高学生的阅读、理解能力和自学能力，提高学生的分析、综合、推理的逻辑思维能力，训练学生分析问题、解决问题的科学思维方法。
二、教学任务
1、理科选修班完成选修的教学任务，文科选修班完成选修的教学任务。
2、使学生掌握化学反应速率和化学平衡的概念，理解影响化学反应速率和化学平衡的因素。
3、理解电解质的电离平衡，理解盐类水解的原理，了解盐溶液的酸碱性，掌握酸碱中和滴定的原理和方法。
4、掌握电化学的基本原理。
三、教学措施
1、尽快熟悉学生，了解学生的学习状况
2、多做学生工作，要经常找学生谈心。
3、改进教学方法，多采用讨论启发探究实验探讨等方法，活跃学生学习气氛，提高学习兴趣，教学工作计划《上学期化学教学计划》。
4、面向全体学生，注意各层次的学生基础、。
化学基本反应原理范文6
【关键词】绿色化学；有机合成实验；教育
一、引言
随着社会的发展与进步，人类面临巨大的环境问题，可持续发展非常重要。绿色化学的观念符合人类可持续发展的要求，近十年来发展迅速。绿色化学涉及有机合成、工业催化、分析化学、生物化学等领域与学科，其中有机合成对于人类具有不可估量的意义。从早期的有机试剂、药物、塑料到近代的维生素、激素、色素、抗生素、高分子材料以及各种具有特殊性能的现代材料都是有机合成的产物，当今国计民生的各个方面都离不开有机合成产品。在有机合成中应用绿色化学的思想，能够节约资源并防止环境污染，从根本上改变传统的有机合成理念。
二、有机合成教学现状
我国大学教育不断发展，各高等院校化学系专业划分得更细，培养人才的综合素质更高。高等院校的有机合成课程是化学、生物、药学等专业的专业必修课之一，是最能体现绿色化学思想的一门课程。1998年中国科技大学首先把绿色化学单独作为一门课程[1]，现在开设绿色化学课程的高校越来越多，但是作为绿色化学课程最重要组成部分的绿色有机合成化学的教学发展缓慢。目前大多高等院校使用的教材没有根本性的改革，依然使用在传统教材基础上改版的教材，缺少绿色化学的思想。现行各种教材反映的内容只是从有机合成的合理性、简便性方面考虑，并没有注意反应的原料、催化剂、溶剂和最终产品是否无毒无害，反应过程中的废弃物是否尽可能少等绿色化学原则。Anastas等[2]提出12条关于绿色化学的原则，用来评价实验过程、生产过程、最终产物是否绿色，其中最基本的原则就是原子经济性原则；采用无公害的原料；无公害的反应条件；终产物环境友好。绿色化的有机合成化学教学正是我国教育发展最需要的教学，在教学中贯穿绿色化学的思想，让每个学生都有绿色化学与可持续发展的概念。绿色化学新技术在教学中的应用，能培养适合我国发展现状的绿色化学工作者，并为以后我国的可持续发展输送高素质的人才。
三、有机合成绿色化教学的策略
（一）贯穿原子经济性原则
在有机合成课程课堂教学过程中，会讲到许多基本有机反应，这时就应该培养学生绿色化学的思想，首先要在基本的合成反应中体现原子经济性原则。原子经济性就是反应分子中的原子全部进入最终产品，没有任何副产物[3]。原子经济性与有机合成反应产率不同，产率是目标反应产物的生成量和原料中某一组分加入量的比值。当原料和产物由几个组分组成时，某一产品的产率再高，它仍存在其它副产品，没有达到废物“零排放”的要求。例如，Wittig反应产率较高，一般可达80%以上，但Wittig试剂的较少部分被利用到产物中，其余都成为副产物。所以，Wittig反应的原子利用率低，原子经济性很差。可见，应使用产率和原子经济性两个概念作为评估标准，才能实现更“绿色化”，更有效的化学合成反应。
有机反应中最常见的主要包括4类：重排反应，取代反应、消除反应和加成反应等，重排反应和加成反应基本属于原子经济反应，而有些反应，如取代反应和消除反应的原子经济性则不一定高，另外，成键周环反应，如Diels-Alder反应，[2+2]、[3+2]环加成反应属于原子经济性的，而氧化-还原反应类型很多，不能用“原子经济性”来衡量，只是化学氧化还原反应一般有毒，而电氧化-还原反应对环境更友好。除了对这些学过的反应进行归纳总结外，还可向同学们介绍一些绿色新反应，如：Ene反应（双烯合成）类似Diels-Alder反应，反应通式为：
X=Y=C=C，C=O，C=S，N=O，N=N等。
金属复分解反应（RCM 反应）是一种过渡金属催化反应，反应通式为：
R=芳香基、烷基、芳香杂环；
R1=H，COOR，烷基
X=O，NCOOR，NTs，NSO2PH
DO（DEt）2，SO2PH，SO3PH，SOPH
EWG=吸电子基，如-COR，-CHO，-CN，-COOR
以上的各反应都是绿色化学的基本反应，在讲课的过程中就应该贯穿绿色化学的基本思想，让学生在对比中明白绿色化学的概念，让学生在今后的工作学习中都有绿色化学的概念，在合成某些产品时尽量用原子经济性来衡量整个反应过程。
（二）原料与产物无公害
1.尽量用无毒无害的原料
绿色化学基本原则中包括原料无公害，在设计有机合成实验时就应该寻找安全有效的反应原料，进而得到功效卓著而无毒无害的产品。例如：合成聚氨酯时，传统的方法一般要采用光气作为原料，而光气是可致命的剧毒气体。新的绿色化学合成方法则完全不使用光气，不仅消除了剧毒原料光气的使用，并且反应产生的副产物是水，对环境无污染，同时解决了两方面的问题，整个聚氨酯合成的实验更加接近绿色化学。
如：亚氨基二乙酸二钠的合成也可以改变原料，避免使用甲醛、氢氰酸紫等剧毒原料。
NH3+2HCHO+2HCN NCCH2NHCH2CN
由以上反应方程式可以看出，传统方法合成亚氨基二乙酸二钠的步骤要繁琐，要用到HCHO、HCN剧毒物质，还要用到NH3，并且产物不能转化完全，对环境的污染较大。新的合成方法简单，只需要在铜催化剂的条件下就能直接合成出亚氨基二乙酸二钠，副产物是H2，对环境的污染也较小。在讲课过程中可以将多种有机合成方法进行对比分析，找出最符合绿色化学标准的合成原料与产物，让学生充分的理解绿色化学的基本原则。在学生动手实践的过程中，要应用最绿色的有机合成方法，降低实验室对环境的污染与对学生身体的危害。
2.利用可再生资源为原料
在实验室教学过程中，利用可再生的原料可以减少对环境的污染并符合经济与环境的可持续发展。例如：用氧化法合成己二酸（ADA），传统方法合成已二酸的实验通常用致癌物质苯或苯酚作原料，在原料上就不符合绿色化学的标准，对学生的身体健康有一定的危害。新的合成工艺可以直接用葡萄糖合成出，并且葡萄糖能够通过植物的光合作用直接得到，使原料的成本降低，并且合成的工艺简化对环境污染减少。这种符合绿色化学标准的新合成方法可以应用在有机化学实验教学中。
3.设计更安全的产品
有机合成实验的设计阶段就应该考虑合成出产物是否有毒，尽量通过通过改变和修饰有毒物质的结构，消除其“致毒反应”[4]。例如：联苯胺是很好的染料中间体，但具有极强的致癌作用，可以对其分子结构加以改造，变为二乙基联苯胺，既保持了染料的功能，又消除了致癌性。
在设计具有特定功能的化学产品时，还应考虑它能否降解，要使其降解，也可通过在分子结构中入特殊功能团来促使其降解。通过水解或者光解使大分子结构变成可以生物降解的基团。
（三）研究安全有效的反应条件
在有机合成的基本反应中，除了考虑反应原料及产物的绿色化外，还要注意反应过程中所用的催化剂和溶剂的绿色化。通过催化剂与溶剂的改变，改善整个反应条件，使整个合成反应安全有效。
1.寻找安全有效的催化剂
在常见的有机合成反应中所用的催化剂大多为硫酸、三氯化铝，三氟化石朋等酸性催化剂，这类酸催化反应都是在均相条件下进行，对设备腐蚀作用大，并且容易形成酸雾、废酸液污染环境，危害人体健康。目前解决的方法是使酸催化剂负载化或均相催化剂的多相化。在工业中可以采用的方法是用固体酸如酸性白土、混合氯化物、分子筛等代替液体酸，尽量减少酸雾的形成，并且通过一定的方法对固体酸回收，用该催化剂取代传统的三氯化铝，催化剂用量降为原来的1/10，废弃物氯化氢的排放量减少了3/4，而产率增大到了70%。
2.寻找安全有效的反应介质
传统的反应介质大都是有毒的有机溶剂二氯甲烷，乙腈，甲醇等不仅危害人体健康，而且对环境污染严重。超临界流体（SCF）特别是超临界二氧化碳（scCO2），超临界（SCW，scCO2）以及水作溶剂；符合绿色化学的要求，有不少反应已大量使用此介质，Pinacol（频那醇）零排反应原在液相中需要强酸作催化剂，而且催化剂的寿命较短，反应速度和选择性很低，现在此条件下超临界水中不加任何催化剂下反应，速度比蒸馏条件下快100倍。Cannizzaro反应在传统的工业生产反应条件中需使用大量的碱作催化剂，后处理步骤多，且产物纯度较差。
四、结论
总之，有机合成教学的绿色化很重要，能大量的减少实验原料、催化剂、反应条件、产物对环境的污染，但是并不是所有的有机合成反应都能改进为符合绿色化学的要求。在教学过程中最重要的是要把绿色化学的思想和理念灌输给学生，让学生在课程结束后分析有机合成反应时，有意识地、尽可能地体现绿色化，还可以运用绿色化学原理设计绿色化学产品，从而为人类服务。
参考文献：
[1] 陈大勇，陈平.己二酸制备方法的绿色评价及绿色合成初探[J].化学工业与工程技术， 2009， 30（1）：24-26.
[2] Anastas P T，Warner J C. Green Chemistry： Theory and Practice [M ]. New York： Oxford University Press， 1998 ， 29-55.
