贵州省都匀二中，贵州 黔南州，558000
摘要：“氧化还原反应”第1课时，选自于人教版高中化学必修1第二章第三节。“氧化还原反应”是高中化学的重要理论基础，在中学化学阶段的知识中处于非常重要的地位。第 1 课时的教学重难点是：形成认识化学反应的微观视角，了解氧化还原反应本质的认识过程，建构氧化还原反应的认识模型。但是历来在教学中对于如何证明氧化还原反应的本质—电子的转移一直是一线教师亟待解决的问题。本文借助数字化实验帮助学生形成“宏—微—符—图”分析氧化还原的认识思路，由宏观到微观，透彻的探讨氧化还原反应概念的内涵与本质。
关键词：氧化还原反应、数字化实验、电流传感器
一、课标与教材内容分析
普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）对该部分知识做出了两点要求:1.认识氧化还原反应的特征是化合价变化；2.掌握电子转移是氧化还原反应的本质。“氧化还原反应”第1课时，选自于人教版高中化学必修1第二章第三节。在中学化学阶段的知识中处于非常重要的地位。第 1 课时的教学重难点是：形成认识化学反应的微观视角，了解氧化还原反应本质的认识过程，建构氧化还原反应的认识模型。
二、学情分析
学生已经已经掌握初中四大基本反应类型，知道了氧化还原的概念，能够从化合价视角判断是否为氧化还原反应。但是对于氧化还原的本质不清楚。
三、教学目标分析
（1）通过阅读教材，分析、讨论元素化合价变化与原子结构的联系，初步形成从化合价到原子结构认识思路，发展氧化还原电子转移模型
（2）通过运用数字化技术设计实验，基于现象和数据证据证明氧化还原反应中存在电子转移，体验化学探究过程，发展宏观现象到微观粒子的意识。
四、教学重、难点：氧化还原反应的本质
五、教学过程：利用数字化技术设计实验—证明氧化还原反应中存在电子
教学环节：利用数字化技术设计实验——证明氧化还原反应中存在电子转移 | ||||||
【探究 4】实验探究氧化还原反应中存在电子转移 【实验】 装置1：Zn 片与 Cu 片置于稀盐酸溶液与电流表形成闭合回路。 装置2：Cu 片与 Cu 片置于稀盐酸溶液与电流表形成闭合回路 ，然后再加入 NaOH 溶液。 装置3：电流传感器：是一种能感受到被测电流信息的一种检测装置。这套装置使用电流传感器以及配套的数据采集器，能够显示出电流变化曲线。 【任务】请同学们根据实验中所涉及的化学方程式猜想哪一个装置会产生电流？预测该装置实验宏观现象以及电流-时间曲线。 【思考】装置1与装置2发生的化学方程式分别是什么？现象是什么?产生电流的原因是什么？从微观角度解释变化的原因？
【实验解释】 [电流-时间曲线] a曲线（10.20）：对应装置1，发生的化学反应为Zn+2HCl = ZnCl2 + H2↑，该反应为氧化还原反应其本质是电子的转移，因此电流传感器可以检测到电流。 b曲线（0.01）：对应装置2，发生的化学反应为 HCl + NaOH = NaCl + H2O ，该反应为非氧化还原反应，不存在电子的转移，因此电流传感器检测到的电流几乎为零。 结论：根据以上定性、定量的证据，氧化还原反应中存在电子转移。 | 【听讲、认识新技术】了解数字化实验基本的工作原理，认识数字化设备。 【猜想】 装置1会产生电流 【预测曲线】
【记录现象】
【读取数据】（请1位同学在黑板上标出A、B、C、D四点数据） 【记录笔记】 宏观现象：装置1铜片附近有气泡装置2无明显现象 微观本质： A曲线（12.50）：对应装置1，Zn+2HCl = ZnCl2 + H2↑，该反应为氧化还原反应其本质是电子的转移，因此电流传感器可以检测到电流。 B曲线（0.10）：对应装置2， HCl + NaOH = NaCl + H2O ，不存在电子的转移，因此电流传感器检测到的电流几乎为零。
| 引入数字化实验设备，介绍数字化实验的四重表征。 锻炼学生的推理能力，科学探究的意识。 围绕学生熟悉的例子进行，借助数字化实验从宏观、微观与图像的结合证明氧化还原反应中存在电子转移 深度了解氧化还原反应的本质。学生对“宏—微—符—曲”四重表征的认识方式的获得，极大促进知识的联系与整合，同时帮助学生形成能以宏观现象为证据，从微观角度进行分析的能力。 | ||||
参 考 文 献
[1]钱扬义，王立新，林惠梅.手持技术数字化化学实验教学研究：理论构建与创新实践[M].北京:科学出版社，2021.03
[2]徐慧,马宏佳.“数字化实验”校本课程的开发与实施[J].化学教育.2017.07：5-12
本文为贵州省教育科学规划课题《高中化学数字化实验校本化教学实践研究》（课题号：2020 B113 ）阶段性研究成果。
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