基于问题驱动下的化学情境式教学——以“氧化还原反应复习课”为例

陈彬

摘要：情境式教学是新课程理念下重要的课堂组织形式，以驱动性问题为表征的情境创设可为学生创造富有意义的学习体验。本文以《氧化还原反应》复习课为例，展示基于问题驱动下的化学情境式教学。

关键词：问题驱动 情境教学 氧化还原 复习课

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出，在问题驱动式教学中结合一定的情境创设，为学生解决问题的过程提供良好情境，体现思维的连贯性和知识的系统性。情境教学模型如图1所示，基于问题驱动下的情境教学可帮助学生在自主建构新知识的过程中，将知识进行迁移应用，并对实际问题有新的认识，从而能使思维能力得到进阶，情感价值得到渗透，提升化学学科核心素养。

图1 基于问题驱动下情境教学模型

成功的教学案例基本都有着恰当的驱动性问题引导，所以在实践过程中，教师面临如何设计基于问题驱动下的化学情境式教学的困惑，现以《氧化还原反应复习课》为例，为情境式教学的有效实施提供实践案例。

一、素材选择

学生虽已初步掌握了氧化还原反应的特征及本质，但对于真实情境中的氧化还原问题的分析能力、知识应用能力还较为薄弱。所以学生需提升从化合价角度推测和探究陌生物质的化学性质及其转化的能力。所以笔者基于学生现有的知识选择情境素材，筛选后最终确定使用“碘盐中的碘”作为这节复习课的情境素材，原因如下：

1.碘是人体必不可少的元素，碘盐是生活必须品，与生活关系密切。

2.含碘物质的相关转化以氧化还原反应为主。

3.学生在初中阶段已初步学习了碘的性质。

二、问题设计

基于问题驱动下的化学情境式教学是以驱动性问题作为出发点，组织和引导教学任务的开展，驱动性问题可通过以下四个步骤进行设计，如图2。

图2 驱动性问题设计的一般步骤

结合“碘盐”素材，进行驱动性问题设计：

1.梳理低阶知识

（1）碘单质可使淀粉溶液显蓝色

（2）氧化还原基本原理

（3）常见的氧化剂、还原剂

2.提取高阶概念

（1）利用化合价变化数轴图分析I的转化

（2）氧化（还原）剂氧化（还原）性强弱比较

3.寻找高阶概念与学生生活联系

（1）碘盐的颜色

（2）碘盐的改革

（3）在烹饪过程中碘盐的加入顺序

4.基于学生学情设计驱动性问题

（1）加碘盐中是否存在碘单质？

（2）加碘盐中碘的存在形式是什么？

（3）加碘盐的碘源为什么要从碘化钾改革为碘酸钾？

（4）平常在使用加碘盐的过程中需要注意什么？

三、教学过程

环节一 碘盐中碘的存在形式——探碘

【情境导入】展示碘元素对于人体的作用和市售碘盐实物。

【驱动性问题1】碘盐中是否存在碘单质？

【学生活动】根据碘单质的颜色、毒性等角度分析，并设计实验验证。

【学生实验1】取少量碘盐溶于水，滴加淀粉溶液，观察现象，得出结论。

【驱动性问题2】碘盐中碘的存在形式是什么？

【信息提示】I₂为紫黑色固体，受热易升华，I^-、IO₃^- 均无色。

I₂遇淀粉显蓝色，碘的化合物不与淀粉显色。

【 学生活动】实验设计思路：

I^-还是IO₃^-I₂现象变化

疑问：如何将I^-或IO₃^- 转化为I₂ ？

【 思维建模】

I^- I₂ IO₃^-

【提问】从化合价角度分析I^- _、IO₃^- 转化为I₂ 发生了什么反应？完成转化需加入怎样性质的物质？

【学生活动】根据I^- 转化为I₂的反应类似，判断出需加入氧化剂，尝试书写I^-与氯气反应的离子方程式，并用双线桥表示电子转移数目和方向。

【提问】如何判断 Cl₂与I₂的氧化性强弱关系？

【思维建模】

氧化剂 + 还原剂 == 氧化产物 + 还原产物

氧化性：氧化剂 ＞ 氧化产物

还原剂：还原剂 ＞ 还原产物

原则：以“强”制“弱”

【学生实验2】

1.取少量碘盐于试管1中，加入蒸馏水溶解，滴加少量氯水，再滴加淀粉溶液，观察现象，得出结论。

2.取少量碘盐于试管2中，加入蒸馏水溶解，滴加少量KI溶液，稀硫酸，再滴加淀粉溶液，观察现象，得出结论。

【学生活动】

书写 KI与 氯水、稀硫酸酸化的KI与KIO₃的化学方程式。

【提问】向试管1中，继续滴加氯水会出现什么现象呢？

【学生活动】根据I的化合价变化数轴图，推测现象。

【学生实验3】验证推测结果是否正确。

【学生活动】书写I₂与氯水反应的离子方程式。

设计意图：本环节通过介绍碘盐以及碘元素对人体的作用，激发学生的学习兴趣；通过对碘盐中碘元素存在形式的探究，培养学生实验设计和探究能力；通过氧化还原角度对I

^-、IO₃^-、I₂间转化进行分析，建构化合价数轴模型，培养学生证据推理与模型认知的学科核心素养。

环节二 碘盐的发展与改进——改碘

【展示】1989年国家关于碘化钾代替碘酸钾加工碘盐的通知。

【驱动性问题3】碘盐碘源为什么从碘化钾改革为碘酸钾？

【学生活动】利用化合价变化数轴图分析含KI碘盐，在潮湿空气中易造成碘流失的原因。书写相关方程式。

【提问】含KIO₃的碘盐是否在潮湿空气中容易被氧化？

【学生活动】分析KIO₃中I元素的价态特点，分析其所具有的性质特点。

设计意图：通过展示碘盐改革的事件，提升学生的科学态度与责任意识。通过对KI与KIO₃中的I元素的价态分析，培养学生“结构决定性质”的观念，提升模型应用和迁移的能力。

环节三 碘盐的合理使用——用碘

【驱动性问题3】碘盐是日常生活中烹饪必不可少的调料，平常在使用碘盐过程中需要注意什么？

【学生活动】结合烹饪过程中温度、环境等因素，思考分析碘盐中KIO₃可能发生的反应。

【学生设计】设计碘盐的使用说明，防止日常使用中碘不必要的损失。

设计意图：通过对加碘盐的使用注意事项的设计，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，进而提升学生科学态度与社会责任的学科核心素养。

四、反思总结

本节课以“探碘”“改碘”“用碘”三碘一线进行情境线和问题线的设计，全面复习氧化还原反应的相关概念。学生通过对生活化的驱动性问题的解决，将零碎的低阶知识点逐步组织，建立联系，最终构建出氧化还原反应系统认知模型，同时也形成了应用氧化还原知识解决实际问题的关键能力。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京:人民教育出

版社，2018.

[2] 钟安凤.化学情境教学模型构建的研究[D].天津：天津大学，2020（5）.

[3] 王娅，王坤.任务驱动教学法在高中化学教学中的应用探究[J].山东化工，2021（50）：252-253