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摘要：思维能力是一个人未来竞争力的核心，而思维能力的培养需要通过具体的教学实践得以落实。高三的课堂往往由于过分追求知识传授和高考升学率，忽视了对学生思维能力的培养。作者以“氧化还原反应”一轮复习第一课时为例，探究如何构建高效课堂，并在复习过程中培养学生的学科思维。
关键词：高锰酸钾;氧化还原反应;学科思维
文章编号：1008-0546（ 2019）09-0040-03
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.09.012
一、教学主线
笔者为本节课设计了两条主线：明线是KMn04的制备、性质和用途;暗线是氧化还原反应的相关概念、方程式书写及简单的滴定计算。
从教学内容看，本节课以KMn04贯穿始终，通过高锰酸钾的制备、性质和用途，复习了氧化还原反应的相关概念、方程式的书写和简单滴定计算;从学习方式上看，通过实验探究，层层追问，在帮助学生解决问题的同时，极大地培养了学生的学科思维。
二、教学活动设计
情境引入
[教师]今天我给大家带来了一种固体。取少量固体，加水溶解。它是谁啊？请同学们谈谈你对它的认识。
[学生]高锰酸钾，溶液紫红色，有强氧化性……
[过渡]那么KMn04是如何制备的？它还有哪些性质？在生活中有哪些用途？今天我们就一起来了解一下高锰酸钾的来龙去脉。
设计意图：KMn04这种物质对学生而言既熟悉又陌生，题目中会经常遇到它，但对它的性质、制备等并不是很清楚。以KMn04引入，既不会让学生感觉很唐突，又能激发学生的学习兴趣和探究欲望。
活动一：探讨KMn04的制备
[师]如果让你来制备KMn04，首先要解决什么问题？
[生]寻找合适的原料。
[追问]原料如何寻找？
[生]含有Mn元素，比较廉价的，最好在自然界储量比较丰富的。应该是软锰矿Mn02。
[师]那如何将Mn02转化为KMn04呢？从氧化还原的角度分析：需要加入什么样的试剂？
[生]氧化剂，在工业生产中最常用，最廉价的氧化剂就是O2。
[追问]但仅仅有02是不够的。从物质的转化角度分析：由氧化物转化为盐应该加哪一类物质？而且该物质中必须含有什么元素？
[生]KOH。
[过渡]科学家也研究了这个过程，并将其应用于工业生产，Mn02 2KOH 02 = K2Mn04 H2O，但在该条件下并没有得到KMn04。02为什么不能将Mn02氧化为KMn04呢？K2Mn04如何进一步转化为KMn04呢？
[生]找一种比KMn04更强的氧化剂。
[追问]KMn04的氧化性已经很强了，要寻找比它更强的氧化剂，很困难。换一种思路：在化学上制备性质特别强的物质，如钠、钾、氯气等，我们通常用什么方法？
[生]电解法。
[师]通过电解确实得到了我们想要的物质。2K2Mn04 2H20— 电解→_2KMn04 2KOH H2。看起来离我们很遥远的工业生产，竟然被你们一步步解决掉了！厉害！值得骄傲的是，目前我国KMn04的产量和出口量都位居世界第一。
设计意图：该部分设计的巧妙之处就在于环环相扣，通过连续的追问，让学生在解决问题的过程中完成了对知识的建构。从学习方式来看，由要学生学变成了学生自己要学，极大地提高了学生的学习兴趣和课堂效率。从学生的发展上看，通过让学生在解决实际问题的过程中不断调用并巩固已有知识，培养了学生利用有效信息分析解决问题的能力，培养了学生思维的有序性和严谨性。当然在教学中还应不断鼓励学生，培养学生的自信心，培养他们的爱国情怀。
活动二：实验探究KMn04的强氧化性
[师]我们已经知道KMn04具有很强的氧化性，那它肯定可以跟还原性的物质发生反应。请大家试着书写Na2S03与酸性KMn04溶液反应的离子方程式。
[生]书写，并展示书写步骤。
[过渡]我们一般都是用酸性高锰酸钾，那么在中性、碱性条件下KMn04有无强氧化性？被还原的产物又是什么呢？请完成实验。时间：4分钟
[学生实验]小组分工合作，完成实验，记录实验现象，并书写Na2S03与中性、碱性KMn04溶液反应的离子方程式。
[學生实验]学生自评，同学之间互评，得出正确的离子方程式。
[师]想正确书写离子方程式，要特别注意哪些问题？
[生]能根据常识或所给信息准确判断出产物、注意介质等。
[师生共同总结]氧化还原反应书写与配平的注意事项。
设计意图：学生对做实验情有独钟，所以在复习过程中很有必要根据需要引实验进课堂。通过分组实验，培养学生科学探究的精神和合作意识;通过所给信息，培养学生在短时间内获取有效信息解决问题的能力。同时一定情境下方程式的书写也是高考的热点和难点所在，通过动手实验使学生更真实地感受到当介质不同时，反应产物确实有可能不同，包括浓度不同，温度不同等都可能导致产物不同。进一步掌握氧化还原反应方程式的书写与配平，以及书写时要注意的问题，培养一定的思维模型。
[深度思考]
（1）在酸性、中性、碱性介质中，KMn04都有强氧化性，但不管在滴定实验中还是在其他很多时候，我们用的都是酸性高猛酸钾。为什么？
（2）所谓酸性高猛酸钾，就是在配制过程中加入了一种酸。你觉得可入加什么酸？盐酸？硫酸？硝酸？若发生了反应，请写出相关的离子方程式，
（3）KMn04在生产生活中有很多用途。请同学们说说看。 设计意图：通过思考一，让学生意识到学习知识不能只是浮于表面，要更深层次地去思考为什么。真正理解了原因背后的实质，才能将其转化为自己的知识、自己的思维，并随时调用;通过思考二，完善学生的知识储备，并进一步巩固氧化还原反应方程式的书写;通过思考三，让学生根据性质推测应用，进一步体会性质与应用的关系，将化学还原于生活，又应用于生活，同时也很自然地过渡到下部分内容的教学。
活动三：KMn04的用途
[师]播放“荒野求生”片段（乙二醇与酸性高锰酸钾反应）;
[师]图片（圖2）展示并讲解KMn04的其他用途。
[生]认真聆听。
[学以致用]工业制备的KMn04固体中通常含有少量杂质。某同学欲测定其纯度：取0.2g KMn0。样品溶于水，向其中加入适量的稀硫酸，并加入过量的碘化钾。充分反应后，用O.Olmol/L的Na2S203溶液进行滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S：03溶液的体积为lO.OOmL。已知：①I- Mn04 H —→I2 Mn2 H20;②S203- 12→l2- S402-。
[生]思考：
（1）高锰酸钾是氧化还原滴定的重要试剂，那么在滴定实验中，高锰酸钾应放在酸式还是碱式滴定管中？
（2）滴定过程中还需要添加的指示剂是？滴定终点的现象为？
（3）根据以上数据能否确定高锰酸钾样品的纯度？
设计意图：关于滴定管的选择问题，滴定终点的现象，在这里都进行了复习。高三的复习本来就不应受到一节课内容的局限，知识点也不应该是孤立的。将知识进行打乱并发散，有利于学生发散思维能力的培养，也有利于学生从多角度调用知识。发散式复习，融合式复习是我们应该追求和提倡的。再者，氧化还原滴定的计算实际上依然是氧化还原反应的配平问题。通过练习，进一步巩固氧化还原反应的配平与书写。
活动四：设计流程
[师]氧化锌是重要的基础化工原料，以含锌废水（含2n2 及少量的Mri2 、Fe2 及Pb2 等）为原料制取Zn0。请大家设计实验流程。可用资料：已知几种难溶氢氧化物沉淀的pH范围（表1）。
[师]要制取Zn0，首先要对含锌废水进行除杂。除杂的一般思路：将杂质离子转化为沉淀，再过滤除去。
[生]分析思考。
问题1：你想先除去哪种离子？怎么除？能否直接加NaOH使Fe2 转化为Fe（OH）2沉淀？从表格中你能得到什么提示吗？
问题2：从氧化还原的角度分析：Fe2 转化为Fe3 需要添加什么试剂？你认为可以选用的氧化剂是什么？当然还要考虑到后续的除杂问题。
问题3：Mn2 怎么除？你们比较熟悉的含Mn元素的沉淀除了Mn（OH）2还有什么？
问题4：若已知KMn04能氧化废水中的Mn2 生成Mn02，你能否写出相应的离子方程式？
问题5：Pb2 怎么办？可将Pb2 转化为PbS、PbS04等沉淀，当然也可用活泼金属将其置换出来，最好用什么金属置换？
问题6：你能自行设计出实验流程了吗？
[师]展示学生的设计。
[生]学生自评，同学之间互评，整理出最佳流程。
设计意图：通过层层解剖，逐步引导，对学生而言设计出实验流程是水到渠成的事情。此处也是对本节课的升华，授人以鱼不如授人以渔。教师在教学中应该充当的是引导者启发者而不是灌输者，我们与其将知识传授于学生，不如教会学生分析问题理解问题的能力。工业流程题是高考必考题型，通过这样的方式，让学生自己设计化学工艺的流程，使学生体验到设计、创新之美。也让学生了解解决工业流程题的思维方法，提高整体的把控能力。
三、教学后记
作为教师，我们都应该常常问问自己：我们到底要教会学生什么？多年以后，知识终会被遗忘，那留在学生心中的又是什么？
著名教育家爱德华兹曾说过：“教育的伟大目标不只是装饰而是训练心灵，使具备有用的能力，而非填塞前人经验的累积。”即：思维远比知识本身更重要。在课堂上，我们应当采取一切途径促进学生积极思维、持续思维、深度思维，最终达到发展学生思维能力的目的[1]。
参考文献
[1]康永军，促进学生思维发展的物质性质教学问题设计研究[J].中学化学教学参考，2017（5）：13
关键词：高锰酸钾;氧化还原反应;学科思维
文章编号：1008-0546（ 2019）09-0040-03
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.09.012
一、教学主线
笔者为本节课设计了两条主线：明线是KMn04的制备、性质和用途;暗线是氧化还原反应的相关概念、方程式书写及简单的滴定计算。
从教学内容看，本节课以KMn04贯穿始终，通过高锰酸钾的制备、性质和用途，复习了氧化还原反应的相关概念、方程式的书写和简单滴定计算;从学习方式上看，通过实验探究，层层追问，在帮助学生解决问题的同时，极大地培养了学生的学科思维。
二、教学活动设计
情境引入
[教师]今天我给大家带来了一种固体。取少量固体，加水溶解。它是谁啊？请同学们谈谈你对它的认识。
[学生]高锰酸钾，溶液紫红色，有强氧化性……
[过渡]那么KMn04是如何制备的？它还有哪些性质？在生活中有哪些用途？今天我们就一起来了解一下高锰酸钾的来龙去脉。
设计意图：KMn04这种物质对学生而言既熟悉又陌生，题目中会经常遇到它，但对它的性质、制备等并不是很清楚。以KMn04引入，既不会让学生感觉很唐突，又能激发学生的学习兴趣和探究欲望。
活动一：探讨KMn04的制备
[师]如果让你来制备KMn04，首先要解决什么问题？
[生]寻找合适的原料。
[追问]原料如何寻找？
[生]含有Mn元素，比较廉价的，最好在自然界储量比较丰富的。应该是软锰矿Mn02。
[师]那如何将Mn02转化为KMn04呢？从氧化还原的角度分析：需要加入什么样的试剂？
[生]氧化剂，在工业生产中最常用，最廉价的氧化剂就是O2。
[追问]但仅仅有02是不够的。从物质的转化角度分析：由氧化物转化为盐应该加哪一类物质？而且该物质中必须含有什么元素？
[生]KOH。
[过渡]科学家也研究了这个过程，并将其应用于工业生产，Mn02 2KOH 02 = K2Mn04 H2O，但在该条件下并没有得到KMn04。02为什么不能将Mn02氧化为KMn04呢？K2Mn04如何进一步转化为KMn04呢？
[生]找一种比KMn04更强的氧化剂。
[追问]KMn04的氧化性已经很强了，要寻找比它更强的氧化剂，很困难。换一种思路：在化学上制备性质特别强的物质，如钠、钾、氯气等，我们通常用什么方法？
[生]电解法。
[师]通过电解确实得到了我们想要的物质。2K2Mn04 2H20— 电解→_2KMn04 2KOH H2。看起来离我们很遥远的工业生产，竟然被你们一步步解决掉了！厉害！值得骄傲的是，目前我国KMn04的产量和出口量都位居世界第一。
设计意图：该部分设计的巧妙之处就在于环环相扣，通过连续的追问，让学生在解决问题的过程中完成了对知识的建构。从学习方式来看，由要学生学变成了学生自己要学，极大地提高了学生的学习兴趣和课堂效率。从学生的发展上看，通过让学生在解决实际问题的过程中不断调用并巩固已有知识，培养了学生利用有效信息分析解决问题的能力，培养了学生思维的有序性和严谨性。当然在教学中还应不断鼓励学生，培养学生的自信心，培养他们的爱国情怀。
活动二：实验探究KMn04的强氧化性
[师]我们已经知道KMn04具有很强的氧化性，那它肯定可以跟还原性的物质发生反应。请大家试着书写Na2S03与酸性KMn04溶液反应的离子方程式。
[生]书写，并展示书写步骤。
[过渡]我们一般都是用酸性高锰酸钾，那么在中性、碱性条件下KMn04有无强氧化性？被还原的产物又是什么呢？请完成实验。时间：4分钟
[学生实验]小组分工合作，完成实验，记录实验现象，并书写Na2S03与中性、碱性KMn04溶液反应的离子方程式。
[學生实验]学生自评，同学之间互评，得出正确的离子方程式。
[师]想正确书写离子方程式，要特别注意哪些问题？
[生]能根据常识或所给信息准确判断出产物、注意介质等。
[师生共同总结]氧化还原反应书写与配平的注意事项。
设计意图：学生对做实验情有独钟，所以在复习过程中很有必要根据需要引实验进课堂。通过分组实验，培养学生科学探究的精神和合作意识;通过所给信息，培养学生在短时间内获取有效信息解决问题的能力。同时一定情境下方程式的书写也是高考的热点和难点所在，通过动手实验使学生更真实地感受到当介质不同时，反应产物确实有可能不同，包括浓度不同，温度不同等都可能导致产物不同。进一步掌握氧化还原反应方程式的书写与配平，以及书写时要注意的问题，培养一定的思维模型。
[深度思考]
（1）在酸性、中性、碱性介质中，KMn04都有强氧化性，但不管在滴定实验中还是在其他很多时候，我们用的都是酸性高猛酸钾。为什么？
（2）所谓酸性高猛酸钾，就是在配制过程中加入了一种酸。你觉得可入加什么酸？盐酸？硫酸？硝酸？若发生了反应，请写出相关的离子方程式，
（3）KMn04在生产生活中有很多用途。请同学们说说看。 设计意图：通过思考一，让学生意识到学习知识不能只是浮于表面，要更深层次地去思考为什么。真正理解了原因背后的实质，才能将其转化为自己的知识、自己的思维，并随时调用;通过思考二，完善学生的知识储备，并进一步巩固氧化还原反应方程式的书写;通过思考三，让学生根据性质推测应用，进一步体会性质与应用的关系，将化学还原于生活，又应用于生活，同时也很自然地过渡到下部分内容的教学。
活动三：KMn04的用途
[师]播放“荒野求生”片段（乙二醇与酸性高锰酸钾反应）;
[师]图片（圖2）展示并讲解KMn04的其他用途。
[生]认真聆听。
[学以致用]工业制备的KMn04固体中通常含有少量杂质。某同学欲测定其纯度：取0.2g KMn0。样品溶于水，向其中加入适量的稀硫酸，并加入过量的碘化钾。充分反应后，用O.Olmol/L的Na2S203溶液进行滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S：03溶液的体积为lO.OOmL。已知：①I- Mn04 H —→I2 Mn2 H20;②S203- 12→l2- S402-。
[生]思考：
（1）高锰酸钾是氧化还原滴定的重要试剂，那么在滴定实验中，高锰酸钾应放在酸式还是碱式滴定管中？
（2）滴定过程中还需要添加的指示剂是？滴定终点的现象为？
（3）根据以上数据能否确定高锰酸钾样品的纯度？
设计意图：关于滴定管的选择问题，滴定终点的现象，在这里都进行了复习。高三的复习本来就不应受到一节课内容的局限，知识点也不应该是孤立的。将知识进行打乱并发散，有利于学生发散思维能力的培养，也有利于学生从多角度调用知识。发散式复习，融合式复习是我们应该追求和提倡的。再者，氧化还原滴定的计算实际上依然是氧化还原反应的配平问题。通过练习，进一步巩固氧化还原反应的配平与书写。
活动四：设计流程
[师]氧化锌是重要的基础化工原料，以含锌废水（含2n2 及少量的Mri2 、Fe2 及Pb2 等）为原料制取Zn0。请大家设计实验流程。可用资料：已知几种难溶氢氧化物沉淀的pH范围（表1）。
[师]要制取Zn0，首先要对含锌废水进行除杂。除杂的一般思路：将杂质离子转化为沉淀，再过滤除去。
[生]分析思考。
问题1：你想先除去哪种离子？怎么除？能否直接加NaOH使Fe2 转化为Fe（OH）2沉淀？从表格中你能得到什么提示吗？
问题2：从氧化还原的角度分析：Fe2 转化为Fe3 需要添加什么试剂？你认为可以选用的氧化剂是什么？当然还要考虑到后续的除杂问题。
问题3：Mn2 怎么除？你们比较熟悉的含Mn元素的沉淀除了Mn（OH）2还有什么？
问题4：若已知KMn04能氧化废水中的Mn2 生成Mn02，你能否写出相应的离子方程式？
问题5：Pb2 怎么办？可将Pb2 转化为PbS、PbS04等沉淀，当然也可用活泼金属将其置换出来，最好用什么金属置换？
问题6：你能自行设计出实验流程了吗？
[师]展示学生的设计。
[生]学生自评，同学之间互评，整理出最佳流程。
设计意图：通过层层解剖，逐步引导，对学生而言设计出实验流程是水到渠成的事情。此处也是对本节课的升华，授人以鱼不如授人以渔。教师在教学中应该充当的是引导者启发者而不是灌输者，我们与其将知识传授于学生，不如教会学生分析问题理解问题的能力。工业流程题是高考必考题型，通过这样的方式，让学生自己设计化学工艺的流程，使学生体验到设计、创新之美。也让学生了解解决工业流程题的思维方法，提高整体的把控能力。
三、教学后记
作为教师，我们都应该常常问问自己：我们到底要教会学生什么？多年以后，知识终会被遗忘，那留在学生心中的又是什么？
著名教育家爱德华兹曾说过：“教育的伟大目标不只是装饰而是训练心灵，使具备有用的能力，而非填塞前人经验的累积。”即：思维远比知识本身更重要。在课堂上，我们应当采取一切途径促进学生积极思维、持续思维、深度思维，最终达到发展学生思维能力的目的[1]。
参考文献
[1]康永军，促进学生思维发展的物质性质教学问题设计研究[J].中学化学教学参考，2017（5）：13