無機化學(xué)中元素化學(xué)部分的教學(xué)

朱國興

【摘要】本人簡要探討了無機化學(xué)中元素化學(xué)部分的教學(xué)方法和課堂設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，給出了堿金屬部分的簡要教學(xué)提綱和每知識點教學(xué)應(yīng)注意的地方。

【關(guān)鍵詞】元素化學(xué) 教學(xué)方法 無機化學(xué) 課堂設(shè)計

【基金項目】江蘇大學(xué)成建制外國留學(xué)生教育項目。

【中圖分類號】G642；O61-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）47-0169-01

無機化學(xué)課程是化學(xué)類專業(yè)的四大基礎(chǔ)課之一，通常設(shè)置在大學(xué)一年級階段。無機化學(xué)課程也是醫(yī)學(xué)類，藥學(xué)類，工程類專業(yè)的基礎(chǔ)課。按國內(nèi)本科院校常用的無機化學(xué)教材，比如宋天佑等人編寫高等教育出版社出版的《無機化學(xué)》，北京師范大學(xué)等幾個師范類大學(xué)編寫的《無機化學(xué)》等，均將無機化學(xué)課程的內(nèi)容分為兩個部分，一部分為基礎(chǔ)理論化學(xué)部分，或者說是普通化學(xué)原理（通常設(shè)為上冊），另一部分內(nèi)容為元素化學(xué)的介紹（通常設(shè)為下冊）。其中，絕大多數(shù)教師都將教學(xué)的重點放在基礎(chǔ)原理部分，而對于元素化學(xué)部分的教學(xué)則放在次要位置。甚至很多教師只要求學(xué)生自學(xué)元素部分的內(nèi)容。

一、元素化學(xué)部分的特點和教學(xué)難度

元素化學(xué)這部分的內(nèi)容，主要包含各族元素單質(zhì)及其化合物的物理和化學(xué)性質(zhì)的介紹。因此，知識點繁雜。比如物理化學(xué)性質(zhì)這部分，通常都是介紹各種重要元素的同素異形體，各重要化合物的顏色，熔點，沸點，和在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用介紹。這部分內(nèi)容如進(jìn)行課堂教學(xué)會顯得很教條，只是簡單的填鴨式的說教，枯燥乏味。學(xué)生也會感覺到很無趣。其次，元素化學(xué)部分涉及到的各種化學(xué)反應(yīng)非常多，學(xué)生難以從反應(yīng)物角度深入理解多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，只能簡單的加以機械記憶，這也使學(xué)生學(xué)起來覺得索然無味，而產(chǎn)生抵制情緒。再次，元素部分涉及所有主族和副族元素，章節(jié)多，很多元素學(xué)生在高中化學(xué)課程里從未接觸，有很強的陌生感，這也很大程度上加大了教師的教學(xué)難度和學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。然而，相關(guān)專業(yè)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)或者工作崗位上常常直接接觸的還是各種各類的化合物或單質(zhì)，因此，對元素化學(xué)部分的學(xué)習(xí)是非常重要的。筆者從參加工作以來，一直從事無機化學(xué)課程的教學(xué)。近年來，隨著課程的改革創(chuàng)新，本科院校里的無機化學(xué)課程教學(xué)時數(shù)大幅減少，元素化學(xué)部分的課時也大幅減少。筆者所在院校里元素化學(xué)部分的教學(xué)課時通常安排在25課時左右。在這種情況下，筆者簡單討論一下無機化學(xué)課程里元素化學(xué)部分的教學(xué)方法和教學(xué)模式。

二、元素化學(xué)部分的教學(xué)方法探討

1.注重規(guī)律性歸納，性質(zhì)遞變性的總結(jié)

對于元素化學(xué)部分知識點的講解，不能著眼于介紹單個單質(zhì)和化合物的物理或化學(xué)性質(zhì)，而應(yīng)加強同族元素物理或化學(xué)性質(zhì)的規(guī)律性和遞變性的總結(jié)和理解。比如對于同族主族元素和化合物里的單質(zhì)和同氧化態(tài)化合物，其熔點，沸點，顏色，與同一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)性通常顯示了強的遞變性，在課程講授時，應(yīng)該重點講授此類遞變性的深層次原因，幫助學(xué)生加深此類內(nèi)容的理解和記憶。此外，在介紹遞變性時，還應(yīng)注意某一化合物在遞變中的突變，比如，H2O， H2S， H2Se， H2Te 四個化合物的溶沸點，其中為什么H2O顯示了顯然不同的溶沸點值，不僅要講解其原因是由于氫鍵的緣故，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理解為什么H2S， H2Se， H2Te中沒有此類效應(yīng)。

除了總結(jié)同族元素和化合物性質(zhì)的遞變性，還應(yīng)幫助學(xué)生總結(jié)同周期元素和化合物性質(zhì)的遞變性或者規(guī)律性。對于過渡系元素和化合物，其遞變趨勢比較弱，這里則應(yīng)重點分析遞變性為什么對于副族元素及其化合物比較弱。對于同族元素或同周期元素化合物性質(zhì)的遞變性規(guī)律的總結(jié)與講解，應(yīng)將其與元素的電子結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，本質(zhì)上，電子結(jié)構(gòu)的遞變決定了其元素化合物性質(zhì)的遞變?？傊?，對于元素化合物部分的性質(zhì)介紹，應(yīng)該注重規(guī)律性和遞變性的歸納總結(jié)及其理解。

2.注重前面學(xué)習(xí)到的基礎(chǔ)理論在具體化合物里的分析應(yīng)用

無機化學(xué)前面理論部分的學(xué)習(xí)側(cè)重于介紹各種理論的基本要點，而對于如何將理論內(nèi)容具體應(yīng)用于某一化合物則介紹較少。在元素和化合物部分里，則應(yīng)加強基本理論在具體化合物上的應(yīng)用，一方面將基本理論應(yīng)用于化合物性質(zhì)的解釋，另一方面，也有利于學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固加深對基本理論的理解。這樣既有利于學(xué)生對元素化合物的性質(zhì)理解，也方便他們更好的掌握各種基本理論。比如對于雜化理論，很多學(xué)生在初學(xué)時常常覺得云里霧里，不知所云。在CO2的基本結(jié)構(gòu)介紹時，可以通過講解CO2中碳原子的雜化方式理解其直線形空間構(gòu)型。元素化合物中，有很多鮮活的示例如CO，H2O，NH3等分子都要用到雜化理論，通過多次強化，很容易幫助學(xué)生理解雜化理論。

其次，對于元素化合物中涉及的氧化還原反應(yīng)的理解，也應(yīng)該時刻提醒學(xué)生從電化學(xué)基礎(chǔ)理論比如電極電勢角度進(jìn)行分析理解。

3.注重各族元素及其化合物部分中涉及到的重要效應(yīng)和規(guī)則的總結(jié)和分析

如果只是按部就班的講授各族元素及其化合物的電子結(jié)構(gòu)，顏色，礦藏，熔點，沸點，制備或生產(chǎn)方法，電極電勢表，重要化合物，涉及的重要化學(xué)反應(yīng)，勢必顯得枯燥無味，且看似每章節(jié)都是類似的重復(fù)。并且，壓縮的課時也不允許這樣教學(xué)。在每章節(jié)中，選擇重要的效應(yīng)進(jìn)行深入分析講授則能突出教學(xué)重點，并化解各部分的教學(xué)難點。學(xué)生學(xué)起來也能有的放矢，掌握重點。而對于一些常識性或者便于理解，或者只需記憶的知識點部分，僅要求學(xué)生自學(xué)即可。再者，對于很多元素和化合物的物理性質(zhì)部分，學(xué)生完全可以僅將其看做一個工具書，需要的時候查閱即可，無需深入記憶。因此，教師在備課時，可以針對性結(jié)合某一族元素，僅選擇重點介紹1-2個涉及到的效應(yīng)或規(guī)則，或者講授完幾個章節(jié)后，集中歸納講解其中涉及的重要效應(yīng)或規(guī)則。這也方便于突出教學(xué)重點。

三、堿金屬章節(jié)教學(xué)提綱示例

堿金屬章節(jié)通常安排在元素化學(xué)部分的第一章節(jié)。在高中階段，已經(jīng)較為詳細(xì)地介紹了堿金屬中鈉的單質(zhì)及化合物知識。因此，在本科階段，筆者一般安排一個課時用于堿金屬章節(jié)的課堂講授。下面是簡要教學(xué)提綱。

1.簡要介紹，包括通性，制備方法，用途。（約7min簡要介紹，主要引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)）

2.離子型氫化物的還原性（約7min，注重規(guī)律性和遞變性部分）

3.熟悉堿金屬正常氧化物、過氧化物、超氧化物等的化學(xué)性質(zhì)（約10min，結(jié)合基礎(chǔ)理論部分，復(fù)習(xí)基礎(chǔ)理論）

4.學(xué)習(xí)并會應(yīng)用R-O-H規(guī)則（約10min，重點講解，屬于重要效應(yīng)或規(guī)則部分）

5.堿金屬鹽類溶解度，熱穩(wěn)定性的變化規(guī)律（約6min，注重規(guī)律性和遞變性部分）

6.小結(jié)回顧 （5 min）

總之，元素化學(xué)部分知識點繁雜，很多要求學(xué)生記憶掌握。學(xué)生學(xué)起來常有抵觸情緒，這要求教師有很好的課堂設(shè)計，使得課堂教學(xué)既有理論深度體現(xiàn)，又有趣味性。教師方面，一要加強規(guī)律性和遞變性總結(jié)，二要基本理論結(jié)合具體化合物講解，做到“基本理論有應(yīng)用，重要性質(zhì)有解釋”，三要突出其中涉及的規(guī)則和效應(yīng)的重點講解。學(xué)生方面，因為這部分課時安排很緊，學(xué)生要加強自學(xué)和復(fù)習(xí)鞏固。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝鋼，楊奇，陳三平，高勝利.如何加強和提高元素化學(xué)教學(xué)，大學(xué)化學(xué)，2012，27（5），36-38.

[2]梁愛琴，宋祖?zhèn)?，曲寶?性構(gòu)相依理論在元素化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，化學(xué)教育，2014，20，102-104.endprint