工科普通化學的幾點教學體會

2013-04-29 10:00:34岳冠華王宇

課程教育研究 2013年4期

岳冠華　王宇

【摘要】普通化學是為工科大一學生開設的必修課，包含內容多，難度大，本文通過化學史的滲透、結合應用生活實例及豐富多彩的實驗現象調動學生的學習興趣，提高教學效果。

【關鍵詞】普通化學化學史生活實例實驗現象

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）04-0185-01

普通化學是工科院校非化學專業學生必修的一門基礎課，非化學專業學生學習普通化學課的積極性不高，尤其在大學一年級階段，不了解化學與本專業的關系，總感覺學習化學枯燥，因此在教學中除了制定優秀的教學方案外，還必須在指導學生掌握學習方法激發學生的學習興趣上下功夫。近年來本人從以下幾方面嘗試提高學生對普通化學課的積極性和學習的動力，效果較好。

1.將化學史引入教學中，結合歷史事件和人物講解知識難點

化學發展史包含了化學學科的發生、發展的過程及規律。其悠久的歷史及豐富的史實，為化學學科的發展提供了邏輯的思維方式，因此把化學史的內容揉合到普通化學的有關章節中，既能激發學生的學習興趣，又能用發展的主線將理論知識貫穿起來。例如“物質結構”一章的內容，由于研究的對象是微觀世界，內容抽象，概念多，不僅講解難度較大，學生理解難度更大，若將一大堆概念生硬的灌輸給學生，教學效果就會很差，這是普通化學教學中的一個難點。

2.結合生活中的實例，理論聯系實際，使理論從抽象到具體

為了適應非化學專業學生的特點，可以適當降低理論深度，力求結合實際，觀察日常生活，將理論知識點和某個具體的實例聯系起來，一方面學生提高了興趣，另一方面通過學習，他們會感到所學知識的實用性，增加了學習的動力。例如，在化學動力學部分，結合汽車尾氣NO的污染與治理，告訴學生在常溫常壓的條件下，空氣中的N2和O2能穩定存在，但是，汽車行駛時汽油在內燃機室燃燒產生高溫時，在這樣的條件下，吸入的空氣中的N2和O2就能自發的化合生成足以導致污染量的NO，隨著排出的廢氣而散步于空氣中，并逐漸與空氣中的氧氣結合生成NO2，另外汽油本身燃燒產生CO和碳氫化合物等，使空氣污染。如何防止汽車尾氣對空氣的污染，是各國科學家研究的熱點問題，目前解決這個問題的關鍵是尋找耐高溫的高效催化劑，利用三效催化尾氣轉化器，將CO、NOx及碳氫化合物轉化為N2和CO2。當前使用的催化劑為Pt、Pd、Ru，等鉑系催化劑，并以CeO2為助催化劑，而某些重金屬如Pb、Hg、As等能降低或失去催化劑的活性和選擇性，稱為催化毒物，故現在提倡使用無鉛汽油。通過這個例子，將化學動力學中化學反應方向、催化劑、助催化劑、催化毒物等知識串起來。又如在講到稀溶液通性時，結合冬天在汽車內燃機室水箱中加入乙二醇乙以防止水箱結冰；冬天融雪劑的使用，這些都是基于稀溶液的通性之一——凝固點下降，這樣學生可以發現，自己所學的化學知識能解決很多實際問題，從中受到啟發，認識到化學對他們并非學而無用，端正了學習態度，學習自然也就有了動力。

3.結合豐富多彩的試驗現象，提高學生的探索興趣

很多深奧的理論往往可以用簡單明了的試驗進行演示，透過現象，再抓住本質，有些試驗現象多彩多姿，會給學生留下深刻印象。例如，在水化學中，可以設計這樣一個有趣的試驗：在淡藍色的CuSO4溶液中滴加氨水，可觀察到有淺藍色沉淀生成，繼續滴加氨水，淺藍色沉淀消失，隨著溶液變成深藍色，當沉淀全部消失時，再往溶液中加入稀H2SO4，溶液又會由深藍色轉變為淺藍色。以上現象可用下列式子表示：

以上顏色的變化實際上包含了沉淀的生成、沉淀的溶解、配合物的生成、配離子的解離平衡及移動等知識。又如同離子效應及緩沖溶液知識是這部分的重點，緩沖溶液在工業、農業、生物學等方面應用很廣，同離子效應是緩沖溶液具有緩沖作用的根本原因，是掌握這部分知識的關鍵，為了使學生更好去理解同離子效應這個概念，可設計以下兩個試驗：

（1）在20ml 0.100mol/L HAc溶液中加入幾滴甲基橙，溶液呈紅色（酸色），然后逐漸加入NaAc，溶液由紅色變為黃色，為什么會出現這種顏色變化？

這種顏色的變化就解釋了同離子效應

HAc（aq） = H++AC-（aq）

← AC-（加入NaAc）

即在HAc溶液中加入NaAc，使HAc解離平衡向左移動，從而使HAc解離度α降低（即離子效應），從而使H+濃度降低，pH值升高，才導致甲基橙由紅色變為黃色（堿色）。

（2）在20ml 0.100mol/L氨水中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色（堿色），然后加入逐漸加入NH4Cl，溶液由紅色變為無色，為什么會出現這種顏色變化？

因為：NH3+H2O= OH-+NH4+

←NH4+（加入NH4Cl）

即在NH3溶液中加入NH4Cl，使NH3.H2O解離平衡向左移動，從而使NH3.H2O解離度α降低（即離子效應），從而使 OH-濃度降低，pH值降低，導致酚酞由紅色變為無色（酸色）。

以上兩個試驗進一步說明和解釋了同離子效應，再加上顏色的變化，加深了學生的印象，同離子效應搞清楚了，緩沖溶液的緩沖作用原理也就好理解了，這部分的重點就掌握了。

總之，通過以上教學手段，極大地調動了學生的積極性，開闊了學生的思路，在大學一年級基礎課階段，學生不僅學到了知識，而且學到了科學的思維方式，進而增長智慧，為大學四年的學習創造了一個良好的開端，也為今后高年級的專業課學習打好了堅實的基礎。

參考文獻：