無機化學中元素化學部分的教學

朱國興

【摘要】本人簡要探討了無機化學中元素化學部分的教學方法和課堂設計。在此基礎上，給出了堿金屬部分的簡要教學提綱和每知識點教學應注意的地方。

【關鍵詞】元素化學 教學方法 無機化學 課堂設計

【基金項目】江蘇大學成建制外國留學生教育項目。

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

無機化學課程是化學類專業的四大基礎課之一，通常設置在大學一年級階段。無機化學課程也是醫學類，藥學類，工程類專業的基礎課。按國內本科院校常用的無機化學教材，比如宋天佑等人編寫高等教育出版社出版的《無機化學》，北京師范大學等幾個師范類大學編寫的《無機化學》等，均將無機化學課程的內容分為兩個部分，一部分為基礎理論化學部分，或者說是普通化學原理（通常設為上冊），另一部分內容為元素化學的介紹（通常設為下冊）。其中，絕大多數教師都將教學的重點放在基礎原理部分，而對于元素化學部分的教學則放在次要位置。甚至很多教師只要求學生自學元素部分的內容。

一、元素化學部分的特點和教學難度

元素化學這部分的內容，主要包含各族元素單質及其化合物的物理和化學性質的介紹。因此，知識點繁雜。比如物理化學性質這部分，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，和在實際生產生活中的應用介紹。這部分內容如進行課堂教學會顯得很教條，只是簡單的填鴨式的說教，枯燥乏味。學生也會感覺到很無趣。其次，元素化學部分涉及到的各種化學反應非常多，學生難以從反應物角度深入理解多數化學反應，只能簡單的加以機械記憶，這也使學生學起來覺得索然無味，而產生抵制情緒。再次，元素部分涉及所有主族和副族元素，章節多，很多元素學生在高中化學課程里從未接觸，有很強的陌生感，這也很大程度上加大了教師的教學難度和學生的學習難度。然而，相關專業學生在以后的學習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，因此，對元素化學部分的學習是非常重要的。筆者從參加工作以來，一直從事無機化學課程的教學。近年來，隨著課程的改革創新，本科院校里的無機化學課程教學時數大幅減少，元素化學部分的課時也大幅減少。筆者所在院校里元素化學部分的教學課時通常安排在25課時左右。在這種情況下，筆者簡單討論一下無機化學課程里元素化學部分的教學方法和教學模式。

二、元素化學部分的教學方法探討

1.注重規律性歸納，性質遞變性的總結

對于元素化學部分知識點的講解，不能著眼于介紹單個單質和化合物的物理或化學性質，而應加強同族元素物理或化學性質的規律性和遞變性的總結和理解。比如對于同族主族元素和化合物里的單質和同氧化態化合物，其熔點，沸點，顏色，與同一物質的化學反應性通常顯示了強的遞變性，在課程講授時，應該重點講授此類遞變性的深層次原因，幫助學生加深此類內容的理解和記憶。此外，在介紹遞變性時，還應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，還應引導學生理解為什么H2S， H2Se， H2Te中沒有此類效應。

除了總結同族元素和化合物性質的遞變性，還應幫助學生總結同周期元素和化合物性質的遞變性或者規律性。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的遞變性規律的總結與講解，應將其與元素的電子結構結合起來，本質上，電子結構的遞變決定了其元素化合物性質的遞變。總之，對于元素化合物部分的性質介紹，應該注重規律性和遞變性的歸納總結及其理解。

2.注重前面學習到的基礎理論在具體化合物里的分析應用

無機化學前面理論部分的學習側重于介紹各種理論的基本要點，而對于如何將理論內容具體應用于某一化合物則介紹較少。在元素和化合物部分里，則應加強基本理論在具體化合物上的應用，一方面將基本理論應用于化合物性質的解釋，另一方面，也有利于學生復習鞏固加深對基本理論的理解。這樣既有利于學生對元素化合物的性質理解，也方便他們更好的掌握各種基本理論。比如對于雜化理論，很多學生在初學時常常覺得云里霧里，不知所云。在CO2的基本結構介紹時，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的理解，也應該時刻提醒學生從電化學基礎理論比如電極電勢角度進行分析理解。

3.注重各族元素及其化合物部分中涉及到的重要效應和規則的總結和分析

如果只是按部就班的講授各族元素及其化合物的電子結構，顏色，礦藏，熔點，沸點，制備或生產方法，電極電勢表，重要化合物，涉及的重要化學反應，勢必顯得枯燥無味，且看似每章節都是類似的重復。并且，壓縮的課時也不允許這樣教學。在每章節中，選擇重要的效應進行深入分析講授則能突出教學重點，并化解各部分的教學難點。學生學起來也能有的放矢，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，僅要求學生自學即可。再者，對于很多元素和化合物的物理性質部分，學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，可以針對性結合某一族元素，僅選擇重點介紹1-2個涉及到的效應或規則，或者講授完幾個章節后，集中歸納講解其中涉及的重要效應或規則。這也方便于突出教學重點。

三、堿金屬章節教學提綱示例

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

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

2.離子型氫化物的還原性（約7min，注重規律性和遞變性部分）

3.熟悉堿金屬正常氧化物、過氧化物、超氧化物等的化學性質（約10min，結合基礎理論部分，復習基礎理論）

4.學習并會應用R-O-H規則（約10min，重點講解，屬于重要效應或規則部分）

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

6.小結回顧 （5 min）

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

參考文獻：

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

[2]梁愛琴，宋祖偉，曲寶涵.性構相依理論在元素化學教學中的應用，化學教育，2014，20，102-104.endprint