提高“无机化学”元素化学部分教学效果的几点认识

刘元君，程小芳

（江苏科技大学环境与化学工程学院，江苏 镇江212003）

“无机化学”是化学学科的重要分支之一，是高等院校化学及相关专业的一门重要课程，同时也是其他后续化学课程的基础。因此，学好“无机化学”具有重要的意义。“无机化学”大致包含两大部分内容：基础理论部分和元素化学部分。基础理论部分包含化学学科的原理规律及其物质结构理论知识，这部分内容虽然抽象，难以理解，但知识系统性相对较强，学习起来有规律可循；元素化学部分的教学内容涉及元素及其化合物的存在、制备、结构、性质及用途，这部分教学内容的知识点众多，涉及众多化学反应，并且绝大多数都是描述化学事实，系统性差，给学生杂乱、枯燥的感觉，很难激起学习兴趣，也给教师教学带来了很大的困难和挑战。因此，如何进行教学设计，提升学生的学习兴趣，在有限的学时内提高教学实效，是需要深入研究和探讨的一项课题。笔者根据自己的教学实践，就“无机化学”元素化学部分的教学设计及课堂教学谈几点体会。

1 元素化学部分教学内容的安排

笔者所在高校在“无机化学”教学过程中采用高等教育出版社出版天津大学“无机化学”教研室编写的第五版《无机化学》教材。在本教材中，元素化学部分内容分为七个章节：氢·稀有气体、碱金属和碱土金属、卤素和氧族元素、氮族·碳族和硼族元素、过渡元素一、过渡元素二、元素化学综述。根据新的培养计划，这部分内容的教学时数在20 个学时左右。很明显，教学内容繁重，教学时间短。在课堂教学过程中，必须遴选教材内容，择重而授。根据我校专业特色及学生在未来职业生涯中的可能需求，笔者筛选了部分教学内容，比如在氢·稀有气体章节中仅筛选了氢为主要教学内容；在氮族·碳族和硼族元素章节中，仅讲授氮、磷、碳、硅、硼、铝为主要教学内容，而对于相关主族长周期元素，重点深入讲授惰性电子对效应和对角线规则，这样安排既能突出重点，又能有所深入，避免了教学面面俱到，但处处点到为止的尴尬处境。

筛选的教学内容应包含“无机化学”元素部分的广谱性重要知识点，目的是为了教学有的放矢，重点突出。对于学有余力的学生，可要求他们在筛选的教学内容基础上，开展自学，补齐其他未进行课堂讲授的相关内容，如推荐他们参考阅读《无机化学丛书》，扩大视野；而对于基础较为薄弱的同学，则仅要求他们掌握课堂讲授的知识点即可。

2 联系生活实际和学科发展前沿，激发学生的学习兴趣

元素化学部分教学的一个优势在于涉及各种具体物质，在教学过程中可以联系生活实际开展教学。教师通过联系实际生活中的相关例子来增加课堂教学的趣味性和知识的应用性，激发学生的学习兴趣，保持学生的好奇心、求知欲及学习热情。在进行每一族元素知识讲解之前可大致对该族的每个元素做一个简要的介绍。比如在讲卤族元素时，可以举例氟的化合物特氟龙，它几乎能完全抵抗化学侵蚀，又很光滑，可以作为不粘锅的涂层、酸储存瓶等等。氯在一战中被用作毒气，但是小量的氯气是最便宜、最有效的消毒剂，可以用于泳池的消毒。而溴盐可以保持热水浴缸的清洁等等。在课堂教学中列举联系生活实际的例子，应尽量浅显易懂，最好是学生运用现有知识即能理解的实例，但是所列举的例子又不能过于普通。如果列举的例子学生多年前即已经明白，则不仅难以激发学生兴趣，反而使学生觉得实例索然无味。

除了在课堂教学过程中联系生活实际，还可以在讲授过程中与学生分享学科发展的前沿知识，扩大学生的知识面。根据教师的科研实践，将科研现象、科研结果与学生分享，敦促他们运用学到的知识解释理解科研实践过程的问题。运用学到的知识解决实际问题的成就感能帮助学生树立学习的自信心和强化学习兴趣。在过渡金属元素Fe，Co，Ni 的教学过程中，为了说明单质铁易氧化的特点，笔者在课堂教学中抛出了本人科研实践中的一个实验现象——合成出来的单质铁在空气中能自燃，请同学讨论回答原因。通过教师启发，学生能轻松理解铁与氧气的快速放热反应。与此同时，笔者进一步引申纳米粒子高活性表面的原因。这种模式不仅深化了学生对相关元素知识的理解，又扩大了学生的视野。

3 将基础理论知识深入到元素教学部分

元素化学部分的教学内容描述性的东西较多，这使得学生觉得没有必要进行深度学习，而只需死记硬背。将“无机化学”的理论部分知识运用到具体的元素化学的学习中去，一可以帮助学生深入理解元素和化合物的相关知识；二能帮助学生复习学过的基础理论，使元素部分学习和基础理论的学习相辅相成。比如可以将原子结构、分子结构、氧化还原等基础理论知识融合到元素化学的教学中去。

在讲授CO2，H2SO4，SO3，O3等物质的化学性质时，可以先带领学生运用杂化轨道理论分析这些物质的成键方式。很多学生在学到此章节时，对杂化轨道理论比较生疏。带领他们分析成键方式不仅能帮助他们复习强化杂化轨道理论，而且有助于通过成键的分析理解这些分子的物理或者化学性质，比如臭氧中，中心氧原子采取sp2杂化，其中一个sp2杂化轨道为孤对电子所有，另外2 个未成对电子与旁边氧原子上未成对电子形成σ键。三个氧原子中各有一个未参与杂化的p 轨道互相平行（其中中心原子上的p 轨道有两个电子），形成三中心四电子大π 键。分析了成键方式就很容易理解臭氧分子的极性。

4 强化元素及化合物相关性质规律性的讲授

在天津大学编写的《无机化学》教材中专门列出了一个章节介绍元素和化合物的性质递变性，即《元素化学综述》。教材中标示此部分内容自学为主。但是笔者认为，要避免元素和化合物的教学仅仅以描述性讲授为主的特征，不仅需要在课堂讲授过程中引入此部分教学内容，并且应该强化这部分内容的教学。在大学课堂上，对于描述性的知识点，应弱化讲授，点到为止即可。相信学生有能力自学好描述性的知识点，也不应要求学生记忆此类诸如颜色、制备方法等知识点，可将课堂教学时间更多地放在介绍规律性及其背后的原因等方面，强化学生的理解和分析能力，而不是记忆能力。

事实上，笔者在教学过程中就发现，多数学生抗拒对知识点的死记硬背，而对于规律性的理解则更有兴趣，愿意花精力用于规律性的学习和理解上。对于“无机化学”元素部分规律性知识点的教学可重点安排含氧酸盐溶解性、热稳定性、氧化还原性的递变规律，氢氧化物和含氧酸的性质递变等教学。

此外，除了上述介绍的教学设计策略之外，天津大学编写的《无机化学》第五版教材还在各章节相应地方列举了二维码示意图片及二维码疑难解析等相关教学资料。在教学与学生的学习过程中，可以考虑运用这些在线学习资料，提升教学效果。总之，元素化学部分的教学是“无机化学”的重要组成部分。近年来，尽管在培养计划的修订中常常压缩此部分的教学时间，但在课堂教学中，理应讲授元素化学中的重要内容。在课堂设计中，不仅要精选教学内容，设计合理的教学进度，而且应选择合理的教学方法，努力达到事半功倍的效果。