无机化学中元素化学部分的教学

朱国兴

【摘要】本人简要探讨了无机化学中元素化学部分的教学方法和课堂设计。在此基础上，给出了碱金属部分的简要教学提纲和每知识点教学应注意的地方。

【关键词】元素化学 教学方法 无机化学 课堂设计

【基金项目】江苏大学成建制外国留学生教育项目。

【中图分类号】G642；O61-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）47-0169-01

无机化学课程是化学类专业的四大基础课之一，通常设置在大学一年级阶段。无机化学课程也是医学类，药学类，工程类专业的基础课。按国内本科院校常用的无机化学教材，比如宋天佑等人编写高等教育出版社出版的《无机化学》，北京师范大学等几个师范类大学编写的《无机化学》等，均将无机化学课程的内容分为两个部分，一部分为基础理论化学部分，或者说是普通化学原理（通常设为上册），另一部分内容为元素化学的介绍（通常设为下册）。其中，绝大多数教师都将教学的重点放在基础原理部分，而对于元素化学部分的教学则放在次要位置。甚至很多教师只要求学生自学元素部分的内容。

一、元素化学部分的特点和教学难度

元素化学这部分的内容，主要包含各族元素单质及其化合物的物理和化学性质的介绍。因此，知识点繁杂。比如物理化学性质这部分，通常都是介绍各种重要元素的同素异形体，各重要化合物的颜色，熔点，沸点，和在实际生产生活中的应用介绍。这部分内容如进行课堂教学会显得很教条，只是简单的填鸭式的说教，枯燥乏味。学生也会感觉到很无趣。其次，元素化学部分涉及到的各种化学反应非常多，学生难以从反应物角度深入理解多数化学反应，只能简单的加以机械记忆，这也使学生学起来觉得索然无味，而产生抵制情绪。再次，元素部分涉及所有主族和副族元素，章节多，很多元素学生在高中化学课程里从未接触，有很强的陌生感，这也很大程度上加大了教师的教学难度和学生的学习难度。然而，相关专业学生在以后的学习或者工作岗位上常常直接接触的还是各种各类的化合物或单质，因此，对元素化学部分的学习是非常重要的。笔者从参加工作以来，一直从事无机化学课程的教学。近年来，随着课程的改革创新，本科院校里的无机化学课程教学时数大幅减少，元素化学部分的课时也大幅减少。笔者所在院校里元素化学部分的教学课时通常安排在25课时左右。在这种情况下，笔者简单讨论一下无机化学课程里元素化学部分的教学方法和教学模式。

二、元素化学部分的教学方法探讨

1.注重规律性归纳，性质递变性的总结

对于元素化学部分知识点的讲解，不能着眼于介绍单个单质和化合物的物理或化学性质，而应加强同族元素物理或化学性质的规律性和递变性的总结和理解。比如对于同族主族元素和化合物里的单质和同氧化态化合物，其熔点，沸点，颜色，与同一物质的化学反应性通常显示了强的递变性，在课程讲授时，应该重点讲授此类递变性的深层次原因，帮助学生加深此类内容的理解和记忆。此外，在介绍递变性时，还应注意某一化合物在递变中的突变，比如，H2O， H2S， H2Se， H2Te 四个化合物的溶沸点，其中为什么H2O显示了显然不同的溶沸点值，不仅要讲解其原因是由于氢键的缘故，还应引导学生理解为什么H2S， H2Se， H2Te中没有此类效应。

除了总结同族元素和化合物性质的递变性，还应帮助学生总结同周期元素和化合物性质的递变性或者规律性。对于过渡系元素和化合物，其递变趋势比较弱，这里则应重点分析递变性为什么对于副族元素及其化合物比较弱。对于同族元素或同周期元素化合物性质的递变性规律的总结与讲解，应将其与元素的电子结构结合起来，本质上，电子结构的递变决定了其元素化合物性质的递变。总之，对于元素化合物部分的性质介绍，应该注重规律性和递变性的归纳总结及其理解。

2.注重前面学习到的基础理论在具体化合物里的分析应用

无机化学前面理论部分的学习侧重于介绍各种理论的基本要点，而对于如何将理论内容具体应用于某一化合物则介绍较少。在元素和化合物部分里，则应加强基本理论在具体化合物上的应用，一方面将基本理论应用于化合物性质的解释，另一方面，也有利于学生复习巩固加深对基本理论的理解。这样既有利于学生对元素化合物的性质理解，也方便他们更好的掌握各种基本理论。比如对于杂化理论，很多学生在初学时常常觉得云里雾里，不知所云。在CO2的基本结构介绍时，可以通过讲解CO2中碳原子的杂化方式理解其直线形空间构型。元素化合物中，有很多鲜活的示例如CO，H2O，NH3等分子都要用到杂化理论，通过多次强化，很容易帮助学生理解杂化理论。

其次，对于元素化合物中涉及的氧化还原反应的理解，也应该时刻提醒学生从电化学基础理论比如电极电势角度进行分析理解。

3.注重各族元素及其化合物部分中涉及到的重要效应和规则的总结和分析

如果只是按部就班的讲授各族元素及其化合物的电子结构，颜色，矿藏，熔点，沸点，制备或生产方法，电极电势表，重要化合物，涉及的重要化学反应，势必显得枯燥无味，且看似每章节都是类似的重复。并且，压缩的课时也不允许这样教学。在每章节中，选择重要的效应进行深入分析讲授则能突出教学重点，并化解各部分的教学难点。学生学起来也能有的放矢，掌握重点。而对于一些常识性或者便于理解，或者只需记忆的知识点部分，仅要求学生自学即可。再者，对于很多元素和化合物的物理性质部分，学生完全可以仅将其看做一个工具书，需要的时候查阅即可，无需深入记忆。因此，教师在备課时，可以针对性结合某一族元素，仅选择重点介绍1-2个涉及到的效应或规则，或者讲授完几个章节后，集中归纳讲解其中涉及的重要效应或规则。这也方便于突出教学重点。

三、碱金属章节教学提纲示例

碱金属章节通常安排在元素化学部分的第一章节。在高中阶段，已经较为详细地介绍了碱金属中钠的单质及化合物知识。因此，在本科阶段，笔者一般安排一个课时用于碱金属章节的课堂讲授。下面是简要教学提纲。

1.简要介绍，包括通性，制备方法，用途。（约7min简要介绍，主要引导学生自学）

2.离子型氢化物的还原性（约7min，注重规律性和递变性部分）

3.熟悉碱金属正常氧化物、过氧化物、超氧化物等的化学性质（约10min，结合基础理论部分，复习基础理论）

4.学习并会应用R-O-H规则（约10min，重点讲解，属于重要效应或规则部分）

5.碱金属盐类溶解度，热稳定性的变化规律（约6min，注重规律性和递变性部分）

6.小结回顾 （5 min）

总之，元素化学部分知识点繁杂，很多要求学生记忆掌握。学生学起来常有抵触情绪，这要求教师有很好的课堂设计，使得课堂教学既有理论深度体现，又有趣味性。教师方面，一要加强规律性和递变性总结，二要基本理论结合具体化合物讲解，做到“基本理论有应用，重要性质有解释”，三要突出其中涉及的规则和效应的重点讲解。学生方面，因为这部分课时安排很紧，学生要加强自学和复习巩固。

参考文献：

[1]谢钢，杨奇，陈三平，高胜利.如何加强和提高元素化学教学，大学化学，2012，27（5），36-38.

[2]梁爱琴，宋祖伟，曲宝涵.性构相依理论在元素化学教学中的应用，化学教育，2014，20，102-104.