无机化学元素化合物知识学习方法探讨

江苏海洋大学环境与化学工程学院 赵 宏 杜政华 李 娜 杨 涛

大学无机化学元素化合物知识的学习，学时有限，内容繁多，如何更好地让学生掌握这些知识，值得探讨。元素化合物知识的学习是在化学反应原理和物质结构基础这些理论知识之后的内容，化学反应原理的内容包括气体和溶液、热化学、化学反应速率、化学平衡、熵和Gibbs函数、酸碱反应和配位反应、沉淀反应、氧化还原反应，物质结构基础的内容包括原子结构、分子结构、固体结构、配合物结构。利用理论知识指导元素化合物的学习，会起到事半功倍的效果。

一、讲解化学元素发现史，突出化学实验学科特色

化学是一门实验科学，化学家对化学知识的发现积累离不开化学实验。历史上氧气的发现就很好地说明了实验在化学学科中的地位。18世纪初，关于物质燃烧的现象，德国化学家施塔尔等人提出“燃素理论”，他们认为一切可以燃烧的物质都是由灰和“燃素”组成的，物质燃烧后剩下来的是灰，“燃素”变成光和热消散到空气中，燃烧后物质的质量减轻。由于“燃素理论”和生活中的众多现象相吻合，这一理论便得到了大家的广泛认可。但是，1774年，法国化学家拉瓦锡在研究燃烧现象时发现，磷、硫以及一些金属燃烧后质量会增加，同时燃烧环境中的空气的质量会减少，大量的实验事实使他对“燃素理论”产生了质疑。同时期，英国科学家普利斯特里在用一个聚光透镜加热密闭在玻璃罩内的氧化汞时也得到了氧气，他发现物质在这种气体里燃烧比在空气中更剧烈，他称这种气体为“脱去燃素的空气”。拉瓦锡在了解到普利斯特里的实验后，马上重复了他的实验，果真得到了一种支持燃烧的气体，他确定这种气体是一种新的元素。1775年4月，拉瓦锡向法国巴黎科学院报告了金属在煅烧后质量增加的原因，同时公布了氧的发现。

在讲解卤素的时候，教师可以引入溴（Br）的发现史。溴是法国青年化学家波拉德在研究从海藻中提取碘时，偶然发现的一种新元素。波拉德把海藻烧成灰，用热水浸取，向溶液里通氯气，这样通过置换反应就得到紫黑色的固体——碘的晶体。但是在提取后的母液底部，总沉淀着一层具有刺鼻臭味的深褐色液体，通过仔细研究他发现这种深褐色的液体是一种新的元素，他把自己的发现报告给了巴黎科学院。科学家根据这种液体奇臭无比的现象，将这种新元素称为“溴”，在希腊文里就是“臭”的意思。

这些元素的发现看似是偶然的，但和化学家深厚的知识储备、严谨认真的工作作风是分不开的。通过讲解这些内容，一方面可以突出化学学科的实验特色；另一方面也向学生介绍了化学家的辛勤劳动和严谨求实的工作态度，让他们作为学生学习的榜样。无机化学元素化合物知识中的实验内容是元素化合物的性质和制备实验，这是培养学生动手能力，激发学生学习兴趣的良好载体。基础实验基本是验证性实验，可以很好地培养学生的实验操作能力、实验观察能力和实验结果的处理能力，而确定实验问题的能力和实验方案的设计能力需要增加学生的探究性实验内容。实验能力是解决问题的能力在化学学科中的体现，是化学专业学生的专业特色，因此需要强化学生化学学科基础的实验操作能力，保证学生在专业上的可持续发展能力。

二、传授多种记忆方法，增强学生的记忆能力

元素化合物知识包含单质的物理性质和化学性质、单质的制备以及它们的各种化合物，这些知识都属于事实性知识，需要学生记忆，但是在学习过程中，学生反映这些知识易学难记，容易混淆。为了让学生更好地学习这部分知识，教师要合理地组织知识结构，教会学生多种记忆方法，方便学生学习，减轻学生的记忆负担。

（一）理解记忆

理解记忆是在积极思考、深入理解的基础上记忆材料，是一种非常有效的记忆方法。理解材料内容是理解记忆的前提，这种理解不仅指看懂材料，而且包括理顺材料各部分之间的逻辑关系，以及该材料和自己以前的知识经验之间的联系。理解记忆也是精加工记忆的方法，布鲁纳说过：“如果把获得的知识联系在一起，那多半不容易遗忘。”在生物学上，有一种关系是寄生，也就是两种生物生活在一起，一方受益，另一方受害，后者给前者提供营养物质和居住场所。在学习元素化合物知识时，也可以采用类似寄生的记忆方法，也就是使自己应该记住的知识和自己熟知的其他知识产生联系，从而加深记忆的方法。绘制元素转化关系图就是让知识之间的关系组织化，让新知识在旧知识的基础上进行延伸。在这个过程中，对新知识的学习又加深了对原有知识的理解，两者互相促进，帮助学生更好地掌握知识。学习过程中也可以用寄生法来绘制元素转化关系图，进行总结、复习、记忆元素化合物知识内容，表明元素与化合物之间相互转化的复杂关系。下面以磷及其化合物的转化关系图为例。

磷及其化合物的转化关系图

（二）多感官协同记忆

学习过程是学生对知识的吸收过程，也是情感参与的过程，亲其师，信其道。在教学过程中，教师要认真备课，做好充分的准备，积极创设教学情境，使学生能够参与到教学过程中。在学习的过程中，学生的学习兴趣被激发，学生的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等各种感官也会被充分调动参与到学习中，这将极大地提高学生的学习效率，特别是在元素化合物的实验教学中。以碱金属元素钠的性质实验为例，用镊子从煤油中取一小块金属钠，用小刀切开，观察断面，有金属光泽，然后轻轻地把黄豆粒大小的金属钠放入盛有水的烧杯中，可以看到钠浮在水面上轻轻地转动，并能够听到它发出“嘶嘶”的响声，最后钠熔成小球，着火燃烧，向烧杯中滴加酚酞试液，溶液变红。在这一学习过程中，学生的视觉、听觉、嗅觉、触觉等各种感官充分参与，学生的记忆效果非常好。

其他的记忆方法还有整记和分记相结合的方法、歌诀记忆法、情境记忆法、故事记忆法、谐音记忆法等。学生应该掌握不同的记忆方法，对不同的知识采用合理的方法去记忆，能够取得较好的效果。

三、合理利用生活素材，激发学生记忆兴趣

知识来源于生活，化学知识在生活中的应用更是随处可见。教师要充分挖掘生活中的化学知识，激发学生记忆兴趣。例如蒸馒头或加工糕点的时候，常用纯碱或小苏打，教师可以让学生思考讨论纯碱或小苏打的主要成分是什么，然后要求学生写出氧化钠与二氧化碳、水反应的化学方程式，同时使其复习碱性氧化物的有关知识。教学铁的知识时，教师先出示生活中各种铁的氧化物的图片：氧化铁是常见的铁锈，是红棕色粉末；氧化亚铁是黑色粉末，不稳定；四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体。然后，教师引导复习氧化钠、氧化铝的性质，从而让学生推测铁的氧化物的性质，说出它们的铁的价态、氧化性，以及与盐酸反应的情况等，使其建立类比学习的能力。

生活中的化学现象很多，还有常见的制造玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，普通玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔化在一起得到的物质，主要成分是二氧化硅。氯化银、溴化银、碘化银是光敏性物质，见光易分解，可以把它们添加到玻璃中，制成变色玻璃。麻醉剂“笑气”是氮的一种氧化物——一氧化二氮，现用于外科手术和牙科手术中起麻醉和镇痛作用。1772年，英国化学家普利斯特里制备了一种气体，将其保存在实验室中。当时其助手戴维偶然吸了几口这种气体后大笑起来，后来戴维对这种气体进行研究并发现了这种气体的组成，给它取名为“笑气”。

上述学习方法主要是通过激发学生的主观能动性，让学生在离开父母和教师的督促下，能够积极主动地去学习。在元素化合物知识的讲解过程中，笔者通过应用讲解化学元素发现史，突出化学实验学科特色；传授多种记忆方法，增强学生的记忆能力；合理利用生活素材，激发学生记忆兴趣的学习策略，取得了良好的教学效果。