朱子春,汪江節(jié),王瑞俠
(池州學(xué)院 材料與化學(xué)系工程系,安徽 池州 247000)
元素化學(xué)是無機(jī)化學(xué)的重要內(nèi)容,也是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課,它與人們的日常生活生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)以及環(huán)境保護(hù)、新能源、新材料等都有著密切的聯(lián)系,因此可以說元素化學(xué)是無機(jī)化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ),不容忽視。對(duì)元素化學(xué)掌握的好壞會(huì)直接影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí),但其內(nèi)容多、記憶多、結(jié)構(gòu)散,學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度較大,且教學(xué)的對(duì)象是大學(xué)一年級(jí)的新生,他們對(duì)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式還不習(xí)慣,學(xué)習(xí)信心不足,導(dǎo)致教學(xué)效果不理想,因此需要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際和教材內(nèi)容的特點(diǎn),進(jìn)行一些嘗試和探索。
現(xiàn)在社會(huì)上流行一種讀書無用論,影響很大,使得部分學(xué)生根本不愿意學(xué)習(xí),所以我們認(rèn)為在理論教學(xué)之前,最重要的是幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀,培養(yǎng)專業(yè)情感,只有這樣,他們才會(huì)覺得自己做的事情是有用的,有意義的,學(xué)習(xí)勁頭才會(huì)足。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,我們一方面向他們介紹本專業(yè)的基本情況、就業(yè)前景、好的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)發(fā)展的方向和最前沿的研究概況,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)情感,向他們介紹亟待于本專業(yè)知識(shí)解決的諸如環(huán)境保護(hù)、國(guó)防建設(shè)等方面的問題,使他們對(duì)本專業(yè)產(chǎn)生自豪感和使命感;另一方面向他們講解化學(xué)與日常生活中的聯(lián)系以及一些有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,激發(fā)大學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,因?yàn)閷W(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的因素,也是最容易被學(xué)生認(rèn)同和接受的,元素化學(xué)課程中有很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對(duì)學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力。而元素化學(xué)又是中學(xué)化學(xué)與大學(xué)化學(xué)課程聯(lián)系最為緊密的專業(yè)課之一,起著連接、過渡、承上啟下的作用。中學(xué)化學(xué)課程已經(jīng)包含了部分元素化學(xué)知識(shí)點(diǎn),對(duì)于大學(xué)一年級(jí)新生來說,不會(huì)覺得陌生,有利于他們更好的適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式。
把無機(jī)化學(xué)中的基礎(chǔ)理論如:物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)平衡、反應(yīng)熱力學(xué)等,貫穿在元素化學(xué)教學(xué)中,闡明元素化合物的性質(zhì)及其發(fā)生化學(xué)變化的規(guī)律,使元素化學(xué)知識(shí)與無機(jī)化學(xué)理論形成相互聯(lián)系和印證的體系。例如元素周期性(共性)是貫徹元素化學(xué)教材的主線,周期性(共性)受原子核電荷數(shù)和核外電子排布的影響,使得元素化學(xué)性質(zhì)周期性變化,同一周期(稀有氣體除外),從左到右,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑遞減,金屬性遞減,非金屬性遞增,單質(zhì)的氧化性增強(qiáng),還原性減弱;同一族中,從上到下,隨著原子序數(shù)的遞增,原子半徑遞增,金屬性遞增,非金屬性遞減,單質(zhì)的氧化性減弱,還原性增強(qiáng)。通過揭示元素化學(xué)內(nèi)在規(guī)律,幫助學(xué)生理解記憶。又例如在學(xué)習(xí)鹵族元素含氧酸酸性強(qiáng)弱時(shí),可以利用ROH規(guī)則或鮑林規(guī)則來解釋為什么同一主族元素含鹽酸酸性自上而下逐漸減弱,同一元素不用氧化態(tài)的含鹽酸,其酸性隨氧化態(tài)升高而增強(qiáng);又比如在講同族元素的穩(wěn)定性時(shí),可以結(jié)合原子核外電子排布解釋什么是惰性電子對(duì)效益,并用惰性電子對(duì)效應(yīng)來解釋為什么Sn+4穩(wěn)定性比Sn+2強(qiáng),而Pb+4穩(wěn)定性比Pb+2弱;還可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合元素電勢(shì)圖,學(xué)習(xí)判斷各氧化態(tài)物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化、氧化還原性、穩(wěn)定性等內(nèi)容。
從一些日常生活中的化學(xué)現(xiàn)象入手,展開教學(xué),讓他們?cè)谑煜さ沫h(huán)境中感受化學(xué)的重要性,了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系,激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)熱情,逐步學(xué)會(huì)分析和解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。例如在講臭氧時(shí),可以解釋臭氧層的重要性,為什么會(huì)出現(xiàn)臭氧空洞,并向?qū)W生推薦無氟的環(huán)保家電;對(duì)于一些學(xué)生感興趣的問題如:石墨怎樣才能變成金剛石、過硫基與燙發(fā)有什么關(guān)系、超氧化歧化酶SOD與人體健康、鋰元素與神經(jīng)健康、砷元素的毒性和含砷的藥物等也可以適當(dāng)?shù)募右越榻B;對(duì)于涉及到新學(xué)科、新技術(shù)的前沿問題,如仿生材料、納米材料、壓電材料等也應(yīng)該介紹,拓寬學(xué)生的知識(shí),提高學(xué)習(xí)的興趣;對(duì)于常見重要的化工原料及產(chǎn)品應(yīng)有所介紹;對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)生活中用途較小的,可以不講或少講;對(duì)于比較簡(jiǎn)單的內(nèi)容,可以留給學(xué)生自學(xué)。
元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),但各種不同的元素化合物顏色五彩繽紛,形態(tài)各異,會(huì)給實(shí)驗(yàn)者留下深刻的印象,可以通過所學(xué)的理論對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以解釋和總結(jié),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。比如在做錳的化合物實(shí)驗(yàn)時(shí),可以結(jié)合Mn的元素電勢(shì)圖,分析KMnO4的氧化能力與介質(zhì)的關(guān)系:在酸性條件下,其氧化能力最強(qiáng),生成物一般是Mn+2;在中性條件下,其氧化能力有所減弱,生成物多為MnO2;在堿性介質(zhì)中,其氧化能力最弱,生成物多為MnO42-。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)生成物的顏色,可以判斷產(chǎn)物,并加深了對(duì)錳元素的氧化性的理解。
傳統(tǒng)的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生的吸引力越來越弱,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能將文字、聲音、圖像融為一體,使教學(xué)內(nèi)容直觀易懂,生動(dòng)活潑,全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的各自感覺器官,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有一下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):更加直觀,增強(qiáng)了學(xué)生的感知;增加教學(xué)信息量,擴(kuò)大了學(xué)生視野;重點(diǎn)更突出,提高了教學(xué)效率;總體結(jié)構(gòu)清晰,節(jié)約了教師的備課時(shí)間。例如在講解硅元素時(shí),可以播放水中花園的視頻資料,讓學(xué)生有直觀地體會(huì),同時(shí)也節(jié)約了大量的課時(shí)。
啟發(fā)式教學(xué)就是要摒棄傳統(tǒng)的注入式教學(xué)模式,在教學(xué)過程中通過教師引領(lǐng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),主動(dòng)學(xué)習(xí),獲得知識(shí),掌握正確的學(xué)習(xí)方法,達(dá)到會(huì)學(xué)。對(duì)所學(xué)知識(shí)規(guī)律進(jìn)行總結(jié),用對(duì)比的方法,啟發(fā)學(xué)生理解和記憶相關(guān)知識(shí),提高教學(xué)效果。比如講硼烷、硅烷時(shí),把它們與碳烷對(duì)比講,找出他們的共性、和差異。既啟發(fā)了學(xué)生的思維,有加深了他們的理解,同時(shí)還避免了重復(fù)板書,節(jié)省了時(shí)間。
根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生選擇自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、查閱資料,形成學(xué)習(xí)報(bào)告或小論文。教師組織學(xué)生進(jìn)行說課、討論。比如在講硫元素時(shí),我們可以采用課堂討論的方式,先布置幾個(gè)討論題目,讓學(xué)生自學(xué)準(zhǔn)備:(1)硫的氧化物有哪些?(2)介紹硫的含氧酸及其鹽的性質(zhì);(3)金屬硫化物的溶解性有哪些特征等。學(xué)生有備而來,往往就某一問題進(jìn)行激烈討論甚至爭(zhēng)論,無形中引起學(xué)生對(duì)本課程的重視。為了更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,可以采用多樣化的考核模式,應(yīng)將學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告或小論文以及討論過程中的表現(xiàn),作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的重要內(nèi)容和參考。
元素化學(xué)是化學(xué)的重要組成部分,是其他化學(xué)專業(yè)課程的基礎(chǔ),不容忽視。但其內(nèi)容復(fù)雜,結(jié)構(gòu)零散,學(xué)習(xí)的難度較大,往往教學(xué)效果不理想。筆者針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況和教材內(nèi)容的特點(diǎn),通過采用精選教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)生興趣、改革教學(xué)模式等方法對(duì)元素化學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了初步探索,取得了一定的效果。
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