岳冠華 王宇
【摘要】普通化學(xué)是為工科大一學(xué)生開設(shè)的必修課,包含內(nèi)容多,難度大,本文通過化學(xué)史的滲透、結(jié)合應(yīng)用生活實(shí)例及豐富多彩的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】普通化學(xué) 化學(xué)史 生活實(shí)例 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)04-0185-01
普通化學(xué)是工科院校非化學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課,非化學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)普通化學(xué)課的積極性不高,尤其在大學(xué)一年級階段,不了解化學(xué)與本專業(yè)的關(guān)系,總感覺學(xué)習(xí)化學(xué)枯燥,因此在教學(xué)中除了制定優(yōu)秀的教學(xué)方案外,還必須在指導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣上下功夫。近年來本人從以下幾方面嘗試提高學(xué)生對普通化學(xué)課的積極性和學(xué)習(xí)的動力,效果較好。
1.將化學(xué)史引入教學(xué)中,結(jié)合歷史事件和人物講解知識難點(diǎn)
化學(xué)發(fā)展史包含了化學(xué)學(xué)科的發(fā)生、發(fā)展的過程及規(guī)律。其悠久的歷史及豐富的史實(shí),為化學(xué)學(xué)科的發(fā)展提供了邏輯的思維方式,因此把化學(xué)史的內(nèi)容揉合到普通化學(xué)的有關(guān)章節(jié)中,既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能用發(fā)展的主線將理論知識貫穿起來。例如“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”一章的內(nèi)容,由于研究的對象是微觀世界, 內(nèi)容抽象, 概念多,不僅講解難度較大,學(xué)生理解難度更大, 若將一大堆概念生硬的灌輸給學(xué)生, 教學(xué)效果就會很差,這是普通化學(xué)教學(xué)中的一個難點(diǎn)。
2.結(jié)合生活中的實(shí)例,理論聯(lián)系實(shí)際,使理論從抽象到具體
為了適應(yīng)非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),可以適當(dāng)降低理論深度,力求結(jié)合實(shí)際,觀察日常生活,將理論知識點(diǎn)和某個具體的實(shí)例聯(lián)系起來,一方面學(xué)生提高了興趣,另一方面通過學(xué)習(xí),他們會感到所學(xué)知識的實(shí)用性,增加了學(xué)習(xí)的動力。例如,在化學(xué)動力學(xué)部分,結(jié)合汽車尾氣NO的污染與治理,告訴學(xué)生在常溫常壓的條件下,空氣中的N2和O2能穩(wěn)定存在,但是,汽車行駛時汽油在內(nèi)燃機(jī)室燃燒產(chǎn)生高溫時,在這樣的條件下,吸入的空氣中的N2和O2就能自發(fā)的化合生成足以導(dǎo)致污染量的NO,隨著排出的廢氣而散步于空氣中,并逐漸與空氣中的氧氣結(jié)合生成NO2,另外汽油本身燃燒產(chǎn)生CO和碳?xì)浠衔锏?,使空氣污染。如何防止汽車尾氣對空氣的污染,是各國科學(xué)家研究的熱點(diǎn)問題,目前解決這個問題的關(guān)鍵是尋找耐高溫的高效催化劑,利用三效催化尾氣轉(zhuǎn)化器,將CO、NOx及碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為N2和CO2。當(dāng)前使用的催化劑為Pt、Pd、Ru,等鉑系催化劑,并以CeO2為助催化劑,而某些重金屬如Pb、Hg、As等能降低或失去催化劑的活性和選擇性,稱為催化毒物,故現(xiàn)在提倡使用無鉛汽油。通過這個例子,將化學(xué)動力學(xué)中化學(xué)反應(yīng)方向、催化劑、助催化劑、催化毒物等知識串起來。又如在講到稀溶液通性時,結(jié)合冬天在汽車內(nèi)燃機(jī)室水箱中加入乙二醇乙以防止水箱結(jié)冰;冬天融雪劑的使用,這些都是基于稀溶液的通性之一——凝固點(diǎn)下降,這樣學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),自己所學(xué)的化學(xué)知識能解決很多實(shí)際問題,從中受到啟發(fā),認(rèn)識到化學(xué)對他們并非學(xué)而無用,端正了學(xué)習(xí)態(tài)度,學(xué)習(xí)自然也就有了動力。
3.結(jié)合豐富多彩的試驗(yàn)現(xiàn)象,提高學(xué)生的探索興趣
很多深奧的理論往往可以用簡單明了的試驗(yàn)進(jìn)行演示,透過現(xiàn)象,再抓住本質(zhì),有些試驗(yàn)現(xiàn)象多彩多姿,會給學(xué)生留下深刻印象。例如,在水化學(xué)中,可以設(shè)計(jì)這樣一個有趣的試驗(yàn):在淡藍(lán)色的CuSO4溶液中滴加氨水,可觀察到有淺藍(lán)色沉淀生成,繼續(xù)滴加氨水,淺藍(lán)色沉淀消失,隨著溶液變成深藍(lán)色,當(dāng)沉淀全部消失時,再往溶液中加入稀H2SO4,溶液又會由深藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\藍(lán)色。以上現(xiàn)象可用下列式子表示:
以上顏色的變化實(shí)際上包含了沉淀的生成、沉淀的溶解、配合物的生成、配離子的解離平衡及移動等知識。又如同離子效應(yīng)及緩沖溶液知識是這部分的重點(diǎn),緩沖溶液在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物學(xué)等方面應(yīng)用很廣, 同離子效應(yīng)是緩沖溶液具有緩沖作用的根本原因,是掌握這部分知識的關(guān)鍵,為了使學(xué)生更好去理解同離子效應(yīng)這個概念,可設(shè)計(jì)以下兩個試驗(yàn):
(1)在20ml 0.100mol/L HAc溶液中加入幾滴甲基橙,溶液呈紅色(酸色),然后逐漸加入NaAc,溶液由紅色變?yōu)辄S色,為什么會出現(xiàn)這種顏色變化?
這種顏色的變化就解釋了同離子效應(yīng)
HAc(aq) = H++AC-(aq)
← AC-(加入NaAc)
即在HAc溶液中加入NaAc,使HAc解離平衡向左移動,從而使HAc解離度α降低(即離子效應(yīng)), 從而使H+濃度降低,pH值升高,才導(dǎo)致甲基橙由紅色變?yōu)辄S色(堿色)。
(2)在20ml 0.100mol/L氨水中加入幾滴酚酞,溶液呈紅色(堿色),然后加入逐漸加入NH4Cl, 溶液由紅色變?yōu)闊o色, 為什么會出現(xiàn)這種顏色變化?
因?yàn)椋篘H3+H2O= OH-+NH4+
←NH4+(加入NH4Cl)
即在NH3溶液中加入NH4Cl,使NH3.H2O解離平衡向左移動,從而使NH3.H2O解離度α降低(即離子效應(yīng)), 從而使 OH-濃度降低,pH值降低, 導(dǎo)致酚酞由紅色變?yōu)闊o色(酸色)。
以上兩個試驗(yàn)進(jìn)一步說明和解釋了同離子效應(yīng),再加上顏色的變化,加深了學(xué)生的印象,同離子效應(yīng)搞清楚了,緩沖溶液的緩沖作用原理也就好理解了,這部分的重點(diǎn)就掌握了。
總之,通過以上教學(xué)手段,極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性,開闊了學(xué)生的思路,在大學(xué)一年級基礎(chǔ)課階段,學(xué)生不僅學(xué)到了知識,而且學(xué)到了科學(xué)的思維方式,進(jìn)而增長智慧,為大學(xué)四年的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一個良好的開端,也為今后高年級的專業(yè)課學(xué)習(xí)打好了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]浙江大學(xué)普通化學(xué)教研室.普通化學(xué)(第5版). 北京:高等教育出版社,2002,7-150
[2]傅獻(xiàn)彩.大學(xué)化學(xué) . 北京:高等教育出版社, 1999,78-224
[3]史啟楨.無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué).北京;高等教育出版社,2002,16-196
[4]汪小蘭.基礎(chǔ)化學(xué). 北京:高等教育出版社,2003.35-127
[5]大連理工大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室.無機(jī)化學(xué)(第四版).北京:高等教育出版社,2005,12-186