江蘇海洋大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 趙 宏 杜政華 李 娜 楊 濤

大學(xué)無機(jī)化學(xué)元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)時(shí)有限，內(nèi)容繁多，如何更好地讓學(xué)生掌握這些知識(shí)，值得探討。元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)是在化學(xué)反應(yīng)原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這些理論知識(shí)之后的內(nèi)容，化學(xué)反應(yīng)原理的內(nèi)容包括氣體和溶液、熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、熵和Gibbs函數(shù)、酸堿反應(yīng)和配位反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的內(nèi)容包括原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、固體結(jié)構(gòu)、配合物結(jié)構(gòu)。利用理論知識(shí)指導(dǎo)元素化合物的學(xué)習(xí)，會(huì)起到事半功倍的效果。

一、講解化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)史，突出化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)科特色

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，化學(xué)家對化學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)積累離不開化學(xué)實(shí)驗(yàn)。歷史上氧氣的發(fā)現(xiàn)就很好地說明了實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科中的地位。18世紀(jì)初，關(guān)于物質(zhì)燃燒的現(xiàn)象，德國化學(xué)家施塔爾等人提出“燃素理論”，他們認(rèn)為一切可以燃燒的物質(zhì)都是由灰和“燃素”組成的，物質(zhì)燃燒后剩下來的是灰，“燃素”變成光和熱消散到空氣中，燃燒后物質(zhì)的質(zhì)量減輕。由于“燃素理論”和生活中的眾多現(xiàn)象相吻合，這一理論便得到了大家的廣泛認(rèn)可。但是，1774年，法國化學(xué)家拉瓦錫在研究燃燒現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)，磷、硫以及一些金屬燃燒后質(zhì)量會(huì)增加，同時(shí)燃燒環(huán)境中的空氣的質(zhì)量會(huì)減少，大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)使他對“燃素理論”產(chǎn)生了質(zhì)疑。同時(shí)期，英國科學(xué)家普利斯特里在用一個(gè)聚光透鏡加熱密閉在玻璃罩內(nèi)的氧化汞時(shí)也得到了氧氣，他發(fā)現(xiàn)物質(zhì)在這種氣體里燃燒比在空氣中更劇烈，他稱這種氣體為“脫去燃素的空氣”。拉瓦錫在了解到普利斯特里的實(shí)驗(yàn)后，馬上重復(fù)了他的實(shí)驗(yàn)，果真得到了一種支持燃燒的氣體，他確定這種氣體是一種新的元素。1775年4月，拉瓦錫向法國巴黎科學(xué)院報(bào)告了金屬在煅燒后質(zhì)量增加的原因，同時(shí)公布了氧的發(fā)現(xiàn)。

在講解鹵素的時(shí)候，教師可以引入溴（Br）的發(fā)現(xiàn)史。溴是法國青年化學(xué)家波拉德在研究從海藻中提取碘時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)的一種新元素。波拉德把海藻燒成灰，用熱水浸取，向溶液里通氯氣，這樣通過置換反應(yīng)就得到紫黑色的固體——碘的晶體。但是在提取后的母液底部，總沉淀著一層具有刺鼻臭味的深褐色液體，通過仔細(xì)研究他發(fā)現(xiàn)這種深褐色的液體是一種新的元素，他把自己的發(fā)現(xiàn)報(bào)告給了巴黎科學(xué)院?？茖W(xué)家根據(jù)這種液體奇臭無比的現(xiàn)象，將這種新元素稱為“溴”，在希臘文里就是“臭”的意思。

這些元素的發(fā)現(xiàn)看似是偶然的，但和化學(xué)家深厚的知識(shí)儲(chǔ)備、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)是分不開的。通過講解這些內(nèi)容，一方面可以突出化學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)特色；另一方面也向?qū)W生介紹了化學(xué)家的辛勤勞動(dòng)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作態(tài)度，讓他們作為學(xué)生學(xué)習(xí)的榜樣。無機(jī)化學(xué)元素化合物知識(shí)中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是元素化合物的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)，這是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的良好載體。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基本是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理能力，而確定實(shí)驗(yàn)問題的能力和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力需要增加學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ墙鉀Q問題的能力在化學(xué)學(xué)科中的體現(xiàn)，是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特色，因此需要強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作能力，保證學(xué)生在專業(yè)上的可持續(xù)發(fā)展能力。

二、傳授多種記憶方法，增強(qiáng)學(xué)生的記憶能力

元素化合物知識(shí)包含單質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、單質(zhì)的制備以及它們的各種化合物，這些知識(shí)都屬于事實(shí)性知識(shí)，需要學(xué)生記憶，但是在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生反映這些知識(shí)易學(xué)難記，容易混淆。為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，教師要合理地組織知識(shí)結(jié)構(gòu)，教會(huì)學(xué)生多種記憶方法，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，減輕學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)。

（一）理解記憶

理解記憶是在積極思考、深入理解的基礎(chǔ)上記憶材料，是一種非常有效的記憶方法。理解材料內(nèi)容是理解記憶的前提，這種理解不僅指看懂材料，而且包括理順材料各部分之間的邏輯關(guān)系，以及該材料和自己以前的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系。理解記憶也是精加工記憶的方法，布魯納說過：“如果把獲得的知識(shí)聯(lián)系在一起，那多半不容易遺忘?！痹谏飳W(xué)上，有一種關(guān)系是寄生，也就是兩種生物生活在一起，一方受益，另一方受害，后者給前者提供營養(yǎng)物質(zhì)和居住場所。在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)時(shí)，也可以采用類似寄生的記憶方法，也就是使自己應(yīng)該記住的知識(shí)和自己熟知的其他知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)系，從而加深記憶的方法。繪制元素轉(zhuǎn)化關(guān)系圖就是讓知識(shí)之間的關(guān)系組織化，讓新知識(shí)在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸。在這個(gè)過程中，對新知識(shí)的學(xué)習(xí)又加深了對原有知識(shí)的理解，兩者互相促進(jìn)，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)。學(xué)習(xí)過程中也可以用寄生法來繪制元素轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，進(jìn)行總結(jié)、復(fù)習(xí)、記憶元素化合物知識(shí)內(nèi)容，表明元素與化合物之間相互轉(zhuǎn)化的復(fù)雜關(guān)系。下面以磷及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖為例。

磷及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖

（二）多感官協(xié)同記憶

學(xué)習(xí)過程是學(xué)生對知識(shí)的吸收過程，也是情感參與的過程，親其師，信其道。在教學(xué)過程中，教師要認(rèn)真?zhèn)湔n，做好充分的準(zhǔn)備，積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，使學(xué)生能夠參與到教學(xué)過程中。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，學(xué)生的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等各種感官也會(huì)被充分調(diào)動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中，這將極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，特別是在元素化合物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。以堿金屬元素鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例，用鑷子從煤油中取一小塊金屬鈉，用小刀切開，觀察斷面，有金屬光澤，然后輕輕地把黃豆粒大小的金屬鈉放入盛有水的燒杯中，可以看到鈉浮在水面上輕輕地轉(zhuǎn)動(dòng)，并能夠聽到它發(fā)出“嘶嘶”的響聲，最后鈉熔成小球，著火燃燒，向燒杯中滴加酚酞試液，溶液變紅。在這一學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等各種感官充分參與，學(xué)生的記憶效果非常好。

其他的記憶方法還有整記和分記相結(jié)合的方法、歌訣記憶法、情境記憶法、故事記憶法、諧音記憶法等。學(xué)生應(yīng)該掌握不同的記憶方法，對不同的知識(shí)采用合理的方法去記憶，能夠取得較好的效果。

三、合理利用生活素材，激發(fā)學(xué)生記憶興趣

知識(shí)來源于生活，化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用更是隨處可見。教師要充分挖掘生活中的化學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生記憶興趣。例如蒸饅頭或加工糕點(diǎn)的時(shí)候，常用純堿或小蘇打，教師可以讓學(xué)生思考討論純堿或小蘇打的主要成分是什么，然后要求學(xué)生寫出氧化鈉與二氧化碳、水反應(yīng)的化學(xué)方程式，同時(shí)使其復(fù)習(xí)堿性氧化物的有關(guān)知識(shí)。教學(xué)鐵的知識(shí)時(shí)，教師先出示生活中各種鐵的氧化物的圖片：氧化鐵是常見的鐵銹，是紅棕色粉末；氧化亞鐵是黑色粉末，不穩(wěn)定；四氧化三鐵是具有磁性的黑色晶體。然后，教師引導(dǎo)復(fù)習(xí)氧化鈉、氧化鋁的性質(zhì)，從而讓學(xué)生推測鐵的氧化物的性質(zhì)，說出它們的鐵的價(jià)態(tài)、氧化性，以及與鹽酸反應(yīng)的情況等，使其建立類比學(xué)習(xí)的能力。

生活中的化學(xué)現(xiàn)象很多，還有常見的制造玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英，普通玻璃是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅熔化在一起得到的物質(zhì)，主要成分是二氧化硅。氯化銀、溴化銀、碘化銀是光敏性物質(zhì)，見光易分解，可以把它們添加到玻璃中，制成變色玻璃。麻醉劑“笑氣”是氮的一種氧化物——一氧化二氮，現(xiàn)用于外科手術(shù)和牙科手術(shù)中起麻醉和鎮(zhèn)痛作用。1772年，英國化學(xué)家普利斯特里制備了一種氣體，將其保存在實(shí)驗(yàn)室中。當(dāng)時(shí)其助手戴維偶然吸了幾口這種氣體后大笑起來，后來戴維對這種氣體進(jìn)行研究并發(fā)現(xiàn)了這種氣體的組成，給它取名為“笑氣”。

上述學(xué)習(xí)方法主要是通過激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生在離開父母和教師的督促下，能夠積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)。在元素化合物知識(shí)的講解過程中，筆者通過應(yīng)用講解化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)史，突出化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)科特色；傳授多種記憶方法，增強(qiáng)學(xué)生的記憶能力；合理利用生活素材，激發(fā)學(xué)生記憶興趣的學(xué)習(xí)策略，取得了良好的教學(xué)效果。