張 婧，張 帥，張 奎，王雙壽，葉明富，3

（1.常州大學材料科學與工程學院，江蘇常州 213164；2.安徽工業(yè)大學化學與化工學院，安徽馬鞍山 243002；3.安徽藍格利通新材應用股份有限公司，安徽蕪湖 241206）

1 普通化學及實驗課程

1840年爆發(fā)鴉片戰(zhàn)爭，持續(xù)上百年的閉關(guān)鎖國狀態(tài)被打破。伴隨西方的自然科學與社會科學不斷涌入，形成了“西學東漸”全新局面，掀起了轟轟烈烈的洋務運動，近代高等教育也由此拉開序幕。我國近代化學先驅(qū)徐壽（1818—1884年）和英籍傅蘭雅（John Fryer，1839—1928年）等合作翻譯了大量的近代西方科技著作，化學方面譯有《化學考質(zhì)》（定性分析）、《化學求數(shù)》（定量分析）、《化學鑒原》（無機化學）、《化學鑒原續(xù)編》（有機化學）等十余本教材。在此大潮下General Chemistry 被引入我國高校課堂，囿于當時知識水平等原因，先賢們將其定名為“普通化學”并沿用至今。這個翻譯其實并不合理，一門學科中的課程不應有“普通”與“獨特”之別，蓋因“General”中文意思不是“普通的”而應是“概括的”，即“General Chemistry”正確譯法當為“化學概論”，“化學概論”是一門化學緒論課[1-2]。蓋因“普通化學”此譯名沿用已久，因此不再更改，知曉“普通”意為“General”就可以。

目前《普通化學》是國內(nèi)外高校眾多專業(yè)學生的一門基礎(chǔ)課[2-6]，為了適應社會發(fā)展和科學技術(shù)進步，《普通化學》課程的內(nèi)容也在不斷調(diào)整。在20世紀末美國曾成立了專業(yè)團隊來研究“General Chemistry”教材建設與教學等相關(guān)問題，我國在教育部（原教育委員會）高等學校教學指導委員會的組織指導下，也組織過相仿的調(diào)研活動。經(jīng)集體商討，對大學生《普通化學》課程的基石性與必須性的認識得到深化，同時明確了原有《普通化學》課程中主要存在的一些毛病。解決這些問題有賴于教學實踐經(jīng)驗的進一步累積，但高等教育界已達成共識，繼續(xù)將《普通化學》列為大學理、工、農(nóng)、醫(yī)等眾多專業(yè)教學計劃中的必修公共基礎(chǔ)課。

《普通化學》課程較全面、系統(tǒng)地向大學生傳授近現(xiàn)代化學的主要基本原理和基礎(chǔ)知識，其課程內(nèi)容涵蓋并涉及有機化學、無機化學、高分子化學、分析化學、物理化學等領(lǐng)域的基本知識。21世紀高新技術(shù)在學科領(lǐng)域相互滲透、相互交叉日趨強化，希望通過本課程的學習，廣大學生應明晰化學變化基本規(guī)律及其分析方法，同時清楚實現(xiàn)、駕馭化學反應的基本方法；初步領(lǐng)略當代化學相關(guān)二級學科[無機化學、有機化學、高分子化學、分析化學（含儀器分析）、物理化學等]的發(fā)展動向，提高各專業(yè)學生將化學的知識、技術(shù)、規(guī)律、方法應用到相關(guān)工作中的能力，學生的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，以期推動科學技術(shù)的發(fā)展，為人類的進步作出貢獻。

作為一門實驗科學的基礎(chǔ)課程，普通化學實驗是《普通化學》有機組成部分[7-8]，它是訓練學生自行操作、觀測、分析總結(jié)、撰寫實驗報告等能力的關(guān)鍵步驟。實驗主要目的在于：①理論教學的重要概念和理論得到驗證、鞏固、充實及提高，并使理論知識得以具體化，同時能把握使用這些化學理論需要的條件、范圍和方法，知曉化學變化的多樣性、復雜性；②學生正確掌握化學實驗操作技能，實驗操作正確方能得到可靠的數(shù)據(jù)及結(jié)果，后者又是正確結(jié)論的根本依據(jù)；③培養(yǎng)學生獨立思考、獨立工作的本領(lǐng)；④培養(yǎng)學生科學工作的習慣和態(tài)度。工作習慣科學是做好化學實驗的基本要求；科學工作態(tài)度是指實事求是的作風，忠于所觀察到的客觀現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象和理論不符，應檢查操作是否正確或所應用的理論是否合適等。

普通化學及實驗為大學理、工、農(nóng)、醫(yī)等眾多專業(yè)教學計劃中的必修公共基礎(chǔ)課。本課程教學目的是為眾多專業(yè)大學生今后學習提供基本的化學基礎(chǔ)，近現(xiàn)代化學基本理論、基本知識和基本技能被他們掌握，從而對形形色色的物質(zhì)世界有系統(tǒng)全面認識，有助于他們今后學習相關(guān)理論和各專業(yè)知識、理會新的科技成果，同時有助于學生樹立正確的學習、研究方法和科學自然觀，辯證唯物主義世界觀得以確立。

2 演示實驗

如表1所示，課堂演示實驗是一種符合認知規(guī)律的行之有效的教學手段，被眾多課程廣泛采用。化學是一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的學科?；瘜W中每個概念、理論的發(fā)現(xiàn)都離不開牢靠的實驗基礎(chǔ)。實驗是化學的根基所在，演示實驗同樣也是化學教學不可或缺的一部分[9-12]，歷史證明其非常有利于培養(yǎng)杰出人才。學生在獲得生動直觀形象的感性基礎(chǔ)上，更好地理解和掌握物質(zhì)化學性質(zhì)及其變化規(guī)律，抽象的理論和概念也得以形象化，同時培養(yǎng)學生的觀察能力、分析歸納能力及邏輯思維能力，這是演示實驗的主要任務[11]?；瘜W演示實驗導入傳統(tǒng)的教學體系中，大幅提高了學生的學習興趣。形象生動的演示實驗費時不多，但極大提高了化學課堂教學效果。

表1 部分學科演示實驗教材

普通化學及實驗教學是一項復雜的系統(tǒng)過程，包括課堂講授、討論課與習題課、非正式考試或單元測驗、課堂演示實驗、實驗室教學及期末考試等諸多教學環(huán)節(jié)。教師操作和講解現(xiàn)象明顯的化學演示實驗，可以打破傳統(tǒng)化學實驗的時空限制，學生直接觀察主題突出的化學現(xiàn)象與化學規(guī)律，可有效促進學生對教學內(nèi)容的理解，同時啟發(fā)學生思考并培養(yǎng)學生探索和創(chuàng)新精神，激發(fā)學生學習普通化學興趣，助力課程教學。

3 演示實驗在普通化學中的應用及思考

化學演示實驗是一種學生學習知識技能、教師展示教學內(nèi)容的渠道與方法，與課堂教學緊密結(jié)合，必然事半功倍[9，11-16]。譬如在講解酸堿平衡相關(guān)內(nèi)容時，設計了同離子效應實驗[14]：在250 mL 燒杯中注入150 mL 氨水（NH3?H2O，濃度為0.05 mol/L），滴入5 滴酚酞（0.1%乙醇溶液），攪拌后溶液顯粉紅色（弱堿性）；將此溶液一分為二，其中一杯作為參比，往另一杯溶液中加入2~3 g 乙酸銨固體，攪拌加速溶解，此時因溶液中OH-濃度降低（NH3·H2ONH4++OH-，同離子效應，平衡向左移動），pH 降低，溶液從粉紅色變成無色。在250 mL 燒杯中加入150 mL 乙酸溶液（濃度為0.10 mol/L），滴加10滴甲基橙水溶液，攪拌后溶液此時顯橙紅色。將該溶液一分為二，其中一杯作為參比，往另一杯溶液中加入2~3 g 乙酸銨固體，攪拌加速使其完全溶解，溶液由橙紅色變成黃色，這是因加入NH4Ac 導致Ac-濃度增加（HAcH++Ac-，同離子效應，平衡向左移動），抑制了乙酸的電離，使溶液的pH 值升高。該演示實驗直觀地體現(xiàn)了同離子效應。又如在講解沉淀溶解平衡相關(guān)內(nèi)容時，設計了如下沉淀生成與轉(zhuǎn)化演示實驗：向燒杯中加入20 mL 濃度為0.1 mol/L 硝酸鉛溶液，攪拌條件下逐滴加入碳酸鈉溶液（濃度為0.10 mol/L），直至白色沉淀（PbCO3）不再增加，用傾瀉法洗滌該沉淀數(shù)次，然后將其轉(zhuǎn)移至濾紙上。在試管中加入10.0 mL 硫化鈉溶液（濃度為0.10 mol/L），取剛制備的白色PbCO3沉淀加到此Na2S 溶液中，攪拌后發(fā)現(xiàn)白色的PbCO3沉淀逐漸變成黑色的PbS沉 淀（PbCO3溶 度 積 為4×10-14， 故Pb（NO3）2+Na2CO3→PbCO3↓（白）+2NaNO3；又PbS 溶 度積 為7×10-29，PbS 溶 解 度 遠 小 于PbCO3溶 解 度，故在Na2S 作用下，PbCO3沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)镻bS 沉淀：Na2S+PbCO3（白）→PbS ↓（黑）+Na2CO3。該演示實驗簡潔明了地說明了沉淀的生成、溶度積與沉淀轉(zhuǎn)化的關(guān)系。又如在講解配位化學相關(guān)知識點時，設計了如下演示實驗：向四支試管中各加入20 mL 硫酸銅溶液（濃度為0.10 mol/L），向第一支試管中滴加數(shù)滴氫氧化鈉溶液（濃度為0.10 mol/L），即生成淺藍色的Cu（OH）2沉淀（2NaOH+CuSO4→Cu（OH）2↓（淺藍）+Na2SO4）；向第二支試管中滴加數(shù)滴氯化鋇溶液（濃度為0.10 mol/L），立即生成白色BaSO4沉淀（CuSO4+BaCl2→BaSO4↓（白）+CuCl2）；再向第三、第四支試管中加入濃度為8.0 mol/L 氨水溶液，直到溶液變成深藍色（CuSO4+4NH3?H2O →[Cu（NH3）4]SO4（深藍色）+4H2O），此時再向第三支試管中滴加數(shù)滴氯化鋇溶液（濃度為0.10 mol/L），此時仍立刻有白色BaSO4沉淀生成（[Cu（NH3）4]SO4+BaCl2→[Cu（NH3）4]Cl2+BaSO4↓（白）），向第四支試管中加入數(shù)滴氫氧化鈉（濃度為0.10 mol/L），此時無沉淀產(chǎn)生，這是因為該溶液中Cu2+濃度極小，NaOH 不足以與之反應產(chǎn)生Cu（OH）2沉淀（[Cu（NH3）4]2+Cu2++4NH3）[14]。該演示實驗非常有助于學生了解配合物的組成以及它與普通鹽類的區(qū)別。又如在講解化學反應速率和化學平衡相關(guān)內(nèi)容時，設計了如下演示實驗：在試管中加入15 mL 飽和Ca（OH）2溶液，然后往溶液中通入CO2氣體，即產(chǎn)生白色CaCO3沉淀（Ca（OH）2+CO2→CaCO3↓（白）+H2O）；繼續(xù)通CO2氣體，則CaCO3沉淀溶解轉(zhuǎn)化為Ca（HCO3）2（CaCO3↓+CO2+H2O →Ca（HCO3）2）；再 將Ca（HCO3）2溶 液 加 熱 至 微沸，又會析出白色的CaCO3沉淀（Ca（HCO3）2→CaCO3↓+CO2↑+H2O），借此清楚地說明了化學反應的移動及可逆反應。

引入具有時代性、趣味性和科普性的演示實驗，利于鞏固并加深對普通化學課程的理解，同時利于開闊廣大學子的視野，激發(fā)他們主動參與進來，同時有效促進他們深入思考所觀察到的化學現(xiàn)象，培養(yǎng)學生依據(jù)化學理論與規(guī)律來分析、解決實際問題的綜合素養(yǎng)，從而進一步提高廣大學子科學探索和研究的水平，有效培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

普通化學及實驗是理、工、農(nóng)、醫(yī)諸多專業(yè)必修課，課時偏少、受眾多、內(nèi)容豐富是普遍存在的共性問題。普通化學教學過程中引入演示實驗，是一種實踐與理論相結(jié)合的教學模式。初步實踐結(jié)果表明所采取的措施較好地實現(xiàn)了課程的教學目的，活躍了課堂氛圍，學生學習興趣得到調(diào)動，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思想、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，課程的教學質(zhì)量得到顯著改善。