淺談大學《無機化學》課程教學的幾點體會

駱耿耿

【摘 要】針對工科院校材料科學與工程學院《無機化學》課程的基本特點，本人結合筆者以往的教學實踐經驗，從化學史教育與“名人效應”、物質結構決定性質、無機化學前沿研究領域介紹、3D化學圖形軟件應用等四方面在無機化學教學實踐中的應用來闡述了個人的一些教學探索和體會。

【關鍵詞】無機化學；教學體會；教學探索

無機化學是四大基礎化學之一，而《無機化學》課程是我校功能材料和材料專業(yè)學生進入大學的第一門重要的專業(yè)基礎課，在知識上將為分析化學、物理化學等后續(xù)專業(yè)課打下基礎。因此其地位和重要性，不言而喻。那么講課老師要如何教好《無機化學》這門課程，對于大一新生又應該如何學好這門必須課，本人在多年的無機化學教學課程中，用心揣摩一些前輩的教學策略及教學效果，認真學習其他高校名師的教學課件和教學視頻，通過反復教學實踐及與學生的頻繁交流接觸，產生了一些心得體會，撰寫本文和各位同仁交流探討。

1 將化學史教育及“名人效應”適當穿插于無機化學教學中

我國著名的化學家傅鷹先生曾說過“化學給人以知識，化學史則給人以智慧”?；瘜W史是化學學科孕育，形成和發(fā)展及其演變規(guī)律的歷史。在無機化學教學中適當穿插介紹化學史知識的教學方式，不僅能夠活躍課堂氣氛，引起學生的好奇心，加深學生對所學知識的理解，更能使學生獲得科學研究和探索的興趣。例如，在講授“稀有氣體”一章時，介紹氬氣的發(fā)現過程又稱為“第三位小數”的勝利，讓學生感受到科學的嚴謹與精確。再如，在講授“原子結構”一章時，可穿插介紹人類對原子結構探索的化學史過程，包括從湯姆遜的西瓜式原子模型→盧瑟福的行星式模型→波爾的舊量子化原子模型→原子結構的現代量子力學模型。

名人因為在某一領域有過人之處，容易引起人們對其崇拜和敬仰。在無機化學課堂教學中適當嘗試利用“名人效應”，引入著名化學家的典型事跡，不僅可激發(fā)學生的學習熱情，還可以提高學生的科學素養(yǎng)。例如，在講授“化學鍵理論”時介紹偉大理論化學家鮑林如何勤工儉學來維持學習和生活，及攻克一個又一個科學難關，并提出了著名的雜化軌道理論和共振論，以及許多新的概念，如電負性標度等，這對現代化學的發(fā)展有著巨大的意義。并借此機會鼓勵學生去閱讀鮑林所撰寫的《化學鍵的本質》一書，加深學生對相關化學知識的認知，拓展學生的知識視野。

2 將“結構決定性質”的思想貫穿于無機化學教學始終

元素無機化學課程，一直被認為是講授的難點，因為在許多學生看來，這部分內容知識點多、瑣碎，學起來相當枯燥乏味。如果能夠以“結構決定性質，性質反饋結構”的主線貫穿整個無機化學的教學始終，讓學生從結構的角度分析探討物質的穩(wěn)定性及反應性質，將有助于提高學生的學習興趣。例如，在講授“硼族元素”一章時，引導學生從結構角度（即離域π鍵）分析缺電子分子BX3（X = F、Cl、Br），本身沒達到8電子構型，卻為何可以穩(wěn)定存在；進一步從結構角度（氫鍵協(xié)同效應）對比分析同樣未達到8電子穩(wěn)定構型的B（OH）3，并沒有類似BX3的離域π鍵來穩(wěn)定結構，如何解釋其穩(wěn)定性及一些物理化學性質。在講授“碳族元素”一章時，引導學生借助所學的雜化軌道理論，分析關于CCl4及SiCl4能否發(fā)生水解反應、水解產物及水解反應方程式，從而避免學生硬生生的去記憶一些反應方程式。

3 將無機化學前沿領域的研究適時適量滲透到無機化學教學中

目前我校學生所使用的無機化學教材為華東理工大學出版的《工科無機化學》，該教材里面明顯缺少一些化學科研前沿研究領域的介紹。如果能在無機化學教學中適當滲透一些無機化學的前沿研究領域，這能讓學生對化學的一些前沿研究領域有更為直接和感性的認識，引發(fā)學生的好奇心和求知欲，變被動接受為主動學習，從而對無機化學產生更濃厚的興趣，提高教學效果。例如，在講授“分子結構”一章時，介紹過去科學家都只能間接推斷或猜測分子的結構，而最近在該領域中，美國科學家在頂級刊物Science雜志上發(fā)表文章，稱首次借用非接觸式原子力顯微鏡，以原子級的分辨率清楚看到分子中各個原子之間的原子鍵的圖像（圖像中分子的原子鍵看起來與化學課本中的棒狀圖幾乎一摸一樣），讓化學鍵首次肉眼可見。再如，在“晶體結構”一章時，當講解到原子晶體金剛石結構時，可以適當向學生介紹被評價為“稻草變黃金”的研究（即中國科技大學錢逸泰等人利用CCl4和金屬Na反應獲得人造金剛石），當學生明白里面所涉及到的反應僅僅是簡單的無機反應（CCl4+4Na=4NaCl+C金剛石），將更加激發(fā)他們的對《無機化學》課程的學習積極性和學以致用的想法。

4 將3D化學圖形軟件應用于無機化學教學中

當前3D化學軟件，如Gaussian、DS ViewPro、Chemoffice等軟件具有強大的計算和圖形演示功能，將其運用到無機化學課程的教學中，使得教學活動變得生動有趣，能夠達到使淺嘗者不覺深、深思者不嫌淺的教學效果。例如，在講授“分子軌道理論”時，學生往往不知道為什么第二周期的N2和O2外層分子軌道排布方式不一樣，B2和O2為什么一樣顯順磁性，通常只能生記硬背。而借助Gaussian軟件及附屬Gaussview可用來演示分子軌道實際填充情況，就使學生易于理解分子軌道理論。Gaussian軟件還可以計算電離能和電子親合能等，通過比較同一周期或族的變化趨勢，幫助我們學習元素周期律。再如，當講到“氧族元素”中H2O2的結構和性質時，可以借助Chemoffice軟件來分析查詢H2O2的二面角及能量大小等參數，這樣將有助學生更加深入學習到H2O2的結構與性質關系。

【參考文獻】

[1]蘇小云，臧祥生.工科無機化學[M].3版.華東理工大學出版社，2004.

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