高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)的銜接探討

摘 要 如何有效增進高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)的銜接是高中教師和大學(xué)教師共同面對且亟須解決的難題。基于此，文章以配位化合物知識點為例，結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)實踐，總結(jié)了多種有效的銜接策略，以期幫助學(xué)生實現(xiàn)高中化學(xué)學(xué)習(xí)向大學(xué)無機化學(xué)學(xué)習(xí)的平穩(wěn)過渡，同時提升大學(xué)無機化學(xué)學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 高中化學(xué)；大學(xué)；無機化學(xué)；銜接策略；配位化合物

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.33.040

Exploration into the Connection between High School Chemistry and

University Inorganic Chemistry Teaching

—— Taking the knowledge points of coordination compounds as an example

HU Huancheng1， ZHANG Guohai1， LUO Hongjun2

（1 School of Chemistry and Pharmacy， Guangxi Normal University， Guilin， Guangxi 541004;

2. Nanning No.3 Middle School， Nanning， Guangxi 530000）

Abstract How to effectively enhance the connection between high school chemistry and inorganic chemistry teaching in universities is a difficult problem that both high school and university teachers face and urgently need to solve. Based on this， the article takes the knowledge of coordination compounds as an example and combines the author's teaching practice in recent years to summarize various effective connection strategies， in order to help students achieve a smooth transition from high school chemistry learning to university inorganic chemistry learning and improve the teaching quality of university inorganic chemistry.

Keywords high school chemistry; university; inorganic chemistry; connection strategy; coordination compound

2018年，教育部正式制定并發(fā)布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》中明確了化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)、課程目標(biāo)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求等內(nèi)容[1]。無機化學(xué)是本科生進入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)必修課。本門課程不僅是對高中化學(xué)知識的深入與拓展，還會學(xué)習(xí)化學(xué)原理、元素化學(xué)等知識，具有內(nèi)容零散、知識點較多等特點[2-3]。無機化學(xué)的順利學(xué)習(xí)不僅可以提高學(xué)生對大學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生對未來四年大學(xué)生活的向往與憧憬，還可以為后續(xù)專業(yè)必修課程如有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等打下堅實的理論基礎(chǔ)。因此，有效增進高中化學(xué)教學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)的銜接是極其重要的。基于此，本文以配位化合物知識點為例，總結(jié)了高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)銜接過程中面臨的主要問題和一些有效的銜接策略。

1" 高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)銜接中面臨的主要問題

受限于高中生的認(rèn)知水平和課時安排，相比于大學(xué)無機化學(xué)課程，高中的化學(xué)知識較少且難度較低，尤其對于配位化合物，在選擇性必修二《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（人教版）中，與超分子合并成為1小節(jié)。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》明確規(guī)定了該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求“知道配位鍵的特點，認(rèn)識簡單的配位化合物的成鍵特征，了解配位化合物的存在與應(yīng)用；能運用配位鍵模型解釋配合物的某些典型性質(zhì)；能說出配位鍵的特征和實質(zhì)”。在高中化學(xué)配位化合物并不是十分重要的章節(jié)。然而，其在無機化學(xué)中卻十分重要，因此，本文以配位化合物為例，簡要分析高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)銜接中面臨的主要問題。

1.1" 課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)的差異

鑒于配位化合物在高考中所占比例較低，對高中生的學(xué)習(xí)要求也較低，故高中生對本部分內(nèi)容進行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)較為容易。然而，按照目前筆者所處教研室編寫的教學(xué)大綱而言，配位化合物章節(jié)為12學(xué)時，每次授課時長均為2―3學(xué)時，主要的知識點包括：配位化合物的基本概念、配位化合物的價鍵理論、配位化合物的晶體場理論和配位化合物的穩(wěn)定性等知識點。因此，相較于高中而言，大學(xué)的知識點較為密集且難度明顯提升。所以，如果學(xué)生沒有在課前進行認(rèn)真預(yù)習(xí)，課堂上將很難跟上大學(xué)教師的授課節(jié)奏。

此外，高中教師一般通過課堂提問與測驗、課后作業(yè)、周考、月考、期中考試和期末考試等方式復(fù)習(xí)所學(xué)知識。然而受限于大學(xué)的學(xué)時要求、大學(xué)與高中教育目的的差異，大學(xué)老師一般僅通過課堂提問、課后作業(yè)和期末考試的方式來檢驗學(xué)生所學(xué)知識。

1.2" 高中化學(xué)知識與大學(xué)知識表述的差異

受限于高中化學(xué)中配位化合物內(nèi)容和課時均較少的因素，因此教師講解的知識深度也較為有限。為便于高中生理解和掌握，高中化學(xué)知識與大學(xué)知識的表述難免存在些許差異。例如，選擇性必修二《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（人教版）對于配位鍵的定義是：在四氨合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子提供孤電子對給予銅離子，銅離子接受水分子的孤電子對形成的這類“電子對給予―接受”鍵[4] 。這里的配位鍵主要指 配位鍵。然而電子對不僅包括孤電子對，也包括 電子對，因此大學(xué)的配位鍵既包含 配位鍵，又包含 配位鍵和反饋 鍵。此外，高中并沒有配位化合物命名的知識點，因此，高中學(xué)生一般僅能夠讀出較為熟悉的配位化合物（如[Cu（NH3）4]SO4、[Ag（NH3）2]Cl）的名稱。然而，事實上，配位化合物的命名法是較為復(fù)雜的。如[Cu（NH3）4]SO4在高中命名為硫酸四氨合銅，而因為金屬離子的氧化態(tài)較多，所以對配位化合物命名時，需要標(biāo)注中心的氧化態(tài)，故該配位化合物應(yīng)命名為硫酸四氨合銅（II）。再如高中學(xué)習(xí)的配體一般為單齒配體，如H2O、NH3等，配位數(shù)恰巧等于配體數(shù)，因此高中對配體數(shù)和配位數(shù)的區(qū)分并不是很嚴(yán)格。然而，事實上配體的種類是多樣的，不局限于單齒配體，還有乙二胺、草酸根、環(huán)戊二烯等，因此配位數(shù)并不一定等于配體數(shù)。

1.3" 高中化學(xué)實驗較少

相比于高中的化學(xué)實驗而言，大學(xué)無機化學(xué)實驗的數(shù)目及學(xué)時較多。根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》，選擇性必修課程學(xué)生必做實驗中與配位化合物相關(guān)的實驗只有1個：簡單配合物的制備。按照目前筆者所處教研室編寫的《無機化學(xué)實驗》教學(xué)大綱而言，與配位化合物直接相關(guān)的實驗有4個，分別為二草酸根合銅（II）酸鉀的制備（5學(xué)時）、兩種鈷配合物的制備（5學(xué)時）、由廢銅屑制備硫酸四氨合銅（II）（6學(xué)時）、三草酸根合鐵（III）酸鉀的制備（5學(xué)時），合計21學(xué)時。

1.4" 高中與大學(xué)課堂授課速度的差異

高中化學(xué)學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生了解化學(xué)在當(dāng)今社會發(fā)展中的作用、激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣、幫助學(xué)生構(gòu)建并全面發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，因此，在課時安排及知識深度方面，充分考慮了高中學(xué)生的認(rèn)知水平，每學(xué)時的知識點較少，授課速度較慢。然而，大學(xué)無機化學(xué)中配位化合物為12學(xué)時，兩周就把所有相關(guān)知識講完，在學(xué)生現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，授課速度是十分快的。

2" 高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)的銜接策略與實踐

大學(xué)教育注重培養(yǎng)本科生的主觀能動性，遇到問題時，能分析并主動解決問題。下面結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)經(jīng)驗與實踐，提出了多種有效的銜接策略。

2.1" 深入貫徹落實課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)理念

考慮到大學(xué)無機化學(xué)的知識點密集而繁雜、授課速度較快等現(xiàn)狀，因此，學(xué)生必須在課前對知識點有清晰的了解，在上課時，結(jié)合教師所講，進一步深入理解知識點；課后主動通過習(xí)題等方式復(fù)習(xí)，才能跟上大學(xué)教師的授課，從而真正達到掌握課堂所學(xué)知識的目的。

2.2" 注重基礎(chǔ)實驗

大學(xué)無機化學(xué)實驗是化學(xué)專業(yè)本科生進入大學(xué)后的第一門必修基礎(chǔ)實驗課程，學(xué)生不僅鞏固了高中所學(xué)的簡單基本操作，如稱量、溶液的配制等，同時又學(xué)習(xí)了更多的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本的操作技能，如常見的三種固液分離方法（傾析法、過濾法、離心法）的標(biāo)準(zhǔn)操作及適用情形、無氧操作、晶體的培養(yǎng)等。此外，還培養(yǎng)學(xué)生在實驗過程中遇到異?，F(xiàn)象或結(jié)果時，可以通過查閱文獻或書籍、與同學(xué)展開討論、分析與處理的能力。

以無機化學(xué)實驗中配位化合物的制備實驗為例，通過相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以初步掌握配合物的制備方法和制備原理；根據(jù)對實驗現(xiàn)象的觀察與記錄，分析實驗過程中發(fā)生的變化，進一步加深學(xué)生對配位化合物相關(guān)理論知識的理解。此外，學(xué)生可以根據(jù)配位化合物的結(jié)晶手段和提純方式，推測出配位化合物的溶解性等性質(zhì)。

2.3" 推行專業(yè)詞匯雙語教學(xué)模式

化學(xué)專業(yè)本科生的主要就業(yè)方向為中學(xué)教師、考研以及公司。目前較為前沿的論文一般發(fā)表在國外期刊上，因此，在授課時，將專業(yè)詞匯滲入本科教學(xué)，有利于本科生根據(jù)這些專業(yè)詞匯去查找本專業(yè)的科技前沿，幫助其加強對自身專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。此外，對于以后想成為中學(xué)教師的學(xué)生而言，可以幫助他們對本學(xué)科的科技前沿有一定的了解，進而輔助高中教學(xué)，成長為卓越型教師；對于選擇繼續(xù)深造的本科生而言，有助于幫助他們更好地選擇未來的研究方向，如與配位化合物緊密相關(guān)的研究方向，配位化合物的設(shè)計、制備與性質(zhì)研究（如磁性、熒光識別、氣體吸附與分離、催化）等。

2.4" 借助計算機

當(dāng)今社會的快速發(fā)展使得計算機廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。化學(xué)的進步也離不開計算機的輔助。以配位化合物為例，當(dāng)我們合成未知結(jié)構(gòu)的配位化合物時，需要使用X-射線單晶衍射儀收集單晶數(shù)據(jù)，然后利用OLEX2或SHELXTL軟件包解析晶體數(shù)據(jù)，從而獲得配位化合物的晶體結(jié)構(gòu)。在高中學(xué)習(xí)配位化合物時，學(xué)生通常接觸的是中心為2配位的[Ag（NH3）2]+和中心為4配位的" [Cu（NH3）4]2+，但事實上配位化合物中心的配位數(shù)不僅可以是2和4，還有可能是6、8、10等。此外，高中學(xué)生只能通過教材上的圖片簡單獲得中心的配位構(gòu)型；大部分學(xué)生對配位數(shù)和配體數(shù)總是分不清楚。如果借助晶體解析軟件OLEX2或SHELXTL、晶體畫圖軟件Diamond等，能直觀地觀察出中心與配體的連接方式、配位數(shù)以及配體數(shù)等信息，幫助學(xué)生更深層次地理解并掌握中心的配位環(huán)境、配體的配位模式以及配位化合物的空間結(jié)構(gòu)等。因此，在計算機的幫助下，本科生能夠更加直觀地了解配位化合物的空間結(jié)構(gòu)等，以更好地掌握配位化合物的相關(guān)基礎(chǔ)知識。

2.5" 開展科學(xué)研究

開展科學(xué)研究是成為專業(yè)型化學(xué)人才的必經(jīng)之路。對于本科生而言，大學(xué)學(xué)習(xí)的化學(xué)實驗課程只能讓他們學(xué)到一些基本實驗操作、實驗原理和基礎(chǔ)知識。如果攻讀碩士研究生，這些實驗技能和實驗知識是遠遠不夠的。為了使他們更好地了解和選擇未來攻讀的研究方向，并為碩士研究生的攻讀打下堅實的基礎(chǔ)，學(xué)生在本科階段可以加入導(dǎo)師的實驗室，進行一些簡單的科研訓(xùn)練、培養(yǎng)科研思維和開展簡單的科學(xué)研究。

以配位化合物方向為例，本科生在實驗室不僅可以鞏固在基礎(chǔ)實驗階段學(xué)習(xí)的配位化合物合成、分離和提純方法，而且可以學(xué)會一些新的常見配位化合物的合成方法，例如揮發(fā)法、擴散法、溶劑熱法等。此外，在此過程中，學(xué)生可以逐步了解并掌握其應(yīng)用前景，提高了學(xué)生對配位化合物方向和無機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

3" 結(jié)語

綜上所述，本文深入分析了目前高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)銜接中面臨的主要問題，并結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗，提出了深入貫徹落實課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)理念、注重基礎(chǔ)實驗、推行專業(yè)詞匯雙語教學(xué)模式、借助計算機、開展科學(xué)研究等銜接策略，進而幫助學(xué)生順利實現(xiàn)高中向大學(xué)的過渡，提升了大學(xué)無機化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

*通信作者：胡煥成

基金項目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目一般項目B類項目“新醫(yī)科背景下師范院校創(chuàng)新型藥學(xué)人才培養(yǎng)的探索與實踐——以廣西師范大學(xué)藥理學(xué)課程群建設(shè)為例”（2023JGB150）；廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目一般項目B類項目“‘一引領(lǐng)二融合四協(xié)同’促進西部民族地區(qū)高師院校培養(yǎng)中學(xué)化學(xué)卓越教師——以廣西師范大學(xué)化學(xué)實踐教學(xué)改革為例”（2023JGB139）；廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目一般項目B類項目“基于" BOPPPS" 教育理念的《無機化學(xué)實驗》課程教學(xué)改革與實踐研究”（2024JGB133）；教育部實驗教學(xué)和教學(xué)實驗室建設(shè)研究項目（SYJX2024-164）。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 齊學(xué)潔，段莉莉，羅艷玲，等.無機化學(xué)課程思政案例庫的探索與構(gòu)建[J].高教學(xué)刊，2024，10（13）：160-163.

[3] 葉龔蘭，尹霞，許峰，等.“四位一體”的無機化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新[J].大學(xué)化學(xué)，2024，39（1）：136-141.

[4] 普通高中教科書化學(xué)選擇性必修2[M].北京：人民教育出版社，2023.