本章着重讨论基础理论教学能使化学学习从现象深入到本质，使学生从 本质上去理解物质及其变化的规律。使学生的学习从个别上升到一般，从感 性上升到理性，对化学基础知识有概括的规律性的掌握。通过基础理论学习 可以培养学生辩证唯物主义思想观点和思维能力，也可用来指导元素、化合 物知识等教材的学习，提高学生学习化学的自觉性和积极性，同时，还可加 速有关知识的理解和巩固程度。
基础理论教学应注意哪些问题，才有利于培养学生的理论思维能力，这 也是本章要重点讨论的问题。
§9-1 化学基础理论在化学教学 中的地位和作用
化学基础理论是化学教材内容的重要组成部分。在教材中加强化学基础 理论是提高教材水平，为培养四化建设人才需要的一个重要途径。这部分内 容的深度和广度及其在整个教材中的作用，一向是教材编著者和广大教师注 重探讨的课题。
从化学学科和课程的发展来看，已经初步形成了“元素化学”和“理论化学”两大分支。相应地，也就产生了不同的化学课程模式。 教学内容是一个十分重要的问题，到底教什么，这个问题很不简单。远在 1924 年创刊的美国《化学教育杂志》上发表的大多数论文，都是讨论教学内容的，主要的争论在于教学中元素化学和理论化学的分配比例问题。从 60 年代以来，化学科学发展很快，国外的大、中学化学教材为了适应科学技术 的发展，都在不断地进行改革。其中基础理论教材的改进是教材改革的一个 重要方面。主要表现在化学理论内容和元素化学内容的消长和相互关系上。 许多国家在这个时期大大加强了化学理论。
另一方面，有些在 60 年代后期和 70 年代初期在化学理论上有了提高的国家，在这个时期都有不同程度的回摆。比如，在美国有的文章提到，提供 更多事实和元素知识已变得十分明显。看来，有些国家编写的化学课本中的 理论太多太深，不适于面向大多数学生，因此，降低理论要求，以便于更多 学生学习好化学。
需要认真研究的课题是，在提高化学基础理论的深度和广度的同时，要使之与元素化合物等其它化学基础知识相适应，要保持一个合理的比例。 应当指出，化学基础理论在化学教材和教学中具有重要作用：1.学习化学基础理论，使学生能从本质上认识物质的结构、性质和变化；2.学习化学基础理论，使学生能掌握物质之间的内在联系和变化规律；3.学习化学基础理论，能培养学习分析问题和解决问题的能力；4.学习化学基础理论，能使学生正确理解和灵活运用化学概念；5.学习化学基础理论，能培养学生辩证唯物主义观点。
§9-2 化学基础理论的 主要内容和体系
根据当代化学基本上是从描述性的科学，向推理性科学的过渡；从主要 的是定性的科学，向定量科学的发展；从宏观结构理论，向微观结构理论的 深入等的发展趋势，选入化学教材的化学基础理论，主要包括物质结构、元 素周期律、溶液理论、化学反应速率和化学平衡及电化学基础理论的初步知 识等。
一般来说，化学教材中的化学基础理论的主要内容如下：1.物质结构理论 包括分子和原子，原子的组成，核外电子排布的初步知识，核外电子分层排布的规律，分子的形成，离子化合物和共价化合物，原子核，同位素， 核外电子运动状态，电子云，电子层，电子亚层，电子云的形状，电子云伸 展方向，电子的自旋，保里不相容原理，能量最低原理，洪特规则，化学键， 离子键，离子结构特征，离子晶体的形成，共价键，共价键的形成和性质， 键能，键长，键角，极性分子和非极性分子，电负性，金属键，配位键，配 位化合物，分子间的作用力，分子晶体，σ键，π键和苯的大π键，高分子 化合物的结构等。
2.化学定律
这部分内容包括元素周期律，质量守恒定律和阿伏加德罗定律等。
（1）元素周期律 核外电子的周期排布，原子半径的周期性变化，第一 电离能的周期性变化，元素性质的周期性变化。
（2）元素周期表 元素周期表的结构，周期表中元素性质的递变规律。
3.化学反应速率和化学平衡理论 化学反应速率，影响反应速率的条件，化学平衡，可逆反应，化学平衡状态，动态平衡，化学平衡常数，影响化学平衡的条件以及利用平衡常数进行的计算等。
4.溶液理论 分散系：悬浊液，乳浊液，溶液，胶体。 电解质溶液：强电解质和弱电解质，电解质溶液的反应——离子反应，弱电解质的电离平衡——电离度，电离平衡常数，水的电离（水的离子积），溶液的 pH 值，盐类的水解，酸和碱的中和反应。
5.电化学基础理论 包括原电池和金属的锈蚀，电解池和电解的应用——电解和电镀等。 针对上述内容，化学教材中安排基础理论的位置可从下述 3 个方面来进行考虑。
（1）基础理论教材尽可能提前向学生讲授，以便充分发挥其对学习元素 化合物等教材的指导作用；（2）教师讲授基础理论教材之前，学生必须具备一定的事实材料和准备 知识，作为学习理论教材的基础，使他们能自觉地理解理论教材；（3）理论的集中讲授和分散安排相结合，理论教材和元素化合物教材相 结合，防止理论的过分集中，以免造成学生学习上的困难。
上述 3 点是紧密联系不可分的，安排理论教材时应将这 3 点统一起来加 以全面考虑。其总的精神是，一方面要尽量发挥理论的指导作用，另一方面还要考虑理论教材能否为学生自觉地接受。只有当学生自觉地理解和掌握了 理论教材时，它的指导作用才有可能得到充分发挥。
§9-3 教学中需要注意的几个问题
化学基础理论教学的任务是使学生迅速而正确地理解并掌握理论教材的 内容，由于各部分理论教材都具有一定的特殊性，故应根据各自的特殊情况 具体分析，以便有针对性的选用适宜的教学原则和方法。但当我们对各部分 理论教材综合分析之后，发现它们有共同的特点，那就是：都具有严密的逻 辑性与很强的思想性，并具有高度的抽象性与明显的概括性，大都是抽象的 概念，难于理解且难于直观表现。这些共同的特点就决定了基础理论的教学 具有共同的规律，在教学中应注意以下几点。
一、教师应尽可能使基础理论的讲解具有形象性
教师在讲解理论教材时要尽可能作到形象化。根据学生的抽象思维弱于 形象思维这一特点以及从生动的直观到抽象思维，再从抽象思维到实践这一 认识规律把本来是很抽象的教材变为生动形象的教材，以揭示宏观现象与微 观粒子运动之间的关系，帮助学生建立想象表象，从而加强学生自觉地理解 和提高理论学习的积极性。种种直观教学手段在这里起着巨大的作用。要做 到形象化可从以下几方面着手：1.重视直观教学 理论教材的特点有三：第一，概念抽象又难比喻，例如电子云、轨道、化学键等等，由于微观粒子和宏观物体的运动有不同的规律，学生看不见摸不着，难于想象，用宏观现象去形容和比喻都比较困难。第二，概念多，要 求不一致，不能搞一刀切，平均对待。第三，符号多，含义深。基于上述原 因，教学中应尽可能运用模型、图表、比喻、简单实验等直观方法。例如介 绍电子云概念可用幻灯投影叠加片的方法，使学生对电子云示意图有个初步 印象。介绍极性分子可通过带电胶棒使细水流偏转的方法，分析出分子的极 性等有助于对概念的理解。
2.加强化学实验，丰富感性认识
理论性强的教材，学生学习时往往因其抽象而理解不深，容易遗忘。因 此，有必要加强化学实验，从宏观现象出发帮助学生理解微观粒子的变化实 质，以便树立概念，掌握知识。例如讲离子键时，可用在铁纱上锉出钠屑落 于氯气中燃烧的实验了解离子键的形成，用溶有碘的四氯化碳溶液滴入水 中，使学生通过对现象的分析理解分子间确实存在着作用力等等。
3.以复习和充分利用已学过的化学现象为实例作为讲解的基础比如，讲授化学反应速率和化学平衡时，应当利用已学过的二氧化硫接 触氧化的各种现象和条件；讲授元素周期律以前，应复习已学过的有关元素、 单质和化合物的性质知识等。
二、要突出基础理论的论证性，发展学生的抽象思维能力
由于基础理论教材的另一特点是逻辑性思想性很强，因而需要严密的逻 辑推论和正确的思想方法。因此，为了使基础理论的讲解富有论证性，一般 可以如下进行：根据已知事实，并充分运用已学过的理论要点，进行严密的逻辑推理。 为了使学生能真正理解和掌握教材，应当进行严密的推理。一个问题一 个问题地讲，每一个问题都要做到讲解正确，学生真正理解后再讲解下一个 问题；并将各个问题环环扣紧逻辑地联系起来。例如，讲解质量守恒定律的本质时，应在实验事实的基础上，着重向学生讲清以下几点：（1）化学反应的实质是组成物质的分子中的原子重新组合成为新的分 子；
（2）原子在化学反应中的种类和数目均未改变；
（3）每种元素的一个原子的质量是固定的；
（4）因此参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质 的质量总和。
三、联系生产和科研实际，使学生认识到化学基础理论的重大指导 作用学习理论的目的在于实践、应用，而且，只有在实践中，理论才能受到 检验、巩固和发展，理论联系实际讲授化学基础理论，才能培养学生运用知 识解决问题的能力。
在化学基础理论教学中，理论联系实际的内容是很广泛的。理论是在实 践的基础上发展起来的，又对实践学习起指导作用。元素化合物知识、工农 业生产知识，化学计算等都离不开理论的指导。实践应用是使学生所学理论 巩固、深化的好方式。
比如，在讲授元素周期律时，要充分地联系已学过的元素化合物知识， 以加深对元素周期律的理解。同时还应向学生介绍门捷列夫修正某些元素的 原子量和预见新元素，选择冷冻剂、发现新型半导体材料、找矿、研制催化 剂和特殊材料等方面的指导作用。
在讲授基础理论时，还要有意识地联系日常生活和生产实际，分析解决一些实际问题。比如，学习盐的水解的知识后，应能用水解原理解释工农业 生产和日常生活中的一些实际问题。这不仅能加深对理论的理解，还能激发 学生的学习兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，增强基础理论的教 学效果。
四、培养观点，注意方法
化学发展的历史表明，每一种化学理论的形成和发展，无不反映出唯物 主义和唯心主义、辩证法和形而上学的矛盾和斗争。因此，化学基础理论在 体现辩证唯物主义观点方面是十分突出的。在教学中。不仅要用辩证唯物论 来阐述基础理论，还要注意培养学生的辩证唯物主义观点和思想方法。例如 元素周期律的教学，在讲解时，不仅要从量变质变规律出发阐述元素周期律 的实质，培养学生辩证唯物主义观点，还要向学生适当介绍门捷列夫的哲学 思想，并说明如果门捷列夫没有不自觉地运用了量转化为质的思想，没有掌 握正确的研究方法，不理解质与量的辩证关系，就不可能有如此伟大的发现。 这样可以启发学生用辩证唯物主义的思想方法去指导学习，研究问题。基础 理论的许多内容都是培养学生辩证唯物主义观点的理想教材。如结合原子组 成的教学，可以讲述对立统一规律；结合化学平衡移动的教学，可以说明相 对与绝对的关系等等。
五、采用启发式教学，启发学生思考
启迪学生思考这是基础理论教学的基本要求。例如，讲解烷烃的卤化反 应时，通过演示实验和数据对比先后提出了 3 个问题；为什么卤化反应要光 照或加热？卤素的相对反应活性为什么是 F2>Cl2>Br2>I2？各级氢与碳原子分离的相对速度为什么是三级氢>二级氢>一级氢？教师首先引导学生从 反应历程的角度解释了第一个问题，接着步步深入，用卤代反应过程的能量 变化研究后两种现象，最后用反应活化能和游离基稳定性的大小解决了问题。这种层层剥皮式分析问题的讲课方法可使学生的思维处于兴奋状态，教 师教给学生的就不仅是定理、公式等已有的结论，而且包括了再现这些知识 的发现过程和研究方法。
六、注重各种直观手段的配合运用
化学所研究的是比较复杂的物质运动形式，因而在教学中使用直观手段 就更加必要。它可使抽象概念具体化，深奥的理论形象化，并能把宏观现象 跟微观世界里的微粒运动联系起来，以深化学生对物质组成及其性质的辩证 关系的认识。各种直观手段，均有其特殊的作用，但若单独使用，往往有所 不足，若把传统的直观手段和现代化的电教手段配合使用，则能互相补充， 更有利于教学方法的改进和教学质量的提高。
1.实物标本与图像相结合，可提高实物直观的效果 实物标本是化学教学中常用的一种传统的直观手段。由实物所得到的感性知识与实际事物的联系比较直接，因而所得感性知识在实际生活和生产实 践中的“定向作用”也比较好。但由于条件所限，并非每一种实物都能进入 课堂（如著名的常林钻石）。另外，在许多情况下事物的本质属性和非本质 属性、主要方面与次要方面，也往往互相掩蔽或交错在一起，学生在观察实 物时有时会放过本质的、主要的因素，而把注意力放在非本质的、次要的问 题上。如果在展示实物时，配合投影、幻灯、电视等，有重点地将实物进行 多方向、多层次的剖示，则可以大大提高观察的效果。
2.实验与示意图相结合，能更深刻地揭示化学现象的本质在化学教学中，实验固有其特殊作用，但在某些情况下，单纯依靠实验 不能达到揭示事物本质的目的。例如电离的概念是通过电解质溶液导电性实 验导出的，实验易做，现象也明显。但学生如果对导电的实质缺乏本质了解， 则往往会造成错觉，以为是受外电场作用才使电解质电离的。这就倒果为因， 以致不能把电离和电解两个概念正确加以区分。对这类实验若采用电化教学 方法，运用电子技术的特技手法表现电解质在水分子作用下发生电离的情 况，就不难理解电解质电离的本质。实验与示意图的配合运用，有利于学生 进行抽象思维，对所观察的现象作出正确解释。
§9-4 化学基础理论教学示例
“氨的分子结构和性质”的教学纲要
1.认识氨的分子结构
启发诱导：（1）学生回忆有关氨的知识（氨分子跟 H+结合形成配位键， 氨分子间、氨分子跟水分子间形成氢键）。（2）观察实验：[实验 6-1][高 级中学化学课本.上册.第 2 版第六章.北京：人民教育出版社，1987]
阅读教材，小结氨的分子结构要点：（1）氨分子中有 3 个 N—H 极性键， 氮原子处于最低价态（-3）。（2）氨分子构型呈三角锥形，是极性分子， 氮原子上有一对孤对电子。
总结“发现”：氮原子是氨分子中的活动原子，氨在反应中表现出来的 性质跟它有关。
2.根据氨分子结构推测氨的重要性质（重点是氨的还原性） 提出问题，启发思维：（1）氨分子中的氮原子有一对孤对电子，而且氢原子半径小、电负性较大，氨在反应中应表现出什么性质？（2）氨分子中氮 原子处于最低价态，氨在反应中又应表现出什么性质。
加强分析，进行推测：（略）
小结归纳，实验证实：（1）氨易液化，极易溶于水。（2）氨跟水反应。
（3）氨跟酸反应。（4）氨具有还原性。演示：[实验 6-2]和[实验 6—3]。
3.揭示反应实质，总结反应规律（氨的氧化规律，其它从略）
（1）学生回答问题：①用化学方程式表示 H2S 的完全燃烧和不完全燃烧
的反应。②用化学方程式表示 H2S 和 Cl2 的反应。
小结：①硫和氢两种元素均能与氧结合，但氢比硫更易与氧结合，所以， H2S 完全燃烧生成物是 H2O 和 SO2，不完全燃烧生成物是 H2O 和 S。②H2S 里的 硫处于最低价态（-2），具有强还原性，容易被氧化剂 O2 和 Cl2 所氧化。
（2）对比分析：氨在氧气里燃烧生成物是 H2O 和 N2，但是在有催化剂（如 铂）存在下，生成物是 H2O 和 NO。
（3）推论：氨一定能被强氧化剂——Cl2 氧化。 NH3+HCl=NH4Cl（氨跟酸反应）
2NH3+3Cl2=N2+6HCl（氨的还原性）
总反应的化学方程式如下：
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
4.阅读教材，整理讲授提纲，布置课外练习。
思考和实践
1.化学基础理论在化学教学中的地位和作用。
①你对化学基础理论在教材中的指导思想是如何理解的？
②化学基础理论教学和元素化合物教学的相互关系。
2.怎样提高化学基础理论的教学效果？如何理解化学基础理论教学的特 点？
3.研究如何运用通俗形象的比喻，在中学化学教学中讲解四个量子数的 概念。
4.试拟“元素周期律”、“共价键”的教学方案。
5.讨论中学教学中加强化学基础理论教学，提高起点的必要性和可能 性。
6.基本概念教学和基础理论教学，从教学论的观点看有哪些相似之处， 又有哪些不同？试结合课堂教学实例进行分析，说明。
主要参考文献
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[l]刘知新.中学化学教材教法.北京：北京师范大学出版社，1983.135～[2]梁英豪译.现代世界化学教学概况.上海：上海教育出版社，1987.4～[3]杨先昌.中学化学教学法.武汉：湖北人民出版社，1981.117～122
[4]张镇球.氨的分子结构与性质.中学化学教研资料.武汉市教学研究室编印，1983.87～88
[5]毕梦林等编.大学生能力培养研究.沈阳：辽宁科技出版社，1987.324
[6]张克编.电化教学简论.武汉：湖北教育出版社，1991.223～224
[7]陈栋贤等编.中学化学教学法.桂林：广西师范大学出版社，1988.220
