小编这么拼，请点击上方蓝色的“化学教育期刊”添加关注！化学教育好文尽在于此！
大学化学与高中化学的衔接教学
——以原子结构知识为例
梁爱琴 宋祖伟 曲宝涵
（青岛农业大学化学与药学院 山东青岛 266109）
通讯作者，宋祖伟，E-mail，szwlxy@qau.edu.cn
高中的和大学的学习方法差异巨大，使学生难以快速适应大学无机化学的教学。以原子结构知识的学习为例，展开高中化学与大学化学的衔接教学研究，通过找准切入点、提出问题、初识基本知识、原理详解、实例练习等环节，可以顺利完成知识的衔接过渡，同时培养学生独立思考和自主学习的能力。
无机化学是高等院校化学、化工、环境等相关专业大一新生所接触的第一门基础课，在化学课程体系中处于承前启后的地位。近10年来，部分高校（尤其是国内非一流高校）无机化学课程的教学质量似乎呈下滑趋势，其原因主要在于：（1）我国高等教育招生规模扩大，高考改革不断进行，“物质结构与性质”和“有机化学基础”逐渐成为高中化学的2个“选修”模块，大一新生的化学基础必然存在较大差异，接受和理解新知识的能力也有所不同[1]。（2）高中与大学学习方法差异明显。高中化学教学以教师为主体，教师安排学习计划，对知识点进行反复讲解和集中练习，家长督促学习顺利进行，导致学生依赖性强，高中的升学压力也使得多数学生习惯这种学习方式。而大学课程信息量大并且课时有限，知识讲解注重理解和系统性，很多学生感觉跟不上进度，学习吃力，甚至对学习失去信心[2]。（3）大一新生思想不够成熟和稳定，自我约束能力不足。有的因离家、难以适应新环境而不知所措；有的因为被调剂到自己不喜欢的专业而厌学；有的因为没有老师家长的管束而变得自由散漫，不能主动安排自己的学习生活；有的则感觉课程难学，与就业关系不大，从而失去学习兴趣。上述种种状况导致高中与大学学习前后脱节，严重影响课程的学习效果和教学质量。
为扭转这种被动局面，提高无机化学的教学质量，高校教师纷纷查找原因，分析教材，改变教学方法，采用先进的教学手段，利用网络教学平台、微信、QQ群等沟通渠道传授学习方法，转变学习观念，不断进行和深化无机化学教学改革[3]。
原子结构知识具有微观、抽象的特征，并涉及物理、数学、统计学的复杂公式、方程、术语及“反常规”理论，学生往往感觉晦涩难懂，产生畏惧心理，从而导致整个物质结构部分学习的不畅，更会影响后续有机化学、分析化学、材料化学等课程的学习[4]。本文以原子结构知识为例阐述高中化学和大学无机化学的教学衔接[5]，期待学生在知识上实现顺利过渡，做好接受新知识、适应变化的心理准备，逐渐适应大学的学习规律和生活。
4基态多电子原子的核外电子排布和元素周期表的知识衔接教学
4.1
由氖原子的排布引发学生对基态多电子原子核外电子排布的思考。例如同一电子层包含不同亚层，亚层能量是否相等？电子如何在亚层排布？为什么每个电子层最多排2n2个电子？这些问题可以在随后老师讲解能级和核外电子排布三原则等知识中寻找到答案。然后，以稀有气体元素为例进行基态多电子原子核外电子排布练习，给出原子实的概念。进而扩展到按照原子序数顺序排布的元素，确定价层电子的概念（基本是除去原子实后的排布，但第四到第六周期的ⅢA到ⅦA族元素例外），由此解决了为什么第一周期为特短周期，第二、三周期为短周期，第四、五周期为长周期，第六周期为特长周期的问题。再由价层电子排布确定出该元素在周期表中的位置和氧化数等性质。此时即完成了学生与核外电子排布和元素周期表知识的第1次深刻接触。
在初识原理的基础上，再通过列举实例来体现原理的应用，例如“写出47号元素的基态原子排布式，并说明其在周期表中的位置”。
在36号稀有气体氪原子实1s2 2s2 2p63s2 3p6 3d10 4s2 4p6的基础上，可以书写出47号元素的基态原子排布式为［Kr］4d105s1。这一书写过程中所遵循的能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则，教师应逐一指出和重点说明。除去原子实［Kr］，该元素价层电子为4d10 5s1，所以是ds区元素；由于还包含次外层电子，所以是副族元素；价层电子个数确定族数，而元素次外层电子排满，最外层只是1个电子，所以为ⅠB族元素；由最大的主量子数n=5，或者依据徐光宪的法则［n + 0.7l］，价层电子能级取整数为5，都可以确定这是第五周期的元素。由以上信息可知该元素为银，是一种贵金属。
再举一例说明重要知识点的应用：写出33号元素的基态原子排布式，说明其在周期表中的位置，并用量子数表示价层电子的运动状态。
33号元素的基态原子排布式可在18号稀有气体氩原子实1s2 2s2 2p63s2 3p6的基础上书写出：［Ar］3d10 4s2 4p3。由于含有最外层的p电子，所以次外层不是价电子层，该元素价层电子为4s2 4p3，所以是p区元素；由于价电子只处于最外层，所以属于主族元素；价层电子个数为5，所以为ⅤA族元素；由最大的主量子数n=4，或者依据徐光宪的法则［n + 0.7l］，价层电子能级取整数为4，可以确定这是第四周期的元素。由以上信息可知该元素为砷，是氮族元素。用量子数表示价层电子4s2 4p3的运动状态时，4s2表示为(4,0,0,±1/2)，4p3的电子排布则体现出洪特规则的具体应用，3个电子应采取自旋平行的方式，分别占据不同的p轨道，3个电子的量子数表示为(4,1,0,+1/2)，(4,1,+1,+1/2)，(4,1,-1,+1/2)或者(4,1,0,-1/2)，(4,1,+1,-1/2)，(4,1,-1,-1/2)。
通过这2个元素的具体排布和在周期表中的位置确认，完成学生与核外电子排布和元素周期表知识的第2次接触。教师还可以任意指定某元素在周期表中的位置，如第四周期ⅥB的元素，要求学生写出价电子构型、用量子数表示价电子运动状态，以巩固这部分知识，同时使学生透彻地了解到“核外电子结构必然决定周期表的外在表现形式”。
关于元素周期律知识的学习，可在高中化学知识的基础上由学生自行学习并加以巩固。由于元素核外电子的周期性排布，使得元素原子的核电荷数、原子半径、第一电离能、第一电子亲合能、电负性都呈现出周期性规律，因此要求学生能够找到同一周期、同一族变化的规律性，并对违反规律的现象做出合理解释。例如第二周期元素的第一电离能从左往右总体趋势是逐渐增大的，但是铍元素和氮元素却比其后面一个元素的第一电离能大，其原因就是由于电子排布分别是2s2全满和2p3半满的稳定结构。再如由于镧系收缩，导致镧系之后第六周期元素铪（Hf）、钽（Ta）、钨（W）分别和第五周期同族元素锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）的原子半径相似，导致其性质相似，难以分离。
【引用本文】
梁爱琴, 宋祖伟, 曲宝涵. 大学化学与高中化学的衔接教学——以原子结构知识为例[J]. 化学教育（中英文）, 2018, 39(2): 23-26
补订2018年《化学教育》办法
国家级全国中文核心期刊
栏目整合 印刷换新 品质提升
权威、客观、全面、实用
《化学教育》是中国科学技术协会主管，中国化学会、北京师范大学共同主办的国家级全国中文核心期刊，被北京大学《中文核心期刊要目总览》2008版、2011版和2014版连续收录，排同类期刊第1名；美国化学文摘（CA）收录源期刊。
《化学教育》为半月刊，全年共计24期，每期16元，全年共计384元。为了保证能及时收到期刊，由中国邮政承担订阅及投递服务。
订阅方式1：请到当地就近邮局的报刊订阅窗口办理，邮发代号为2-106。
订阅方式2：微信订阅，请扫描下方的二维码，进入订阅页面，按照步骤依次操作：选择投送地区—填写订阅份数—单击立即购买—提交订单—（如果首次操作，请按照提示添加详细可靠的收获地址）—确认订单—微信支付，即可完成订阅。请记住CNSI开头的订单号，以便查询，由“中国邮政”微信公众服务号提供查询和客户服务，全国统一客服电话：11185-9-2。
立即扫码订阅
请务必注意：（1）若留的是家庭地址，请保证居住小区有自己的信箱且正常使用，以便邮局投递；（2）若留的是单位地址，请务必告知贵单位的信件收发室工作人员：订阅了《化学教育》期刊，请协助接收、保管并及时通知取阅。
有化学课程的地方，就应该有《化学教育》期刊！
《化学教育》是大家共同的学术平台和话语阵地，关系到所有化学人的利益，她的发展会回馈广大读者和作者，例如资助中国化学会化学基础教育奖评选，资助有困难的化学教师参加学术研讨会等。众人拾柴火焰高，人人付出一点，则化学教育事业大发展，人人就会获得更多！《化学教育》若能有经济实力，则会设立更多的奖励和资助基金，回馈给广大读者和作者！尽快到当地邮局订阅吧！
化学教育期刊公众号，致力于为化学教师提供优质的内容！版权属于中国化学会《化学教育》编辑部。若转载，请注明来源。请长按二维码识别添加关注。
微信征稿：观点评述、教学案例、教学心得、微课视频、实验视频、趣味实验、活动报道、科普文章、论文交流、人物事迹、试题评析等，新鲜、热门、有趣、实用，统统都可以，让分享促进你我成长，让传播增强化学力量！如果文章阅读人数超过3000，朋友圈分享人数超过300，则赠送1套全年《化学教育》！投稿邮箱：lichuan1099@126.com,邮件主题请写明“微信投稿”。鼓励原创，若参考了他人的文章，请注明来源，以免引起抄袭和剽窃的争议。
