苗體方　張玉洲

摘要： 結(jié)構(gòu)化學(xué)是化學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課，根據(jù)多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本文作者從教學(xué)內(nèi)容、現(xiàn)代教育技術(shù)、科學(xué)研究、第二課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)化學(xué) 教學(xué)改革 探索和嘗試

結(jié)構(gòu)化學(xué)是高等師范院?；瘜W(xué)系的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是使學(xué)生掌握微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，獲得原子、分子及晶體結(jié)構(gòu)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，探索物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，加深對(duì)前修課程，如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及物理化學(xué)等有關(guān)內(nèi)容的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)［１］［２］。但它涉及面廣，內(nèi)容比較抽象，具有極強(qiáng)的理論性，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間思維能力，因而結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)不僅對(duì)教師提出較高的素質(zhì)要求，同時(shí)對(duì)教學(xué)方法提出了新的課題［３］。下面筆者結(jié)合多年來(lái)在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)改革中的探索和嘗試，談?wù)勗诮Y(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中的一些感受和體會(huì)。

一、教學(xué)內(nèi)容的講授

課堂教學(xué)是學(xué)生獲得知識(shí)技能的重要途徑，也是教師“教”和學(xué)生“學(xué)”的教學(xué)相長(zhǎng)的活動(dòng)。在課堂教學(xué)中，教師一方面要盡可能讓學(xué)生多掌握現(xiàn)代科技知識(shí)，另一方面要注意發(fā)展學(xué)生的智力、能力和綜合素質(zhì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

結(jié)構(gòu)化學(xué)是在微觀水平上研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，其內(nèi)容具有較強(qiáng)的抽象性，對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)較差，尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，學(xué)好結(jié)構(gòu)化學(xué)確實(shí)不容易。從多年的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，首先應(yīng)該選擇最基本的內(nèi)容進(jìn)行講授。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，這些內(nèi)容相對(duì)容易掌握，不至于產(chǎn)生畏難心理，同時(shí)能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的信心。對(duì)于很復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，推導(dǎo)過(guò)程適當(dāng)從簡(jiǎn)，同時(shí)增加一些數(shù)學(xué)知識(shí)的講解，要求學(xué)生注重對(duì)主要原理、概念和方法的理解和掌握，達(dá)到運(yùn)用結(jié)構(gòu)的知識(shí)和理論去解決化學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題的目的。

其次應(yīng)該注意運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，注重學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。教師應(yīng)要求學(xué)生課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，并設(shè)計(jì)一些課堂提問(wèn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)他們養(yǎng)成探究、創(chuàng)新的意識(shí)和習(xí)慣。例如，在講授測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系時(shí)，除了講解坐標(biāo)和動(dòng)量及時(shí)間和能量不能同時(shí)確定外，還要引導(dǎo)學(xué)生提出是否有其他力學(xué)量不能同時(shí)確定，教師可根據(jù)算符的對(duì)易性對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題適當(dāng)解答；在原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)這一章中，由電子組態(tài)推求原子光譜項(xiàng)是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，由p１p１組態(tài)可推導(dǎo)出六個(gè)原子光譜項(xiàng)，教師引導(dǎo)提出p２組態(tài)可推導(dǎo)出多少個(gè)原子光譜項(xiàng)，根據(jù)學(xué)生的回答并結(jié)合Pauli原理的限制教師進(jìn)行分析講解，加深學(xué)生對(duì)軌道角動(dòng)量和自旋角動(dòng)量相互作用的理解。

二、利用現(xiàn)代教育技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量

由于多媒體教學(xué)具有形象直觀、信息量大和交互性等特點(diǎn)，因而和傳統(tǒng)教學(xué)手段相比，它更受學(xué)生喜歡。例如，在講授分子對(duì)稱(chēng)性時(shí)，可以通過(guò)Chemoffice及Gaussianview等軟件，建立各種分子模型，以判斷分子的對(duì)稱(chēng)元素、對(duì)稱(chēng)操作及點(diǎn)群等；在講授分子軌道對(duì)稱(chēng)性和反應(yīng)機(jī)理這一節(jié)時(shí)，用Gaussianview軟件把反應(yīng)物分子的前線分子軌道模擬出來(lái)，學(xué)生根據(jù)模擬圖形并結(jié)合前線軌道理論，很容易判定出反應(yīng)的方向；在講授分子的振動(dòng)光譜時(shí)，可以通過(guò)Hyperchem軟件，演示分子的振動(dòng)情況，使學(xué)生從直觀上感受到演示分子有多少個(gè)振動(dòng)，這些分子是如何振動(dòng)的，是對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)還是彎曲振動(dòng)等。利用現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)施教學(xué)，不僅可以拓寬學(xué)生想象思維，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)理論的理解，而且可以在有限的課堂時(shí)間傳授和講解更多的內(nèi)容。

三、科研在教學(xué)中的作用

高校教學(xué)過(guò)程具有很強(qiáng)的探索性，它不僅要傳授知識(shí)、傳承文明，還擔(dān)負(fù)著發(fā)現(xiàn)未知和培養(yǎng)學(xué)生探求新知能力的任務(wù)。因此，高校教學(xué)過(guò)程本身就內(nèi)含著教學(xué)與科研兩種因素，兩者是緊密結(jié)合在一起的。基于這種共識(shí)，高校教師不僅要完成基礎(chǔ)性教學(xué)內(nèi)容，還要不斷提升自己的科研創(chuàng)新能力及自身知識(shí)的更新能力。教師只有通過(guò)加強(qiáng)科研實(shí)踐，緊跟學(xué)科研究的最新動(dòng)態(tài)，將科研成果引入教學(xué)課堂，才能使課堂內(nèi)容具有創(chuàng)造性、啟發(fā)性和豐富性。例如，在配位化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)這一章中，筆者結(jié)合自己的科研情況向?qū)W生講解配合物在生物化學(xué)及材料化學(xué)方面的應(yīng)用，如釕、鈷及鉑等金屬配合物可以直接插入到DNA堿基對(duì)中損壞DNA，因而這些配合物可以作為抗癌藥物并已應(yīng)用到臨床上；有些金屬配合物具有很強(qiáng)的磁性，可以作為分子基鐵磁體被應(yīng)用到航天材料、光磁材料及生物兼容材料中。為了拓寬學(xué)生視野，同時(shí)講解有關(guān)這方面的科研最新動(dòng)態(tài)及國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)，這些講解不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)還使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到了學(xué)習(xí)該門(mén)專(zhuān)業(yè)課的真正目的和用途。

四、開(kāi)展第二課堂，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能

在平時(shí)的教學(xué)實(shí)踐中，教師一方面要鼓勵(lì)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)和學(xué)習(xí)興趣濃厚的學(xué)生自覺(jué)地加入科技興趣小組，并為他們提供一個(gè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的平臺(tái)，給學(xué)生創(chuàng)造更多的鍛煉機(jī)會(huì)。例如，利用HMO法讓學(xué)生計(jì)算酸的離解常數(shù)；利用G98軟件讓學(xué)生計(jì)算分子的電子吸收光譜、紅外光譜、前線分子軌道組成及分子的偶極距等。這些實(shí)踐能加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)理論的理解，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合。另一方面要讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生參與到教師的科研活動(dòng)中，承擔(dān)一部分力所能及的科研課題，使學(xué)生科研能力得到鍛煉，激發(fā)他們的科研熱情。同時(shí)教師通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)，能找到自己課堂教學(xué)中的不足，為進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)奠定基礎(chǔ)。第二課堂的開(kāi)展，不僅能把學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更重要的是教師身上這些品質(zhì)能通過(guò)言傳身教有形無(wú)形地影響學(xué)生，從而使學(xué)生具備創(chuàng)造的興趣和素質(zhì)。

五、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，它與理論教學(xué)相互促進(jìn)，互為補(bǔ)充。但在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往重視理論教學(xué)，輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式單一，方法公式化。教師概括性講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)及數(shù)據(jù)處理等，學(xué)生只能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟和方法進(jìn)行操作，按照規(guī)定的格式寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。而且大量的準(zhǔn)備工作都由實(shí)驗(yàn)教師或?qū)嶒?yàn)員完成，如用什么儀器、藥品，采取哪種實(shí)驗(yàn)方案等，學(xué)生對(duì)于這些一概不知。這種單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式限制了學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，影響了學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)的興趣，導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)，應(yīng)付了事。要改變這種現(xiàn)狀，教師就要改變常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，讓學(xué)生由被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)做實(shí)驗(yàn)，如讓學(xué)生自己查閱資料、尋找實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師要注意學(xué)生的動(dòng)手操作訓(xùn)練，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果異常者，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從多角度尋求和分析問(wèn)題存在的根源。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不但能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力及設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

六、結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)化學(xué)的教學(xué)實(shí)踐和改革，已經(jīng)取得了一定的成果，首先，學(xué)生克服了結(jié)構(gòu)化學(xué)難學(xué)的畏難心理，激發(fā)了學(xué)習(xí)激情，培養(yǎng)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，在每年本科生考取碩士生的考試中，結(jié)構(gòu)化學(xué)成績(jī)不斷提高，而且報(bào)考結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的人數(shù)每年不斷增加；其次，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科研創(chuàng)新能力，學(xué)生由被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)做實(shí)驗(yàn)；最后，通過(guò)對(duì)學(xué)生的抽樣調(diào)查，結(jié)果顯示大部分學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)改革表示歡迎，并且更多的學(xué)生要求參與教師的科研實(shí)驗(yàn)。今后我們將加大改革力度，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，把培養(yǎng)創(chuàng)新人才作為我們教學(xué)改革的方向。

參考文獻(xiàn)：

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