結(jié)構(gòu)化學課程教學改革思考

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[摘要]結(jié)構(gòu)化學是化學專業(yè)的核心課程，在各個專業(yè)課程中起著承上啟下的作用。在當前深化本科教育教學改革，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的政策背景下，本文針對目前結(jié)構(gòu)化學課程內(nèi)容和授課方式存在的一些問題，進行了思考和探索并提出了一些針對性的解決辦法。

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)化學；教學改革；互動教學

結(jié)構(gòu)化學課程是我國高等學?；瘜W專業(yè)的必修課程，內(nèi)容涉及量子化學，分子對稱性，配位化學和晶體學基礎(chǔ)等部分。該課程內(nèi)容抽象，知識系統(tǒng)龐雜，數(shù)理推導較多，學習曲線陡峭，不少學生因此存在著畏難情緒。然而正如詩詞所言，無限風光在險峰，學好這門課程不僅有助于理解其它化學課程的內(nèi)容，也是為進一步在本專業(yè)深造打下堅實的基礎(chǔ)。[1]在當前深化本科教育教學改革的背景下，如何將結(jié)構(gòu)化學課程上好，真正做到讓老師強起來，學生忙起來，效果實起來，筆者在此對授課以來的問題和解決方法進行總結(jié)。

1重視數(shù)理，夯實基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)化學課程的一大難點在于數(shù)學推導較多，譬如量子化學部分完全使用數(shù)學語言描述核心知識，而對于化學專業(yè)的同學，數(shù)學一直是軟肋，于是極容易產(chǎn)生厭學和畏難情緒。[2-4]針對這個問題，很多老師采取的解決方法是淡化數(shù)學推導，重點介紹推導后的結(jié)論和意義，但我們在授課過程中，發(fā)現(xiàn)這樣的授課方式效果欠佳，因為基礎(chǔ)不牢，課程的學習只能是空中樓閣、風中沙塔，很多同學在課程結(jié)束后還是無法對物理圖像有一個正確的認識和把握。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，筆者認為與其淡化數(shù)學，不如嚴格要求，把數(shù)學學到位。偉大的思想家恩格斯說過：“任何一門科學的真正完善在于數(shù)學工具的廣泛應用?！闭且驗閿?shù)學和物理的引入，才讓化學擺脫了煉金術(shù)的桎梏而成為一門科學。因此我們在授課時自始至終強調(diào)數(shù)學的重要性，在涉及數(shù)學內(nèi)容較多的章節(jié)，提前講授將要用到的數(shù)學工具并布置作業(yè)，每章節(jié)結(jié)束后將重要的公式和結(jié)論進行串講并配合習題進行強化訓練，要求所以學生每學完一個章節(jié)就做思維導圖及時總結(jié)復習，將重要公式進行總結(jié)歸納制作公式索引表格。盡管提升了學習的難度，但學生對于推導的結(jié)果和物理意義理解的更加準確和深入，記憶也更加牢固，鍛煉了學生的邏輯思維和嚴謹認真的科學態(tài)度。

2理清主線，合理增負

結(jié)構(gòu)化學課程內(nèi)容主要涉及量子化學基礎(chǔ)，分子對稱性，配位化學以及晶體學基礎(chǔ)。盡管這四個部分知識彼此之間較為獨立，但所表達的核心思想是一致的，即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)也反映著結(jié)構(gòu)。目前授課內(nèi)容主要存在問題是：量子化學部分各章節(jié)之間主線不夠明確；配位化學部分和專業(yè)無機化學課程內(nèi)容有重疊；晶體學基礎(chǔ)部分，結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容介紹較多而相關(guān)的性質(zhì)介紹較少。針對這些問題，我們對課程的授課內(nèi)容進行了合理的補充和刪減。首先，對于量子化學部分，我們在授課一開始給出課程的故事主線，即量子力學的誕生背景，量子力學基本假設(shè)，簡單模型的量子力學處理方法，氫原子薛定諤方程的求解過程及解的物理意義，以及針對于多電子原子和多原子分子的近似方法。這條主線清晰明確，在每一章節(jié)開始時，我們對之前的內(nèi)容進行簡要回顧，幫助學生理清了各章節(jié)的邏輯關(guān)系，在學期末復習課時對每一個知識點進行展開復習，進行鞏固。配位化學部分，對于和無機化學有重疊的部分，我們通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式簡要復習，同時突出結(jié)構(gòu)化學的重點，即分子軌道理論在配位化學的應用，著重介紹了配體群軌道這個新概念，以及不同配位幾何構(gòu)型下配體群軌道和中心原子如何依據(jù)對稱性進行線性組合的方式，同時介紹了金屬配合物作為均相催化劑催化反應的常見機理。在此基礎(chǔ)上，我們還將科研中的一些問題引入課堂討論，如金屬氮賓體和金屬氧化物的電子結(jié)構(gòu)，讓學生通過知識解決實際科研問題，真正做到科研反哺教學。晶體學部分除了介紹基本知識以外，補充介紹了能帶理論，態(tài)密度等概念，并介紹了導體，半導體，絕緣體在電子結(jié)構(gòu)上的差異，這些基礎(chǔ)知識有利于化學專業(yè)的同學在材料化學方向進行科研工作打下基礎(chǔ)。盡管課程在深度和廣度上都有所增加，但不少同學都表示感受到了挑戰(zhàn)性學習所帶來獲得感和高階樂趣。

3反客為主，多元考核

傳統(tǒng)理論課授課方式，采用幻燈片講述授課，學生被動填鴨式學習，效果較差，也不利于學生培養(yǎng)綜合能力。針對這些問題，我們開始嘗試翻轉(zhuǎn)課堂教學方法來提高學生參與性，重點培養(yǎng)學生的學習能力，表達能力，獨立思考，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，這些都是未來創(chuàng)新型人才所具有的重要特質(zhì)。翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容主要涉及三個方面，一個是結(jié)構(gòu)化學課程中難度較低的幾個章節(jié)，如雙原子分子電子結(jié)構(gòu)，分子對稱性，配位化學基礎(chǔ)知識等章節(jié)，各章節(jié)的總結(jié)復習以及研究性課題，教師提供慕課資源，書籍資料和分子建模軟件，讓所有學生統(tǒng)一準備，課堂上抽簽進行講解，在授課過程中，要求其他小組必須提問，教師在課程結(jié)束時對各小組所準備的課件進行補充點評，我們也將翻轉(zhuǎn)課堂教學納入了考核評價，提高了課程總結(jié)筆記，課堂提問，翻轉(zhuǎn)課堂課件等分數(shù)項的比例。翻轉(zhuǎn)課堂授課方式有效的活躍了課堂氣氛，提高了課堂參與度，也增強了學生的學習能力和思辨精神。

4結(jié)束語

愛因斯坦說過：“教育就是當一個人把在學校所學全部忘光之后剩下的東西?！币婚T好的課程不僅是傳授知識，也是對一個人綜合能力全方面的訓練和培養(yǎng)，這就要求我們教師在課堂上不僅要以高標準嚴格要求學生，也要結(jié)合化學學科發(fā)展趨勢，結(jié)合未來社會發(fā)展對人才的要求，重新審視結(jié)構(gòu)化學在化學學科教育中的地位和價值，不斷地對課程教學進行積極而有建設(shè)性的探索，真正做到常教常新，教學相長。

參考文獻

[1]萬堅．回歸教育本源、以生發(fā)展為本、索行教學之道[J]．大學化學，2017，32(4)：11-16．

[2]陳容．結(jié)構(gòu)化學課程改革探究[J]．云南化工，2018，45(6)：251-252．

作者:侯成 單位:廣西師范大學