淺談結構化學課程教學改革的實踐與體會

任宏江

（西安文理學院化學與化學工程學院 陜西 西安 710065）

結構化學是從微觀層次研究原子、分子和晶體結構以及研究物質的結構與性能關系的科學[1]。 隨著科學的不斷發展，結構化學作為化學的一個重要分支，已滲透到各個交叉學科中，其重要性也日益凸顯[2-3]。 結構化學是化學專業的一門基礎課, 其理論性、邏輯性很強、非常抽象, 學生往往感覺很難理解，在實際教學中，教師與學生雙方都有一定難度。 采用傳統的教學方法讓學生較難接受, 甚至有逃避心理, 教學效果不理想。 我們在教學實踐中探索積累，通過引導預習、激發學習興趣、采用啟發式及開放式等教學方法充分調動學生的學習積極性, 經過幾年的實踐, 收到了較明顯的教學效果。 以下是我們所進行的一點教學改革初探。

1 入門興趣的培養與探索

結構化學開篇第一章涉及到物理學領域的一些相當重要的概念，作為化學專業的學生，對這一章的內容還是比較陌生的。 但是，在第一章培養學生的學習興趣，將對后續章節的學習是大有裨益的。 本章主要講到量子力學的誕生、發展與形成等，學好本章節有助于學生很好的理解后面章節內容的淵源。 因此，對本章節我們在教學過程中積極地吸引學生的注意力，培養他們的學習興趣，比如，在講到黑體輻射實驗的理論解釋時，引出普朗克，在此，我們給學生介紹普朗克的生平與學習背景，讓學生感悟這位偉人的學習過程，激發同學們的學習熱情。 在講到量子力學發展時，我們插入1927 年在Solvay 會議上最杰出的一批科學家的合影，逐次給學生做以介紹，讓學生感受科學家的風采，培養大家對量子力學的學習熱情。 之后我們對于波爾、海森堡、泡利、波恩、鮑林、馬利肯、 福井謙一和霍夫曼等科學家獲得諾貝爾獎的年齡列表，讓學生感悟科學事業的魅力。 在講到實物微粒波粒二象性時，給學生介紹德布羅意原為歷史的背景等。 總之，在第一章中，我們主要培養學生的學習熱情與興趣，以利于在下面章節中學生能更好地學習相關的內容。

2 重視與實踐的結合

正是因為結構化學的理論性很強， 所以在教學過程中，我們越要強調與實踐的聯系。 在這一教學環節中，我們始終以例題和習題為出發點，讓學生感受結構化學的研究內容在實際中如何應用。 比如，我們以周公度老師的結構化學基礎第4 版為例，在講到一維勢箱中粒子的運動行為時，我們主要以課本中丁二烯的離域效應和花菁燃料為例[1]，讓學生深刻體會電子在實際體系中有何行為，并且讓學生通過花菁燃料感知，通過計算還能預測分子的性質，從而樹立學生對量子力學的信任與敬仰之感。 再如，對于電子運動波性和不確定度的理解，我們在學生獨立完成第一章作業之后，探討電視機顯像管中運動的電子的運動行為等等。 總之，讓學生感觸電子的存在及在我們周圍的運動行為，從而拉近大家與電子的距離，不要讓學生感覺到電子遙不可及，太過模糊等感覺。 所以，在長期的教學實踐中，我們一直貫穿著與實踐結合的理念。

3 板書與多媒體技術要有機結合

多媒體技術的應用的確給結構化學課程帶來了巨大益處， 五彩繽紛的原子結構和分子軌道吸引著大家的注意力，給分子對稱性的教學也帶來了立體化的視覺， 讓我們更直觀、更清晰地認識了原子、分子和晶體的內部結構。但是，在教學過程中，若能將板書和多媒體課件共同結合起來，就會帶來非常好的效果。在我們的實際教學過程中，我們將板書和多媒體課件進行了結合，比如在講完電子的運動性質之后，為了能更好地理解電子的性質，必須要和宏觀粒子進行區別，所以在多媒體課件之后，我們在板書上寫出宏觀粒子和微觀粒子， 幫助引導學生回顧學習的微觀粒子的性質，再與宏觀物體的性質進行對比，讓學生自己思考寫出，這樣能達到板書和多媒體結合的效果，同時能激發學生積極思考，教學效果很好。還有，在講到原子光譜的知識時，為了引入原子的量子數，我們先講解單電子原子的量子數，由單電子原子引入多電子原子的量子數，在此，同樣可以利用板書將電子的量子數， 單電子原子的量子數及多電子原子的量子數進行對比，以此讓學生區別并理解，建立清晰的概念，以至于不會混淆。 總之，在結構化學的教學過程中，時刻貫穿板書與多媒體的結合，這樣能達到良好的教學效果。

4 與科學研究相結合

科研可以促進教學。 因此，在結構化學教學中，我們更應緊跟科學研究的前沿。 我們在講到多電子原子薛定諤方程的求解時，給學生講了自洽反應場，在此，我們引入量子化學目前最新的軟件，如Gaussian09, Gaussian03 等，讓學生體會我們所講的自洽反應場方法已經被人們編成了軟件，并且這些軟件可以在化學的很多領域進行廣泛的應用，解決了很多問題，讓學生理解收斂與精度要求的概念，并且要知道這些繁瑣的手續已經程序化等等。 還有，我們在講到第五章前線軌道理論時，我們可以讓學生在Gaussian09W 程序中模擬化學反應機理，也可以讓學生觀察分子軌道的輪廓圖，以此理解課本中所給的例子在軟件中所展示的具體圖形。

總之，在教學過程中，師生都是互動主體。 深化結構化學教學改革， 全面培養提高學生的素質能力是我們值得思考、探索的問題。 進過幾年的教學實踐改革，取得了一定的成果，首先，激發了學生的學習激情，建立了雄厚的基礎理論知識；其次， 培養了學生獨立思考解決問題的能力和創新能力，教學方法得到了學生們的認可，在今后的教學工作中，我們將會根據需要，不斷進行改革完善，充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，把培養創新型人才作為結構化學教學改革的重點。

［1］周公度,段連運.結構化學基礎[M].4 版.北京：北京大學出版社,2008：6.

［2］江元生.結構化學[M].北京：高等教育出版社,1997.

［3］林夢海,林銀鐘.廈門大學化學系物構組，結構化學[M].北京：科學出版社,2004.