結構化學課程教學改革思考

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[摘要]結構化學是化學專業的核心課程，在各個專業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，全面提高人才培養質量的政策背景下，本文針對目前結構化學課程內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。

[關鍵詞]結構化學；教學改革；互動教學

結構化學課程是我國高等學校化學專業的必修課程，內容涉及量子化學，分子對稱性，配位化學和晶體學基礎等部分。該課程內容抽象，知識系統龐雜，數理推導較多，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容，也是為進一步在本專業深造打下堅實的基礎。[1]在當前深化本科教育教學改革的背景下，如何將結構化學課程上好，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。

1重視數理，夯實基礎

結構化學課程的一大難點在于數學推導較多，譬如量子化學部分完全使用數學語言描述核心知識，而對于化學專業的同學，數學一直是軟肋，于是極容易產生厭學和畏難情緒。[2-4]針對這個問題，很多老師采取的解決方法是淡化數學推導，重點介紹推導后的結論和意義，但我們在授課過程中，發現這樣的授課方式效果欠佳，因為基礎不牢，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學，不如嚴格要求，把數學學到位。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學工具的廣泛應用。”正是因為數學和物理的引入，才讓化學擺脫了煉金術的桎梏而成為一門科學。因此我們在授課時自始至終強調數學的重要性，在涉及數學內容較多的章節，提前講授將要用到的數學工具并布置作業，每章節結束后將重要的公式和結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就做思維導圖及時總結復習，將重要公式進行總結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度。

2理清主線，合理增負

結構化學課程內容主要涉及量子化學基礎，分子對稱性，配位化學以及晶體學基礎。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，即結構決定性質，性質也反映著結構。目前授課內容主要存在問題是：量子化學部分各章節之間主線不夠明確；配位化學部分和專業無機化學課程內容有重疊；晶體學基礎部分，結構相關的內容介紹較多而相關的性質介紹較少。針對這些問題，我們對課程的授課內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，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，在每一章節開始時，我們對之前的內容進行簡要回顧，幫助學生理清了各章節的邏輯關系，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，我們通過翻轉課堂的方式簡要復習，同時突出結構化學的重點，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型下配體群軌道和中心原子如何依據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構，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，態密度等概念，并介紹了導體，半導體，絕緣體在電子結構上的差異，這些基礎知識有利于化學專業的同學在材料化學方向進行科研工作打下基礎。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，也不利于學生培養綜合能力。針對這些問題，我們開始嘗試翻轉課堂教學方法來提高學生參與性，重點培養學生的學習能力，表達能力，獨立思考，發現問題，解決問題的能力，這些都是未來創新型人才所具有的重要特質。翻轉課堂的內容主要涉及三個方面，一個是結構化學課程中難度較低的幾個章節，如雙原子分子電子結構，分子對稱性，配位化學基礎知識等章節，各章節的總結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，教師在課程結束時對各小組所準備的課件進行補充點評，我們也將翻轉課堂教學納入了考核評價，提高了課程總結筆記，課堂提問，翻轉課堂課件等分數項的比例。翻轉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。”一門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，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，也要結合化學學科發展趨勢，結合未來社會發展對人才的要求，重新審視結構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、以生發展為本、索行教學之道[J]．大學化學，2017，32(4)：11-16．

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

作者:侯成 單位:廣西師范大學