結構化學課程教學質量提升

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[摘要]結構化學作為一門專業基礎課，其內容涉及諸多抽象的概念、數學推導和難以理解的物理知識。因此在“教”與“學”和考核學生理解程度的過程中存在許多的難題，所以針對結構化學這門課難教難學的特點，結合自身的教學實踐經驗與探索，文章就如何提高結構化學教學質量作了一些嘗試。

[關鍵詞]結構化學；多種教學方法；教學質量；考核方式

“結構化學”是綜合性大學化學類專業的一門必修基礎課，是研究原子、分子和晶體的微觀結構以及原子和分子的運動規律、物質的結構和性能關系的科學，是化學的一個重要分支[1]。其主要的教學目的和任務是使學生掌握微觀結構物質運動的基本規律，獲得原子、分子和晶體結構的基礎理論知識，了解物質結構和性能的相互關系，是研究分子和晶體結構的近代物理方法，是加深對前修課程有關內容的理解，為學習后繼課程及以后的科學研究打下基礎[2-3]。它與其它基礎課的學習相比，對學生來說較難，因為這門課程對學生所掌握的數學和物理學知識具有較高的要求，且書中的大多數概念比較抽象。所以學生在學習這門課程時就會出現排斥的思想情緒。但是“教”與“學”是師生雙向的活動，需要老師和學生的共同努力才能達到提高教學質量的目的，在教學過程中任何一方未做好都會導致教學失敗。所以在教學過程中嚴格要求學生并將復雜的抽象概念知識轉變為學生比較容易理解學習的內容，從而提高結構化學的教學質量具有十分重要的意義。因此針對結構化學這門課程在教學過程存在的這些問題，以下結合了筆者實際教學經驗就如何激發學生的學習興趣提高結構化學的教學質量，提出了一些方法和所做的一些嘗試。

1了解學生的實際情況

任課教師首先要了解學生對“結構化學”課程有關知識掌握的實際情況。如果不了解情況，講的太深學生難以接受，講的太淺學生接收到的知識量太少，會給以后的學習和研究造成阻礙，從而不能達到提高教學質量的目的?！敖Y構化學”課程的主要任務之一就是加深對先行課程無機化學，有機化學和分析化學中的一些內容的理解。所以在上第一節課前，一方面有必要從擔任先行課程的教師那里了解情況，另一方面也可以從中學教材和先行課程教材中選出一些有關物質結構方面的問題，在第一節課前20分鐘左右進行摸底測驗。這樣就可以從第一節中了解大部分學生的實際水平，做到心中有數，在接下來的教學過程中就可以根據學生的實際情況進行備課和授課。

2要突出重點和難點

“結構化學”是內容非常豐富的一門基礎課。講好這門課，首先必須掌握和分清教材的重點和難點。在教學過程中翻閱國內外物質結構方面的最新教材和教學文集，根據本校學生的實際情況，分析現在所使用教材的內容，對每章的重難點和基本理論進行總結歸類，把基本概念列成表。每次開始講課前，給學生交待清楚這次課的教學目的、要求和重點與難點等；講完課以后又利用幾分鐘時間強調這次課的基本理論和基本概念。講完每一章以后總結本章中各個內容之間的內在聯系，加深學生對本章內容的理解和掌握。

3數學推導與重難點

眾所周知“結構化學”課程的基本理論、基本概念及課程的重難點等都離不開復雜的數學公式和繁雜的數學推導過程。如果過分強調數學推導過程，則可能會造成教學重點不清楚同時也會浪費課堂時間，但這并不意味著可以忽視數學推導過程。其中基本概念的建立也是以實驗為依據，通過一系列的數據處理以后得來的，所以在教學過程中講解基本公式的推導過程有助于學生對概念的理解和掌握。也由于我校化學類專業的學生都沒有學過“數學物理方程”，所以在多媒體課件中詳細討論R(r)方程，Θ(θ)方程和Φ(ф)方程的求解過程，有著加深學生理解的重要作用。但是在課堂上根據大綱要求，重點是放在Schrodinger方程解的物理意義和結論上，所以對公式的推導過程不能占用過多的課堂時間，如有學生感興趣并想更深入的了解時，可以給他們提供一些專門的參考書和文獻。所以在教學過程中盡量講清基本概念，突出重點的進行教學，使學生更好的理解和掌握這堂課的重點知識和基本概念。由于化學專業的學生所學的數學課是沒有關于群論的內容，因此講到對稱性和群論部分時重點講述分子對稱性，點群和對稱性與偶極矩的關系等內容，其余部分只做簡介，所以建議在化學系本科生的數學課中要適當地補充一些有關群論基礎的知識。

4提出問題、分析、比較的方法進行教學

為了引導學生的思路和集中他們的注意力，每一堂課都采取了提出一兩個問題、進行分析和比較的方法組織教學。例如，量子數是在化學中最基本的概念之一，各量子數的取值關系在無機化學中已經學過。在講授量子數這部分時，就首先提出：在元素周期表里為什么沒有2d，3f等的符號?大部分學生把這個簡單地問題與量子數n和l取值聯系不起來，就無法回答。講清每一個量子數的取值關系和3個量子數相互制約關系的基礎上，讓學生自己分析前面提出的問題，就能夠加深對量子數的取值關系的理解，并有利于提高學生的分析問題的能力。講到HOMO法則時，簡單介紹在有機化學課程中解釋丁二烯分子1，4加成反應，然后在分子圖的基礎上解釋丁二烯加成反應的原因，這樣利用比較的方法進行教學不僅可以提高學生學習結構化學課程的興趣和積極性，還會加深學生對化學反應歷程的認識。此外在授課過程中經常提出與授課內容相關的一些問題讓學生回答，并結合個別提問的方式進行教學提高學生課堂注意力，會得到更好的教學效果。

5利用直觀模型教學增加學生學習興趣與理解

晶體結構是結構化學課程的主要內容之一，要使學生能較好地掌握理解晶體學的基本概念，深入了解晶體學的基本知識和晶體結構的規律性，三維空間概念的建立就變得非常重要。但學生過去接觸這方面的知識較少，學生普遍反映開始學習晶體結構部分時感到難度較大。所以這一部分的教學過程中，要充分利用PPT課件、動畫及視頻和各種晶體模型來授課幫助學生建立空間概念，增加學生的學習興趣。此外在實際授課過程中為了激發學生的思考積極性和學習興趣，還安排了點陣，晶胞，球的密堆積和經典離子晶體等四次(每一次兩節課)實習課，給學生提供了仔細觀察模型的機會，這有利于提高學生的觀察力。在講授金屬晶體結構時利用乒乓球粘制模型，講解金屬晶體的A1,A3,A2堆積結構和它們的特點，接著又上球的密堆積實習課，學生就比較容易掌握A1,A3型最緊密堆積結構的各種性質。講授分子對稱性部分時也先利用PPT課件、動畫及視頻和各種分子模型講完對稱元素和對稱操作的基本概念，然后發給每兩人一盒棍球模型，安排一次實習課，讓學生自己動手組裝一些復雜空間結構的分子模型和找出它們的對稱元素，這樣大部分同學很快就掌握分子對稱性、群論及其相關的主要內容。

6要結合中學教材進行教學

我院大部分學生畢業后會到中學擔任中學化學教師。由于結構化學這門課程中的許多基本概念都是中學教材物質結構一章的重點和難點內容。因此在講課時特別注意了與中學教材掛鉤的內容，為了使學生在中學教材的基礎上更深入地理解基本概念和一些基本規律，講到電子云、幾率波、原子軌道、電子自旋、泡理原理、洪特規則、分子軌道等內容時先簡單介紹在中學教材中上述概念和規律的論述方法，然后再講授如何才能更深刻的理解這些概念和規律，盡量講清泡利原理、洪特規則、核外電子排布等規律的總結過程。緊密結合中學教材進行教學，一方面可以讓學生意識到學好結構化學課程對將來的事業會有所幫助，另一方面將有利于提高學生在從事中學教學過程中解決實際問題的能力。

7考評

大部分學校在考核學生對這門課的最終掌握程度時，都以期末考試成績為準，雖然在一定程度上反映了學生學習掌握的真實情況，但這樣做，也忽視了學生平時學習的基本情況，因此不利于提高學生平時學習的積極性。所以在教學過程中采用了課前提問的方法檢查學生復習和預習情況。將學生在實習課中的表現、作業完成情況、實驗課及實驗報告等作為學生平時成績的考核項目對其進行評分并加入到期末總成績中(按一定比例取平時成績(30%)和期末考試成績(70%)，給出最后的成績。這樣給出的成績不僅充分反映了學生平時的學習情況，也有利于提高學生平時努力學習的積極性。以上是在講授結構化學課程的過程中，學習和繼承老前輩的經驗所做的一些工作和嘗試。希望在今后的教學中，能繼續學習各位老師的寶貴經驗，進一步提高教學質量，請各位老師給予指教和提出寶貴的意見。

參考文獻

[1]周公度作者．結構化學基礎[M]．北京出版地：北京大學出版社出版，1989．

[2]苗體方．計算機輔助結構化學實驗教學研究[J]．考試周刊，2012，77：154-154．

[3]陳雙扣．結構化學課程入門興趣培養的探討[J]．廣州化工，2013，4：212-213．

作者:阿布力孜•伊米提，帕提曼•尼扎木丁 單位:新疆大學