導(dǎo)語(yǔ)：化學(xué)教學(xué)質(zhì)量探索與創(chuàng)新一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：結(jié)構(gòu)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科重要的理論基礎(chǔ)，其原理和方法廣泛應(yīng)用于能源、材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。為提高結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，本文從研究教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在聯(lián)系入手，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)方法探索創(chuàng)新，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并提高學(xué)習(xí)自主性，達(dá)到良好教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化學(xué)；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

結(jié)構(gòu)化學(xué)是高等化學(xué)教育專業(yè)的一門基礎(chǔ)理論課，該課程以量子力學(xué)理論為基礎(chǔ)，從微觀水平闡明原子、分子和晶體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用，從而揭示微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系[1，2]。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，許多前沿的理論問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)、測(cè)試技術(shù)等以結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本理論（如化學(xué)鍵理論、配位場(chǎng)理論和點(diǎn)陣?yán)碚摰龋⒒靖拍睿ㄈ缭榆壍?、分子軌道和分子?duì)稱性）及基本實(shí)驗(yàn)原理為（如分子光譜和X射線衍射等）基礎(chǔ)。目前，結(jié)構(gòu)化學(xué)的原理和方法在能源、材料、環(huán)境、醫(yī)藥及生命科學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[3，4]。因此，結(jié)構(gòu)化學(xué)是化學(xué)及相關(guān)學(xué)科重要的理論基礎(chǔ)。然而，由于結(jié)構(gòu)化學(xué)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，在學(xué)習(xí)過(guò)程中需具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)及空間想象力，使結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)存在很多困難[5，6]。本文針對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)課程特點(diǎn)及教學(xué)中遇到的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法探索創(chuàng)新、培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等方面進(jìn)行探討。一方面對(duì)提高結(jié)構(gòu)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量有很好的促進(jìn)作用，另一方面對(duì)從事結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)的青年教師具有一定的借鑒意義。

一、注重知識(shí)點(diǎn)內(nèi)在聯(lián)系，歸納總結(jié)構(gòu)建知識(shí)框架

講授結(jié)構(gòu)化學(xué)應(yīng)注重知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系性。以量子力學(xué)處理微觀體系運(yùn)動(dòng)特征為例，通過(guò)推導(dǎo)得到定態(tài)薛定諤方程的一般形式后，在分析一維勢(shì)箱模型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，得到在一維勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的自由粒子的定態(tài)薛定諤方程，通過(guò)數(shù)學(xué)方法解定態(tài)薛定諤方程得出方程的解后，討論一維勢(shì)箱中運(yùn)動(dòng)的自由粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)波函數(shù)及對(duì)應(yīng)的能量特征?？偨Y(jié)出量子力學(xué)處理問(wèn)題的一般方法：（1）寫出體系的哈密頓算符。（2）寫出體系的定態(tài)薛定諤方程。（3）解定態(tài)薛定諤方程（把波函數(shù)當(dāng)作未知函數(shù)，能量作為參數(shù)看待。利用初始條件、邊界條件和合格波函數(shù)條件解方程）。（4）由所得波函數(shù)及能量關(guān)系式討論體系的幾率分布及其他物理性質(zhì)。在后面章節(jié)講授氫原子及類氫體系的定態(tài)薛定諤方程及其解時(shí)，就可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這個(gè)一般方法來(lái)分析處理問(wèn)題。在講授時(shí)可弱化數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，強(qiáng)化結(jié)果討論，讓學(xué)生重點(diǎn)了解量子數(shù)的由來(lái)以及單電子波函數(shù)的意義。在處理多電子原子結(jié)構(gòu)定態(tài)薛定諤方程時(shí)，單電子近似、中心力場(chǎng)模型及屏蔽概念同樣可以用于分析分子體系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。講授晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，從金屬晶體的等徑圓球密堆積原理過(guò)渡到離子晶體的非等徑圓球密堆積，利用計(jì)算離子半徑比分析正負(fù)離子配位數(shù)及離子晶體結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。在各章結(jié)束時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本章知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)框架，有助于學(xué)生理解和掌握主要原理、概念和方法，形成清晰的學(xué)習(xí)思路和知識(shí)體系。

二、板書與多媒體課件有機(jī)結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

結(jié)構(gòu)化學(xué)課程內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)且復(fù)雜，涉及的空間立體結(jié)構(gòu)較多，傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式很難滿足學(xué)生的需求。隨著各大院校教學(xué)硬件設(shè)施的不斷提高，多媒體教學(xué)以其獨(dú)特的魅力而成為教師教學(xué)過(guò)程中的得力助手?，F(xiàn)階段，多媒體教學(xué)已成為結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中不可或缺的一種教學(xué)手段。在結(jié)構(gòu)化學(xué)中采用多媒體教學(xué)一方面可節(jié)省教學(xué)時(shí)間并提高教學(xué)效率，另一方面可將抽象內(nèi)容形象化[7，8]。例如講授晶體場(chǎng)理論時(shí)，用多媒體展示d軌道能級(jí)在不同對(duì)稱場(chǎng)中的能級(jí)分裂情況不同的原因是由于d軌道在不同對(duì)稱場(chǎng)中所受作用力不同而致；講授分子對(duì)稱性時(shí)，用動(dòng)態(tài)圖像演示分子的對(duì)稱操作過(guò)程，學(xué)生更容易理解幾類對(duì)稱元素和對(duì)稱操作；講授等徑圓球密堆積原理時(shí)，通過(guò)演示一層一層圓球堆積過(guò)程，解釋最密堆積的兩種形式（立方面心最密堆積和六方最密堆積）。課堂上通過(guò)播放美麗化學(xué)創(chuàng)始人梁博士錄制的常見晶體結(jié)晶過(guò)程，讓學(xué)生充分感受微觀晶體世界的美。在授課過(guò)程中恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體有助于學(xué)生快速理解和吸收課堂教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛，達(dá)到事半功倍的效果。然而，由于多媒體教學(xué)節(jié)奏較快，在有些章節(jié)的課程教學(xué)中又有大量公式推導(dǎo)和應(yīng)用，如果純粹依靠多媒體教學(xué)，不能達(dá)到很好的課堂效果。如在一維勢(shì)箱薛定諤方程的求解過(guò)程中，就需要充分利用板書一步步做推導(dǎo)，學(xué)生跟隨教師的講解思路，能夠充分理解知識(shí)點(diǎn)，加深對(duì)概念、知識(shí)點(diǎn)及公式的記憶和理解。因此，遵循教育教學(xué)規(guī)律，合理、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體技術(shù)，將板書與多媒體課件有機(jī)結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能夠最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，從而提高教學(xué)質(zhì)量，取得最佳教學(xué)效果。同時(shí)，可擴(kuò)大規(guī)模性教學(xué)，推進(jìn)結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)代化。

三、引入學(xué)科前沿知識(shí)，拓寬學(xué)生視野

結(jié)構(gòu)化學(xué)教材內(nèi)容偏重理論，有關(guān)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用方面介紹很少且有所滯后，因此將最新的科研成果引入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠以科研促進(jìn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中充分感受到所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性。在上第一節(jié)結(jié)構(gòu)化學(xué)課時(shí)，首先講述所在課題組的研究方向。通過(guò)介紹超級(jí)電容器研究背景讓學(xué)生了解目前能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的嚴(yán)重性，呼吁學(xué)生們?cè)谌粘Ｉ钪欣盟鶎W(xué)專業(yè)知識(shí)保護(hù)環(huán)境。此外，讓學(xué)生了解幾種常見儲(chǔ)能器件及其優(yōu)缺點(diǎn)，最后通過(guò)講授影響超級(jí)電容器性能主要因素之一的電極材料，以二氧化錳電極材料為例引出不同晶相二氧化錳電極材料往往具有不同電容性質(zhì)，從而讓學(xué)生充分理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一重要理論。講授分子旋光性判據(jù)時(shí)，介紹手性分子與不對(duì)稱合成，酶是由蛋白質(zhì)與核酸組成的巨大手性分子，是不對(duì)稱的催化劑，有強(qiáng)烈的選擇性。由于酶的催化作用產(chǎn)生出不對(duì)稱蛋白質(zhì)和核酸，不對(duì)稱蛋白質(zhì)和核酸又產(chǎn)生不對(duì)稱酶，所以生命體不斷地產(chǎn)生著手性分子。講授石墨晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，由于石墨為混合型晶體，層與層之間的距離（約3.40魡）大于一般常見的化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)，因此層與層之間的作用力為范德華力，很容易受外力而遭到破壞，從而引出石墨烯的發(fā)現(xiàn)。2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)兩位科學(xué)家安德烈•杰姆和克斯特亞•諾沃消洛夫利用特殊膠帶，采用機(jī)械剝離法成功得到僅由一層碳原子構(gòu)成的穩(wěn)定薄片———石墨烯，并于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)[9]。介紹石墨烯的物理性質(zhì)及石墨烯在電子器件、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容器及電催化等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景。將新的科研動(dòng)態(tài)和知識(shí)引入結(jié)構(gòu)化學(xué)課堂教學(xué)，豐富了課堂內(nèi)容，擴(kuò)充了學(xué)生視野，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使課堂教學(xué)面貌生機(jī)盎然，使教學(xué)理念進(jìn)一步與時(shí)展接軌。

四、利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等資源，提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性

網(wǎng)絡(luò)信息化學(xué)習(xí)已經(jīng)席卷全世界，作為當(dāng)代大學(xué)生必須掌握通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得學(xué)習(xí)資源的能力，在課堂上將一些與結(jié)構(gòu)化學(xué)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)信息分享給學(xué)生們，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間經(jīng)常瀏覽網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)豐富知識(shí)結(jié)構(gòu)。愛(ài)課程網(wǎng)是教育部、財(cái)政部“十二五”期間啟動(dòng)實(shí)施的“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”支持建設(shè)的高等教育課程資源共享平臺(tái)，在中國(guó)大學(xué)資源共享課板塊有關(guān)于廈門大學(xué)、南開大學(xué)和福州大學(xué)三所國(guó)內(nèi)著名高校的結(jié)構(gòu)化學(xué)精品開放課程。此外，國(guó)家精品課程資源網(wǎng)是由國(guó)家教育部主導(dǎo)推動(dòng)的國(guó)家級(jí)精品課程集中展示平臺(tái)，是全國(guó)高校依照“資源共建、成果共用、信息共通、效益共享”的原則合作建設(shè)，服務(wù)于全國(guó)廣大高校教師和學(xué)生的課程資源交流、共享平臺(tái)。精品課網(wǎng)站也有很多國(guó)內(nèi)大學(xué)的結(jié)構(gòu)化學(xué)精品課，有教學(xué)課件、教學(xué)錄像、電子教案、例題習(xí)題等。蔚秀報(bào)告廳主講人均為國(guó)內(nèi)外名師和行業(yè)領(lǐng)袖，講座話題新穎、實(shí)用、與時(shí)俱進(jìn)并緊扣學(xué)術(shù)前沿。由南京大學(xué)王欣然老師主講的石墨烯研究十三年：從基礎(chǔ)走向應(yīng)用；由揚(yáng)州大學(xué)龐歡老師主講的配合物衍生高性能電化學(xué)活性材料的研究；由中國(guó)科學(xué)院田禾老師主講的解讀2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；由華中科技大學(xué)施亮老師主講的文獻(xiàn)檢索———科學(xué)研究之助力，這些講座中的內(nèi)容對(duì)學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用及拓寬專業(yè)知識(shí)面都有很大幫助。教師平時(shí)也會(huì)引導(dǎo)學(xué)生充分利用學(xué)校的電子圖書館進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自主自學(xué)，可有選擇性地對(duì)自身知識(shí)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行提高，也可發(fā)現(xiàn)自己感興趣的科研方向，為攻讀碩士研究生明確目標(biāo)。

五、運(yùn)用科學(xué)家典故和勵(lì)志名言，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

結(jié)構(gòu)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的學(xué)科，講授結(jié)構(gòu)化學(xué)時(shí)，在注重知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系性的同時(shí)，選擇性地穿插一些科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)真理的故事能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生積極探索科學(xué)奧秘的優(yōu)良品質(zhì)。1895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)了X射線，在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中偶然當(dāng)中有必然；1905年愛(ài)因斯坦提出光量子假說(shuō)時(shí)，僅26歲，是學(xué)生們勵(lì)志的好榜樣；亨利•布拉格和勞倫斯•布拉格為父子關(guān)系，用X-射線衍射研究晶體結(jié)構(gòu)，1915年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，所謂上陣父子兵；德國(guó)歷史上首位女總理默克爾獲得萊比錫大學(xué)物理化學(xué)博士學(xué)位，她的丈夫是一位量子化學(xué)家，政界也有化學(xué)家的身影。用居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳的故事激勵(lì)學(xué)生特別是女學(xué)生在科研的道路上堅(jiān)持探索，細(xì)心發(fā)現(xiàn)，樹立信心；以徐光憲先生的求學(xué)經(jīng)歷為榜樣，引導(dǎo)學(xué)生們樹立堅(jiān)定信念；分享北京大學(xué)校訓(xùn)：“愛(ài)國(guó)、進(jìn)步、民主、科學(xué)”和哈佛大學(xué)校訓(xùn)：“真理”，并在課堂上討論復(fù)旦大學(xué)校訓(xùn)“自由而無(wú)用的靈魂”，激勵(lì)學(xué)生形成正確的人生觀和價(jià)值觀。

六、結(jié)論

本文基于結(jié)構(gòu)化學(xué)課程特點(diǎn)，以學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，研究教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在聯(lián)系，授課時(shí)將板書與多媒體有機(jī)結(jié)合，引入學(xué)科前沿，充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)及運(yùn)用科學(xué)家典故和勵(lì)志名言，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)自主性，這些措施將對(duì)提高結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量有很好的促進(jìn)作用。然而，如何用各種合理的教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量，仍需在長(zhǎng)期教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行思考和探索。

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作者:任莉君 單位:寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院