结构化学课程教学质量提升

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[摘要]结构化学作为一门专业基础课，其内容涉及诸多抽象的概念、数学推导和难以理解的物理知识。因此在“教”与“学”和考核学生理解程度的过程中存在许多的难题，所以针对结构化学这门课难教难学的特点，结合自身的教学实践经验与探索，文章就如何提高结构化学教学质量作了一些尝试。

[关键词]结构化学；多种教学方法；教学质量；考核方式

“结构化学”是综合性大学化学类专业的一门必修基础课，是研究原子、分子和晶体的微观结构以及原子和分子的运动规律、物质的结构和性能关系的科学，是化学的一个重要分支[1]。其主要的教学目的和任务是使学生掌握微观结构物质运动的基本规律，获得原子、分子和晶体结构的基础理论知识，了解物质结构和性能的相互关系，是研究分子和晶体结构的近代物理方法，是加深对前修课程有关内容的理解，为学习后继课程及以后的科学研究打下基础[2-3]。它与其它基础课的学习相比，对学生来说较难，因为这门课程对学生所掌握的数学和物理学知识具有较高的要求，且书中的大多数概念比较抽象。所以学生在学习这门课程时就会出现排斥的思想情绪。但是“教”与“学”是师生双向的活动，需要老师和学生的共同努力才能达到提高教学质量的目的，在教学过程中任何一方未做好都会导致教学失败。所以在教学过程中严格要求学生并将复杂的抽象概念知识转变为学生比较容易理解学习的内容，从而提高结构化学的教学质量具有十分重要的意义。因此针对结构化学这门课程在教学过程存在的这些问题，以下结合了笔者实际教学经验就如何激发学生的学习兴趣提高结构化学的教学质量，提出了一些方法和所做的一些尝试。

1了解学生的实际情况

任课教师首先要了解学生对“结构化学”课程有关知识掌握的实际情况。如果不了解情况，讲的太深学生难以接受，讲的太浅学生接收到的知识量太少，会给以后的学习和研究造成阻碍，从而不能达到提高教学质量的目的。“结构化学”课程的主要任务之一就是加深对先行课程无机化学，有机化学和分析化学中的一些内容的理解。所以在上第一节课前，一方面有必要从担任先行课程的教师那里了解情况，另一方面也可以从中学教材和先行课程教材中选出一些有关物质结构方面的问题，在第一节课前20分钟左右进行摸底测验。这样就可以从第一节中了解大部分学生的实际水平，做到心中有数，在接下来的教学过程中就可以根据学生的实际情况进行备课和授课。

2要突出重点和难点

“结构化学”是内容非常丰富的一门基础课。讲好这门课，首先必须掌握和分清教材的重点和难点。在教学过程中翻阅国内外物质结构方面的最新教材和教学文集，根据本校学生的实际情况，分析现在所使用教材的内容，对每章的重难点和基本理论进行总结归类，把基本概念列成表。每次开始讲课前，给学生交待清楚这次课的教学目的、要求和重点与难点等；讲完课以后又利用几分钟时间强调这次课的基本理论和基本概念。讲完每一章以后总结本章中各个内容之间的内在联系，加深学生对本章内容的理解和掌握。

3数学推导与重难点

众所周知“结构化学”课程的基本理论、基本概念及课程的重难点等都离不开复杂的数学公式和繁杂的数学推导过程。如果过分强调数学推导过程，则可能会造成教学重点不清楚同时也会浪费课堂时间，但这并不意味着可以忽视数学推导过程。其中基本概念的建立也是以实验为依据，通过一系列的数据处理以后得来的，所以在教学过程中讲解基本公式的推导过程有助于学生对概念的理解和掌握。也由于我校化学类专业的学生都没有学过“数学物理方程”，所以在多媒体课件中详细讨论R(r)方程，Θ(θ)方程和Φ(ф)方程的求解过程，有着加深学生理解的重要作用。但是在课堂上根据大纲要求，重点是放在Schrodinger方程解的物理意义和结论上，所以对公式的推导过程不能占用过多的课堂时间，如有学生感兴趣并想更深入的了解时，可以给他们提供一些专门的参考书和文献。所以在教学过程中尽量讲清基本概念，突出重点的进行教学，使学生更好的理解和掌握这堂课的重点知识和基本概念。由于化学专业的学生所学的数学课是没有关于群论的内容，因此讲到对称性和群论部分时重点讲述分子对称性，点群和对称性与偶极矩的关系等内容，其余部分只做简介，所以建议在化学系本科生的数学课中要适当地补充一些有关群论基础的知识。

4提出问题、分析、比较的方法进行教学

为了引导学生的思路和集中他们的注意力，每一堂课都采取了提出一两个问题、进行分析和比较的方法组织教学。例如，量子数是在化学中最基本的概念之一，各量子数的取值关系在无机化学中已经学过。在讲授量子数这部分时，就首先提出：在元素周期表里为什么没有2d，3f等的符号?大部分学生把这个简单地问题与量子数n和l取值联系不起来，就无法回答。讲清每一个量子数的取值关系和3个量子数相互制约关系的基础上，让学生自己分析前面提出的问题，就能够加深对量子数的取值关系的理解，并有利于提高学生的分析问题的能力。讲到HOMO法则时，简单介绍在有机化学课程中解释丁二烯分子1，4加成反应，然后在分子图的基础上解释丁二烯加成反应的原因，这样利用比较的方法进行教学不仅可以提高学生学习结构化学课程的兴趣和积极性，还会加深学生对化学反应历程的认识。此外在授课过程中经常提出与授课内容相关的一些问题让学生回答，并结合个别提问的方式进行教学提高学生课堂注意力，会得到更好的教学效果。

5利用直观模型教学增加学生学习兴趣与理解

晶体结构是结构化学课程的主要内容之一，要使学生能较好地掌握理解晶体学的基本概念，深入了解晶体学的基本知识和晶体结构的规律性，三维空间概念的建立就变得非常重要。但学生过去接触这方面的知识较少，学生普遍反映开始学习晶体结构部分时感到难度较大。所以这一部分的教学过程中，要充分利用PPT课件、动画及视频和各种晶体模型来授课帮助学生建立空间概念，增加学生的学习兴趣。此外在实际授课过程中为了激发学生的思考积极性和学习兴趣，还安排了点阵，晶胞，球的密堆积和经典离子晶体等四次(每一次两节课)实习课，给学生提供了仔细观察模型的机会，这有利于提高学生的观察力。在讲授金属晶体结构时利用乒乓球粘制模型，讲解金属晶体的A1,A3,A2堆积结构和它们的特点，接着又上球的密堆积实习课，学生就比较容易掌握A1,A3型最紧密堆积结构的各种性质。讲授分子对称性部分时也先利用PPT课件、动画及视频和各种分子模型讲完对称元素和对称操作的基本概念，然后发给每两人一盒棍球模型，安排一次实习课，让学生自己动手组装一些复杂空间结构的分子模型和找出它们的对称元素，这样大部分同学很快就掌握分子对称性、群论及其相关的主要内容。

6要结合中学教材进行教学

我院大部分学生毕业后会到中学担任中学化学教师。由于结构化学这门课程中的许多基本概念都是中学教材物质结构一章的重点和难点内容。因此在讲课时特别注意了与中学教材挂钩的内容，为了使学生在中学教材的基础上更深入地理解基本概念和一些基本规律，讲到电子云、几率波、原子轨道、电子自旋、泡理原理、洪特规则、分子轨道等内容时先简单介绍在中学教材中上述概念和规律的论述方法，然后再讲授如何才能更深刻的理解这些概念和规律，尽量讲清泡利原理、洪特规则、核外电子排布等规律的总结过程。紧密结合中学教材进行教学，一方面可以让学生意识到学好结构化学课程对将来的事业会有所帮助，另一方面将有利于提高学生在从事中学教学过程中解决实际问题的能力。

7考评

大部分学校在考核学生对这门课的最终掌握程度时，都以期末考试成绩为准，虽然在一定程度上反映了学生学习掌握的真实情况，但这样做，也忽视了学生平时学习的基本情况，因此不利于提高学生平时学习的积极性。所以在教学过程中采用了课前提问的方法检查学生复习和预习情况。将学生在实习课中的表现、作业完成情况、实验课及实验报告等作为学生平时成绩的考核项目对其进行评分并加入到期末总成绩中(按一定比例取平时成绩(30%)和期末考试成绩(70%)，给出最后的成绩。这样给出的成绩不仅充分反映了学生平时的学习情况，也有利于提高学生平时努力学习的积极性。以上是在讲授结构化学课程的过程中，学习和继承老前辈的经验所做的一些工作和尝试。希望在今后的教学中，能继续学习各位老师的宝贵经验，进一步提高教学质量，请各位老师给予指教和提出宝贵的意见。

参考文献

[1]周公度作者．结构化学基础[M]．北京出版地：北京大学出版社出版，1989．

[2]苗体方．计算机辅助结构化学实验教学研究[J]．考试周刊，2012，77：154-154．

[3]陈双扣．结构化学课程入门兴趣培养的探讨[J]．广州化工，2013，4：212-213．

作者:阿布力孜•伊米提，帕提曼•尼扎木丁 单位:新疆大学