結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量提升

時(shí)間:2022-12-18 11:19:43

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結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量提升

[摘要]結(jié)構(gòu)化學(xué)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,其內(nèi)容涉及諸多抽象的概念、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和難以理解的物理知識(shí)。因此在“教”與“學(xué)”和考核學(xué)生理解程度的過(guò)程中存在許多的難題,所以針對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)這門(mén)課難教難學(xué)的特點(diǎn),結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與探索,文章就如何提高結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量作了一些嘗試。

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)化學(xué);多種教學(xué)方法;教學(xué)質(zhì)量;考核方式

“結(jié)構(gòu)化學(xué)”是綜合性大學(xué)化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修基礎(chǔ)課,是研究原子、分子和晶體的微觀(guān)結(jié)構(gòu)以及原子和分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的科學(xué),是化學(xué)的一個(gè)重要分支[1]。其主要的教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握微觀(guān)結(jié)構(gòu)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,獲得原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論知識(shí),了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能的相互關(guān)系,是研究分子和晶體結(jié)構(gòu)的近代物理方法,是加深對(duì)前修課程有關(guān)內(nèi)容的理解,為學(xué)習(xí)后繼課程及以后的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)[2-3]。它與其它基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)相比,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)較難,因?yàn)檫@門(mén)課程對(duì)學(xué)生所掌握的數(shù)學(xué)和物理學(xué)知識(shí)具有較高的要求,且書(shū)中的大多數(shù)概念比較抽象。所以學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí)就會(huì)出現(xiàn)排斥的思想情緒。但是“教”與“學(xué)”是師生雙向的活動(dòng),需要老師和學(xué)生的共同努力才能達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的,在教學(xué)過(guò)程中任何一方未做好都會(huì)導(dǎo)致教學(xué)失敗。所以在教學(xué)過(guò)程中嚴(yán)格要求學(xué)生并將復(fù)雜的抽象概念知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生比較容易理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容,從而提高結(jié)構(gòu)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量具有十分重要的意義。因此針對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)這門(mén)課程在教學(xué)過(guò)程存在的這些問(wèn)題,以下結(jié)合了筆者實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)就如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高結(jié)構(gòu)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,提出了一些方法和所做的一些嘗試。

1了解學(xué)生的實(shí)際情況

任課教師首先要了解學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程有關(guān)知識(shí)掌握的實(shí)際情況。如果不了解情況,講的太深學(xué)生難以接受,講的太淺學(xué)生接收到的知識(shí)量太少,會(huì)給以后的學(xué)習(xí)和研究造成阻礙,從而不能達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程的主要任務(wù)之一就是加深對(duì)先行課程無(wú)機(jī)化學(xué),有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)中的一些內(nèi)容的理解。所以在上第一節(jié)課前,一方面有必要從擔(dān)任先行課程的教師那里了解情況,另一方面也可以從中學(xué)教材和先行課程教材中選出一些有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題,在第一節(jié)課前20分鐘左右進(jìn)行摸底測(cè)驗(yàn)。這樣就可以從第一節(jié)中了解大部分學(xué)生的實(shí)際水平,做到心中有數(shù),在接下來(lái)的教學(xué)過(guò)程中就可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行備課和授課。

2要突出重點(diǎn)和難點(diǎn)

“結(jié)構(gòu)化學(xué)”是內(nèi)容非常豐富的一門(mén)基礎(chǔ)課。講好這門(mén)課,首先必須掌握和分清教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中翻閱國(guó)內(nèi)外物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的最新教材和教學(xué)文集,根據(jù)本校學(xué)生的實(shí)際情況,分析現(xiàn)在所使用教材的內(nèi)容,對(duì)每章的重難點(diǎn)和基本理論進(jìn)行總結(jié)歸類(lèi),把基本概念列成表。每次開(kāi)始講課前,給學(xué)生交待清楚這次課的教學(xué)目的、要求和重點(diǎn)與難點(diǎn)等;講完課以后又利用幾分鐘時(shí)間強(qiáng)調(diào)這次課的基本理論和基本概念。講完每一章以后總結(jié)本章中各個(gè)內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系,加深學(xué)生對(duì)本章內(nèi)容的理解和掌握。

3數(shù)學(xué)推導(dǎo)與重難點(diǎn)

眾所周知“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程的基本理論、基本概念及課程的重難點(diǎn)等都離不開(kāi)復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程。如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程,則可能會(huì)造成教學(xué)重點(diǎn)不清楚同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)課堂時(shí)間,但這并不意味著可以忽視數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程。其中基本概念的建立也是以實(shí)驗(yàn)為依據(jù),通過(guò)一系列的數(shù)據(jù)處理以后得來(lái)的,所以在教學(xué)過(guò)程中講解基本公式的推導(dǎo)過(guò)程有助于學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握。也由于我校化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都沒(méi)有學(xué)過(guò)“數(shù)學(xué)物理方程”,所以在多媒體課件中詳細(xì)討論R(r)方程,Θ(θ)方程和Φ(ф)方程的求解過(guò)程,有著加深學(xué)生理解的重要作用。但是在課堂上根據(jù)大綱要求,重點(diǎn)是放在Schrodinger方程解的物理意義和結(jié)論上,所以對(duì)公式的推導(dǎo)過(guò)程不能占用過(guò)多的課堂時(shí)間,如有學(xué)生感興趣并想更深入的了解時(shí),可以給他們提供一些專(zhuān)門(mén)的參考書(shū)和文獻(xiàn)。所以在教學(xué)過(guò)程中盡量講清基本概念,突出重點(diǎn)的進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生更好的理解和掌握這堂課的重點(diǎn)知識(shí)和基本概念。由于化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)課是沒(méi)有關(guān)于群論的內(nèi)容,因此講到對(duì)稱(chēng)性和群論部分時(shí)重點(diǎn)講述分子對(duì)稱(chēng)性,點(diǎn)群和對(duì)稱(chēng)性與偶極矩的關(guān)系等內(nèi)容,其余部分只做簡(jiǎn)介,所以建議在化學(xué)系本科生的數(shù)學(xué)課中要適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充一些有關(guān)群論基礎(chǔ)的知識(shí)。

4提出問(wèn)題、分析、比較的方法進(jìn)行教學(xué)

為了引導(dǎo)學(xué)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(gè)問(wèn)題、進(jìn)行分析和比較的方法組織教學(xué)。例如,量子數(shù)是在化學(xué)中最基本的概念之一,各量子數(shù)的取值關(guān)系在無(wú)機(jī)化學(xué)中已經(jīng)學(xué)過(guò)。在講授量子數(shù)這部分時(shí),就首先提出:在元素周期表里為什么沒(méi)有2d,3f等的符號(hào)?大部分學(xué)生把這個(gè)簡(jiǎn)單地問(wèn)題與量子數(shù)n和l取值聯(lián)系不起來(lái),就無(wú)法回答。講清每一個(gè)量子數(shù)的取值關(guān)系和3個(gè)量子數(shù)相互制約關(guān)系的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生自己分析前面提出的問(wèn)題,就能夠加深對(duì)量子數(shù)的取值關(guān)系的理解,并有利于提高學(xué)生的分析問(wèn)題的能力。講到HOMO法則時(shí),簡(jiǎn)單介紹在有機(jī)化學(xué)課程中解釋丁二烯分子1,4加成反應(yīng),然后在分子圖的基礎(chǔ)上解釋丁二烯加成反應(yīng)的原因,這樣利用比較的方法進(jìn)行教學(xué)不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的興趣和積極性,還會(huì)加深學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)歷程的認(rèn)識(shí)。此外在授課過(guò)程中經(jīng)常提出與授課內(nèi)容相關(guān)的一些問(wèn)題讓學(xué)生回答,并結(jié)合個(gè)別提問(wèn)的方式進(jìn)行教學(xué)提高學(xué)生課堂注意力,會(huì)得到更好的教學(xué)效果。

5利用直觀(guān)模型教學(xué)增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與理解

晶體結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的主要內(nèi)容之一,要使學(xué)生能較好地掌握理解晶體學(xué)的基本概念,深入了解晶體學(xué)的基本知識(shí)和晶體結(jié)構(gòu)的規(guī)律性,三維空間概念的建立就變得非常重要。但學(xué)生過(guò)去接觸這方面的知識(shí)較少,學(xué)生普遍反映開(kāi)始學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)部分時(shí)感到難度較大。所以這一部分的教學(xué)過(guò)程中,要充分利用PPT課件、動(dòng)畫(huà)及視頻和各種晶體模型來(lái)授課幫助學(xué)生建立空間概念,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外在實(shí)際授課過(guò)程中為了激發(fā)學(xué)生的思考積極性和學(xué)習(xí)興趣,還安排了點(diǎn)陣,晶胞,球的密堆積和經(jīng)典離子晶體等四次(每一次兩節(jié)課)實(shí)習(xí)課,給學(xué)生提供了仔細(xì)觀(guān)察模型的機(jī)會(huì),這有利于提高學(xué)生的觀(guān)察力。在講授金屬晶體結(jié)構(gòu)時(shí)利用乒乓球粘制模型,講解金屬晶體的A1,A3,A2堆積結(jié)構(gòu)和它們的特點(diǎn),接著又上球的密堆積實(shí)習(xí)課,學(xué)生就比較容易掌握A1,A3型最緊密堆積結(jié)構(gòu)的各種性質(zhì)。講授分子對(duì)稱(chēng)性部分時(shí)也先利用PPT課件、動(dòng)畫(huà)及視頻和各種分子模型講完對(duì)稱(chēng)元素和對(duì)稱(chēng)操作的基本概念,然后發(fā)給每?jī)扇艘缓泄髑蚰P停才乓淮螌?shí)習(xí)課,讓學(xué)生自己動(dòng)手組裝一些復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的分子模型和找出它們的對(duì)稱(chēng)元素,這樣大部分同學(xué)很快就掌握分子對(duì)稱(chēng)性、群論及其相關(guān)的主要內(nèi)容。

6要結(jié)合中學(xué)教材進(jìn)行教學(xué)

我院大部分學(xué)生畢業(yè)后會(huì)到中學(xué)擔(dān)任中學(xué)化學(xué)教師。由于結(jié)構(gòu)化學(xué)這門(mén)課程中的許多基本概念都是中學(xué)教材物質(zhì)結(jié)構(gòu)一章的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。因此在講課時(shí)特別注意了與中學(xué)教材掛鉤的內(nèi)容,為了使學(xué)生在中學(xué)教材的基礎(chǔ)上更深入地理解基本概念和一些基本規(guī)律,講到電子云、幾率波、原子軌道、電子自旋、泡理原理、洪特規(guī)則、分子軌道等內(nèi)容時(shí)先簡(jiǎn)單介紹在中學(xué)教材中上述概念和規(guī)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(guī)律,盡量講清泡利原理、洪特規(guī)則、核外電子排布等規(guī)律的總結(jié)過(guò)程。緊密結(jié)合中學(xué)教材進(jìn)行教學(xué),一方面可以讓學(xué)生意識(shí)到學(xué)好結(jié)構(gòu)化學(xué)課程對(duì)將來(lái)的事業(yè)會(huì)有所幫助,另一方面將有利于提高學(xué)生在從事中學(xué)教學(xué)過(guò)程中解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

7考評(píng)

大部分學(xué)校在考核學(xué)生對(duì)這門(mén)課的最終掌握程度時(shí),都以期末考試成績(jī)?yōu)闇?zhǔn),雖然在一定程度上反映了學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的真實(shí)情況,但這樣做,也忽視了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的基本情況,因此不利于提高學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性。所以在教學(xué)過(guò)程中采用了課前提問(wèn)的方法檢查學(xué)生復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)情況。將學(xué)生在實(shí)習(xí)課中的表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)課及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的考核項(xiàng)目對(duì)其進(jìn)行評(píng)分并加入到期末總成績(jī)中(按一定比例取平時(shí)成績(jī)(30%)和期末考試成績(jī)(70%),給出最后的成績(jī)。這樣給出的成績(jī)不僅充分反映了學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)情況,也有利于提高學(xué)生平時(shí)努力學(xué)習(xí)的積極性。以上是在講授結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的過(guò)程中,學(xué)習(xí)和繼承老前輩的經(jīng)驗(yàn)所做的一些工作和嘗試。希望在今后的教學(xué)中,能繼續(xù)學(xué)習(xí)各位老師的寶貴經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,請(qǐng)各位老師給予指教和提出寶貴的意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]周公度作者.結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)[M].北京出版地:北京大學(xué)出版社出版,1989.

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[3]陳雙扣.結(jié)構(gòu)化學(xué)課程入門(mén)興趣培養(yǎng)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(xué)