《结构化学》创新思维型教学模式与应用研究＊

王成云

(潍坊学院,山东 潍坊 261061)

《结构化学》创新思维型教学模式与应用研究＊

王成云

(潍坊学院,山东 潍坊 261061)

本文在近三十年的《结构化学》教学研究基础上,提出了创新思维型教学模式。实践证明,使用新型教学模式不但可以大幅度提高课堂教学质量,而且还可以有效、系统、全面的培养学生的创新思维方法,增强学生的创新能力。

结构化学;创新思维;教学模式;教学质量;创新能力

《结构化学》是高校化学专业的一门必修课程。该课程内容是由1900年普朗克提出的量子论到1998年科恩、波普尔的电子密度泛函理论,多位世界著名科学家获得的诺贝尔奖理论组成的化学微观理论体系,由量子力学理论、原子结构理论、分子结构理论、晶体点阵理论、结构测试与分析理论五大理论组成。课程研究的核心内容是原子、分子和晶体的几何结构、电子运动状态及能级,从本质上解释和推测原子、分子和晶体的电、磁、光及化学现象。

面对这样一门高、难、深的课程,多年来我们一直不断的进行教学内容和课堂教学模式的探索与研究,现已逐步建立起一套科学、有效、操作性强的创新思维型教学模式。实践证明,使用该教学模式授课,学生不但能够听懂、理解和掌握教学内容,形成扎实的基础知识,显著提高课堂教学质量,而且学生还学习到了创新思维方法。从而真正有效的激活学生的创新思维,增强学生的创新意识,培养学生的创新能力。

1 创新思维型教学模式

创新思维型教学模式的基本观点是用提出新理论、新观点、新方法、新成果的创新思路、创新方法去讲授教学内容,使学生在学习基础知识的同时,又训练、培养了学生的创新思维能力。

(1)把教学内容看作“将来形式”的科研课题或科研成果

教科书中的基础知识和已发表的论文、著作,均已成为过去完成形式的科研成果,已不再具有将来形式的首创性新成果。教师在备课、授课中,要将这些完成形式的教学内容,看作“将来形式”的科研课题或科研成果,特别是对一些重要理论、公式、规律、技术等内容这样处理尤为重要,因为这决定着教师的授课模式。

(2)把教学内容归类分块

根据“将来形式”教学内容、来源、形式不同,将教学内容科学、合理的分为若干模块。从创新思维方面对模块内容进行分析研究,以便对不同模块的教学内容采取不同的具体的教学模式。

(3)用创新思维方法授课

教师在对“将来形式”的模块教学内容研究的基础上,再选用与教学内容相适用的具体教学模式(见表1)。

教师授课时沿着创新思路、创新方法的路径,并通过引导、启发、讨论等形式,有步骤的讲授“新理论、新成果”。这种在课堂教学中,把讲授内容看作“将来形式”的科研成果,将“将来形式”的模块教学内容和具体的教学模式紧密、有机的结合在一起,用引导、训练和启迪学生创新思维的教学模式授课,使学生在课堂上既学到了科学知识,又系统、全面、具体的培养了创新思维能力。这种新型教学模式,称为创新思维型教学模式。使用创新思维教学模式授课,关键是用创新的思路、创新的方法去讲授“将来形式”的教学内容,把学生的创新思维活动不断引入发现问题、解决问题的课堂氛围中。从而使学生在学习基础知识的同时,也学到了发现问题、研究问题和解决问题的科学思维方法,达到激活学生的创新灵感,培养学生的创新思维能力之目的。

表1 结构化学教学内容与主要教学模式

2 选用创新思维型教学模式的基本原则

在课堂教学中,能否成功的运用创新思维型教学模式授课,真正培养学生的创新思维能力,取得理想的教学效果,关键是教学模式的选用和运用。第一是选用教学模式的具体内容要与学生已熟悉的基础知识及实际情况相匹配,最好优选简单、易懂、有明确的创新思路、创新方法及创新技巧的基础知识,以有利于学生联想、理解及练习教学内容,切勿选用盲区知识和学生不熟悉的知识,尽量避开高、难、深知识;第二是所选用教学模式的具体内容要和模块教学内容相匹配。切勿生搬硬套,更不能选错教学模式;第三是要有利于学生对所学基础知识的理解、记忆及应用,确保提高课堂教学质量;第四是要有利于引导、培养和激发学生的创新思维,切实有效的增强学生的创新思维能力。

3 转变传统观念,提高思想认识

思想认识决定行动,只有转变传统教学观念,提高思想认识,才能尽早尽快的改变旧的教学模式,研究、建立和使用新型教学模式。未来人才培养已从知识储备型发展为智能开发创新型,单纯的学知识、储备知识已不适应当今社会发展的需要。要以培养学生创新意识、创新思维,提高学生综合素质、创新能力为最高教学目标,《结构化学》课程创新思维型教学模式,就是根据这一教学目标构建的。

建立新型教学模式不是一句空话,而是要踏踏实实地对课程内容进行详细的理论分析、研究和课堂教学实践,才能得出符合课程内容特征的创新思维型教学模式。能否建立和使用创新思维型教学模式,教师的观念、认识起决定性作用。第一是要从旧教学观念、旧教学目标转变到新教学观念和新教学目标上来;第二是要从传统教学模式转变到新型教学模式上来;第三是提高创新思维型教学模式能显著提高教学质量,增强创新能力的认识;第四是要发挥教师在课堂教学中占主导作用的认识。在这四条中,关键是教学观念的更新,教学观念是教师在学生时期及在教学实践中逐渐形成的对教学活动的系统认识。教学观念的转变有内因的要求也要有外因的作用,只有两者协同作用,才能抛弃传统教学模式,建立起新型课堂教学模式。

4 结构化学中常用创新思维教学模式及应用实例

根据选用创新思维型教学模式的基本原则,对《结构化学》教学内容特别是一些重点公式、重点方程、重点理论进行认真细致的分析研究,并进行了模块化分类处理,对模块教学内容的来源、特征,提出了具体的教学模式和使用方法。对不同的课程、不同的教学内容,可研究、制定出不同的教学模式。教师在备课、授课中,只要使用具体的教学模式,并配合问答、思考、讨论等形式活化教学过程,就能把学生的创造思维活动不断引入发现问题、讨论问题及解决问题的课堂环境中。

本文通过两个具体实例说明创新思维教学模式的使用方法。第一个例子是配合物的晶体场理论,根据表1选用关联思维教学模式。所谓关联思维(勿与类比思维相混)是根据所提出研究问题的特征,通过发散与收敛思维,从大量已有的理论、规律、技术、方法等选出密切关联的内容,经过两者的比较、分析,求同求异研究,提出新理论、新观点、新技术、新方法。第二例子是电子转移轨道理论,根据表1选用关联和演绎推理思维的复合思维模式。演绎推理思维是指将已有的普遍理论、实验、技术等成果,与要研究的个别事物进行联系,通过分析、研究、判断、求同求异,把已有的理论科学合理的应用到个别事物中,提出研究新问题、新事物的理论、方法、技术。

例1 配合物晶体场理论。一是配合物(复杂分子)的特征,以便选用教学模式。配合物是有带正电荷的中心离子和带负电荷离子或极性分子组成的复杂分子,因此中心离子和配体之间有静电作用力。让学生思考、讨论,找出物理学中带电粒子间的静电作用理论(讲课过程详见表2)。二是明确提出该理论的目的是得到配合物分子能级图和轨道图,因为分子的电、磁、光及化学现象都包含在这两张图中。

表2 配合物晶体场理论与静电理论关联思维教学(或学习或研究)模式

例2 电子转移轨道理论。该理论研究的问题是电子如何从还原剂分子转移到氧化剂分子中去的。提问电子从还原剂分子“跑到”氧化剂分子中去的可能路径,可与人或车过河、爬山的路径相关联(勿用类比思维)。再从能量方面引导、启发,得出电子从能量最低的路径进行转移的结论。进一步引导学生用关联思维得出失去电子的轨道和得到电子的轨道组成“电子轨道桥”,“轨道桥”组合条件是什么?(讲课过程详见表3)

表3 电子转移轨道理论的关联与演绎推理教学(或学习或研究)模式

5 结束语

科学知识来源人才,人才来源教育,培养什么样的人才关键在教师,唯有创新型教师才能培养创新型人才。创新思维型教学模式是用具体、系统、科学的创新思路、创新方法讲授教学内容,并适度采取问答式、思考式、讨论式等形式与学生产生互动,活化课堂教学过程,强化探索精神。使学生在学习基础知识的同时,系统、全面的学习到了如何从研究问题到提出新理论、新成果的完整的创新思维方法。用创新思维型教学模式授课,学生不但能够更好的听懂、理解、掌握教学内容,还知道这些教学内容是用哪些知识、哪些方法得来的,由此也就提高了学生的学习兴趣和研究、创新意识。

(责任编辑:肖恩忠)

2011-04-16

王成云(1953—),男,山东五莲人,潍坊学院化学化工学院教授。

G642 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2011)04-0126-03