浅谈结构化学课程教学改革的实践与体会

任宏江

（西安文理学院化学与化学工程学院 陕西 西安 710065）

结构化学是从微观层次研究原子、分子和晶体结构以及研究物质的结构与性能关系的科学[1]。 随着科学的不断发展，结构化学作为化学的一个重要分支，已渗透到各个交叉学科中，其重要性也日益凸显[2-3]。 结构化学是化学专业的一门基础课, 其理论性、逻辑性很强、非常抽象, 学生往往感觉很难理解，在实际教学中，教师与学生双方都有一定难度。 采用传统的教学方法让学生较难接受, 甚至有逃避心理, 教学效果不理想。 我们在教学实践中探索积累，通过引导预习、激发学习兴趣、采用启发式及开放式等教学方法充分调动学生的学习积极性, 经过几年的实践, 收到了较明显的教学效果。 以下是我们所进行的一点教学改革初探。

1 入门兴趣的培养与探索

结构化学开篇第一章涉及到物理学领域的一些相当重要的概念，作为化学专业的学生，对这一章的内容还是比较陌生的。 但是，在第一章培养学生的学习兴趣，将对后续章节的学习是大有裨益的。 本章主要讲到量子力学的诞生、发展与形成等，学好本章节有助于学生很好的理解后面章节内容的渊源。 因此，对本章节我们在教学过程中积极地吸引学生的注意力，培养他们的学习兴趣，比如，在讲到黑体辐射实验的理论解释时，引出普朗克，在此，我们给学生介绍普朗克的生平与学习背景，让学生感悟这位伟人的学习过程，激发同学们的学习热情。 在讲到量子力学发展时，我们插入1927 年在Solvay 会议上最杰出的一批科学家的合影，逐次给学生做以介绍，让学生感受科学家的风采，培养大家对量子力学的学习热情。 之后我们对于波尔、海森堡、泡利、波恩、鲍林、马利肯、 福井谦一和霍夫曼等科学家获得诺贝尔奖的年龄列表，让学生感悟科学事业的魅力。 在讲到实物微粒波粒二象性时，给学生介绍德布罗意原为历史的背景等。 总之，在第一章中，我们主要培养学生的学习热情与兴趣，以利于在下面章节中学生能更好地学习相关的内容。

2 重视与实践的结合

正是因为结构化学的理论性很强， 所以在教学过程中，我们越要强调与实践的联系。 在这一教学环节中，我们始终以例题和习题为出发点，让学生感受结构化学的研究内容在实际中如何应用。 比如，我们以周公度老师的结构化学基础第4 版为例，在讲到一维势箱中粒子的运动行为时，我们主要以课本中丁二烯的离域效应和花菁燃料为例[1]，让学生深刻体会电子在实际体系中有何行为，并且让学生通过花菁燃料感知，通过计算还能预测分子的性质，从而树立学生对量子力学的信任与敬仰之感。 再如，对于电子运动波性和不确定度的理解，我们在学生独立完成第一章作业之后，探讨电视机显像管中运动的电子的运动行为等等。 总之，让学生感触电子的存在及在我们周围的运动行为，从而拉近大家与电子的距离，不要让学生感觉到电子遥不可及，太过模糊等感觉。 所以，在长期的教学实践中，我们一直贯穿着与实践结合的理念。

3 板书与多媒体技术要有机结合

多媒体技术的应用的确给结构化学课程带来了巨大益处， 五彩缤纷的原子结构和分子轨道吸引着大家的注意力，给分子对称性的教学也带来了立体化的视觉， 让我们更直观、更清晰地认识了原子、分子和晶体的内部结构。但是，在教学过程中，若能将板书和多媒体课件共同结合起来，就会带来非常好的效果。在我们的实际教学过程中，我们将板书和多媒体课件进行了结合，比如在讲完电子的运动性质之后，为了能更好地理解电子的性质，必须要和宏观粒子进行区别，所以在多媒体课件之后，我们在板书上写出宏观粒子和微观粒子， 帮助引导学生回顾学习的微观粒子的性质，再与宏观物体的性质进行对比，让学生自己思考写出，这样能达到板书和多媒体结合的效果，同时能激发学生积极思考，教学效果很好。还有，在讲到原子光谱的知识时，为了引入原子的量子数，我们先讲解单电子原子的量子数，由单电子原子引入多电子原子的量子数，在此，同样可以利用板书将电子的量子数， 单电子原子的量子数及多电子原子的量子数进行对比，以此让学生区别并理解，建立清晰的概念，以至于不会混淆。 总之，在结构化学的教学过程中，时刻贯穿板书与多媒体的结合，这样能达到良好的教学效果。

4 与科学研究相结合

科研可以促进教学。 因此，在结构化学教学中，我们更应紧跟科学研究的前沿。 我们在讲到多电子原子薛定谔方程的求解时，给学生讲了自洽反应场，在此，我们引入量子化学目前最新的软件，如Gaussian09, Gaussian03 等，让学生体会我们所讲的自洽反应场方法已经被人们编成了软件，并且这些软件可以在化学的很多领域进行广泛的应用，解决了很多问题，让学生理解收敛与精度要求的概念，并且要知道这些繁琐的手续已经程序化等等。 还有，我们在讲到第五章前线轨道理论时，我们可以让学生在Gaussian09W 程序中模拟化学反应机理，也可以让学生观察分子轨道的轮廓图，以此理解课本中所给的例子在软件中所展示的具体图形。

总之，在教学过程中，师生都是互动主体。 深化结构化学教学改革， 全面培养提高学生的素质能力是我们值得思考、探索的问题。 进过几年的教学实践改革，取得了一定的成果，首先，激发了学生的学习激情，建立了雄厚的基础理论知识；其次， 培养了学生独立思考解决问题的能力和创新能力，教学方法得到了学生们的认可，在今后的教学工作中，我们将会根据需要，不断进行改革完善，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，把培养创新型人才作为结构化学教学改革的重点。

［1］周公度,段连运.结构化学基础[M].4 版.北京：北京大学出版社,2008：6.

［2］江元生.结构化学[M].北京：高等教育出版社,1997.

［3］林梦海,林银钟.厦门大学化学系物构组，结构化学[M].北京：科学出版社,2004.