结构化学研究型教学模式的构建

第39卷第2期 唐山师范学院学报 2017年3月 Vol.39 No.2 Journal of Tangshan Normal University Mar. 2017

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基金项目：唐山师范学院教改项目（2016001001） 收稿日期：2016-12-16 作者简介：杨静（1979-），女，河北唐山人，博士，教授，研究方向为结构化学。 -119-

结构化学研究型教学模式的构建

杨 静，关俊霞，杨笑春，孟祥军，贾俊芳

（唐山师范学院 化学系，河北 唐山 063000）

摘 要：结构化学具有内容抽象、理论性强的特点，被学生普遍认为是一门难学的课程。为激发学生学习兴趣，提高教学质量，在分析学习效果不佳原因的基础上，探索了与学生进行有效沟通、把科学研究与教学有机结合的新方法。

关键词：结构化学；教学方法；研究型教学模式 中图分类号：O643.1

文献标识码：

A 文章编号：1009-9115(2017)02-0119-02

DOI ：10.3969/j.issn.1009-9115.2017.02.033

Construction of Research - Based Teaching Model of Structural Chemistry

YANG Jing, GUAN Jun-xia, YANG Xiao-chun, MENG Xiang-jun, JIA Jun-fang

(Department of Chemistry, Tangshan Normal College, Tangshan 063000, China)

Abstract: Abstract content and professional theory is the characteristics of structural chemistry, which is generally regarded as a difficult course. In order to stimulate students’interest in learning and improve teaching quality, this paper probes into a new method of effective communication with students and scientific research and teaching based on the analysis of the causes of poor learning effect.

Key Words: structure chemistry; teaching method; research-based teaching model

结构化学是一门以微观思维为主的课程，是化学学科的基础理论课。该课程的核心内容是从微观的角度探讨物质的结构与性能间的关系，主要内容包括三种理论（量子理论、化学键理论和点阵理论），三种结构（原子结构、分子结构和点阵结构），三个基础（量子力学基础、对称性基础和晶体学基础），这也是学生学习结构化学时所要掌握的主要内容[1]。由于结构化学是从微观的角度来研究物质的结构，抽象性较强，而且有大量的理论推导，这对于没有扎实的高等数学、物理学基础知识的化学专业学生而言，有很大的难度。因此，我们提出，根据课程的知识特点，在教学实践中采用研究型教学模式，以达到激发学生学习积极性、提高教学质量、提升教学水平的目的。

1 问题的提出

1.1 思维定式的影响 在以往的学习过程中，学生认识事物、现象大多局限在经典的力学范畴内，并习惯于自己已有的契合

生活实际的思维方式，从而形成了思维定式。

结构化学以量子力学为基础，而量子力学是独立于经典物理学自成一套的理论体系，其内容抽象，与生活实际差距甚远，逻辑性强，对抽象思维要求高。在学习《结构化学》的过程中，学生如果忽略了微观与宏观研究对象的差异性，而将这种思维定式不恰当地运用到新的知识结构和知识体系中，就会对结构化学的教与学产生不利影响。

1.2 高等数学等知识薄弱

结构化学内容涉及面非常广，需具备高等数学、无机化学、有机化学、物理化学及量子力学等知识，大多数学推导过程都要用到微积分、常微分方程、偏微分方程等数学知识，如果学生数理知识不扎实，对于结构化学中必需的数学推导过程就会感觉很吃力，因而认为《结构化学》难度较高，从而对该课程产生排斥。因此，如果没有科学的方法支撑去解决问题、发现规律，学生将难以理解结构化学的核心观念并运用结构化学的核心方法。

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1.3 主观上排斥结构化学

在学习这门课程之前，如果学生受到同学或者是教师的不恰当影响，容易对结构化学形成一个不太准确的定位，认为这门学科具有极大难度，不太好学，从而因此产生了畏难心理，也因此无法对结构化学产生兴趣，会倾向于放弃对这门课程的探究积极性，只是机械记忆基本知识，满足于简单的运用。由于没有经历和体验探究学习，无法从本质上、整体上理解结构化学知识体系的来龙去脉，因而学习效果不佳。

基于以上问题，教师看似在短时间内完成了课程内容的教学，但实际教学效果并不佳，很难完成课程教学目标。因此教师有必要探索、建立新的教学观念以提高《结构化学》课程的教学效果。

2 结构化学研究型教学模式的构建

2.1 将互动式教学大纲引入课堂，帮助学生自主进入研究型学习模式

鉴于学生对结构化学普遍有抵触和畏难心理，在《结构化学》的第一节课，教师向每一位学生发放一份教学大纲，并在课堂对其进行互动讨论和解释，使学生了解课程的内容以及教师和学生各自在教学过程中的角色。一旦教学大纲获得学生的认同，就意味着教师和学生之间达成了一种教与学的协议，如同教师和学生之间签订了一份责任合同。在以后的教学过程中，教师和学生都会在心理上期待着按照教学大纲的要求履行自己的那份责任，完成约定的施教与学习任务。由于学生在课堂教学前预先探究教学内容，课堂教学中对每一节课的知识内容在整个教学知识链中的“点”“线”“面”的关联性具有了充分的了解，因而更有助于学生从整体上把握结构化学的知识。

2.2 科学研究与教学有机结合

科学知识是在科学探究活动中产生的，因此有必要将教学活动和科研活动做适当的融合，通过探索实践科研活动，探索科学研究活动与“结构化学”教学的相互关系，从而找到教与研结合的“结构化学”课程教学新途径[2]。

应用化学专业是以实验为手段来研究物质及其变化规律的科学，实验教学质量直接并长远地影响着学生的实践动手能力、自主学习能力、解决问题的能力、综合分析问题以及科学的思维能力。在结构化学的课堂教学过程中，教师要善于利用教材中的实验和理想模型培育学生的想象力，启发和引导学生辨别宏观与微观体系的差异，适应从微观的角度去思考问题

和分析问题。例如利用多媒体课件组织学生观摩抗癌药物研究中的分子力学、量子化学、分子图形学演示，激发了学习兴趣。教师用启迪、引导、训练学生创新思维的教学模式授课，结合学生的认知水平和生活体验，创设新的教学情景导入新课，激发学生主动探索的欲望，鼓励学生提出不同的见解，让学生自觉、主动地学习。例如以含能材料、纳米材料和高分子材料为使学生对“结构决定性质”这一基本原理加深了理解，也加强了理论联系实际的学风。

结合研究设计性实验和毕业论文设计这两部分的工作，训练学生学会一些基本的文献查阅与翻译、课题研究背景的文献综述、设计性实验的操作、数据处理以及实验方案的设计等科研素质。比如，在某项课题的研究过程中，为解决反应速率模拟的问题，课题组的同学提出了不同方案，有的倾向于用课本上所学的传统过渡态理论来解决，有的倾向于应用反应类过渡态理论的方法。最后课题组的学生们通过查阅文献，对比利弊，认为反应类过渡态理论从第一性原理出发可以高效地计算同类反应的热力学速率常数。结果表明，学生选择的反应过渡态理论计算出的速率常数与实验数据吻合的非常好。探索未知的没有固定答案的东西让学生感觉很新奇，科研中的每一个小突破小进展也让他们很兴奋，这大大激发了他们学习结构化学知识的兴趣。更重要的是，在科研过程巩固和加深了对他们所有所学知识的理解。

3 结语

在《结构化学》教学过程中采用研究型教学模式，可以帮助学生建立科学的结构化学知识体系，形成全面的关于结构化学的基本学科逻辑结构和学习与研究思路的认识。教师在教学过程中要有积极的心态情绪和丰富而形象化的言语，对学生进行因势利导；同时教师紧跟学科研究的最新动态，将科研成果引入教学课堂，使课堂内容具有创造性、启发性和丰富性。

[参考文献]

[1] 包玉敏,许良.探讨如何备好本科生“结构化学”课程[J].化学

教育,2014,14:25-28.

[2] 万坚,邓阳,李永健,等.科学活动观视角下的“结构化学”课

程教学[J].中国大学教学,2012,10:46-48.

[3] 庄志萍,陈玉锋,左明辉.结构化学课程教学改革的探讨与

实践[J].大学化学,2012,27(2):31-33.

（责任编辑、校对：吴树新）