宋楊楊,王士煒,王曉丹,陳慶陽(yáng)
(1.沈陽(yáng)師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110034;2.朝陽(yáng)市第一中學(xué),遼寧 朝陽(yáng) 122000)
結(jié)構(gòu)化學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)抽象、揭示物質(zhì)形成規(guī)律的一門(mén)理論學(xué)科,結(jié)構(gòu)化學(xué)以量子力學(xué)和原子物理為基礎(chǔ),結(jié)合無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)相關(guān)知識(shí)討論原子和分子的微觀構(gòu)型和空間幾何結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本課程需具備扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)和原子物理知識(shí)功底,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的學(xué)習(xí),一方面能使學(xué)生從原子和分子層面了解微觀世界的組成和內(nèi)在規(guī)律,掌握分子形成的本質(zhì);另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識(shí),激發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的探索精神,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到各門(mén)學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系、并深刻了解學(xué)科之間的發(fā)展是一個(gè)相互促進(jìn)的過(guò)程。針對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)這門(mén)高難度的必修課程[1],結(jié)合本校實(shí)際,其教學(xué)改革勢(shì)在必行!
1打通實(shí)驗(yàn)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)與結(jié)構(gòu)化學(xué)學(xué)科之間的界限,促進(jìn)結(jié)構(gòu)化學(xué)多元化發(fā)展
從學(xué)術(shù)發(fā)展和教學(xué)研究的角度來(lái)考慮,跨學(xué)科研究是非常有意義的。任何一門(mén)學(xué)科都不是獨(dú)立存在的,類(lèi)似于植物具有發(fā)達(dá)且龐大的根系,結(jié)構(gòu)化學(xué)的內(nèi)在基礎(chǔ)也涉及到無(wú)機(jī)化學(xué)等各門(mén)化學(xué)的基本內(nèi)容和理論。因此,對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的深入探究了解,單靠一門(mén)學(xué)科發(fā)展難以達(dá)到突破,跨學(xué)科交叉互溶就是一條必須走的道路。雖然跨學(xué)科交叉有諸多重要性及必要性,在實(shí)際操作過(guò)程中,真正做到深入淺出的跨界融合,并不是一件易事。整個(gè)化學(xué)學(xué)科經(jīng)過(guò)幾百年的積累,具有極其豐富和細(xì)分的理論知識(shí),教學(xué)中的學(xué)科交叉并不是增加結(jié)構(gòu)化學(xué)的內(nèi)容和豐富度,而是為了更形象的講解、更加容易被學(xué)生理解和接受,對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)支撐的其他學(xué)科中最基本的理論和知識(shí)穿插講解,搭建起整個(gè)化學(xué)的知識(shí)網(wǎng)路,加深對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的理解,從而不至于對(duì)其產(chǎn)生空中樓閣的印象。學(xué)科交叉本身也是前沿科研創(chuàng)新的研究熱點(diǎn),在結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)講解的過(guò)程中應(yīng)用和灌輸交叉的思考方式,也是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和聯(lián)想式思維的訓(xùn)練和啟發(fā),在以后的工作和學(xué)習(xí)中,運(yùn)用多種思維和多種方法去面對(duì)各種復(fù)雜的問(wèn)題。
2增加結(jié)構(gòu)化學(xué)中分子結(jié)構(gòu)模型實(shí)習(xí)教學(xué)模塊,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)分子微觀結(jié)構(gòu)的理解
分子和原子是構(gòu)成物質(zhì)最基本的微觀粒子,其中分子是由原子構(gòu)成的,原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的。分子結(jié)構(gòu)包括兩方面內(nèi)容:分子的立體幾何結(jié)構(gòu)和分子的電子結(jié)構(gòu)。在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)分子對(duì)稱(chēng)性相關(guān)內(nèi)容時(shí),教師講解過(guò)程中采用多媒體課件教學(xué)可提高學(xué)生的理解效果[2],但立體感差的學(xué)生還是無(wú)法識(shí)別復(fù)雜分子的立體構(gòu)型和相應(yīng)的對(duì)稱(chēng)元素。為此,教師應(yīng)該增加分子結(jié)構(gòu)模型實(shí)習(xí)教學(xué)模塊,可以組織學(xué)生在課堂上構(gòu)建出相應(yīng)的復(fù)雜分子立體結(jié)構(gòu),觀察分子立體結(jié)構(gòu)中鍵長(zhǎng)鍵角之間的關(guān)系,為精確找到分子的全部對(duì)稱(chēng)元素奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。模型實(shí)習(xí)教學(xué)模塊在晶體結(jié)構(gòu)中也有重要的應(yīng)用,教師在講授七大晶系和十四種空間點(diǎn)陣時(shí)可利用分子模型讓學(xué)生深刻理解記憶,并能清晰長(zhǎng)久地存于腦海之中。
3對(duì)教材內(nèi)容去蕪存菁,并將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入到課程中去,進(jìn)一步提高現(xiàn)代化社會(huì)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)能力
教材在教師教學(xué)授課過(guò)程中扮演著非常重要的角色,教材的選擇在很大程度上影響了教師傳授知識(shí)的水準(zhǔn)和學(xué)生接受知識(shí)的程度。時(shí)代在進(jìn)步,科學(xué)在發(fā)展,有些教材撰寫(xiě)年份較早、部分內(nèi)容需要更新、缺少創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的相關(guān)實(shí)踐內(nèi)容。因此,面對(duì)本校學(xué)生我們可以對(duì)教材內(nèi)容去蕪存菁,保留經(jīng)典知識(shí)體系完整的基礎(chǔ)上,拓展相關(guān)內(nèi)容,將相關(guān)的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)有效地聯(lián)系起來(lái),使本校的學(xué)生們接受新知識(shí)變得不是那么"強(qiáng)硬接受",而是繼續(xù)鞏固慢慢提升的過(guò)程,有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;其次,打造多元化的教學(xué)模式,可以將學(xué)生分成若干小組,讓他們之間互相切磋、互相學(xué)習(xí)、互相監(jiān)督,按照每個(gè)小組的興趣愛(ài)好加入到教師科研課題組中去,增加學(xué)生對(duì)科研的興趣,以達(dá)到提高學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手能力的目的,打破學(xué)生在理論上精通、在實(shí)踐上盲目的學(xué)習(xí)模式,理論和實(shí)踐要雙手抓、雙手都要硬;再次,我們把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入到結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中去[3],可從根本上提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,進(jìn)而提高學(xué)生的綜合實(shí)力和在社會(huì)發(fā)展中的競(jìng)爭(zhēng)力。
結(jié)構(gòu)化學(xué)是聯(lián)系無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)的紐帶,使整個(gè)化學(xué)學(xué)科成為有機(jī)的整體。在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)改革中,擬從以下三個(gè)方面提高大學(xué)生的空間思維設(shè)想和微觀構(gòu)型理解,實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)這門(mén)課程:打通實(shí)驗(yàn)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)與結(jié)構(gòu)化學(xué)學(xué)科之間的界限,促進(jìn)結(jié)構(gòu)化學(xué)多元化發(fā)展;增加結(jié)構(gòu)化學(xué)中分子結(jié)構(gòu)模型實(shí)習(xí)教學(xué)模塊,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)分子微觀結(jié)構(gòu)的理解;對(duì)教材內(nèi)容去蕪存菁,并將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入到課程中去,進(jìn)一步提高現(xiàn)代化社會(huì)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)能力。最后,期望可以將學(xué)生培養(yǎng)成為滿(mǎn)足時(shí)代需求和社會(huì)發(fā)展的多元化復(fù)合型人才。