覃彪 朱萬強 李新發(fā) 趙華俊

[摘 要]針對該文作者所在高校學(xué)生知識基礎(chǔ)薄弱、教學(xué)模式單一的情況，該文構(gòu)建了“互聯(lián)網(wǎng)+超星平臺”的結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)模式，通過課前預(yù)習(xí)、課中精講和課后拓展的線上線下混合式教學(xué)模式的探索與實施，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，改善了課堂教學(xué)氛圍，增強了課程教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]互聯(lián)網(wǎng)+;超星平臺;結(jié)構(gòu)化學(xué);教學(xué)探索

[基金項目]2017年度貴州省本科教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革建設(shè)項目“基于互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)資源平臺的‘結(jié)構(gòu)化學(xué)課程資源建設(shè)”（2017520082）;2016年度遵義師范學(xué)院課程教學(xué)模式改革專項項目“結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)模式探索研究”（JGZ2016002）

[作者簡介]覃 彪（1985—），男（土家族），湖北咸豐人，理學(xué)博士，遵義師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院副教授（通信作者），主要從事光催化研究;朱萬強（1963—），男，貴州遵義人，理學(xué)學(xué)士，遵義師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院教授，主要從事涂料研究。

[中圖分類號] G642[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）28-0225-02[收稿日期] 2020-04-15

結(jié)構(gòu)化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能關(guān)系的一門學(xué)科，是化學(xué)、化工、材料等專業(yè)的基礎(chǔ)課。其內(nèi)容抽象，理論性強，在化學(xué)學(xué)科的課程體系中占有重要的地位。結(jié)構(gòu)化學(xué)以電子構(gòu)型和空間構(gòu)型為兩條主線，系統(tǒng)講授三種理論和三種結(jié)構(gòu)：量子理論和原子結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵理論和分子結(jié)構(gòu)，點陣?yán)碚摵途w結(jié)構(gòu)。在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)時，本科學(xué)生不僅需要具有化學(xué)學(xué)科知識，還應(yīng)具有量子力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、晶體學(xué)等其他學(xué)科知識。另外，要想學(xué)好結(jié)構(gòu)化學(xué)，學(xué)生必須具有一定的邏輯分析能力、數(shù)理能力、空間想象力、綜合運用知識解決問題的能力[1]。因此，一般在大學(xué)三年級開設(shè)結(jié)構(gòu)化學(xué)課程，學(xué)生稱其為“最難啃的骨頭”，普遍具有畏難情緒。隨著信息化教學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來許多講授結(jié)構(gòu)化學(xué)的教師嘗試了各種各樣的新的教學(xué)方法，孫宏偉[2]應(yīng)用三維（3D）函數(shù)繪制軟件和分子模擬軟件制作波函數(shù)VRML3D圖，利用VRML的交互性幫助學(xué)生更直觀地了解狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì);姚淑娟[3]采用問題導(dǎo)向式任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式講授大學(xué)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu);李文佐[4]應(yīng)用首要教學(xué)原理從聚焦問題、激活舊知、示證新知、應(yīng)用新知、融會貫通五個方面進行了結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的教學(xué)探索。通過這些新的嘗試，學(xué)生對結(jié)構(gòu)化學(xué)課程有了更全面的認識，也很好地克服了畏難情緒，學(xué)習(xí)獲得感顯著提升。筆者所在遵義師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院（以下簡稱本院）也在這一方面進行了探索與實踐。

一、本院結(jié)構(gòu)化學(xué)課程現(xiàn)狀

（一）學(xué)生知識基礎(chǔ)薄弱

遵義師范學(xué)院位于貴州省遵義市，是一所典型的地方性本科院校，生源主要來自貴州本省，高數(shù)、物理、英語幾乎是筆者所在學(xué)校大部分學(xué)生的短板，這給學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)帶來了困難。筆者所在學(xué)院的學(xué)生，與重點大學(xué)學(xué)生的知識基礎(chǔ)有較大差異，來自外省的學(xué)生相對具有較好的基礎(chǔ)，貴州籍學(xué)生則大部分基礎(chǔ)較薄弱，對課堂上所涉及的高數(shù)、線性代數(shù)、量力力學(xué)等內(nèi)容理解困難，進而影響課堂教學(xué)效果。學(xué)生知識基礎(chǔ)薄弱給教師的教學(xué)帶來極大挑戰(zhàn)，教師需要花費較多的時間來設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，以適應(yīng)學(xué)生的知識基礎(chǔ)情況。

（二）教學(xué)模式單一

遵義師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院自開設(shè)結(jié)構(gòu)化學(xué)課程以來，主要以“教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，以單一教材作為教學(xué)依據(jù)，向?qū)W生填鴨式灌輸教材內(nèi)容。結(jié)構(gòu)化學(xué)課程內(nèi)容抽象難懂，涉及大量的物理、高數(shù)知識，要求學(xué)生具有較好的空間想象能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力和綜合解決問題的能力。課堂上教師用語言描述結(jié)構(gòu)化學(xué)的微觀結(jié)構(gòu)，如講解“量子力學(xué)基礎(chǔ)”章節(jié)的“波函數(shù)、原子軌道”時，學(xué)生難以形成感性認識，無法理解課程中涉及的抽象知識，課后部分學(xué)生反饋上課效果不理想，上課內(nèi)容難以聽懂，也想象不出空間結(jié)構(gòu)，很難參與課堂教學(xué)活動，導(dǎo)致大部分學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的積極性。

（三）師資力量充足

筆者所在學(xué)院開設(shè)結(jié)構(gòu)化學(xué)之初，由朱萬強教授負責(zé)授課，隨后學(xué)院引進了畢業(yè)于中國科學(xué)院物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的李新發(fā)、趙華俊兩位博士，由于其研究方向與結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容關(guān)系密切，能夠勝任結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)任務(wù)，而后筆者于2014年加入結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)團隊。本院現(xiàn)有化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、化學(xué)工程與工藝四個專業(yè)，每個年級五個班級左右，四位老師完全能夠承擔(dān)結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)任務(wù)，師資力量較為充足。

二、基于“互聯(lián)網(wǎng)+超星平臺”的結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)實踐

信息化教學(xué)是以信息技術(shù)為依托，優(yōu)化教學(xué)過程及效果，實現(xiàn)師生之間教與學(xué)的便利化、智慧化，其最終目的是讓教師更高效、更便利、更智能地利用教學(xué)資源、教學(xué)手段、教學(xué)評價等方式來提高學(xué)生的能力與思維。超星學(xué)習(xí)通作為信息化教學(xué)工具，可以將PPT、微視頻、MOOC、測驗等融為一體，為開展信息化教學(xué)提供平臺，實現(xiàn)了對課前、課中和課后教學(xué)全過程的動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)收集和分析。筆者從2018年9月開始探索基于超星學(xué)習(xí)通的結(jié)構(gòu)化學(xué)信息化教學(xué)模式，前期選取了結(jié)構(gòu)化學(xué)課程中分子對稱性、多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、配位化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、金屬的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)四個章節(jié)作為試點，后期在全部章節(jié)中推廣，總體上采取“課前預(yù)習(xí)（布置任務(wù)、小測試）+課堂精講（互動、分組活動）+課后拓展（作業(yè)布置、總結(jié)）”的混合式教學(xué)模式。下面以分子對稱性部分的對映操作和對稱元素為例，具體闡述超星學(xué)習(xí)通平臺支持下的信息化教學(xué)實施過程。教材選用的是《結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)》（第5版，北京大學(xué)出版社），授課對象為2016級化學(xué)本科1班，學(xué)時為1學(xué)時。

（一）課前：教師發(fā)布任務(wù)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)

隨著國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)給教育提供了豐富的資源，對于結(jié)構(gòu)化學(xué)來說，南開大學(xué)和蘭州大學(xué)的結(jié)構(gòu)化學(xué)均為國家精品在線開放課程，分別由孫宏偉教授和李炳瑞教授領(lǐng)銜主講，筆者推薦學(xué)生充分利用這兩門課程的優(yōu)質(zhì)資源進行課前學(xué)習(xí)。另外，筆者在超星學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布任務(wù)點，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)觀看微視頻和多媒體課件，同時完成基礎(chǔ)知識測驗，并按照要求在線下交流問題，疑難問題由學(xué)生上傳至超星學(xué)習(xí)通討論區(qū)。教師在上課前查看學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和問題，從而進行綜合的學(xué)情分析、明確本次課的教學(xué)重難點，進一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，并以此作為個性化指導(dǎo)及過程性評價的依據(jù)。每個學(xué)生也可以通過超星學(xué)習(xí)通平臺與教師、同學(xué)進行實時交流，分享學(xué)習(xí)心得。

（二）課中：教師課堂精講，師生交流互動

教師使用自然界的動植物、人類社會的建筑物、生活用品等方面的對稱現(xiàn)象導(dǎo)入，進一步引導(dǎo)學(xué)生觀察人的機體組織器官及身邊其他宏觀物體的對稱現(xiàn)象。以問卷形式推送問題至學(xué)生手機端，并要求每一個學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)作答，學(xué)生完成問卷并提交后，教師可將答題情況投屏，平臺的統(tǒng)計功能可以幫助教師在課堂上掌握每個學(xué)生對知識點的理解情況。隨后將學(xué)生進行隨機分組，給出主題（苯分子的對稱元素有多少種？）讓學(xué)生分組討論，小組討論的結(jié)果以搶答方式進行呈現(xiàn)，并且根據(jù)回答的情況對小組全體成員進行加分，雖然不能要求每一個同學(xué)作答，但由于選人是隨機的，所以每一個學(xué)生都必須弄通弄懂，這樣就大大增強了小組學(xué)習(xí)的凝聚力。在小組討論結(jié)束后，教師及時做出總結(jié)，然后拋出問題：什么是對稱？對稱操作有哪些？它是依賴哪些對稱元素？以選人的方式讓學(xué)生作答，最后由學(xué)生對本次課做總結(jié)，得出對稱元素包括對稱中心、對稱面和對稱軸等結(jié)論，并概括尋找對稱元素的方法。

（三）課后：教師發(fā)布作業(yè)，知識深度拓展

課程結(jié)束后，教師發(fā)布有一定難度的作業(yè)推送至學(xué)生手機終端，用以檢驗本次課程的重難點，學(xué)生還可以在平臺就疑難問題與教師繼續(xù)交流。教師對作業(yè)進行批改評分，在下次上課時對共性問題進行集中總結(jié)答疑，使學(xué)生對所學(xué)新知識進一步鞏固強化。為了讓學(xué)生對自然界及微觀世界的對稱性現(xiàn)象理解得更加透徹，教師還可以向?qū)W生推薦相關(guān)圖書和鏈接，使其根據(jù)自己的興趣和理解在超星學(xué)習(xí)通平臺上自主學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語

通過“互聯(lián)網(wǎng)+超星平臺”的結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)實踐，筆者發(fā)現(xiàn)這種線上線下混合式教學(xué)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)要求，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到提升，課堂師生互動交流頻繁，課堂氛圍活躍，教學(xué)效果得到了明顯改善，學(xué)生收獲也更多。但是，資源的制作、任務(wù)的發(fā)布和學(xué)生在線答疑過程等均需要教師投入大量的時間和精力，對教師要求更高?；ヂ?lián)網(wǎng)+教學(xué)模式仍然不能解決所有的問題，對于自控能力差、小組討論和課堂參與度低的學(xué)生，教師仍然需要在提高課堂的趣味性、生動性方面做進一步的努力。

參考文獻

[1]謝木標(biāo).提高地方師范院校結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)趣味性的幾項舉措[J].化工高等教育，2019，36（4）：101-105.

[2]孫宏偉，陳蘭.結(jié)構(gòu)化學(xué)課程中波函數(shù)3D圖的VRML實現(xiàn)[J].大學(xué)化學(xué)，2019，34（7）：100-104.

[3]姚淑娟.問題導(dǎo)向式任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的實踐研究[J].廣東化工，2019，46（16）：187-188.

[4]李文佐，劉紹麗.首要教學(xué)原理視閾下“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程改革探索[J].山東化工，2020，49（1）：171-172.

Teaching Exploration of the Course in Structural Chemistry Based on Internet+Chaoxing Platform

QIN Biao， ZHU Wan-qiang， LI Xin-fa， ZHAO Hua-jun

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Zunyi Normal University， Zunyi， Guizhou 563006， China）

Abstract： In view of students' weak knowledge base and single teaching model of the course in Structural Chemistry， a teaching model based on the Internet+ Chaoxing platform is constructed. Through the exploration and implementation of the online and offline blended teaching model of pre-class preview， in-class intensive lecture and after-class expansion， students' learning interest is stimulated， students' self-learning ability is promoted， classroom teaching atmosphere is improved， and course teaching effect is enhanced.

Key words： internet+; Chaoxing platform; Structural Chemistry; teaching exploration