侯安琪
佳木斯大学生命科学学院
【摘要】结构化学是高校化学专业主干基础课程，结构化学课程从微观视角阐明分子原子结构性能，主要包括量子力学基本原理及与分子体系中的应用。根据被表征物质形态不同分为谱学与晶体学体系，结构化学课程涉及面广，理论性强，要求学生具备严密的逻辑思维能力。结构化学课程是师范院校化学专业教学难点，传统教学模式无法调动学生的学习兴趣，教学方式单一陈旧，学生感觉课程学习难度大，普遍缺乏自主学习积极性。提高结构化学课程趣味性，要重视结论与应用，通过穿插科学家趣味故事，强化针对性练习等措施激发学生的学习兴趣，提高课程教学效果。
【关键词】师范院校；结构化学；趣味性教学
结构化学是原子分子上研究物质微观结构的学科，是化学等专业基础课。结构化学以电子结构为主线，涉及化学及量子力学，线性代数等多方面知识，理论性较强。结构化学学习要求学生具有一定数理能力，综合运用知识解决问题的能力。学生学习普遍存在畏难情绪，教学效果不理想。师范院校学生知识基础较差，对理科知识学习存在畏难心理，对结构化学课程具有排斥情绪。如何提高课程教学趣味性，成为目前结构化学课程教师面临的难题。针对师范院校结构化学教学实际，本文从故事引导，精简内容，结构模型利用等方面介绍如何提高课程教学趣味性，提升课程教学质量，为一线教师教学提供可操作性参考。
一、师范院校结构化学课程教学现状
结构化学是化工类专业重要基础课，未选修结构化学课程的学生，大多不能理解结构化学基本概念，部分毕业学生从事相关工作，不能自主分析仪器测试结果。结构化学课程教学目的不仅是帮助学生理解各种仪器所测谱图，主要帮助学生深刻理解基础化学课程基本知识。
化学课程中，结构决定性质有很多例子【1】。如无机化学课经常提到的同素异形，由碳元素组成的石墨，无定形碳，石墨烯等，由于碳原子排列不同导致性质各异。有机化学中有结构决定性质的离子，由于原子连接方式不同，有机分子归属不同构造异体，一些有机化合物分子式相同，由于原子在三维空间伸展方向不同被分为不同立体异构体，如旋光异构体化合物理化性质相似，在人体等手性条件下产生反应。化学等众多相关行业新材料从目标化合物微观机构入手设计制造，结构化学课程从微观电子结构理论开始。结构化学课程教学目标符合时代发展对专业技术人员的高素质要求，应成为化工等相关专业必修基础课。目前多数结构化学教材难度大，导致很多院校本科生产生畏难情绪。
二、师范院校结构化学趣味性教学策略
结构化学教学内容枯燥，适当介绍科学趣事可以使教学变得有趣。但结构化学百年发展历史中发生趣闻轶事有很多，教师不能全部讲述，可以重点选择对学生学习有启迪作用，有助于学生理解知识点的趣事【2】。如讲解光电效应时，教师可以讲述爱因斯坦生平贡献，首届索尔维会议等历史故事。
在讲解玻尔原子结构模型时，可以讲述卢瑟福师徒故事，通过趣闻轶事讲述激发学生的学习热情，有助于其理解巴尔末公式，使学生体会到科研中创新的重要性。在讲解分子轨道理论共价键理论时，可以讲述鲍林在基础化学理论领域的贡献。鲍林两次获得诺奖及其关于维C治疗癌症争议等历史故事说明，结构化学各学科紧密相关。教师在备课时收集相关章节知识的化学家趣闻轶事，可以让学生认识到结构化学理论与生活的联系，使学生得到启迪。
结构化学是无机化学，分析化学等学科理论基础，教学中应充分利用相关学科交叉性提高学生学习兴趣，使学生理解之前不了解的知识。如在学生大一无机化学课程中学习量子数，但课程仅简单介绍量子数与轨道灯关系，教师授课时可以回顾无机化学中量子数的知识，使学生理解量子数的物理意义。在讲解分子图应用知识时，教师可以结合芳香性相关知识讲解，使学生理解有机物与亲电试剂反应位置不同原因，结构化学中电荷密度计算方法为有机化学中的反应提供证据，教师要用心寻找其他学科的交叉点，激发学生的学习兴趣，使学生由被动变为主动学习。
目前国内大多数结构化学教材保留量子力学公式解的过程，地方院校多数学生数学基础较差易产生畏难心理。随着大部分高校实践类课时增加，结构化学课时缩减，教师不能详细讲解各种方程的解法。以《结构化学》第二章单电子原子薛定谔方程教学为例，教师仅简述为何进行坐标转换，介绍变数分离法的目的；简单提及分离方程解的思路。对所得解函数形式可以简单分析函数特征。教师授课时要考虑地方院校学生基础薄弱特点，明确需掌握重点知识，通过大纲式授课方式有助于学生掌握必要知识点，化繁为简的方式可以消除学生畏难情绪。
结构化学主要研究微观世界，包含复杂空间结构等，教师要借助结构模型教具进行教学。随着课件辅助教学的使用，很多教师用PPT图片代替，PPT图片立体效果不好，如分子轨道理论中关于π，σ头碰头的讲授，学生难以判断不同键轴成键类型情况，采用立体的spd原子轨道模型，利用作图软件制作三维动画模型可以代替传统实物结构模型，动画模型具有方便演示等优点，实物结构模型无法将晶体结构拆成点阵结构，教师可以引导学生自学Gasian,Vasp,Diamond等结构绘图软件。利用学院开展化学结构模型制作大赛机会，使学生加深对具体分子结构的认识。
师范院校本科生感觉结构化学知识对中学教学用处不大，普遍对课程学习缺乏积极性。教学中教师应注意联系实际。如中学化学教材中原子结构等概念可以运用结构化学原子结构理解，可以介绍原子结构理论对化学竞赛辅导等作用。中学教材采用电子层表示法与结构化学核外电子排布式有关。授课中讲清二者关系有助于学生明白掌握结构化学知识，学习分子结构时，可以利用晶体结构与物质性质关系，解释教材中涉及分子性质，如水分子极性，石墨的导电性等。讲解CO分子结构时，可以解释为何CO与金属形成羰基配合物，解释CO引起中毒的知识点。
参考文献
[1]谢木标.提高地方师范院校结构化学教学趣味性的几项举措[J].化工高等教育,2019,36(04):101-105.
[2]马海华,张海荣,张秀娟,陆慧娟,苏彩娜,韩生华,刘红艳.如何培养地方师范院校学生学习结构化学的兴趣[J].河南化工,2016,33(11):57-58.
姓名：侯安琪（2002年09-07）女，汉族，共青团员，黑龙江省哈尔滨人，
单位：佳木斯大学生命科学学院。