《結(jié)構(gòu)化學(xué)》創(chuàng)新思維型教學(xué)模式與應(yīng)用研究＊

王成云

(濰坊學(xué)院,山東 濰坊 261061)

《結(jié)構(gòu)化學(xué)》創(chuàng)新思維型教學(xué)模式與應(yīng)用研究＊

王成云

(濰坊學(xué)院,山東 濰坊 261061)

本文在近三十年的《結(jié)構(gòu)化學(xué)》教學(xué)研究基礎(chǔ)上,提出了創(chuàng)新思維型教學(xué)模式。實(shí)踐證明,使用新型教學(xué)模式不但可以大幅度提高課堂教學(xué)質(zhì)量,而且還可以有效、系統(tǒng)、全面的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維方法,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

結(jié)構(gòu)化學(xué);創(chuàng)新思維;教學(xué)模式;教學(xué)質(zhì)量;創(chuàng)新能力

《結(jié)構(gòu)化學(xué)》是高?；瘜W(xué)專業(yè)的一門必修課程。該課程內(nèi)容是由1900年普朗克提出的量子論到1998年科恩、波普爾的電子密度泛函理論,多位世界著名科學(xué)家獲得的諾貝爾獎(jiǎng)理論組成的化學(xué)微觀理論體系,由量子力學(xué)理論、原子結(jié)構(gòu)理論、分子結(jié)構(gòu)理論、晶體點(diǎn)陣?yán)碚?、結(jié)構(gòu)測試與分析理論五大理論組成。課程研究的核心內(nèi)容是原子、分子和晶體的幾何結(jié)構(gòu)、電子運(yùn)動狀態(tài)及能級,從本質(zhì)上解釋和推測原子、分子和晶體的電、磁、光及化學(xué)現(xiàn)象。

面對這樣一門高、難、深的課程,多年來我們一直不斷的進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)模式的探索與研究,現(xiàn)已逐步建立起一套科學(xué)、有效、操作性強(qiáng)的創(chuàng)新思維型教學(xué)模式。實(shí)踐證明,使用該教學(xué)模式授課,學(xué)生不但能夠聽懂、理解和掌握教學(xué)內(nèi)容,形成扎實(shí)的基礎(chǔ)知識,顯著提高課堂教學(xué)質(zhì)量,而且學(xué)生還學(xué)習(xí)到了創(chuàng)新思維方法。從而真正有效的激活學(xué)生的創(chuàng)新思維,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1 創(chuàng)新思維型教學(xué)模式

創(chuàng)新思維型教學(xué)模式的基本觀點(diǎn)是用提出新理論、新觀點(diǎn)、新方法、新成果的創(chuàng)新思路、創(chuàng)新方法去講授教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時(shí),又訓(xùn)練、培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

(1)把教學(xué)內(nèi)容看作“將來形式”的科研課題或科研成果

教科書中的基礎(chǔ)知識和已發(fā)表的論文、著作,均已成為過去完成形式的科研成果,已不再具有將來形式的首創(chuàng)性新成果。教師在備課、授課中,要將這些完成形式的教學(xué)內(nèi)容,看作“將來形式”的科研課題或科研成果,特別是對一些重要理論、公式、規(guī)律、技術(shù)等內(nèi)容這樣處理尤為重要,因?yàn)檫@決定著教師的授課模式。

(2)把教學(xué)內(nèi)容歸類分塊

根據(jù)“將來形式”教學(xué)內(nèi)容、來源、形式不同,將教學(xué)內(nèi)容科學(xué)、合理的分為若干模塊。從創(chuàng)新思維方面對模塊內(nèi)容進(jìn)行分析研究,以便對不同模塊的教學(xué)內(nèi)容采取不同的具體的教學(xué)模式。

(3)用創(chuàng)新思維方法授課

教師在對“將來形式”的模塊教學(xué)內(nèi)容研究的基礎(chǔ)上,再選用與教學(xué)內(nèi)容相適用的具體教學(xué)模式(見表1)。

教師授課時(shí)沿著創(chuàng)新思路、創(chuàng)新方法的路徑,并通過引導(dǎo)、啟發(fā)、討論等形式,有步驟的講授“新理論、新成果”。這種在課堂教學(xué)中,把講授內(nèi)容看作“將來形式”的科研成果,將“將來形式”的模塊教學(xué)內(nèi)容和具體的教學(xué)模式緊密、有機(jī)的結(jié)合在一起,用引導(dǎo)、訓(xùn)練和啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)模式授課,使學(xué)生在課堂上既學(xué)到了科學(xué)知識,又系統(tǒng)、全面、具體的培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力。這種新型教學(xué)模式,稱為創(chuàng)新思維型教學(xué)模式。使用創(chuàng)新思維教學(xué)模式授課,關(guān)鍵是用創(chuàng)新的思路、創(chuàng)新的方法去講授“將來形式”的教學(xué)內(nèi)容,把學(xué)生的創(chuàng)新思維活動不斷引入發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的課堂氛圍中。從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時(shí),也學(xué)到了發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的科學(xué)思維方法,達(dá)到激活學(xué)生的創(chuàng)新靈感,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力之目的。

表1 結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與主要教學(xué)模式

2 選用創(chuàng)新思維型教學(xué)模式的基本原則

在課堂教學(xué)中,能否成功的運(yùn)用創(chuàng)新思維型教學(xué)模式授課,真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,取得理想的教學(xué)效果,關(guān)鍵是教學(xué)模式的選用和運(yùn)用。第一是選用教學(xué)模式的具體內(nèi)容要與學(xué)生已熟悉的基礎(chǔ)知識及實(shí)際情況相匹配,最好優(yōu)選簡單、易懂、有明確的創(chuàng)新思路、創(chuàng)新方法及創(chuàng)新技巧的基礎(chǔ)知識,以有利于學(xué)生聯(lián)想、理解及練習(xí)教學(xué)內(nèi)容,切勿選用盲區(qū)知識和學(xué)生不熟悉的知識,盡量避開高、難、深知識;第二是所選用教學(xué)模式的具體內(nèi)容要和模塊教學(xué)內(nèi)容相匹配。切勿生搬硬套,更不能選錯(cuò)教學(xué)模式;第三是要有利于學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)知識的理解、記憶及應(yīng)用,確保提高課堂教學(xué)質(zhì)量;第四是要有利于引導(dǎo)、培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,切實(shí)有效的增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

3 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念,提高思想認(rèn)識

思想認(rèn)識決定行動,只有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念,提高思想認(rèn)識,才能盡早盡快的改變舊的教學(xué)模式,研究、建立和使用新型教學(xué)模式。未來人才培養(yǎng)已從知識儲備型發(fā)展為智能開發(fā)創(chuàng)新型,單純的學(xué)知識、儲備知識已不適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展的需要。要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維,提高學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力為最高教學(xué)目標(biāo),《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程創(chuàng)新思維型教學(xué)模式,就是根據(jù)這一教學(xué)目標(biāo)構(gòu)建的。

建立新型教學(xué)模式不是一句空話,而是要踏踏實(shí)實(shí)地對課程內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的理論分析、研究和課堂教學(xué)實(shí)踐,才能得出符合課程內(nèi)容特征的創(chuàng)新思維型教學(xué)模式。能否建立和使用創(chuàng)新思維型教學(xué)模式,教師的觀念、認(rèn)識起決定性作用。第一是要從舊教學(xué)觀念、舊教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變到新教學(xué)觀念和新教學(xué)目標(biāo)上來;第二是要從傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變到新型教學(xué)模式上來;第三是提高創(chuàng)新思維型教學(xué)模式能顯著提高教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)創(chuàng)新能力的認(rèn)識;第四是要發(fā)揮教師在課堂教學(xué)中占主導(dǎo)作用的認(rèn)識。在這四條中,關(guān)鍵是教學(xué)觀念的更新,教學(xué)觀念是教師在學(xué)生時(shí)期及在教學(xué)實(shí)踐中逐漸形成的對教學(xué)活動的系統(tǒng)認(rèn)識。教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變有內(nèi)因的要求也要有外因的作用,只有兩者協(xié)同作用,才能拋棄傳統(tǒng)教學(xué)模式,建立起新型課堂教學(xué)模式。

4 結(jié)構(gòu)化學(xué)中常用創(chuàng)新思維教學(xué)模式及應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)選用創(chuàng)新思維型教學(xué)模式的基本原則,對《結(jié)構(gòu)化學(xué)》教學(xué)內(nèi)容特別是一些重點(diǎn)公式、重點(diǎn)方程、重點(diǎn)理論進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析研究,并進(jìn)行了模塊化分類處理,對模塊教學(xué)內(nèi)容的來源、特征,提出了具體的教學(xué)模式和使用方法。對不同的課程、不同的教學(xué)內(nèi)容,可研究、制定出不同的教學(xué)模式。教師在備課、授課中,只要使用具體的教學(xué)模式,并配合問答、思考、討論等形式活化教學(xué)過程,就能把學(xué)生的創(chuàng)造思維活動不斷引入發(fā)現(xiàn)問題、討論問題及解決問題的課堂環(huán)境中。

本文通過兩個(gè)具體實(shí)例說明創(chuàng)新思維教學(xué)模式的使用方法。第一個(gè)例子是配合物的晶體場理論,根據(jù)表1選用關(guān)聯(lián)思維教學(xué)模式。所謂關(guān)聯(lián)思維(勿與類比思維相混)是根據(jù)所提出研究問題的特征,通過發(fā)散與收斂思維,從大量已有的理論、規(guī)律、技術(shù)、方法等選出密切關(guān)聯(lián)的內(nèi)容,經(jīng)過兩者的比較、分析,求同求異研究,提出新理論、新觀點(diǎn)、新技術(shù)、新方法。第二例子是電子轉(zhuǎn)移軌道理論,根據(jù)表1選用關(guān)聯(lián)和演繹推理思維的復(fù)合思維模式。演繹推理思維是指將已有的普遍理論、實(shí)驗(yàn)、技術(shù)等成果,與要研究的個(gè)別事物進(jìn)行聯(lián)系,通過分析、研究、判斷、求同求異,把已有的理論科學(xué)合理的應(yīng)用到個(gè)別事物中,提出研究新問題、新事物的理論、方法、技術(shù)。

例1 配合物晶體場理論。一是配合物(復(fù)雜分子)的特征,以便選用教學(xué)模式。配合物是有帶正電荷的中心離子和帶負(fù)電荷離子或極性分子組成的復(fù)雜分子,因此中心離子和配體之間有靜電作用力。讓學(xué)生思考、討論,找出物理學(xué)中帶電粒子間的靜電作用理論(講課過程詳見表2)。二是明確提出該理論的目的是得到配合物分子能級圖和軌道圖,因?yàn)榉肿拥碾?、磁、光及化學(xué)現(xiàn)象都包含在這兩張圖中。

表2 配合物晶體場理論與靜電理論關(guān)聯(lián)思維教學(xué)(或?qū)W習(xí)或研究)模式

例2 電子轉(zhuǎn)移軌道理論。該理論研究的問題是電子如何從還原劑分子轉(zhuǎn)移到氧化劑分子中去的。提問電子從還原劑分子“跑到”氧化劑分子中去的可能路徑,可與人或車過河、爬山的路徑相關(guān)聯(lián)(勿用類比思維)。再從能量方面引導(dǎo)、啟發(fā),得出電子從能量最低的路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)移的結(jié)論。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生用關(guān)聯(lián)思維得出失去電子的軌道和得到電子的軌道組成“電子軌道橋”,“軌道橋”組合條件是什么?(講課過程詳見表3)

表3 電子轉(zhuǎn)移軌道理論的關(guān)聯(lián)與演繹推理教學(xué)(或?qū)W習(xí)或研究)模式

5 結(jié)束語

科學(xué)知識來源人才,人才來源教育,培養(yǎng)什么樣的人才關(guān)鍵在教師,唯有創(chuàng)新型教師才能培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。創(chuàng)新思維型教學(xué)模式是用具體、系統(tǒng)、科學(xué)的創(chuàng)新思路、創(chuàng)新方法講授教學(xué)內(nèi)容,并適度采取問答式、思考式、討論式等形式與學(xué)生產(chǎn)生互動,活化課堂教學(xué)過程,強(qiáng)化探索精神。使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時(shí),系統(tǒng)、全面的學(xué)習(xí)到了如何從研究問題到提出新理論、新成果的完整的創(chuàng)新思維方法。用創(chuàng)新思維型教學(xué)模式授課,學(xué)生不但能夠更好的聽懂、理解、掌握教學(xué)內(nèi)容,還知道這些教學(xué)內(nèi)容是用哪些知識、哪些方法得來的,由此也就提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究、創(chuàng)新意識。

(責(zé)任編輯:肖恩忠)

2011-04-16

王成云(1953—),男,山東五蓮人,濰坊學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院教授。

G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-4288(2011)04-0126-03