育人為本在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中的探索與實(shí)踐

李英奇 張曉明 王松柏

（山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 太原 030006）

結(jié)構(gòu)化學(xué)作為化學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，我國早在1952年就將物質(zhì)結(jié)構(gòu)（現(xiàn)稱作結(jié)構(gòu)化學(xué)）列入大學(xué)本科生的教學(xué)計(jì)劃，當(dāng)時(shí)世界上只有不到20所一流大學(xué)為本科生開設(shè)類似課程［1］，可見結(jié)構(gòu)化學(xué)的重要地位。 結(jié)構(gòu)化學(xué)是在原子、分子、晶體結(jié)構(gòu)水平上討論物質(zhì)的電子分布、幾何結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，以及從微觀理論和方法入手，反映“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定功能”的核心內(nèi)容，建立微觀結(jié)構(gòu)本質(zhì)與宏觀性能之間關(guān)系的化學(xué)分支學(xué)科，是使學(xué)生突破表象，認(rèn)識化學(xué)問題本質(zhì)，更深層次理解各種化學(xué)現(xiàn)象的規(guī)律和內(nèi)涵的橋梁［2］。

現(xiàn)階段我校結(jié)構(gòu)化學(xué)課時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容較多、知識點(diǎn)抽象，學(xué)生表現(xiàn)出“學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)類似于難于上青天”的畏難情緒，在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，須對結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行探索。 此外，結(jié)構(gòu)化學(xué)和化學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科，以及生命科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和材料科學(xué)等學(xué)科交叉融合、密不可分，教師需及時(shí)將學(xué)科交叉帶來的新發(fā)展、新思維和新方法融入到教學(xué)內(nèi)容中。 結(jié)合多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本著育人為本的教育思想，主要從以下4方面探討通過結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)大學(xué)生專業(yè)過硬、綜合素質(zhì)高、有遠(yuǎn)大理想和家國情懷的優(yōu)秀人才。

1 調(diào)整授課順序，提高知識遷移能力

結(jié)構(gòu)化學(xué)課程是我國高等學(xué)?；瘜W(xué)專業(yè)的必修課程，從微觀角度認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，這些內(nèi)容涉及3 個(gè)基礎(chǔ)知識： 量子力學(xué)基礎(chǔ)、對稱性基礎(chǔ)和晶體學(xué)基礎(chǔ)，一般依照教科書順序講授。 由于量子力學(xué)基礎(chǔ)知識包含量子力學(xué)的5 個(gè)基本假設(shè)： 波函數(shù)和微觀粒子的狀態(tài)； 物理量和算符； 本征態(tài)、本征值和薛定諤方程； 態(tài)疊加原理； 泡利原理。 而這5 個(gè)基本假設(shè)是量子力學(xué)大廈的基石，是從微觀角度理解原子、分子軌道、概率密度和雜化軌道等的靈魂和精髓，但涉及數(shù)理推導(dǎo)較多、知識點(diǎn)較抽象，難以理解，使多數(shù)學(xué)生對結(jié)構(gòu)化學(xué)產(chǎn)生畏難情緒，甚至認(rèn)為“類似上青天”的感覺。

針對結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容既關(guān)聯(lián)又相對獨(dú)立的特點(diǎn)，且學(xué)生已學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、微積分和線性代數(shù)等課程的背景條件下，尋找突破口，打破傳統(tǒng)教科書內(nèi)容順序，合理調(diào)整授課順序（圖1），從容易落腳的知識出發(fā)，再到較難內(nèi)容，并運(yùn)用反饋原則理解量子力學(xué)5 個(gè)基本假設(shè)，弱化學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的畏難情緒，以輕松樂觀的心情接受這門課程，提高學(xué)生積極學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的興趣。

圖1 教學(xué)授課順序Fig.1 The teaching sequence

例如，從第4章分子的對稱性入手，首先以提問式引入宏觀情境“在日常生活中，哪些地方體現(xiàn)了對稱性？以調(diào)動學(xué)生參與的積極性，他們提出，有建筑、繪畫藝術(shù)圖案、生物（貝殼）等”，逐漸引入微觀分子對稱性。 在介紹第4章第3節(jié)分子的點(diǎn)群內(nèi)容時(shí)，為了準(zhǔn)確確定分子點(diǎn)群符號，這時(shí)插入第5章多原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)內(nèi)容的“價(jià)電子對互斥理論、雜化軌道理論以及離域π鍵和共軛效應(yīng)”，通過這些內(nèi)容使學(xué)生首先準(zhǔn)確給出分子的正確結(jié)構(gòu)，然后依據(jù)對稱性寫出準(zhǔn)確的分子點(diǎn)群符號。 另外，在講第4 章有關(guān)習(xí)題，如畫出配合物Ni（en）（NH3）2Cl2可能的異構(gòu)體習(xí)題時(shí)，首先回顧配合物中的“晶體場理論”，介紹中心離子的雜化類型、空間結(jié)構(gòu)與配位體、配位數(shù)之間的關(guān)系； 在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹如何準(zhǔn)確畫出配合物所有可能的異構(gòu)體，并列舉空間結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。 第4章內(nèi)容結(jié)束后，學(xué)生對分子的對稱性已有一定的理解，接著將其升級到空間結(jié)構(gòu)，即進(jìn)入介紹晶體結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容（第7章、第8章和第9章）。在學(xué)生對結(jié)構(gòu)化學(xué)有了一些感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，然后提升到理性認(rèn)識，開始介紹第一章量子力學(xué)基礎(chǔ)知識——整個(gè)結(jié)構(gòu)化學(xué)內(nèi)容的基石，尤其5 個(gè)量子力學(xué)基本假設(shè)的理解，在此基礎(chǔ)上展開原子結(jié)構(gòu)（第2 章）、共價(jià)鍵和雙原子分子結(jié)構(gòu)（第3章）、休克爾分子軌道法（第5章第4節(jié)）、分子軌道的對稱性和反應(yīng)機(jī)理（第5章第6節(jié)）以及配位化學(xué)的配位場理論（第6章第2節(jié)，指出與晶體場理論的區(qū)別）等主要有關(guān)內(nèi)容。 在內(nèi)容較多而課時(shí)有限條件下，講課時(shí)須理清主線，突出重點(diǎn)難點(diǎn)，合理增減知識點(diǎn)。

此外，在量子力學(xué)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)中，數(shù)理推導(dǎo)較多，讓學(xué)生了解推導(dǎo)過程，但必須理解所得結(jié)果的含義并會運(yùn)用所得結(jié)果解決結(jié)構(gòu)化學(xué)中的問題，例如要求學(xué)生理解一維勢箱能量和波函數(shù)表達(dá)式推導(dǎo)過程，必須牢記這2 個(gè)表達(dá)式及物理意義，即所謂“拿來主義”，在此基礎(chǔ)上會運(yùn)用它們解決與之有關(guān)的化學(xué)問題，如解決線性共軛分子的吸收波長、估算分子長度，如何理解離域效應(yīng)； 并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展封閉圓環(huán)中粒子的能級（書后習(xí)題）［3］與線性共軛分子能級的區(qū)別，補(bǔ)充課外習(xí)題（如吡啶和吡咯的結(jié)構(gòu)式），通過讓學(xué)生先思考、老師逐步引導(dǎo)和學(xué)生互動環(huán)節(jié)，討論單環(huán)共軛多烯烴體系中π電子數(shù)為4m+2 規(guī)則的本質(zhì)。 達(dá)到學(xué)生思維的拓展、知識遷移能力和綜合能力的提升。

2 構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，充分調(diào)動教學(xué)互動，使學(xué)生滿足知識獲得感

構(gòu)建以學(xué)生為主，老師引導(dǎo)為輔的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，充分調(diào)動教學(xué)互動，使其滿足知識獲得感，切實(shí)提高學(xué)生思考問題、分析問題的能力。

結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)主要面對的是大三或大二學(xué)生，在學(xué)過無機(jī)化學(xué)這個(gè)背景下，部分分子結(jié)構(gòu)的判斷內(nèi)容與無機(jī)化學(xué)課程內(nèi)容重疊，因此我們可以通過翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式。 預(yù)先告知學(xué)生復(fù)習(xí)價(jià)電子對互斥理論和雜化軌道理論內(nèi)容，課堂上設(shè)計(jì)互動問答，隨機(jī)點(diǎn)名并使學(xué)生具體分析列舉分子的空間結(jié)構(gòu)是如何確定的，以鞏固這些內(nèi)容，期間結(jié)合點(diǎn)評，角色互換，充分調(diào)動學(xué)生分析問題、解決問題的能力，發(fā)揮教學(xué)互動給學(xué)生帶來的知識獲得感。 例如，對第五章分子幾何形狀的判斷內(nèi)容，以典型分子結(jié)構(gòu)為例，BeCl2（直線型）、BF3（平面三角形）、CCl4（四面體）、Pt（NH3）2Cl2（第1 個(gè)鉑配合物抗癌藥物順鉑，正方形）、PCl5（三角雙錐）、IF5（特殊的雜化軌道類型sp3d，四方錐）和SF6（變壓器采用SF6氣體為介質(zhì)，正八面體）等，我們采取以學(xué)生為主，即通過學(xué)生利用價(jià)電子對互斥理論和雜化軌道理論分析分子的中心原子的價(jià)層電子對和雜化軌道，最終判斷分子結(jié)構(gòu)； 期間學(xué)生若有理解有誤或不到位的情況，老師及時(shí)引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生參與的積極性，并培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和對知識理解的獲得感，使學(xué)生理解為什么不同的分子采取不同的空間結(jié)構(gòu)，從而使其性質(zhì)、應(yīng)用有所不同。 使學(xué)生牢記結(jié)構(gòu)化學(xué)的核心內(nèi)容“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定功能”。 例如，順式結(jié)構(gòu)的Pt（NH3）2Cl2具有抗癌作用，而反式結(jié)構(gòu)的Pt（NH3）2Cl2無抗癌作用。 此外，介紹價(jià)電子對互斥理論、雜化軌道理論之間的關(guān)系，以及理論的不完美，因此需要不斷學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)新理論，化學(xué)這門學(xué)科才會不斷繼續(xù)前行。

3 注重教研相長，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)潛力

教學(xué)中牢記教研相長，以典型結(jié)構(gòu)材料為突破口，利用網(wǎng)絡(luò)時(shí)代優(yōu)勢，如雨課堂、動畫視頻將相關(guān)科研成果和信息注入課堂，引入“新鮮血液”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)潛力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

在介紹結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，首先引入導(dǎo)語： 我們居住的地球世界，凡涉及物質(zhì)的問題，都與化學(xué)有關(guān)，如航天航空技術(shù)、尖端軍事技術(shù)、通訊技術(shù)、原子能工業(yè)、交通、建筑和生物技術(shù)等，此外人類的衣、食、住、行和用等，均與現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)提供的物質(zhì)基礎(chǔ)——材料，息息相關(guān)。 而晶體是一類非常重要的材料，具有廣泛應(yīng)用。 地球上的晶態(tài)物質(zhì)比比皆是，礦物中有98%是晶體［3-4］。 漫天飛舞的雪花也是晶體……我們以常見的“雪花”為情境，例如，在2022年冬奧會上，無數(shù)次懸掛著出現(xiàn)的漂亮的“雪花”為什么是六邊形而不是其它多邊形？一則水的廣告“百歲山”映入眼簾，那么像這種“水中貴族的水”結(jié)冰后，其晶體堆積方式是什么呢？以此拉開晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)容。 在講解如何正確判斷晶體的結(jié)構(gòu)基元以及如何確定晶體的空間點(diǎn)陣型式時(shí)，列舉典型案例， 將科技信息引入課堂。

3.1 案例1：金剛石型結(jié)構(gòu)的材料

介紹金剛石型結(jié)構(gòu)時(shí)，展示晶胞模型，如圖2A 所示（淺藍(lán)和深藍(lán)代表同一碳原子，顏色不同是為了更清楚看清空間結(jié)構(gòu)），8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心為碳（C）原子，位于體內(nèi)4個(gè)四面體空隙的4個(gè)C原子構(gòu)成四面體構(gòu)型，結(jié)構(gòu)基元含2 個(gè)C 原子（淺藍(lán)和深藍(lán)分別表示周圍環(huán)境不同的2 種C 原子），因此空間點(diǎn)陣型式為面心立方。 接著引入科技前沿，如以硅（Si）、鍺（Ge）為主的第1 代半導(dǎo)體材料使用至今已有70余年之久，但硅自身存在物理性質(zhì)缺陷，導(dǎo)致其在高頻功率器件上的應(yīng)用不佳［5］。 之后，人類開始探索以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為代表的第2代半導(dǎo)體材料，作為第2 代半導(dǎo)體材料的代表GaAs 晶體結(jié)構(gòu)屬于立方ZnS型（閃鋅礦）（立方ZnS型結(jié)構(gòu)如圖2A， 淺藍(lán)色代表S2-，位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心；深藍(lán)色代表Zn2+，位于體內(nèi)4 個(gè)四面體空隙，且Zn2+構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)），綜合性能優(yōu)于Si，具有高頻、抗輻射和耐高電壓等特性，因此廣泛應(yīng)用在主流的商用無線通訊（手機(jī)與無線網(wǎng)路（Wi-Fi））、光通訊以及先進(jìn)的國防、航空及衛(wèi)星用途上［6］。 21 世紀(jì)初，以金剛石、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等為主的具有超寬帶隙特性的第3代半導(dǎo)體材料開始進(jìn)入人們視野，其中金剛石由于自身特性成為了其中備受關(guān)注的佼佼者，甚至業(yè)界將其稱為 “終極半導(dǎo)體材料”［5］。 另外，用高溫高壓合成的納米金剛石（又稱納米鉆石），經(jīng)過40 keV的He+轟擊并高溫退火制備成發(fā)熒光的納米金剛石（圖2B）［7］，則它的優(yōu)勢與應(yīng)用體現(xiàn)在哪里呢？列舉將生物相容性的納米金剛石作為載體輸送藥物、基因等的研究［8-9］。

圖2 金剛石型結(jié)構(gòu)模型。 （A）金剛石型晶胞（顏色不同是為了更清楚看清空間結(jié)構(gòu)：淺藍(lán)和深藍(lán)代表同一類碳原子）； （B）熒光納米金剛石晶胞示意圖，存在（NV）空缺中心，是發(fā)熒光主要原因。 （注：在圖2A中，若淺藍(lán)色代表S2-，深藍(lán)色代表Zn2+，則屬于立方ZnS型）Fig. 2 Diamond structure model. （A） Diamond-type cells （different colours to better see the spatial structure：light and dark blue represent the same carbon atom）； （B） schematic diagram of fluorescent nanodiamond cells with（NV） vacancy centers， which is the main cause of fluorescence （Note： In Fig. 2A， light blue represents S2- and dark blue represents Zn2+， which is cubic ZnS type）

3.2 案例2：鈣鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)的材料

介紹鈣鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)（展示晶胞結(jié)構(gòu)圖片）時(shí)，引入其研究進(jìn)展，鈣鈦礦材料與太陽能電池的關(guān)系，鈣鈦礦太陽能電池自2009 年被提出以來取得了迅猛的進(jìn)展，其性能甚至超越了其他類型電池多年的積累，2013年被Science 評為國際十大科技進(jìn)展之一［10］。 截至目前，鈣鈦礦電池已經(jīng)取得了轉(zhuǎn)換效率為24.35%的佳績［11］，在未來有望繼續(xù)迅速突破。 同時(shí)引入類似結(jié)構(gòu)高溫超導(dǎo)體 YBa2Cu3O7（展示晶胞結(jié)構(gòu)圖片）。

通過以上列舉的科研進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生們對科研的興趣，培養(yǎng)對科研的追求與熱愛，將來積極投身國家的建設(shè)中。 此外，發(fā)揮學(xué)生的想象力，利用吃剩的棒棒糖棍和糖紙搭建立方體結(jié)構(gòu)，認(rèn)識為什么體對角線存在三次旋轉(zhuǎn)軸，提高對典型晶體結(jié)構(gòu)空隙的認(rèn)識。 實(shí)現(xiàn)以科研促進(jìn)教學(xué)，以教學(xué)帶動科研的創(chuàng)新意識，提高課堂內(nèi)容的豐富性、創(chuàng)造性和啟發(fā)性［12］，開展案例式教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，可將單一的知識結(jié)構(gòu)向多層次的知識網(wǎng)絡(luò)延伸，提高學(xué)生用理論解決實(shí)際問題的能力。

4 多元考核，培養(yǎng)學(xué)生主觀能動性

針對現(xiàn)階段本校結(jié)構(gòu)化學(xué)的考核形式一般由校教務(wù)處統(tǒng)一安排在考試周進(jìn)行閉卷考試，這種單一的考核方式使學(xué)生忽視平時(shí)知識的積累，導(dǎo)致知識掌握不牢固等弊端。 為了充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，除出勤率與交作業(yè)的考核，增加學(xué)生課堂表現(xiàn)的評價(jià)，采用了柔性的、貫穿整個(gè)教學(xué)過程中的連續(xù)性考核和期末閉卷考試兩種模式相結(jié)合的方式，其中教學(xué)過程中的考核占比30%，期末考試成績占比70%。 教學(xué)過程中的連續(xù)性考核具體內(nèi)容包括： 出勤率（5%）、預(yù)習(xí)以及課堂隨機(jī)提問（15%）和作業(yè)（10%）。 針對結(jié)構(gòu)化學(xué)中公式繁雜、知識點(diǎn)抽象和自主學(xué)習(xí)困難的問題利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，將相關(guān)科研成果、補(bǔ)充信息和需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容以動畫視頻的形式放在雨課堂中，幫助學(xué)生對小分子以及晶體結(jié)構(gòu)的理解，同時(shí)設(shè)置預(yù)習(xí)問題，以及課堂隨時(shí)提問以考核學(xué)生對知識的遷移，根據(jù)學(xué)生回答的問題給出成績。課堂隨機(jī)提問包括課堂內(nèi)容的理解與延伸，比如，BF3分子中中心原子B 采取sp2雜化，分子呈平面三角形結(jié)構(gòu)，為什么易溶于乙醚或乙醇？那么中心原子B的雜化形式是否有改變，改變成什么雜化形式？期末考試內(nèi)容除了基礎(chǔ)知識，還包含最新的科研成果或相關(guān)應(yīng)用實(shí)例，例如，磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層。 磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成，磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中，畫出磷化硼的正當(dāng)晶胞示意圖。 這種多種形式結(jié)合的考核，避免了單獨(dú)因考試不及格而使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的興趣，最終使學(xué)生在夯實(shí)基礎(chǔ)知識前提下提高學(xué)生主觀能動性和分析問題的綜合能力。

5 融入思政元素，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感

通過在結(jié)構(gòu)化學(xué)課程中融入思政元素，豐富教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)科學(xué)教育和人文教育的有效融合。

在講授第一章量子力學(xué)基礎(chǔ)知識內(nèi)容時(shí)可介紹量子力學(xué)發(fā)展史，以引入與歷史人物相關(guān)的思政案例，使學(xué)生認(rèn)識到在證據(jù)充足的前提下要敢于突破常規(guī)，敢于質(zhì)疑；推斷技巧可以應(yīng)用到未來的科學(xué)研究中，但推理的過程需要證據(jù)作為基礎(chǔ)； 學(xué)科交叉可以激發(fā)創(chuàng)新思維，促進(jìn)不同學(xué)科領(lǐng)域的知識整合。

例如，在講微觀物體運(yùn)動遵循的規(guī)律——量子力學(xué)，介紹第1 個(gè)有關(guān)黑體輻射與能量量子化實(shí)驗(yàn)時(shí)，引入德國物理學(xué)家M.Planck（普朗克）： 第1個(gè)沖破經(jīng)典物理學(xué)能量連續(xù)變化的傳統(tǒng)觀念，并首先在物理學(xué)中引入“量子”的概念。 指出在學(xué)術(shù)研究中，批判性思維有時(shí)顯得非常重要，在科研前進(jìn)的道路上要敢于突破常規(guī)結(jié)論的束縛，敢于質(zhì)疑，任何科學(xué)理論都有可能根據(jù)新的發(fā)現(xiàn)而改變，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的設(shè)想，否則總是束手束腳，無法前進(jìn)。 講光電效應(yīng)和光子學(xué)說實(shí)驗(yàn)時(shí)，介紹Einstein（愛伊斯坦）提出光量子（光子）概念， 解釋了光電效應(yīng)，表明光子具有粒子性的實(shí)驗(yàn)。 愛因斯坦的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)不僅徹底改變了人類對光的理解，而且闡明了更廣泛的科學(xué)概念和方法論見解。 啟發(fā)學(xué)生可將推斷技巧應(yīng)用到他們未來的科學(xué)研究中，但推理的過程需要證據(jù)作為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生理解證據(jù)在任何科學(xué)論證或結(jié)論中的重要性。 第3個(gè)實(shí)驗(yàn)是關(guān)于L.V.de Broglie（德布羅意）提出的實(shí)物粒子的波粒二象性，指出電子具有波動性。 可以穿插德布羅意關(guān)于“博士論文”的故事，展現(xiàn)多學(xué)科交叉碰觸“新奇火花”，比如在化學(xué)、材料與生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的交叉，列舉納米材料用于抗腫瘤的研究等［13］。 此外，介紹著名的薛定諤方程，由這個(gè)以人名命名的方程是量子力學(xué)中的一個(gè)基本方程； 海森堡提出的測不準(zhǔn)原理，指出這些科學(xué)家獲得諾貝爾獎。 通過介紹諾貝爾獎獲得者，引入我國屠呦呦研究員受到中醫(yī)藥典籍啟發(fā)，提出用乙醚低溫提取青蒿素有效成分，有效降低了瘧疾患者的死亡率，于2015 年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。通過列舉諾貝爾獎獲得者的勵志故事，培養(yǎng)學(xué)生要敢于創(chuàng)新，并通過實(shí)踐去證實(shí)的意識； 幫助學(xué)生理解科學(xué)方法論，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和社會責(zé)任意識。

作為新時(shí)代高校教師，在教學(xué)中，老師不僅傳播專業(yè)知識，而且要始終將立德樹人放在首位，例如，從地球物理學(xué)家黃大年身上，我們能夠感受到一個(gè)知識分子用實(shí)際行動詮釋了愛國之心、強(qiáng)國之志和報(bào)國之情，為廣大知識分子樹立了光輝的榜樣，體現(xiàn)出家國情懷的思政元素。 因此，挖掘課程中的德育元素，將德育滲透到教育教學(xué)過程，才能引領(lǐng)學(xué)生成為德才兼?zhèn)洌矣趽?dān)當(dāng)，全面發(fā)展的人。

6 結(jié) 語

通過結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)，一方面，在教學(xué)中教師結(jié)合科學(xué)研究前沿拓寬學(xué)生的視野，領(lǐng)悟與知識點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)，可以使學(xué)生加深對知識點(diǎn)的理解； 另一方面，教師可以方便靈活地引入新教學(xué)理念和思想，引導(dǎo)學(xué)生自主翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)，積極發(fā)揮自主能動性，全面提升課堂教學(xué)效果。 通過結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的探索與實(shí)踐，不僅讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的專業(yè)知識，而且在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式，激發(fā)創(chuàng)新思維，提高自覺能動性，提升綜合運(yùn)用知識能力，將立德樹人、知識傳授和能力培養(yǎng)融為一體，促進(jìn)科學(xué)教育和人文教育的有效融合。