结构化学教学大纲

结构化学教学大纲（精选8篇）

结构化学教学大纲 篇1

（供应用化学专业使用）

一、课程性质

结构化学是应用化学的专业基础课。本课程是在学生已经学过高等数学、物理学、无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础上，在进一步从原子、分子的水平上研究物质微观结构以及结构与性能间的关系的学科。要求学生系统地掌握结构化学的基本原理、基本方法与基本技能，通过各个教学环节培养学生独立思考、独立分析和创新的能力，使之具有一定的分析和解决化学方面实际问题的能力，从而为进一步学好专业课程及今后从事科学研究，奠定良好的化学理论基础。

考虑到应用化学专业的培养方向，本课程在内容的选材上突出了基础和实用性。选择了化学键理论，原子结构，晶体化学等为主要内容，使学生通过对化学键理论的学习，为深入学习有关的知识打下基础，通过对晶体组成结构与性能之间关系的学习，为材料科学的学习打下基础。

本课程理论讲授共54学时，3学分。理论教学主要通过课堂讲授，多媒体影视课件、习题课(或课堂讨论)、演算习题、自学及实验等教学形式，达到学习本课程的目的。

二、教学内容与要求 量子力学基础和原子结构。这部分内容在第一～三章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理，了解核外电子排布的依据，了解角动量的偶合及原子光谱的意义。化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第五章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解S－P杂化轨道的组成及键角公式。掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，了解前线轨道理论。要求掌握配位场理论在配合物结构中的应用，以及s-p 配键配合物和多原子p 键配合物的结构。

点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第四、六、七章中讲授。要求掌握晶体周期性结构的特点及由此特点决定晶体的各种性质。了解单晶、多晶衍射法的基本原理，了解金属、离子化合物、分子化合物等各类晶体结构的基本型式及规律。

绪论

结构化学课程的任务、内容、在现代化学各学科中的应用及学习方法(1学时)

第一章 量子力学基础知识 教学要点: 从黑体辐射、光电效应、电子衍射三个基本实验事实出发，得出了光和实物微粒具有波粒二象性这一基本特性。由微观粒子的波动性获得测不准关系式，它表明微观粒子没有同时确定的坐标和动量，要用波动力学来描述，根据微观粒子能量量子化和波动性，在许多科学家大量工作总结的基础上，提出了作为量子力学理论基础的若干基本假设，在此基础上以一维势箱粒子为实例，介绍了量子力学解决问题的途径和方法。本章许多基本概念抽象难懂，但它是后面原子结构和分子结构各章学习的基础，必须重视。不少学生对结构化学的学习感到困难与量子力学基础中一些基本概念，特别是几个基本假设没有深入理解很有关系，建议同学们在基本概念的理解上多花点功夫。教学时数: 课堂讲授8学时 教学内容: 1-1 实物微粒的波粒二象性

1-2 微观粒子的运动状态及其运动规律 1-3 量子力学基本假设

1-4势箱中运动的粒子—共轭分子的自由电子模型 考核要求: 了解：黑体辐射，光电效应，氢原子光谱的基本现象； Planck量子假设，Einstein光子学说和Bhor原子结构理论的基本内容；测不准原理的涵义并能用于判断客体运动符合量子力学还是经典力学。理解：波函数的基本涵义和性质，及态叠加原理的意义；Schrodinger方程的建立过程及其物理涵义；量子力学用于微观体系的一般步骤；量子力学处理一维势箱粒子（能量量子化现象，零点能效应，节点现象，隧道效应）。

掌握：微观粒子波粒二象形的本质及其统计解释；算符的基本概念；本征函数，本征值和本征态的概念；力学量平均值计算，量子力学的基本假设。

第二章 原子的结构和性质

教学要点: 求解薛定谔方程初学者往往感到数学复杂，实际上结构化学这门课并不要求对该方程完整求解，关键在于搞清解的基本思路就可以了。按势能函数→球极坐标Laplace算符→Schrodidger方程→变量分离得常微分方程→解方程得n、l、m量子数，能级表达式和波函数这样的思路进行理解。量子数的物理意义与用量子数求相应物理量有关，物理量各表式来源子量子力学，主要在于理解物理意义。应多花功夫深入理解波函数ψ和电子云ψ2的图形，特别是经向分布图和原子轨道等值线图和角度分布图的作图方法和图形的物理意义，其余部分主要在于理解基本概念和量子力学基本假设有关的各种计算 教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容: 2-1 单电子原子的薛定谔方程及其解 2-2 量子数及其意义 2-3 波函数和电子云的图形 2-4 多电子原子的结构 2-5 原子光谱 考核要求: 了解:自洽场方法的基本思想；Zeemann效应；中心立场近似和屏蔽模型的物理意义。

理解：氢原子的Schrodinger方程的求解过程；能量状态和Virial定理；原子状态和角动量加和规则的物理涵义；原子光谱选律及其在碱金属原子中的应用；正确理解元素周期律的本质和核外电子排布规律。掌握：量子力学讨论微观体系的方法和步骤；氢原子Schrodinger方程解的物理意义（量子数n，l，m，原子轨道及其表示方法，波函数和电子云的图象及其特征）；电子自旋假设的基本涵义，Pauli原理的物理意义，单电子假设的基本思想及其在处理多电子体系中的作用；正确书写原子光谱项的方法。

第三章 双原子分子的结构和性质

教学要点: 由分子体系中Schrodinger方程解得的波函数ψ，反映了分子体系中单电子的运动状态，称ψ为分子轨道，本章讨论的许多内容均与该概念有关，因此必须结合量子力学基本假设进一步深入理解分子轨道概念，同时还应把分子轨道与变分原理结合理解。变分法用原子轨道线性组合近似表示分子轨道，利用求极值方法调节组合系数，求得能量最低时对应的波函数（分子轨道）和相应的能量表达式，对线性变分原理有完整正确的理解，才能对分子轨道理论的由来有正确的理解，因为这部分内容较抽象难懂，学习过程中应细心领会，每学一节，首先想一想，它要回答什么问题，分子轨道的分布特点和分类，要认真分析分子轨道示意图的特点以及它与各种化学键之间的联系。教学时数: 课堂讲授8学时 教学内容: 3-1 H2+的结构和共价键的本质 3-2 分子轨道理论 3-3双原子分子的结构 考核要求：

理解：Born-ppnheimer近似的物理意义；线性变分法对双原子分子的应用。

掌握：分子轨道理论处理H2+分子的基本假设（变分函数的构成）和主要结论（Haa，Hbb，Sab的物理意义，体系能量曲线，电子云分布）；分子轨道理论的基本要点（单电子近似，LCAO-MO方法，成键三原则）；分子轨道的类型，符号能级次序及电子的排布规则；分子轨道理论处理双原子分子结构的一般过程和重要结论；能正确给出分子键级、磁性等；学会利用分子光谱光和电子能谱的信息判断分子结构及成键性质。

第四章 分子的对称性

教学要点: 要确定分子的点群，首先必须知道分子的空间结构，再根据空间结构找出分子全部独立的对称元素。对于较复杂的分子，根据空间结构确定对称元素，要凭空间想象来进行，具有一定的困难，往往是独立的对称元素找不完全。为了克服学习中的困难，学习过程中应当借助分子结构模型来确定对称元素，注意掌握各类点群对称元素的特点。

教学时数: 课堂讲授4学时 教学内容: 4-1 对称操作和对称元素 4-2 对称操作群与对称元素的组合 4-3 分子的点群

4-4 分子对称性与偶极矩和旋光性的关系 考核要求：

理解：对称操作的组合规则和对易规则，熟悉群的基本概念；分子对称性和分子物理性质之间的关系（偶极距，旋光性）。

掌握：对称元素和对称操作的基本概念（恒等，旋转，反映，象转，反演）；分子点群的分类方法。

第五章 多原子分子的结构和性质

教学要点: 多原子分子的结构和性质与双原子结构和性质两章之间有较紧密的联系，学习本章必须对第三章中线性变分原理和分子轨道理论的基本要点有完整的理解，在此基础上就容易深入领会HMO法的基本假定和处理方法，掌握共轭分子体系的结构和性质。教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容: 5-1简单分子轨道理论 5-2 价键理论简介 5-3 杂化轨道理论 5-4离域分子轨道理论 5-5配位场理论

5-6 分子轨道的对称性及反应机理 考核要求：

理解：杂化轨道波函数的构造方法，Huckle处理共扼有机分子时引进的假设等

掌握：杂化轨道理论的基本要点，以及等性和不等性杂化轨道的计算方法；Huckle分子轨道理论的基本要点及对共扼有机分子和简单无机分子的处理方法；大P 键的概念，类型及形成条件；用Huckle分子轨道理论计算分子图的方法和分子图中各数据的物理意义。

第六 章 晶体结构

基本要求：

掌握晶体结构的点阵理论和晶体对称性的知识，了解X射线衍射法的原理及应用。掌握解金属晶体，离子晶体，共价晶体，分子型晶体的结构和性质，掌握常见而重要的若干晶体的结构和性质。教学要点：

1．晶体结构的周期性和点阵。2．晶体的对称元素和对称操作。3．晶胞的定义。4．7个晶系。5．晶体学点群。

6．点阵点指标、晶棱指标、晶面指标。教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容与考核要求： 6-1晶体结构的周期性 6-2 晶体的宏观对称性 6-3 晶体的定向和晶面符号 6-4晶体的微观对称性 6-5 晶体的230个空间群 6-6 离子晶体

6-7共价晶体、分子晶体、和混合键型晶体 6-8 共价半径、原子半径、离子半径

第七章 物质结构分析方法简介

教学要点: 了解测定分子和晶体结构的实验方法。着重了解分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及这些方法在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。

教学时数: 课堂讲授4学时 教学内容: 7-1 X射线衍射分析 7-2 分子光谱 考核要求：

理解：分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理。掌握：一些简单光谱实验的应用。

三、教学时数分配

本课程总学时为54学时

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课程内容..................................................学时

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绪论...........................................................1 第 一 章 量子力学基础知识......................................8 第 二 章 原子的结构和性质......................................10 第 三 章 双原子分子的结构和性质................................8 第 四 章 分子的对称性..........................................4 第 五 章 多原子分子的结构和性质................................10 第 六 章 晶体结构.............................................10 第 七 章 物质结构分析方法.....................................3 ——————————————————————————————————————

四、教学方式

采用多媒体教学与传统教学相结合的方式；以课堂讲授为主，并配合模型实习、课堂讨论等形式。讲授过程中插入练习或思考题、使学生不会因信息量太大而难于接受。在课堂讲授、作业、习题课、辅导答疑、考试等教学的各个环节，把最新的科研成果纳入教学内容之中；着力改革教学方法，既教学生知识又教学生获取知识的方法，培养和锻炼学生科学的思维方法，提高学生的科学思维能力，帮助和启发学生勤奋学习，刻苦锻炼，提高分析问题和解决问题的能力。

五、考核方式

期末闭卷考试

参考书目：

1.周公度，段连运《结构化学基础》(第四版)，北京大学出版社2008 2.林梦海等编，《结构化学》(第二版)，北京: 科学出版社，2008 3.李炳瑞编著，《结构化学》，北京:.高等教育出版社，2004 4.李奇等主编《结构化学》)，北京师范大学出版社2008

结构化学教学大纲 篇2

我校应用化学专业《结构化学》开课学时为64学时,其中讲授48学时,实验16学时。《结构化学》课程理论抽象、公式繁杂,是公认的难教、难学、难考的课程。以下是作者在应用化学专业《结构化学》教学中进行的一些探索和尝试。

1 理清课程主线,准确定位课程

结构化学以“轨道”和“化学键”为两条主线,系统讲授三条理论和三类结构: 量子力学理论和原子结构、化学键理论和分子结构、点阵理论和分子结构,同时根据“结构决定性能,性能反映结构”的基本原则,探讨物质结构与性能之间的关系。本课程的主要任务是使学生掌握微观世界物质的结构和运动规律,理解结构和性质的相互关系和某些实验方法的基本原理。一方面对先行课 ( 如“无机化学”、“有机化学”) 中某些内容加深理解,另一方面为后继课程和科学研究以及今后的工作打下必要的基础。从而提高学生运用物质结构的原理和方法来分析问题和解决问题的能力,进一步培养他们的辩证唯物主义世界观,为今后就业或进一步科学研究奠定坚实的基础。

为适应应用化学专业特点,在教学内容的构建上,尽量避免知识的重复,对在化学学科中已经学过的化学知识要做到精选、精讲,达到知识衔接的目的。教学过程中,在理顺关系、把握主线的基础上,结合应用化学专业特点,对教学内容进行适当调整。重点讲解基本概念和基本原理,集中讲授研究成熟、应用性广的理论,并兼顾前沿知识的介绍。在讲授过程中,删减了部分内容,如含时薛定谔方程、自旋相关效应、原子簇化合物、晶体学点群。对有些教学内容进行适当弱化,如薛定谔方程的推导、分子轨道对称守恒原理、分子对称性与分子的物理性质、测定分子结构实验方法的基本原理 ( 在实验部分详细讲解) 。

《结构化学》课程是一门多学科交叉课程,它包含了统计学、物理、物理化学、有机化学等多学科的相互渗透与融合。在表达量子力学基本规律、从量上反映各种因素所起的作用及其相互关系时,除了阐明其所用的前提和假设外,还要进行一些数学上的推演; 在由基本方程推得具体结论时,也要运用数学方法。在教学过程中很容易出现公式推导满堂灌、学生兴趣不浓的局面,因此一直以来都是本课程的一大难点。教学过程中,结合应用化学专业学生在数学方面理论知识扎实、但应用欠缺的特点,适当弱化公式推导过程。教师将公式推导过程所用的数学知识点以及推导的主线提出来,让学生通过自学、讨论的方式来完成,让其体会如何将数学、物理、物理化学的理论知识运用到结构化学模型的建立上,培养学生“学以致用”的学习理念,教师则重点讲授模型的建立思路、评价理论的不足等方面,收到了良好的教学效果。

2 运用创新思维型教学模式,培养学生的创新能力

创新思维型教学模式是指用提出新理论、新观点、新方法、新成果的创新思路、创新方法去讲授教学内容,使学生在学习基础知识的同时,又训练、培养了学生的创新思维能力。

教学过程中,我们用引导、训练和启迪学生创新思维的教学模式授课,结合学生的认知水平和生活体验,创设新的教学情景导入新课,激发学生主动探索的欲望,鼓励学生提出不同的见解,让学生自觉、主动地学习,注意融合学科前沿知识和高新科技,增大课堂信息量,激发学生创新精神,使学生在课堂上既学到了科学知识,又系统、全面、具体的培养了创新思维能力。例如,把金属中的自由电子或共轭体系中π电子的运动抽象为一种“势箱中运动的粒子” 模型,然后经过数学推演,启发学生从所得结果中抽提出“离域”、“量子化能级”等概念进一步讨论金属和共轭分子的结构; 引导学生利用类比的方法从宏观的粒子运动及波动的规律去掌握量子力学的基本概念、所用模型及某些数学运算的物理意义; 在讲授多电子原子结构、分子轨道理论、休克尔分子轨道理论等内容时,注重训练学生演绎推理思维。

3 重视实践教学,训练学生科学思维能力

应用化学专业是以实验为手段来研究物质及其变化规律的科学,实验教学质量直接并长远地影响着学生的自主学习的能力、实践动手能力、综合分析问题、解决问题的能力以及科学思维能力。在充分认识实验教学重要性的基础上,重要的是如何提高实验教学的质量,把培养实践能力和科学思维能力这一目标落到实处。

结构化学课程理论抽象、推导复杂和计算繁琐,是一门既难教又难学的理论课程。若在课堂讲授中从理论到理论,只注意基本概念的讲解、数学推导及计算,学生会感到枯燥无味,产生厌学情绪。为了让学生真正理解和掌握结构化学基本原理与知识精髓,教学过程中恰当的引入科研项目、企业生产实际和实验教学等实践性环节相关内容,并使得理论与实际相结合,训练设计科学实验方法,培养学生科学思维和综合、分析解决问题的能力,引导学生自觉地学习科学世界观、方法论。

在教学过程中,用结构化学的相关理论来分析和讨论实验现象,必然会激发学生的学习兴趣,提高教学质量。例如,结合络合物的磁化率测定实验讲授络合物的价键理论,推算一些络合物中央离子的未成对电子数,判断分子的配键类型; 通过溶液法测定极性分子偶极矩实验,使学生了解偶极矩与分子电性质的关系等; 通过X射线粉末法物相分析可以帮助学生理解X射线衍射技术方法和晶体结构关系,初步学会通过X射线理解晶体结构。

4 结 语

提高结构化学课程的教学效果是多方面因素共同作用的结果,对教师来说也是一项艰巨且意义重大的课题。我们在教学过程中,在改革和充实教学内容的同时,不断更新教学方法、教学手段和评价体系,收到了较好的效果。

参考文献

[1]周公度,段连运.结构化学基础.3版[M].北京:北京大学出版社,2002.

[2]王军.结构化学[M].北京:科学出版社,2008.

[3]潘道皑,赵成大,郑载兴.物质结构.2版[M].北京:高等教育出版社,1998.

结构化学课程教学初探 篇3

关键词结构化学教学方法原则规律

结构化学是从微观的角度认识化学规律的学科，是以电子因素和空间因素两条主线阐明化学物质的结构、性能和应用的一个化学分支学科。作为一门数理要求较高的化学类专业课程，结构化学涉及面广，需要高等数学以及多门化学专业课程的内容作为支撑，同时其内容抽象，具有极强理论性、实验性和应用性，要求学生具有较强的空间思维能力。由于课程难度大，学生容易产生排斥情绪。针对这种情况，笔者结合自己从事结构化学课程教学的经验，就该课程教学中应遵循的原则和教学改进法作一探讨。

一、课程教学应遵循的原则

(一)理论推导应以基本思路为引导

结构化学课程中有着大量的理论推导，其过程中微分、积分和微分方程等数学知识出现频繁，而化学类学生数学基础相对薄弱，在高等数学方面接受的训练明显不足，在接触到这些知识点的时候普遍觉得不易理解和掌握，进而对课程产生排斥心理。为解决这样的问题，教师在授课过程中应对重要的数学推导过程，以文字的形式总结出推导过程的“基本思路”，明确处理问题的条理性。在处理化学问题的过程中，坚持以“基本思路”作引导，逐步进行，能够深入浅出地说明问题。如讲解“一维势箱”前，可以先将量子力学处理微观体系的基本思路加以介绍，即根据量子力学假设建立体系模型一寻找体系哈密顿算符一应用数学方法解方程一讨论方程解的实际物理意义，并在具体处理势箱体系的过程中按照这一思路逐步讲解，帮助学生在繁杂晦涩的数学推导中理解和掌握问题的实质精髓。而当学生掌握“基本思路”后，在学习过程中遇到类似的问题，就可用类比的思路方法处理问题，问题的结论也就更容易得出了。

(二)抽象的微观运动应实现形象化

结构化学是一门研究微观粒子运动特性的学科，其内容和学生先前课程中接触的宏观领域的运动有着本质的区别，即“波粒二象性”。对于微观体系的运动，结构化学中有着自己的“统计解释”。由于这种本质上的差别，导致结构化学中的很多结论非常的抽象，不易理解。针对这样的问题，应该将抽象的结构化学知识点和相关学科中的知识点二者结合起来，利用类比的方法，将抽象变为形象，启发学生的思路，帮助学生掌握微观现象，认识微观规律。例如，“电子的定态薛定谔方程”可以和“经典波动中的驻波方程”相类比。此外，“电子云的空间分布”、“波函数”等均可以采用类比的方法加以讲解比较，提高教学效果。

(三)理论结果的物理意义应予以阐明

在结构化学的课程中，很多体系的结论都是通过数学方法得到的。而这样的结论在课程中更重要的是向学生阐释所对应的化学上的意义。教学中应避免在对问题的物理意义还没有理解之时就盲目地进行繁琐的数学推导。应明确教学中的主次关系，以理解物理意义、解释实验事实为指导，数学是工具而不是目的。在课堂上可以加强调动学生们对数学结论所对应的物理意义的讨论，充分发挥理论的指导作用，达到理想的教学效果。例如，“一维势箱中的粒子”，通过数学方法求得体系的能量和波函数表达式之后，还应该及时地对其物理意义进行探讨。通过数学结果指出一维势箱中所得出一些与宏观体系不同的量子效应，如“能量量子化”、“零点能”、“平均位置”、“平均动量”等，通过对这些物理意义的深入讨论，能使学生充分认识到这些简单公式的重要性，加深学生对知识点的理解和课程的掌握，加强学生对微觀体系与宏观体系间差别的认知。

二、教学中应注意的改进之处

(一)改进教学方法，活跃学生思想

良好的教学方法是教学质量保证的重要一环。以往的教学模式中，老师在有限的课堂时间内将书本知识“填鸭式”地宣读给学生，由于时间的有限和方法的不当，学生往往对突然而来的大量知识产生抵触厌学的情绪，课堂教学效果大打折扣。要改进教学方法，首先，课程教学应紧抓大纲，采取提纲铺路的办法，编制一定的预习提纲，将课程中的重点难点提前告知学生，布置课堂预习作业，帮助学生在课前了解课程中需要注意的一些问题。有了这样的自主预习，学生在课堂上有限的时间里就可以有针对性地听讲和学习。此外，课后还应鼓励学生和老师就存在的问题进行交流和讨论，通过课前预习、课后讨论的教学方法，教师可以更好地最大限度地调动学生的主观能动性，提高课堂教学的效果。其次。课程教学中应充分利用多媒体等辅助教学方法。多媒体将声像有机的结合在一起，提高了教学的可视性，能很好地刺激学生的兴趣，活跃课堂气氛，具有传统的板书教学所不可比拟的强大优势。如课程中原子轨道的图像、对称性等内容，直观讲解效果很差，学生难以理解；当采用多媒体软件如flash、3DMAX等软件进行制作，模拟原子、分子等，可以将抽象的化学反应过程形象化，提高学生学习的注意力，达到增强教学效果的目的。同时，利用Power Point制作的课件进行教学也省去了繁冗的板书和过多的枯燥讲解，可以在有限的课时中传授和讲解更多的知识，极大地提高教学的效率。

(二)以科研促进教学，注重研究教学，反映学科变化

现代科学发展势头迅猛，而教材内容具有相对的稳定性，更新周期都比较长。因此，教学中教师应注重改变，对于讲稿应不断改进，紧抓当前相关研究热点，充实课程内容。这就要求当今的高校教师不能满足于单纯的教学工作，还应该通过科学研究来提升自身的知识水平，在科研中紧抓学科前沿，并不断地将新的科研动态、知识引入课堂，丰富课堂内容。例如，相对论效应在化学中的运用、簇合物结构化学、超分子结构化学、晶体结构化学以及元素结构化学等新知识，都可以有选择性地充实到课程中来。这些新知识的引入不仅可以使得课程能够及时地反映当前学科热点，极大地激发学生的学习兴趣，调动其主观能动性，也可以为学生后续课程的打下一定的基础。另外，在进行科研的同时，教师也可以在教学中设置与教学目标和要求相适应的课程论文，引导学生加入到自身科研中，从事有兴趣的研究活动，尝试应用结构化学，量子化学的理论去解释化学现象，从而在应用理论的过程中加深对理论知识的认识，提高学生的学习积极性，取得较好的教学效果。

理论化学家Hoffmann R，曾说过：“化学理论的最重要作用是提供一种思维体制，以总结更新知识”。结构化学作为一门难度较大的专业课程，教学中也应注重为学生的学习培训提供一种值得借鉴的思维体制。因此，教师在教学中应考虑到课程的特殊性，发挥主观能动性，运用得当的教法将深奥晦涩的知识点转变成易于接受的结论，提高学生的学习积极性，加强课程的互动，培养学生的科学性思维，养成其学习知识、利用知识的能力。只有这样，课程才能真正地为学生所接受，为他们的未来提供知识的积淀。

试论知识结构在化学教学中的作用 篇4

稀奇古怪的化学世界，千姿百态的化学物质，千变万化的化学反应，其实都有其内在的规律性。中学化学教与学，就应遵循这些规律，本文只探讨学生学习过程中的建构问题。

一、问题的提出

21世纪已经到来，全国212953名（97年统计数字）化学教师都在思考如何进行21世纪的化学教育。核心问题在于如何通过化学教学，提高全体学生的素质。事实上，化学是一门能满足社会需要的中心学科，就人类生活生产而言，吃、穿、住、用、农、工各部门或行业，均离不开化学。化学的实用性、经济性和实验性应能引起人们的重视，特别应引起学生的喜爱。但据扬州大学理学院于2000年3月通过问卷的形式对江苏省部分中学的401名初三到高三年级中学生的化学学习兴趣的调查，得到了如下的兴趣水平分布图—1：

在对我们自己学生的调查过程中亦发现，既使选择兴趣小组，选化学的学生也相对较少，究其原因主要有4个方面：

1）毒：认为化学药品有毒，会影响健康或致癌；

2）污：认为化学会造成污染，影响生态环境；

3）险：认为化学实验有危险，会发生爆炸；

4）繁、乱、难：认为化学知识杂乱无章，难学难记。

造成这种现象的发生，可以归结为世界上的多次由于化学污染引起的“公害”事件，家庭中部分家长的片面介绍。而在学校里，教师的教学方法则是造成学生不爱学化学的主要原因，这真有点令人啼笑皆非。

二、长期记忆扭曲的启发

三十多年前，心理学家们开始研究长期记忆扭曲的问题。该实验是采用接力转述故事的方式进行，先让第一个受试者详细看过片上的情景：该情境是在地下火车的车厢中，车厢内的人物各异，而其主题是对面而立的两人，其中黑人衣履整齐，而白人手中握一把刀子。第一人看完图后，要他凭自己记忆，将所见之一切，以口头转述给第二人；第二人听完后，再将其所听到的一切，以口头转述给第三人；如此辗转进行的结果，研究者发现，不出几次转述，图画中的主题即被扭曲：原来在白人手中的刀子，居然被后来传话者说成是在黑人手里。这一现象就叫长期记忆扭曲。长期记忆的扭曲是常见的现象。记忆扭曲的方式不外乎两种情况：一为量变，或将事实简化，或将情节减少；一为质变，添油加醋，甚至无中生有。现在我们进行这样的假设，上述故事中的主题是教材如把第一人当成教师，那么第二人就应该是学生了。从上述故事可以看出通过一次转述后，主题就将发生部分的扭曲；而扭曲的幅度将受到主题的意义、教师的水平及学生的知识结构的影响。今天我们将主要讨论学生的知识结构因素。

三、知识结构

1、定义：知识结构是各种知识在人类大脑中的组织形式，它包括各种学科知识的配置比例，相关程度和协同关系。知识结构的关键是结构，而知识本身仅仅是组成这种结构形式的材料。正如希腊哲学家亚里土多德的质料形式说，认为事物的本质和灵魂不在事物的质料，而在事物的形式。这就容易理解现实生活中为什么会出现知识和能力之间的倒错现象：知识比较渊博的人一事无成，而知识比较单薄的人却能脱颖而出。在正常情况下，人的能力和智力的提高，总是随着知识的不断积累而同步发展，它们之间是协同关系。可是在社会中存在着知识比较少的人反而会比知识较多的人更有能力，这往往是由知识的组合方式不同所致，也就是知识结构方面的原因。正像一个资源丰富，由于没有组织成合理的产业结构，资源就不能变成财富，往往会出现捧着金碗去要饭的现象。而一个资源贫乏的国家，却可以充分利用进口的原料进行多次加工，造成高增值的精细产品，不但国内人民可以过着富裕的生活，而且还能去占领国际市场。这样的国家往往是产业结构比较合理，比如，非洲一些国家和日本就分别属于这两种极端的情况。

2、形成与作用：知识在人类头脑中的积累过程是一种建构过程，实践中产生的每一认识结果，作为一种知识都要纳入到原有知识群的网络结构中，安插到一定的位置。如果是关于熟悉的认识对象的知识，那么，就会使原有的知识系列向纵深发展，丰富了系列知识。如果是陌生的认识对象的知识，但同时能提供较多的联系，给它以较多的刺激、强化，那么就能同化新知识，建立起新的知识系列，往横广方向扩展，从而建立起高效合理的知识结构。根据心理学知识及长期的实践可知，结构化了的知识最容易被人们所接受，同时也能被长期记忆而不至于发生扭曲现象。

四、知识结构的构建

既然知识结构在学生的学习过程中如此重要，对发展学生的能力更是必不可 少，那么我们该如何帮助学生建立起一个高效、合理、有序的知识结构呢？

1、所教内容结构化：在整个中学范围内，元素化合物知识、有机化学甚至部分化学理论方面的知识，它们本身具有结构性。如教元素化合物知识，把每一章的主要内容先串成线，然后再由线织成网，并且告诉学生探究事物因果关系的思维模式：

再告诉学生，在学习元素化合物知识时，要知道结构决定性质，牢牢抓住典型代 表物的相关知识，然后举一反三，使之融会贯通。图2卤素的知识结构是元素化合物知识结构化的典型实例。

其它元素可按以下二条途径建成线，再根据相关内容织成网

非金属知识主线：所态氢化物单质——氧化物——氧化物对应水化物——相应含氧酸盐

金属主线：单质——氧化物——氧化物对应水化物——相应盐.2、结构内容丰富化：知识顺序的最优呈现是教师追求的目标之一，根本的目的在于使结构化了的知识能够与学生内在的知识结构碰撞，并能及时地同化在学生的新的知识结构中，同时也容易形成长期记忆。这种展示模式的特点：

（1）表达十分简练，而中学所需掌握的重要无机物，几乎尽收其中，（2）揭示了这些元素的主线具有相似性，因而具有极强的生命力，有利于学生发挥迁移力，预测未知元素及相应物质的性质及用途等。

（3）给出了研究或学习知识的系统，有利于学生的自学；若教师在这一展示模式的基础上再加以深化，这样不但能使所呈现的知识结构发挥作用，更能使已经形成的知识结构具有强大的生命力，使得知识结构既有骨架、又有丰富的血和肉。下面以学习卤素这一章为例，配以相关的思考题，用于让学生把学的知识活起来。

卤素思考题

（一）1、这一族元素在周期表中的位置如何？

2、卤素包括：

3、卤素的性质相似的根本原因是什么？

4、卤素的性质差异的根本原因又是什么？

5、Cl2、Br2的制法各有何特点，试从反应物、仪器、条件、收集等进行比较。

6、试比较Cl2、HCl制法的异同点，并说明理由。

7、氯水的成分：（1）分子：

（2）离子：

8、新制氯水与久置氯水的颜色、成分及性质有何不同，列表比较。

（二）1、氯气的化学性质

2、氯气的用途主要是指：

3、氟气、氟化氢、碘各有何特性，举例说明。

4、氯离子、溴离子、碘离子的检验有何共同点，写出离子方程式。

5、什么是萃取？作为萃取剂应有何条件？举例说明。

6、氯气、过氧化钠、高锰酸钾等均可作为漂白剂，它们的作用过程与炭的作用过程有何不同？

7、碘化银为什么可以作为人工降雨剂？

8、卤素互化物、拟卤素是怎么一回事，试举例说明。

9、HCl、HBr、HI三种气体的制备有何异同，试举例说明。

10、造成喷泉的原因是什么？有哪些气体也能发生这一现象？你能否让二氧化碳气体也发生喷泉，说明理由并归纳之。

（三）1、把一根燃着的木条插入氯气中，熄灭，从中可得出哪些结论（至少二个）？

2、若要使碘水褪色，可采用哪些方法（至少6种）？

3、关于氯气的实验室制法

（1）：若没有浓HCl，能否用浓硫酸和氯化钠代替，为什么？

（2）：若没有MnO2，能否用KMnO4或者KClO3代替，为什么？

（3）：为了节约药品，能否用实验室制氧气的残渣来制取氯气，为什么？ 4、2mol碘与3mol碘酸酐（I2O5）的混合物在浓硫酸中反应生成（IO）2SO4，若在发烟硫酸中（化学式为H2SO4· SO3）反应得I2（SO4）3，后者和水反应得碘和四氧化二碘，请写出生成I2（SO4）3及其和水反应的化学方程式。

结构化学教学大纲 篇5

“原子结构与元素周期表”是人教版化学必修1第四章《物质结构 元素周期律》第一节内容，是高中化学课程中的重要知识及反应规律，是学生宏观辨识与微观探析、证据推理和模型认知等核心素养形成的重要载体。在《普通高中化学课程标准（20xx年版）》中，“主题3：物质结构基础与化学反应规律”对原子结构与元素周期表的要求为：“认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。知道元素、核素的含义，了解原子核外电子的排布。”具体内容包括原子结构、原子核外电子的排布、元素周期表的结构、核素、以碱金属和卤素为例了解同主族元素性质的递变规律。

《普通高中化学课程标准（20xx年版）》还指出，学生应通过实验探究和联系实际的方式学习上述知识。因此，以学生的已有经验为背景，设计联系实际、以综合问题解决为核心任务的教学活动，有助于将上述不同素养进行整合培养，有助于教学目标的高效落实。

二、学情分析

原子结构在义教学段已经有了初步的认识，而且对于元素周期表学生也是不陌生的。因此本节应在义教学习的基础上对原子结构进行拓展、深入，对原子结构的学习能更好的体会模型在人类认识世界的过程中所起的作用，鼓励学生多运用模型法进行学习和认识世界。通过大量事实了解周期表中同主族元素性质的递变规律，巩固结构与性质的关系，体会周期表的归纳和预测的作用。

因此分析学生的障碍点：

1.原子核外电子排布的规律。

2.结构与性质的关系。

结合上述学生的障碍点和发展点，需要以学生的已有经验为背景，设计符合其认知发展的教学过程。

三、教学目标

1．在初中有关原子结构知识的基础上，了解元素原子核外电子排布。能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置。

2．通过有关数据和实验事实，了解原子结构与元素性质之间的关系。知道核素的涵义；认识原子结构相似的一族元素在化学性质上表现出的相似性和递变性。

四、教学重点

1．认识元素性质的递变规律与原子结构的关系

2．通过对碱金属和卤族元素性质相似性和递变性的学习，感受元素周期表在化学学习中的重要作用

五、教学难点

通过对碱金属和卤族元素性质相似性和递变性的学习，感受元素周期表在化学学习中的重要作用

六、教学过程

（一）环节一

1．创设情境，引出问题。

教师引导：元素周期表揭示了元素间的内在联系。20世纪初，原子结构的奥秘被揭示之后，人们对元素周期表的认识更加完善。那么，原子结构与元素周期表之间有怎样的关系呢？我们就从原子结构进行学习，进一步认识元素周期表。

学生活动：聆听。

设计意图：开门见山引出问题。

（二）环节二

1．认识原子结构。

教师引导：[任务1] 观察图4-1电子层模型示意图。观察图4-2钠原子的核外电子排布。学习原子的结构及核外电子的排布。

学生活动：

（1）观察图4-1电子层模型示意图，得出原子的结构及核外电子分层排布的特点，了解不同电子层的能量关系。

（2）观察图4-2钠原子的核外电子排布，初步得出规范书写原子核外电子排布示意图的要点。

设计意图：通过观察图4-1、4-2，学习原子的结构及核外电子的排布特点。培养学生“模型认知”的学科素养。利用模型法学习新的知识，提升学生宏微结合的学科素养。训练学生用化学用语准确表达。

教师引导：[任务2] 组织学生思考与讨论87页相关内容。

学生活动：

（1）通过阅读资料进行整理归纳核外电子的排布规律，尝试解决前三个问题。

（2）运用原子结构示意图的书写要点，解决第四个问题。

（3）交流展示，相互评价。

（4）了解原子结构模型的演变的过程。

设计意图：培养学生接受、吸收、整合信息的能力，能规范书写相关化学用语。了解模型法是认识事物的重要方法，随着科学的进步，模型越来越精确，对事物的认识也越来越准确。

2．了解核素、同位素。

教师引导：在图4-4b中，H的质量数为什么有3个呢？阅读教材90-91页解释这个问题。

学生活动：

（1）阅读教材了解核素和同位素的概念，尝试总结二者的关系。

（2）回答教师提出的问题。

设计意图：通过阅读材料，培养学生接受、吸收、整合信息的能力。对核素和同位素有一定的了解。

3.了解周期表的结构

教师引导：指导阅读教材88-90页，完成89页思考与讨论的表格。

学生活动：

（1）阅读教材了解周期表的结构，周期、族等相关定义。

（2）总结归纳周期数与电子层数的关系等。

设计意图：通过阅读材料，培养学生接受、吸收、整合信息的能力。对周期表的结构有一定的了解。

（三）环节三

1．碱金属元素结构和性质的关系。

教师引导：[任务1] 碱金属化学性质的比较。

学生活动：

（1）填写93页表格中的内容。找到同主族元素自上而下结构上的异同点，进一步预测碱金属单质的化学性质。

（2）讨论预测的结果，重点要阐述清楚预测的依据。

（3）实验并观察钾与水及钾在空气中加热的反应。验证预测。

（4）尝试推测锂与水发生反应的难易程度，尝试归纳碱金属单质化学性质的`相似性和递变规律。

设计意图：通过预测、实验、分析等环节使学生体会实验探究的过程，得出结构与性质的关系。提升证据推理及科学探究素养。

2．卤族元素结构和性质的关系。

教师引导：[任务2] 卤族元素化学性质的比较。

学生活动：

（1）阅读教材96-97页卤族元素的内容，完成97页思考与讨论的内容。

（2）实验并观察卤素单质间的置换反应。完成98页实验4-1。

（3）尝试总结卤素单质的氧化性强弱，说出比较依据。

设计意图：通过阅读材料，培养学生接受、吸收、整合信息的能力。通过实验现象的分析得出结论，进一步形成“证据推理”的素养。

（四）环节四

拓展：多样化的周期表

教师引导：展示周期表的发展过程，以及多样化的周期表。

学生活动：（1）了解周期表的发展过程。

（2）感受多样化的周期表。

设计意图：以史为鉴，使得学生了解科学研究是有阶段性的，随着人类对自然界的认识的深入，科学也是不断发展的。科学研究的成果是多样化的，同一个问题由于研究的角度不同，结果的呈现也会多样化。

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结构化学小结 篇6

1、结构化学小结

结束了一年的物理化学课程，终于迎来了传说中的专业课，这里面最难的据说就是结构化学。老师第一节课开场便是对上一年纪学生成绩的总结，给我们一个下马威似的警告：不学就肯定不会过。于是我们经历了从开始的将信将疑半信半疑到后来的深信不疑，对这片不曾涉足的微观领域以叹为观止的心态仰视，然后俯首自求多福似地祈求从字里行间寻出熟悉的味道，终于，在无机化学和物理化学的痕迹中逐渐认识了这位蛋白质似的先生，也了解到原来所谓的结构化学真的是化学的结构框架，从前的结论也找到了前因，在化学潜游中愈行越深愈行愈远。

都说结构化学课程在化学专业课程中具有重要的地位，它不仅有利于完善我们的化学专业知识结构，而且还可以培养我们探讨宏观世界，微观世界及其相对联系的思维能力。它主要是反映20世纪20年代以来，人们在研究物质微观体系得出的许多重要的化学知识和规律，而主要的核心内容是从微观的角度探讨物质的结构与性能间的关系。所以在学习过程中，既需要有严密的逻辑思维能力，还要有较好的空间想象能力，不仅要有一定的数学、物理基础，还要有与化学专业相关的基础知识，才能从化学的角度认识物质结构与性能的本质问题。这对我这样并不是十分聪明，基础功也不是那么扎实的学生来说，这无疑是一个巨大的挑战。

可是上课时候因为不懂或是懒惰造成的溜号还是终止于老师课堂提问这武器，为了不至于被低着头红着脸说不会得六十，我们还是应激出了复习并且上课认真听讲记笔记，这确实对课程的学习有很大的帮助，也渐渐养成了积极思考的习惯，虽然学习和理解还是会出现各种问题，但是习惯就是一辈子的财富，所以我们学着珍惜。

可是扪心自问我做的并不好，有很多弄不懂的地方没有及时疏通，复习也不是那么到位，期末的纠结证实了长期以来的忧虑，总也不能算是对得起老师对得起自己，不过一定会再接再厉，为化学学习填上重彩的一笔。

关于老师的教学授课，我似乎并没有什么发言权，毕竟进入大学伊始就被告知大学的老师授课都是很有个人风格的，而风格既是不分优劣，我们自然会在逐渐适应中找到自己的学习之道，慢慢地历练成长可能才是进入大学的真正目标，所以接受就是一切，评价也许并不十分需要我们的参与。但是关于这门课程，我确实认识到了它的“不好相处”，知识点细碎而且需要记忆的极多，对逻辑要求也并没有任何程度的降低，就像高中时候的文理小综合再综合了一下，是一整个知识体系的浓缩，而不仅仅是一门学科„„但是，困难总是会激起斗志，难题是进步的阶梯。

如果说对于结构的学习有什么样的期待的话，就是希望课时能多些，还是有很多内容被带过，虽然都是非重点，但是了解应该也会很有趣，自己看的话也不是很容易，所以就许下这个愿。

还有就是期待早日能看到老师编的书！

2、结构化学小结

在没上这门课之前，就听说了一句化学界流传很广的话：学了有机化学才知道无机化学如此简单，学了物理化学才知道有机化学如此简单，学了结构化学，才知道物理化学如此简单，学了量子化学，才知道结构化学如此简单。

经过了这一年的学习，体验过后才发现这几句话是非常有道理的，和大多数人一样，起初都认为结构化学难学，难懂。可从第二大节课开始，自己就改变了看法，上课努力的去听，课后及时复习，就这样，自己第二节课懵懵懂懂的听懂了一些内容，再看看周围的同学，依然很困惑，由于自己天生对难的东西比较感兴趣，越难，宁可花费很长时间，也要弄懂，凭着这种不达目的不罢休的精神，第二节课我收获了很多，最主要的是听得懂老师讲课的时候，心里有种满足感，成就感。

时间过得真快，给我感触最深的是老师的一句话：结构化学要想弄懂，必须得多花时间，讲三节课，我们就得用7节课的时间去预习，甚至老师也要在给我们讲课前，花费好长时间提前看一遍书。这句话为什么我会印象这么深呢？因为我不仅听了，而且实践了，这句话带给我是结构化学学习效率成倍的增长，正因为这句话，使我真真的感受到了我付出一天，两天，去图书馆查找各种资料听懂了老师一节课的欣喜，也使我真真感受到书包里背着高数，量子化学，结构化学参考书，结构化学课本，结构化学课件满满一书包书，去自习室看几个小时，结果做出一道波函数求解题的快乐，；真是由于这句话让我学起结构化学很轻松，觉得不是很难，起初需要用一天甚至两天的时间去看结构化学，后来，几个小时，半天就可以弄懂大部分内容。

在本学期众多课程里面，个人觉得结构化学是最有魅力的。因为它带给我们是一个肉眼看不见的世界，我们可以尽情的发挥自己的想象力想象原子结构，电子的运动，在这个世界里，没有谁对谁错，在这个世界里，谁也不会质疑我们，因为我们在结构化学所学的一切要不就是前人的一些理论可以解释化学现象，要不就是仪器测定出来的数值。再者，这是空间想象力很强的一门学科，这是对思维的挑战，也是对自己学习知识能力最好的一种肯定，在这里，你可以想象七大晶系，可以想象在各种各样对称操作下分子的改变，可以想象金属的结构，可以想象电子围绕核是如何运动的，可以想象原子轨道杂化后各个轨道是如何发生变化的，对于我来说，只要想通其中的一些，自己就很满足，自己学习知识的能力也就得到了肯定。

学化学的人都知道，位，构，性三者相互联系，相互作用，用结构可以解释性质，用性质可以反推出物质的结构，通过结构和性质的学习，我们就可以制造出一些新结构，让它产生些人类所需要的性质。通过结构化学的学习才明白导体为什么能够导电，绝缘体为什么会绝缘，这是由于导体的轨道上存在单电子，给一定能量后，能发生电子跃迁，而绝缘体只存在满带和空带，另外满带和空带能级差很大，因此不能电子跃迁，也不能导电。也明白了什么是晶体，什么是无定型；也明白了为什么液体的沸点很高，为什么有些液体的沸点很低„„这些东西自从学了结构化学后，逐渐的便的清晰起来，也在自己的大脑里形成了知识网络。

学了结构化学感触最深的应该说是“基础”二字，我们现在所学的只能称为基础，只是皮毛而已，如果这些东西，我们都搞不懂，很难做大事。不论哪一个单元，学的都是基础，量子力学接触，原子光谱，分子光谱基础，晶体学基础，群论基础，金属结构基础，配位化学基础„„，私底下每一章自己都找过对应的系统的课本看过，就比如说晶体学基础，就拿我们所用的周公度版本的结构化学第五版和晶体学专业课本相比，才发现我们好多东西都没提到，而且晶体学并不像我们结构化学基础那么简单，230个空间群是如何的对于我们来说是不要求掌握的，晶轴，晶面，晶向，这些我们只是简单地提一下而已，而且我们只需要掌握最简单的立方晶系就可以了，所以，从课程的内容，我们需要掌握的程度来看，我们真的学的只是基础，不难！如果我们连这么一点点小挫折，都退缩，那我们的将来是可想而知的，每次上课的时候，听到老师说基础二字，就有很大一部分同学唉声叹气，或者惊叹，或者抱怨，可仔细想想，如果我们多花费一点游玩的时间用在结构化学上，或许不再认为老师说的基础二字是夸张。

学习结构化学，觉得方法特别的重要。尤其是上课认真听讲，因为课堂的内容有时候你用三倍的时间去补救，也不一定能补救回来，老师在课堂上用特别有限的时间将最重要的知识串成一个个知识点，而且为了让我们让一些难点掌握，更会讲一些课本上没有的东西，这些，在课下能补救得了吗？另外就是乘热打铁，意思就是说对老师讲过的知识在课下，尽量复习，这样能及时的巩固，更能将知识点串在一起。我们一般结构化学课程是在周五下午，如果那时候为了早吃一点饭，而不去再看一次课本，这样的机会一旦失去是不会再有的，在老师的讲课的话语，自己的灵感还没有消失之前，完成对结构化学的复习是最节省时间的，也是复习效率最高，最不容易遗忘的时候。一旦老师讲课的声音不再，灵感消失，要想达到同样的复习效率谈何容易。

最重要的一点，也是决定你结构化学能不能听的懂，学的好不好的最重要的因素就是能静得下心来看书，有不怕困难的勇气，和看不懂还能努力去看的毅力和耐心。记得刚开始上第一节课时，算符，波函数，态叠加原理。。听了三节课，完全没听懂一个字，更不知道老师在讲什么，只是很佩服老师对于如此难的内容可以讲的如此轻松。但心里还有另外一个想法，如果我连第一节课都听不懂，那将来的课程，我该如何？而且老师也是人，不是神，他能讲的条理分明，为何我连弄懂都做不到，为了明白这门课，背上了高数，无机化学，结构化学，量子化学，在图书馆苦战了一天后，终于了解了老师到底讲的是什么东西，后来，日复一日，自己也形成了这个习惯，每周都会抽取很大一部分时间去看特别有魅力的结构化学，就这样，自己的综合实力提高了，结构化学也不再是一件难事，而且自己得到了从其他课程没有得到的快乐，得到了从其他课程没有得到的成就感。

有付出可能收获很少，但是没付出肯定没收获。结构化学虽然学了很多伟人，例如poaling，Schrödinger，Heisenberg但我并不崇拜他们，因为他们的成就源于他们的付出，他们可以为了科学熬夜，不吃饭，也可以为了科学一直呆在实验室，更可以为了科学满满的验算，推论了几个草稿本，或者失败了n多次。我们没能付出这么多，所以我们才和伟人是有很大差距的，当然，不可否认他们特别聪明。但是我们可以这样想，虽然上天没有赐予我们聪慧的大脑，但是上天同样给予我们每个人四肢，勤劳的双手，可以思考的大脑，我们可以付出来缩小差距。因为我们别无选择，有付出不一定有收获，但没付出就一定没收获，我们虽然没有像结构化学伟人一样提出一个或多个举世瞩目的成就，但是我们至少可以认真完成自己的结构化学作业，能想得通结构化学课本上的内容，能够会做结构化学的习题。

这样多多少少一点付出，总会让自己感到一点成就感的，有句话叫做量变决定质变，我们之所以没成为伟人，更是由于我们量的积累远远的还不够，如果我们连这些伟人的理论都看不懂，那将来如何推翻他们的理论，建立新的理论，有一句特别经典的话：要想呼吁和平，必须制止原子弹，要想制止原子弹，必须制造原子弹（这句话是在20世纪60年代毛泽东主席说过的），这句话同样适用于结构化学，也适用于其他领域，或许可以夸张的这么说：我们每个人都有成为伟人的机会，一些人因为毕生缺乏当伟人的梦想而失去资格，一些人因为量的积累不够而失去资格，一些人因为在成功的路上退缩了，放弃了而失去了资格。所以在这个大千世界中，只有少部分人成功了，少部分人成了伟人。

换个角度想想，如果我们树立在不久的将来做伟人的梦想，即使自己失败了，没有当成为伟人，但自己的付出，自己在追求伟人的路上拼搏所得到的才华，经验已足够让你在整个社会立足，这也未尝不是理想的结果。poaling，Schrödinger，Heisenberg总结他们成功的原因，总有一点是相同的，他们比平常人努力白倍，千倍，发疯的追求科学真理，才换来他们的成功，也换来人类文明史上小小的一步。

总而言之，成功离我们并不遥远，结构化学虽然难，但是用心学，有像伟人一样发疯的追求的勇气，和科学的学习方法，我们最终会体会到成就感，满足感。这些是其他课程不能带给我们的。

3、《结构化学》课程模拟教学小结

《结构化学》是一门化学专业的必修课，也是材料等专业的重要基础课，已成为从事化学、材料和物理专业深入研究材料特性的一把钥匙。但由于该门课是从微观结构研究原子、分子和晶体的结构及其与性能的关系，与宏观世界对物质的认识有很大差异，进而使学生感觉该门课抽象、复杂甚至混乱。因此，本文将主要对该门课的特点及其存在的问题进行教学方式、方法上的探讨。

一、课程特点及难点

《结构化学》课程包含两个核心内容：一是描述微观粒子运动规律的波函数，即原子轨道和分子轨道，通过轨道的相互作用了解化学键的本质；二是分子和晶体中原子的空间排布，了解分子和晶体的立体结构。与其它化学课程不同，该门课看物质的角度不同，涵盖的相关知识多，内容涉及面广，如需具备高等数学、无机化学、有机化学、物理化学及量子力学等知识，同时包含的新概念比较多，如波函数，杂化轨道，点阵。

在教学过程中发现，学生普遍感到这门课很难，有的同学在学习过程中很快跟不上老师讲解的速度，相当一部分学生死记硬背，甚至有个别学生由于太难太抽象而放弃对该门课程的继续学习。事实上，这个问题的源头在于学生对该门课基础知识理解的不足，具体来讲，很多学生不明白什么是波函数，什么是晶体。因此，如何更好地理解与数学和量子力学有关的波函数概念和不同于分子的固体的晶体结构成为学生学习的两大难点。

二、教学中存在的问题

(一)学生学习兴趣低

造成学生学习兴趣低的原因很多。从学生角度来看，部分学生学习态度不端正，学习的目的只是为了应付考试，并且由于课程本身的特点造成学生对该门课产生误解，从心理上学生觉得该门课抽象、难学、难懂，导致学习非常被动，最终学习效果较差；从教师的角度看，教学方法必须要求多元化，如果不同的教学内容使用同一种教学方式，尤其对该门课难懂的波函数，如果使用文字的方法来讲解，势必会使教学效果差，学生学习兴趣低下。如何提高学生学习的积极性和主动性，是值得授课老师深入思考和探讨的重要课题。

(二)教学方法

目前，对该门课的教学方法主要使用板书和多媒体形式讲解。这些方法有如下几个缺点：

1、缺少学生的参与，课题气氛呆板；

2、对具有立体空间结构的可观性差，学生理解受到限制；

3、对数字化的波函数缺乏形象化的表示，成为学习该门课其它知识的瓶颈。这些将阻碍学生学习的积极性和对所学知识的理解。因此，授课教师需要在教学方法上根据课程内容进行个性化的调整。

三、解决措施

该门课不像有机和分析等化学课程，没有实验教学部分，因此，学生对所学知识的理解消化受到很大限制。为了提高教学质量，提高学生的综合素质，提出以下措施。

(一)引入实验教学

由于高等教育教学改革的不断深化，该门课程的课时数明显减少，即使采取板书、多媒体和演示相结合的讲述方式完成该课程系统的教学也已经变得较为困难。因此，在教学方式上，我们需要做进一步的改进。通过教学，发现采用一种新型方法，即类似实验教学的方式对该门课的教学效果能达到事半功倍的效果。为了清晰地阐述这一方法，本文通过举例的方式来说明。现以二氧化碳分子中存在的两个离域π键为例来说明。在使用板书或多媒体教学中，老师的分析可能如下：

假设二氧化碳分子在直角坐标系的x轴上，碳原子有4个价电子，氧原子有6个价电子，分子中的两个氧原子分别表示为O1和O2。碳和氧原子采用spx杂化，碳和每个氧原子形成σ键，每个氧原子的另一个spx杂化轨道被其上的一对孤对电子占据。碳原子剩余的两个电子，分别占据在py和pz轨道上。

氧原子剩余的三个电子中，如果O1原子中一对孤对电子占据在py轨道上，另一个电子必将占据在pz轨道上，它的pz电子将会与碳原子的pz电子形成πz键，那么碳原子的另一个py电子必将与O2原子的一个py电子形成πy键，此时，在O2原子中pz轨道上必须安排一对孤对电子，那么，O2中由孤对电子占据的pz轨道将会与碳和O1原子形成的πz轨道重叠，形成π4z3离域键，O1中由孤对电子占据的py轨道将会与碳和O2原子形成的πy轨道重叠，形成π4y3离域键。

此时老师可能会将这两个离域π键的图片放在多媒体中。但大部分学生听完之后，由于不能看到一个三维的直观图像，而且讲起来描述语言颇多，最终教学效果不佳。

如果我们利用一种软件，如Chem3D和Dmol3，通过计算得到二氧化碳分子的各个σ和离域π键的三维空间构象，通过空间旋转可以让学生清晰看到碳与氧原子之间的σ键和两个不同方向的离域π键，且通过查看计算结果文件得到这些轨道的波函数。在这里学生还可以学到如下几点：

1、通过简单的类实验计算，学生获得来自书本上与波函数、杂化轨道和分子轨道等相关理论知识；

2、能获得由原子轨道波函数线性组合成分子轨道波函数的明确数学表达式，并能与轨道图一一对应，解决了学生关于分子轨道理论复杂的薛定谔方程，能从图像上理解书本上的纯理论内容，进而达到实践教学的效果；

3、对杂化轨道理论，很多学生从书本上仅仅知道杂化的原因、目的和杂化后的原子轨道，但大多不明白杂化后这些轨道形成什么样的键。通过这个实验的教学，学生可以从轨道上清晰看到碳和氧原子的sp杂化轨道相互重叠形成的π键，同时也能看到氧原子的一对孤对电子占据在氧的2p轨道上的分子轨道图。

通过比较上面两种教学方法，我们发现，由于该门课的教学内容偏重纯理论，学生经常感觉晕晕乎乎，似懂非懂，因此，引入类实验教学部分，可通过一个简单的实验例子，让学生深刻理解来自书本的较多知识点，同时，可以让学生清楚各个知识点间的区别和联系，从而对教学达到较好的效果。

(二)提高学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师，因此，在教学中怎样提高学生的学习兴趣是每个教学工作者一直思考的问题。就该门课的课堂教学来说，将教学内容与其它化学课程及日常生活现象相结合，让化学专业学生感到该门课非常有意思或对学生学好其它课程起到重要作用，如有机化学和物理化学中，关于乙烯加氢气反应活化能大或反应速率慢等现象，离不开该门课关于前线轨道理论知识的理解。再如，在实践中，我们看到的物体表面总是一个宏观的结构，如果额外引入晶体表面结构的教学内容，学生将了解到肉眼看到或感觉光滑的物体表面其实有很多原子缺陷，让学生对常规认识有新的视觉和认识，进而提高了学生的好奇感，激发了学生的求知欲望。

(三)改革考核方式

在考核方面，采用多种考核方式综合评定学生的最终成绩，有助于促进学生注重过程学习，进而提高了学生分析问题和解决问题能力的培养。目前，该门课常用的考核是由平时成绩+期末考试成绩构成，其中，平时成绩主要来自出勤、书面作业和期中考试。如果在平时成绩中引入课外作业，学生通过查阅资料或类似于实验设计的材料模拟，不仅能加深学生对理论部分的理解，而且也能提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。

四、结语

在《结构化学》课程教学中，针对“教”与“学”双方存在的不足，在教学方式、方法及教学手段上主要引入实验教学部分，以期提高教学质量。在今后的教学过程中，作为教学主体的教师应结合课程特点和实际教学，充分研究教学中的方式方法手段的最佳组合，以获得更好的教学效果。

4、结构化学小结

大三下半学期的课要结束了，这学期学习的科目中要数结构化学这门课让我受益良多。之前看到结构化学这本书还不是太明白，翻开书本看到一堆的公式和图画，更是晕头转向。就问教我们的老师最严厉，但是备受学生欢迎。经过一学期的学习我终于了解学姐所说的话。

结构化学是在原子-分子水平上研究物质分子构型与组成的相互关系以及结构和各种运动的相互影响的化学分支学科。它又是阐述物质的微观结构与其宏观性能的相互关系的基础学科。

结构化学首先是一门直接应用多种近代实验手段测定分子静态、动态结构和静态、动态性能的实验科学。

另一方面，从结构化学的角度还能阐明物质的各种宏观化学性能（包括化学反应性能）和各种宏观非化学性能（包括各种物理性质和许多新技术应用中的技术性能等）与微观结构之间的关系及其规律性。

由于课时的安排，我们这学期只学习了三章的内容，但是就是这三章让我们了解到化学世界的奇妙以及分子、原子的复杂构造及其运动规律。第一章量子力学基础研究物质结构的理论工具是量子力学，它是研究微观粒子运动规律的科学，是结构化学的理论基础。波函数和概率密度，态叠加原理，本证方程与本征值等基本假设是量子力学的基础。

第一章中最重要的公式就是一维势阱中粒子的薛定谔方程及其解的意义。

第二章原子结构与性质

主要讲的是单电子原子的薛定谔方程及其解。求解单电子原子的薛定谔方程，的到其波函数、能量和量子数。

第二章还包括中心立场模型、以及保理原理和洪特规则等一些关于原子的相关知识第三章双原子分子结构

主要讲离子键和共价键的形成及其相关要点。

通过一学期的对结构化学的学习，让我收获颇多。学习结构化学让我充分了解了原子和分子的运动状态及其结构，还了解了他们之间的规律。并且通过对结构化学的学习，让我对其他学科的一些不怎么了解的地方也有了理解。而且学完真门课我终于了解了学姐们所说的话。结构化学这门课不仅培养了我独立思考的能力还锻炼了我快速思维的能力。因为课时紧，所以上课是老师教授的内容较多，所以我们上课时需要认真听讲，及时做笔记，下课时及时复习，深入理解。

结构化学课程的教学实践和改革 篇7

关键词：结构化学,教学改革,探索和尝试

结构化学是高等师范院校化学系的一门重要基础课程，其任务是使学生掌握微观物质运动的基本规律，获得原子、分子及晶体结构的基本理论、基础知识，探索物质的结构与性能关系，加深对前修课程，如无机化学、有机化学及物理化学等有关内容的理解，为后续课程的学习打下必要的基础[1][2]。但它涉及面广，内容比较抽象，具有极强的理论性，要求学生具有较强的空间思维能力，因而结构化学教学不仅对教师提出较高的素质要求，同时对教学方法提出了新的课题[3]。下面笔者结合多年来在结构化学教学改革中的探索和尝试，谈谈在结构化学教学中的一些感受和体会。

一、教学内容的讲授

课堂教学是学生获得知识技能的重要途径，也是教师“教”和学生“学”的教学相长的活动。在课堂教学中，教师一方面要尽可能让学生多掌握现代科技知识，另一方面要注意发展学生的智力、能力和综合素质，培养他们的创新能力。

结构化学是在微观水平上研究物质结构和性质，其内容具有较强的抽象性，对于化学基础较差，尤其是数学基础较差的学生，学好结构化学确实不容易。从多年的教学实践来看，首先应该选择最基本的内容进行讲授。对于学生来说，这些内容相对容易掌握，不至于产生畏难心理，同时能增强学生学习结构化学的信心。对于很复杂的数学运算，推导过程适当从简，同时增加一些数学知识的讲解，要求学生注重对主要原理、概念和方法的理解和掌握，达到运用结构的知识和理论去解决化学中的实际问题的目的。

其次应该注意运用启发式教学，注重学生能力和素质的培养。教师应要求学生课前认真预习，并设计一些课堂提问，鼓励学生积极思考，培养他们养成探究、创新的意识和习惯。例如，在讲授测不准关系时，除了讲解坐标和动量及时间和能量不能同时确定外，还要引导学生提出是否有其他力学量不能同时确定，教师可根据算符的对易性对学生提出的问题适当解答;在原子结构与性质这一章中，由电子组态推求原子光谱项是一个教学难点，由p1p1组态可推导出六个原子光谱项，教师引导提出p2组态可推导出多少个原子光谱项，根据学生的回答并结合Pauli原理的限制教师进行分析讲解，加深学生对轨道角动量和自旋角动量相互作用的理解。

二、利用现代教育技术，提高教学质量

由于多媒体教学具有形象直观、信息量大和交互性等特点，因而和传统教学手段相比，它更受学生喜欢。例如，在讲授分子对称性时，可以通过Chemoffice及Gaussianview等软件，建立各种分子模型，以判断分子的对称元素、对称操作及点群等;在讲授分子轨道对称性和反应机理这一节时，用Gaussianview软件把反应物分子的前线分子轨道模拟出来，学生根据模拟图形并结合前线轨道理论，很容易判定出反应的方向;在讲授分子的振动光谱时，可以通过Hyperchem软件，演示分子的振动情况，使学生从直观上感受到演示分子有多少个振动，这些分子是如何振动的，是对称伸缩振动还是弯曲振动等。利用现代技术手段实施教学，不仅可以拓宽学生想象思维，加深学生对结构化学理论的理解，而且可以在有限的课堂时间传授和讲解更多的内容。

三、科研在教学中的作用

高校教学过程具有很强的探索性，它不仅要传授知识、传承文明，还担负着发现未知和培养学生探求新知能力的任务。因此，高校教学过程本身就内含着教学与科研两种因素，两者是紧密结合在一起的。基于这种共识，高校教师不仅要完成基础性教学内容，还要不断提升自己的科研创新能力及自身知识的更新能力。教师只有通过加强科研实践，紧跟学科研究的最新动态，将科研成果引入教学课堂，才能使课堂内容具有创造性、启发性和丰富性。例如，在配位化合物的结构和性质这一章中，笔者结合自己的科研情况向学生讲解配合物在生物化学及材料化学方面的应用，如钌、钴及铂等金属配合物可以直接插入到DNA碱基对中损坏DNA，因而这些配合物可以作为抗癌药物并已应用到临床上;有些金属配合物具有很强的磁性，可以作为分子基铁磁体被应用到航天材料、光磁材料及生物兼容材料中。为了拓宽学生视野，同时讲解有关这方面的科研最新动态及国际前沿热点，这些讲解不仅激发了学生的学习热情，同时还使学生深刻领会到了学习该门专业课的真正目的和用途。

四、开展第二课堂，培养学生实践技能

在平时的教学实践中，教师一方面要鼓励学习能力强和学习兴趣浓厚的学生自觉地加入科技兴趣小组，并为他们提供一个学习和实践的平台，给学生创造更多的锻炼机会。例如，利用HMO法让学生计算酸的离解常数;利用G98软件让学生计算分子的电子吸收光谱、红外光谱、前线分子轨道组成及分子的偶极距等。这些实践能加深学生对结构理论的理解，实现理论和实践的结合。另一方面要让基础较好的学生参与到教师的科研活动中，承担一部分力所能及的科研课题，使学生科研能力得到锻炼，激发他们的科研热情。同时教师通过学生的实践活动，能找到自己课堂教学中的不足，为进一步改进教学奠定基础。第二课堂的开展，不仅能把学生所学的理论知识转化成学生认识和解决实际问题的能力，更重要的是教师身上这些品质能通过言传身教有形无形地影响学生，从而使学生具备创造的兴趣和素质。

五、重视实验教学，培养学生的创新能力

实验教学是高校教学活动的重要环节，它与理论教学相互促进，互为补充。但在传统教学中，往往重视理论教学，轻视实验教学，并且实验教学形式单一，方法公式化。教师概括性讲解实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项及数据处理等，学生只能在规定的时间内，根据实验教材规定的实验步骤和方法进行操作，按照规定的格式写出实验报告。而且大量的准备工作都由实验教师或实验员完成，如用什么仪器、药品，采取哪种实验方案等，学生对于这些一概不知。这种单一的实验教学模式限制了学生主观能动性和创造性的发挥，影响了学生积极参与实验的兴趣，导致学生不重视实验，应付了事。要改变这种现状，教师就要改变常规的实验教学方法，让学生由被动做实验变为主动做实验，如让学生自己查阅资料、寻找实验方法、设计实验方案等。学生在实验操作过程中，教师要注意学生的动手操作训练，对于实验结果异常者，教师应引导学生从多角度寻求和分析问题存在的根源。这种实验教学方法不但能激发学生学习的兴趣，而且能培养学生的动手操作能力及设计创新能力。

六、结语

结构化学的教学实践和改革，已经取得了一定的成果，首先，学生克服了结构化学难学的畏难心理，激发了学习激情，培养了分析问题、解决问题的能力，在每年本科生考取硕士生的考试中，结构化学成绩不断提高，而且报考结构专业的人数每年不断增加;其次，培养了学生的实验操作能力和科研创新能力，学生由被动做实验变为主动做实验;最后，通过对学生的抽样调查，结果显示大部分学生对结构化学改革表示欢迎，并且更多的学生要求参与教师的科研实验。今后我们将加大改革力度，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，把培养创新人才作为我们教学改革的方向。

参考文献

[1]江元生.结构化学.北京:高等教育出版社, 1997.

[2]周公度, 段连运.结构化学基础.北京:北京大学出版社, 2002, 第3版.

结构化学教学大纲 篇8

关键词:课堂教学结构 探究 能力培养

“读——议——验——写”式课堂教学结构,体现了以学生为主体的教学原则,是符合现代化教学论中提出的“教学过程不单纯是传授知识,更重要的是培养学生独立获取和运用知识的能力过程”的教学思想。在教学中的具体实施是:

一、读

读是课堂教学的重要过程,是让学生在教师的指导下,带着要求和提出的问题,阅读教材。通过“读读、划划、圈圈”来学习认识新知和回顾巩固旧知识,找出教材中出现的新、旧知识点,并写好读书笔记。目的是培养学生形成良好的读书习惯,提高阅读分析能力。以便在解题时,能读懂包含在题目中的各种信息,学会推敲题意,整理分析出能解题的“信息”逐步提高审题能力,分析问题、解决问题的能力。这样安排的优点是:可激发学生的好奇心和求知欲。增强学生学习的责任感。

二、议

(一)是学生根据阅读教材内容说出圈划内容中哪些是新知识,哪些是已知的,知识点间存在着什么联系。这是进一步理解教材,再现知识的过程,有利于对知识的认识理解和消化吸收。

(二)是学生相互议论新、旧知识点在提出的问题中的作用。相互讨论、取长补短,完善知识,有利于发展思维、提高分析问题能力。

(三)是学生回答老师提出的问题,说出解答思路,有利于培养学生快速思考、敏捷应对能力。

通过阅读教材、议论问题、学生就会产生疑惑,逐渐感爱到力不能及。此时,老师再传授知识时,学生听课目的明确,注意力集中,可主动联想旧知识、结合知识点进行思考,使旧知识得到进一步发展和完善,有利培养学生归纳能力和创造思维能力。

三、验

演示实验是化学课堂教学的重要内容之一,它是通过教师的操作示范,把直观的实验现象展示给学生,是培养和提高学生观察思维能力的关键。而实验技能的全面提高,最终应是通过学生实验来完成。这就要求除完成规定的学生实验外,还应尽力创造条件,增设学生实验,或转化部分演示实验,让学生有更多地机会去动手操作。要重点指导学生分析操作要点,注意事项。掌握操作步骤及观察的方法,并简要总结出实验结论。

四、写

书面写作。一是根据读书和听课,简要地整理出读书笔记和听课记录,使知识进一步系统化和条理化,便于今后记忆和理解。二是强化习题解答,它是进一步熟练和进一步消化、再巩固知识的过程,是对知识理解和运用的过程,是提高能力的重要手段。因此,每教完部分内容,都要设计相应的题目来强化学生的练习,提高解题能力和应用能力。

题目设计应努力抓住教材重点和学生的欠缺点,尽力挖掘出知识的内在联系,适当发展知识的外延;题目的难易要层次不同,既要照顾到大多数学生的接受能力,让其对知识有个再发展再创造的过程,同时也要兼顾那些求知欲高,接受能力强的优秀学生,让他们也带点“危机感”,增其动力,不可一概平淡无趣。