《結構化學》創新思維型教學模式與應用研究＊

王成云

(濰坊學院,山東 濰坊 261061)

《結構化學》創新思維型教學模式與應用研究＊

王成云

(濰坊學院,山東 濰坊 261061)

本文在近三十年的《結構化學》教學研究基礎上,提出了創新思維型教學模式。實踐證明,使用新型教學模式不但可以大幅度提高課堂教學質量,而且還可以有效、系統、全面的培養學生的創新思維方法,增強學生的創新能力。

結構化學;創新思維;教學模式;教學質量;創新能力

《結構化學》是高校化學專業的一門必修課程。該課程內容是由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,多位世界著名科學家獲得的諾貝爾獎理論組成的化學微觀理論體系,由量子力學理論、原子結構理論、分子結構理論、晶體點陣理論、結構測試與分析理論五大理論組成。課程研究的核心內容是原子、分子和晶體的幾何結構、電子運動狀態及能級,從本質上解釋和推測原子、分子和晶體的電、磁、光及化學現象。

面對這樣一門高、難、深的課程,多年來我們一直不斷的進行教學內容和課堂教學模式的探索與研究,現已逐步建立起一套科學、有效、操作性強的創新思維型教學模式。實踐證明,使用該教學模式授課,學生不但能夠聽懂、理解和掌握教學內容,形成扎實的基礎知識,顯著提高課堂教學質量,而且學生還學習到了創新思維方法。從而真正有效的激活學生的創新思維,增強學生的創新意識,培養學生的創新能力。

1 創新思維型教學模式

創新思維型教學模式的基本觀點是用提出新理論、新觀點、新方法、新成果的創新思路、創新方法去講授教學內容,使學生在學習基礎知識的同時,又訓練、培養了學生的創新思維能力。

(1)把教學內容看作“將來形式”的科研課題或科研成果

教科書中的基礎知識和已發表的論文、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性新成果。教師在備課、授課中,要將這些完成形式的教學內容,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、規律、技術等內容這樣處理尤為重要,因為這決定著教師的授課模式。

(2)把教學內容歸類分塊

根據“將來形式”教學內容、來源、形式不同,將教學內容科學、合理的分為若干模塊。從創新思維方面對模塊內容進行分析研究,以便對不同模塊的教學內容采取不同的具體的教學模式。

(3)用創新思維方法授課

教師在對“將來形式”的模塊教學內容研究的基礎上,再選用與教學內容相適用的具體教學模式(見表1)。

教師授課時沿著創新思路、創新方法的路徑,并通過引導、啟發、討論等形式,有步驟的講授“新理論、新成果”。這種在課堂教學中,把講授內容看作“將來形式”的科研成果,將“將來形式”的模塊教學內容和具體的教學模式緊密、有機的結合在一起,用引導、訓練和啟迪學生創新思維的教學模式授課,使學生在課堂上既學到了科學知識,又系統、全面、具體的培養了創新思維能力。這種新型教學模式,稱為創新思維型教學模式。使用創新思維教學模式授課,關鍵是用創新的思路、創新的方法去講授“將來形式”的教學內容,把學生的創新思維活動不斷引入發現問題、解決問題的課堂氛圍中。從而使學生在學習基礎知識的同時,也學到了發現問題、研究問題和解決問題的科學思維方法,達到激活學生的創新靈感,培養學生的創新思維能力之目的。

表1 結構化學教學內容與主要教學模式

2 選用創新思維型教學模式的基本原則

在課堂教學中,能否成功的運用創新思維型教學模式授課,真正培養學生的創新思維能力,取得理想的教學效果,關鍵是教學模式的選用和運用。第一是選用教學模式的具體內容要與學生已熟悉的基礎知識及實際情況相匹配,最好優選簡單、易懂、有明確的創新思路、創新方法及創新技巧的基礎知識,以有利于學生聯想、理解及練習教學內容,切勿選用盲區知識和學生不熟悉的知識,盡量避開高、難、深知識;第二是所選用教學模式的具體內容要和模塊教學內容相匹配。切勿生搬硬套,更不能選錯教學模式;第三是要有利于學生對所學基礎知識的理解、記憶及應用,確保提高課堂教學質量;第四是要有利于引導、培養和激發學生的創新思維,切實有效的增強學生的創新思維能力。

3 轉變傳統觀念,提高思想認識

思想認識決定行動,只有轉變傳統教學觀念,提高思想認識,才能盡早盡快的改變舊的教學模式,研究、建立和使用新型教學模式。未來人才培養已從知識儲備型發展為智能開發創新型,單純的學知識、儲備知識已不適應當今社會發展的需要。要以培養學生創新意識、創新思維,提高學生綜合素質、創新能力為最高教學目標,《結構化學》課程創新思維型教學模式,就是根據這一教學目標構建的。

建立新型教學模式不是一句空話,而是要踏踏實實地對課程內容進行詳細的理論分析、研究和課堂教學實踐,才能得出符合課程內容特征的創新思維型教學模式。能否建立和使用創新思維型教學模式,教師的觀念、認識起決定性作用。第一是要從舊教學觀念、舊教學目標轉變到新教學觀念和新教學目標上來;第二是要從傳統教學模式轉變到新型教學模式上來;第三是提高創新思維型教學模式能顯著提高教學質量,增強創新能力的認識;第四是要發揮教師在課堂教學中占主導作用的認識。在這四條中,關鍵是教學觀念的更新,教學觀念是教師在學生時期及在教學實踐中逐漸形成的對教學活動的系統認識。教學觀念的轉變有內因的要求也要有外因的作用,只有兩者協同作用,才能拋棄傳統教學模式,建立起新型課堂教學模式。

4 結構化學中常用創新思維教學模式及應用實例

根據選用創新思維型教學模式的基本原則,對《結構化學》教學內容特別是一些重點公式、重點方程、重點理論進行認真細致的分析研究,并進行了模塊化分類處理,對模塊教學內容的來源、特征,提出了具體的教學模式和使用方法。對不同的課程、不同的教學內容,可研究、制定出不同的教學模式。教師在備課、授課中,只要使用具體的教學模式,并配合問答、思考、討論等形式活化教學過程,就能把學生的創造思維活動不斷引入發現問題、討論問題及解決問題的課堂環境中。

本文通過兩個具體實例說明創新思維教學模式的使用方法。第一個例子是配合物的晶體場理論,根據表1選用關聯思維教學模式。所謂關聯思維(勿與類比思維相混)是根據所提出研究問題的特征,通過發散與收斂思維,從大量已有的理論、規律、技術、方法等選出密切關聯的內容,經過兩者的比較、分析,求同求異研究,提出新理論、新觀點、新技術、新方法。第二例子是電子轉移軌道理論,根據表1選用關聯和演繹推理思維的復合思維模式。演繹推理思維是指將已有的普遍理論、實驗、技術等成果,與要研究的個別事物進行聯系,通過分析、研究、判斷、求同求異,把已有的理論科學合理的應用到個別事物中,提出研究新問題、新事物的理論、方法、技術。

例1 配合物晶體場理論。一是配合物(復雜分子)的特征,以便選用教學模式。配合物是有帶正電荷的中心離子和帶負電荷離子或極性分子組成的復雜分子,因此中心離子和配體之間有靜電作用力。讓學生思考、討論,找出物理學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,因為分子的電、磁、光及化學現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聯思維教學(或學習或研究)模式

例2 電子轉移軌道理論。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、爬山的路徑相關聯(勿用類比思維)。再從能量方面引導、啟發,得出電子從能量最低的路徑進行轉移的結論。進一步引導學生用關聯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 電子轉移軌道理論的關聯與演繹推理教學(或學習或研究)模式

5 結束語

科學知識來源人才,人才來源教育,培養什么樣的人才關鍵在教師,唯有創新型教師才能培養創新型人才。創新思維型教學模式是用具體、系統、科學的創新思路、創新方法講授教學內容,并適度采取問答式、思考式、討論式等形式與學生產生互動,活化課堂教學過程,強化探索精神。使學生在學習基礎知識的同時,系統、全面的學習到了如何從研究問題到提出新理論、新成果的完整的創新思維方法。用創新思維型教學模式授課,學生不但能夠更好的聽懂、理解、掌握教學內容,還知道這些教學內容是用哪些知識、哪些方法得來的,由此也就提高了學生的學習興趣和研究、創新意識。

(責任編輯:肖恩忠)

2011-04-16

王成云(1953—),男,山東五蓮人,濰坊學院化學化工學院教授。

G642 文獻標識碼:A 文章編號:1671-4288(2011)04-0126-03