论文部分内容阅读
【摘要】：随着本科生的教育规模不断扩大，社会各界对本科生的培养质量更加关注。课堂教学是本科生培养的基本环节。本论文从高年级课程《结构化学》的课堂教学现状出发，将研究性教学模式引入本科生培养过程中，并针对课程设置、课程内容、教学方式、课程考核四个方面提出相应对策，期望对其他专业和课程起到抛砖引玉的作用。
【关键词】：课堂教学 本科生培养质量 研究性教学模式
引言
“以改造课堂为突破口提高学生培养质量”这是山西师范大学实现教育目标的一个导向性指标之一。这一导向所倡导的理念反映了时代的要求和课程改革的总趋势，已逐步得到社会和教育工作者的普遍认同，许多教师也已尝试着改变传统的课堂教学模式。研究性教学模式课堂教学改革已进入课程教学实践阶段。本文将通过《结构化学》的教学实践，呈现研究性教学模式课堂教学改革中四大环节应处理好的六对关系及其教学策略。
一、《结构化学》课堂教学的现状分析
《结构化学》课程对于化学专业的本科生而言其重要性是不言而喻的。首先，《结构化学》课程是化学系高年级本科生的一门重要基础课。它是在前修课程如《高等数学》、《普通物理》、《无机化学》、《有机化学》等课程的基础上开设的主干基础课，其主要目的是使学生掌握微观世界物质的结构和运动规律，理解结构与性能的相互关系和某些实验方法的基本原理，加深对前修课程如无机化学、有机化学等的有关内容的理解，为后面课程的学习打下必要的基础，同时提高他们分析和解决问题的能力。其次，《结构化学》课程是培养学生科研创新能力的必备课。学好这门课程不仅可以从结构化学的角度阐明物质的各种宏观化学性能与微观结构之间的关系及其规律性。而且在这个基础上，有可能不断地运用已知的规律性，设法合成出具有更新颖、结构特点更不寻常的新物质，在化学键理论和实验化学相结合的过程中创立新的结构化学理论;与此同时，还会建立新的阐明物质微观结构的物理的和化学的实验方法。例如当今结构化学主要研究有新构型化合物的结构，尤其是原子簇结构和金属有机化合物，涉及“化学模拟生物固氮”，是理论研究上极其重要的课题。寻找与工农业生产息息相关的新型高效的工业催化剂也是非常重要的研究课题。
《结构化学》课程的难教与难学是也是公认的。究其原因主要是由于该课程以物理学中的《量子力学》为基础，理论性强，概念多而抽象、公式求解繁琐而枯燥、同时要求有较强的数学功底。对于化学专业的学生来说，相比《无机化学》、《有机化学》等课程，无疑是最难学也是最不愿意学的，加上《结构化学》考研内容很少，甚至不考，因此学生的学习兴趣不高，动力不足、学习成绩不好。
二、研究性教学模式提出的依据
研究性教学在国外称为主题研究或项目课程，是面对知识经济的挑战，国际上普遍认同和实施的一种新的教学模式[1]。研究性教学一开始用于研究生培养，研究生的研究计划、自主学习、课题设计、问题求解和经验学习、实验室教学、Seminar研讨班等是现在国内外大学相继尝试开展的新的教学模式[2]。研究性教学作为一种有效的引导研究生主动探究，培养研究生实践能力和创新精神的教学模式，已经成为中国高校研究生教育改革的热点，并得到教育部的大力倡导。
研究性教学模式是一种将教师研究性教授与学生研究性学习、课内讲授与课外实践、依靠教材与广泛阅读、教师引导与学生自学有机结合并达到完整、和谐、统一的教学。研究性教学既能发挥教师的主导作用，又能发挥学生的主体作用;既能培养学生的学习兴趣，激发学生思维，又能培养学生分析问题和解决问题的能力;既能使学生掌握系统扎实的学科知识，又能培养学生的实践能力和创新精神。因此，我们可以将研究性教学模式引入本科生培养过程中，充分调动他们学习知识的热情使他们投入到科研创新的热潮中。
三、研究性教学模式课堂教学改革中应处理好的关系
我们在着手课堂教学改革时，要充分地认识到教学观念的更新和教学策略的变换并不意味做简单的相互替代，必须处理好以下一些关系。
（一）课程设置：处理好基础与发展的关系;处理好教学与研究的关系
处理好基础与发展的关系，着眼于全面素质的培养和提高。《结构化学》课程作为大学化学学科一门专业基础课，承载着培养化学专业的学生了解物质微观结构的重要理论任务。扎实的基础是学生进一步发展走向科研创新的必经之路。只教学不科研，大学生的知识结构就过于单一、薄弱，影响本科生的综合素质和科研创新能力的培养和提高;从研究课题的基本周期来看，一个专题或课题的单元时间基本在1-2个月。课题研究活动太多，又不能在有限的课时完成基础理论课。
实施过程：研究性教学实施过程中，采用研究课题与基础课程融合的策略。教学时间主要安排在学校里完成，每章学习基础课后提炼1-5个研究课题，学生在自己的时间根据兴趣选择课题开展校外实践研究。校外的实践主要依靠学生的自主活动、小组活动完成。课余时间向学生开放网络教室。在四周后安排2课时左右用于课题研究的展示。研究性学习由三步组成：（1）选题，如量子力学基础部分，由教师讲授本学科的历史、现状及发展趋势。要求学生根据老师讲述的范围，制作不命题的小型学术报告书。（2）查阅文献，学生自行查找资料，并对素材进行分析与综合，写出有一定分量、有见解的报告。（3）拟定设计方案。
（二）课程内容：处理好尊重教材与灵活处理教材的关系
教材内容和教学内容并不是等值对应。教材是落实教学大纲、实现教学计划的重要载体，也是教师进行课堂教学的主要依据;教学内容来自于师生对课程内容与教材内容及教学实际的综合加工，不仅包括教材内容，而且还包括了师生在教學过程中的实际活动的全部。我们采用的《结构化学》[3]专业课程教科书内容较为陈旧，不能反映出科学领域的最新进展和科研成果;课程更新率低，不利于学生生更好更快地了解和掌握学科专业发展的前沿动态，极大地制约了本科生科研创新能力的形成。 实施过程：针对化学专业大学生的数学、物理知识需要极大的提高，《结构化学》课程中需要添加大量一元二元微积分、矢量代数、偏微分和全微分等数学知识外，不得不补充线性代数（矢量、矩阵、行列式、线性方程组）等，更需要大量物理中《量子力学》基础知识，以及一些概率论和数理统计、线性代数、微分方程含偏微分和常微分方程、群论、傅里叶变换、程序设计语言C++等数学知识。
在教学内容中渗透科研。通过课堂知识与当前的前沿和实际相结合的讲授方式，结合本学院科研优势，在量子化学基础等章节中分析轨道成分，构建分子模型和配位化学章节中的晶体生长、分子工程等内容上，融合国际上一些新的研究成果，使学生了解学科发展前沿，培养科研兴趣。
（三）教学方式：处理好主体与主导的关系;处理好手段与目的的关系
课堂教学方法单一，仍以教师讲授为主，部分教师的教学存在“满堂灌”现象，忽视对学生主动学习能力和学习习惯的培养，导致学生自主学习、独立学习的时空狭小。课堂教学改革的实践证明，教师的主导作用与学生的主体作用的有机统一，才能获得最佳教学效果。教学过程中，教师仍然起主导作用，只是发挥主导作用的方式从知识的传授者、组织管理者转向了组织者、引导者与合作者。
实施过程：除了集中授课之外，还可以广泛用系列讲座、专题研讨、教学实习和文献阅读等多种教学方式和科研活动。注重倡导学术自由，鼓励本科生用自己的方式去思考和解決问题，强调互动的开放式教学。教学中的互动不仅体现在课堂教学中，还广泛体现在学生之间的角色互动上。一方面，教师习惯采用张扬“学术自由”的开放教学模式，课堂教学主要由教师不断地发问和学生积极地发言组成，引发学生思考并引导他们主动查阅文献资料，设置系列问题，组织深入讨论，活跃课堂气氛，师生共同探究知识，最终达到掌握知识和学以致用的目的。另一方面，学生之间的角色互动有利于培养学生的团队精神和解决实际问题的能力。
创设情境、开展小组合作学习、运用现代化的教学手段等，对于教学目标而言，都只是手段而已，它受到学校的电教设备、教师应用现代教育技术能力和教学内容等因素的制约。教学手段毕竟是为完成教学目的服务的。各种教学手段的密切配合才能发挥更大的作用。这就要求教师必须处理好手段与目的的关系，注重实效。
实施过程：将先进的科研软件融入教学，将结构化学中某些设计概念性、应用性的内容直接通过计算机展示出来，如径向分布函数、角度分布函数、等电子密度图形的绘制;分子对称元素显示和所属点群的判断等等，都可以通过Gaussian软件等制作计算机演示教学，从而克服学生在学习和理解上的困难，提高学生学习结构化学的兴趣，强化教学效果。
（四）课程考核：处理好过程与结果的关系
教学的重要目的之一，就是让学生理解和掌握具有统一性的正确结论，所以必须重结论，重过程的目的是为了获得更好更多的结果，而不是不要结果。经过学生一系列的求异的思维过程和多样化的认知方式、多种观点的碰撞、论争和比较，具有统一性的结论才能真正理解和巩固，学生的创新精神和创新思维才能培养起来。所以在教学中，我们强调过程，强调学生探索新知的经历和获得必要的体验，同时也重视结果。
实施过程：结构化学采用综合考试方式，将期末考试、期中考试、平时学习与专题讨论成绩结合起来。期末考试考查学生对所学知识的掌握程度;期中考试采用半开卷方式，以解答题形式着重考核学生应用所学知识提出问题、分析问题和解决问题的能力。平时学习包括问题讨论的表现和完成作业状况;专题讨论包括小论文写作和上台演讲。
四、小结
经过多年来结构化学教学过程中研究性教学的应用，课程的教学效果已经得到了明显的改善和提高，同时，对人才培养也起到了很好地推动作用。具体表现在：通过教学和研究相结合的模式，注重书本知识在最新科研成果上的应用和结合，学以致用。截止目前，学生在课余时间相当大部分会积极申请大学生创新项目，与结构化学知识相关的研究立项项目逐年增加;多篇学术文章中应用到我们结构化学中的方法及结果，不仅激发了学生的学习兴趣还为培养研究型人才奠定基础;通过计算软件在课堂中的应用，增加了学生对于微观结构的直观感和实用感，对教学工作起到了事半功倍的效果，使学生得出“结构化学难学但是有意思”的结论。
【参考文献】
【1】黄晏.两种研究性学习模式的对比研究[J].河南教育，2004，（1）：38.
【2】程海东.研究性学习模式初探[J].教育探索，2001，（10）：60-61.
【3】潘道凯等.物质结构.高等教育出版社，1989年5月第二版。
【关键词】：课堂教学 本科生培养质量 研究性教学模式
引言
“以改造课堂为突破口提高学生培养质量”这是山西师范大学实现教育目标的一个导向性指标之一。这一导向所倡导的理念反映了时代的要求和课程改革的总趋势，已逐步得到社会和教育工作者的普遍认同，许多教师也已尝试着改变传统的课堂教学模式。研究性教学模式课堂教学改革已进入课程教学实践阶段。本文将通过《结构化学》的教学实践，呈现研究性教学模式课堂教学改革中四大环节应处理好的六对关系及其教学策略。
一、《结构化学》课堂教学的现状分析
《结构化学》课程对于化学专业的本科生而言其重要性是不言而喻的。首先，《结构化学》课程是化学系高年级本科生的一门重要基础课。它是在前修课程如《高等数学》、《普通物理》、《无机化学》、《有机化学》等课程的基础上开设的主干基础课，其主要目的是使学生掌握微观世界物质的结构和运动规律，理解结构与性能的相互关系和某些实验方法的基本原理，加深对前修课程如无机化学、有机化学等的有关内容的理解，为后面课程的学习打下必要的基础，同时提高他们分析和解决问题的能力。其次，《结构化学》课程是培养学生科研创新能力的必备课。学好这门课程不仅可以从结构化学的角度阐明物质的各种宏观化学性能与微观结构之间的关系及其规律性。而且在这个基础上，有可能不断地运用已知的规律性，设法合成出具有更新颖、结构特点更不寻常的新物质，在化学键理论和实验化学相结合的过程中创立新的结构化学理论;与此同时，还会建立新的阐明物质微观结构的物理的和化学的实验方法。例如当今结构化学主要研究有新构型化合物的结构，尤其是原子簇结构和金属有机化合物，涉及“化学模拟生物固氮”，是理论研究上极其重要的课题。寻找与工农业生产息息相关的新型高效的工业催化剂也是非常重要的研究课题。
《结构化学》课程的难教与难学是也是公认的。究其原因主要是由于该课程以物理学中的《量子力学》为基础，理论性强，概念多而抽象、公式求解繁琐而枯燥、同时要求有较强的数学功底。对于化学专业的学生来说，相比《无机化学》、《有机化学》等课程，无疑是最难学也是最不愿意学的，加上《结构化学》考研内容很少，甚至不考，因此学生的学习兴趣不高，动力不足、学习成绩不好。
二、研究性教学模式提出的依据
研究性教学在国外称为主题研究或项目课程，是面对知识经济的挑战，国际上普遍认同和实施的一种新的教学模式[1]。研究性教学一开始用于研究生培养，研究生的研究计划、自主学习、课题设计、问题求解和经验学习、实验室教学、Seminar研讨班等是现在国内外大学相继尝试开展的新的教学模式[2]。研究性教学作为一种有效的引导研究生主动探究，培养研究生实践能力和创新精神的教学模式，已经成为中国高校研究生教育改革的热点，并得到教育部的大力倡导。
研究性教学模式是一种将教师研究性教授与学生研究性学习、课内讲授与课外实践、依靠教材与广泛阅读、教师引导与学生自学有机结合并达到完整、和谐、统一的教学。研究性教学既能发挥教师的主导作用，又能发挥学生的主体作用;既能培养学生的学习兴趣，激发学生思维，又能培养学生分析问题和解决问题的能力;既能使学生掌握系统扎实的学科知识，又能培养学生的实践能力和创新精神。因此，我们可以将研究性教学模式引入本科生培养过程中，充分调动他们学习知识的热情使他们投入到科研创新的热潮中。
三、研究性教学模式课堂教学改革中应处理好的关系
我们在着手课堂教学改革时，要充分地认识到教学观念的更新和教学策略的变换并不意味做简单的相互替代，必须处理好以下一些关系。
（一）课程设置：处理好基础与发展的关系;处理好教学与研究的关系
处理好基础与发展的关系，着眼于全面素质的培养和提高。《结构化学》课程作为大学化学学科一门专业基础课，承载着培养化学专业的学生了解物质微观结构的重要理论任务。扎实的基础是学生进一步发展走向科研创新的必经之路。只教学不科研，大学生的知识结构就过于单一、薄弱，影响本科生的综合素质和科研创新能力的培养和提高;从研究课题的基本周期来看，一个专题或课题的单元时间基本在1-2个月。课题研究活动太多，又不能在有限的课时完成基础理论课。
实施过程：研究性教学实施过程中，采用研究课题与基础课程融合的策略。教学时间主要安排在学校里完成，每章学习基础课后提炼1-5个研究课题，学生在自己的时间根据兴趣选择课题开展校外实践研究。校外的实践主要依靠学生的自主活动、小组活动完成。课余时间向学生开放网络教室。在四周后安排2课时左右用于课题研究的展示。研究性学习由三步组成：（1）选题，如量子力学基础部分，由教师讲授本学科的历史、现状及发展趋势。要求学生根据老师讲述的范围，制作不命题的小型学术报告书。（2）查阅文献，学生自行查找资料，并对素材进行分析与综合，写出有一定分量、有见解的报告。（3）拟定设计方案。
（二）课程内容：处理好尊重教材与灵活处理教材的关系
教材内容和教学内容并不是等值对应。教材是落实教学大纲、实现教学计划的重要载体，也是教师进行课堂教学的主要依据;教学内容来自于师生对课程内容与教材内容及教学实际的综合加工，不仅包括教材内容，而且还包括了师生在教學过程中的实际活动的全部。我们采用的《结构化学》[3]专业课程教科书内容较为陈旧，不能反映出科学领域的最新进展和科研成果;课程更新率低，不利于学生生更好更快地了解和掌握学科专业发展的前沿动态，极大地制约了本科生科研创新能力的形成。 实施过程：针对化学专业大学生的数学、物理知识需要极大的提高，《结构化学》课程中需要添加大量一元二元微积分、矢量代数、偏微分和全微分等数学知识外，不得不补充线性代数（矢量、矩阵、行列式、线性方程组）等，更需要大量物理中《量子力学》基础知识，以及一些概率论和数理统计、线性代数、微分方程含偏微分和常微分方程、群论、傅里叶变换、程序设计语言C++等数学知识。
在教学内容中渗透科研。通过课堂知识与当前的前沿和实际相结合的讲授方式，结合本学院科研优势，在量子化学基础等章节中分析轨道成分，构建分子模型和配位化学章节中的晶体生长、分子工程等内容上，融合国际上一些新的研究成果，使学生了解学科发展前沿，培养科研兴趣。
（三）教学方式：处理好主体与主导的关系;处理好手段与目的的关系
课堂教学方法单一，仍以教师讲授为主，部分教师的教学存在“满堂灌”现象，忽视对学生主动学习能力和学习习惯的培养，导致学生自主学习、独立学习的时空狭小。课堂教学改革的实践证明，教师的主导作用与学生的主体作用的有机统一，才能获得最佳教学效果。教学过程中，教师仍然起主导作用，只是发挥主导作用的方式从知识的传授者、组织管理者转向了组织者、引导者与合作者。
实施过程：除了集中授课之外，还可以广泛用系列讲座、专题研讨、教学实习和文献阅读等多种教学方式和科研活动。注重倡导学术自由，鼓励本科生用自己的方式去思考和解決问题，强调互动的开放式教学。教学中的互动不仅体现在课堂教学中，还广泛体现在学生之间的角色互动上。一方面，教师习惯采用张扬“学术自由”的开放教学模式，课堂教学主要由教师不断地发问和学生积极地发言组成，引发学生思考并引导他们主动查阅文献资料，设置系列问题，组织深入讨论，活跃课堂气氛，师生共同探究知识，最终达到掌握知识和学以致用的目的。另一方面，学生之间的角色互动有利于培养学生的团队精神和解决实际问题的能力。
创设情境、开展小组合作学习、运用现代化的教学手段等，对于教学目标而言，都只是手段而已，它受到学校的电教设备、教师应用现代教育技术能力和教学内容等因素的制约。教学手段毕竟是为完成教学目的服务的。各种教学手段的密切配合才能发挥更大的作用。这就要求教师必须处理好手段与目的的关系，注重实效。
实施过程：将先进的科研软件融入教学，将结构化学中某些设计概念性、应用性的内容直接通过计算机展示出来，如径向分布函数、角度分布函数、等电子密度图形的绘制;分子对称元素显示和所属点群的判断等等，都可以通过Gaussian软件等制作计算机演示教学，从而克服学生在学习和理解上的困难，提高学生学习结构化学的兴趣，强化教学效果。
（四）课程考核：处理好过程与结果的关系
教学的重要目的之一，就是让学生理解和掌握具有统一性的正确结论，所以必须重结论，重过程的目的是为了获得更好更多的结果，而不是不要结果。经过学生一系列的求异的思维过程和多样化的认知方式、多种观点的碰撞、论争和比较，具有统一性的结论才能真正理解和巩固，学生的创新精神和创新思维才能培养起来。所以在教学中，我们强调过程，强调学生探索新知的经历和获得必要的体验，同时也重视结果。
实施过程：结构化学采用综合考试方式，将期末考试、期中考试、平时学习与专题讨论成绩结合起来。期末考试考查学生对所学知识的掌握程度;期中考试采用半开卷方式，以解答题形式着重考核学生应用所学知识提出问题、分析问题和解决问题的能力。平时学习包括问题讨论的表现和完成作业状况;专题讨论包括小论文写作和上台演讲。
四、小结
经过多年来结构化学教学过程中研究性教学的应用，课程的教学效果已经得到了明显的改善和提高，同时，对人才培养也起到了很好地推动作用。具体表现在：通过教学和研究相结合的模式，注重书本知识在最新科研成果上的应用和结合，学以致用。截止目前，学生在课余时间相当大部分会积极申请大学生创新项目，与结构化学知识相关的研究立项项目逐年增加;多篇学术文章中应用到我们结构化学中的方法及结果，不仅激发了学生的学习兴趣还为培养研究型人才奠定基础;通过计算软件在课堂中的应用，增加了学生对于微观结构的直观感和实用感，对教学工作起到了事半功倍的效果，使学生得出“结构化学难学但是有意思”的结论。
【参考文献】
【1】黄晏.两种研究性学习模式的对比研究[J].河南教育，2004，（1）：38.
【2】程海东.研究性学习模式初探[J].教育探索，2001，（10）：60-61.
【3】潘道凯等.物质结构.高等教育出版社，1989年5月第二版。