结构化学课程是化学类本科生重要的基础理论课，在化学课程体系中具有重要的地位，是化学学科从经验进入理性的阶梯。结构化学课程一直以“教师难讲，学生难学”而著称，是化学学科公认的最难的课程。针对结构化学的教学难点，结构化学课程组充分利用现代计算化学和晶体学的发展，将计算化学、晶体学、计算机多媒体、网络以及交互技术等引入结构化学理论教学，打造了基于现代技术的、新型的结构化学精品课程教学平台，成功地解决了理论课程教学的难点；将现代技术与传统的理论课课堂讲授经验、结构模型实践教学等充分融合，形成了理论教学与实践相结合、课堂教学与虚拟网络相结合的新教学模式。课程建设极大地改变了结构化学的课堂教学形态，激发了学生的学习积极性和教师的创造性，在国内结构化学课程教学中起到引领和示范作用。
本项成果主要完成以下几项工作：
1.高水平交互式《结构化学》多媒体课件的制作——有效解决了课堂授课中理论概念和空间概念表现的难题
2002年，结构化学成为南开大学最早使用多媒体授课的课程之一，当时采用多媒体授课可以解决亟需的晶体结构讲解问题。同年，课程负责人作为结构化学子库负责人参加了高等化学教学资源库建设，完成资源库标准和内容制定，并提供各种素材370个（正式出版），该项成果获2005年国家教学成果一等奖。
在完成高等化学教学资源库建设的同时，经过课堂不断实践、修改，历经5年，按出版规范精心制作完成了结构化学全套多媒体课件。在课件中，采用几十种计算化学、晶体学、数据绘图、图像渲染、动画制作等方面的软件，设计制作了量子力学简单体系的2D和3D波函数图，原子和分子轨道图，原子轨道形成分子轨道过程，分子结构、晶体结构、晶体宏观外型等多种类型、多种格式的多媒体素材1500多个（其中图片800余张、动画100多个、交互式动画200多个、结构数据400多个），而所有这些相关素材和课件都是由任课教师根据课堂教学需求设计和制作完成的。课件既保证了内容准确与精确，同时也具有较高的艺术水准，充分发挥了交互式多媒体技术的优势，激发学生的学习积极性，有效解决了结构化学授课的难题，在国内结构化学课程教学上起到引领和示范作用。
该项工作完成后，结构化学课堂授课效果大大提高，在课时缩减的情况下，不仅能高效完成正常的教学内容，还增加了部分前沿领域的专题讲座，结构化学课程从抽象难学的课程变成学生最喜欢的课程之一，学生对该课程的满意度非常高。2009年，结构化学被评为天津市精品课程和国家精品课程。
2.模型实习网站的建设——解决了空间教学的难点
针对空间结构部分教学的难点，除在课件中使用交互式模型授课外，还加强完善了实践课程——结构模型实习，并将多媒体技术和虚拟现实技术引入实践教学，建设了网上虚拟模型实习。形成了课堂教学、实践教学与虚拟网络相结合的新型教学模式，显著增强了空间结构的学习效果。
结构模型实习是结构化学课程中重要的实践内容，传统方法是学生使用实物模型进行分子与晶体空间结构的学习，其缺点是受模型实习时间（10课时）、地点和模型数量的限制（只能容纳30人），难以充分发挥模型实习的效果。为解决这个难题，课程组用了近两年的时间完成了使用交互技术的5个虚拟模型实习（其中最为艰苦的是将南开大学自制400多块宏观晶体模型全部数字化）并建立了相应的网站，提供分子、晶体的结构数据和虚拟现实模型，同学们可以在课前用虚拟模型预习，课上用实际模型印证，课后用虚拟模型复习，大大增强了空间结构的学习效果。模型实习网站的建设，既可作为本校学生模型实习的重要部分，也为缺乏模型实习条件的其他院校提供了模型实习的学习条件。
3.结构化学资源网站的建设——解决教师难讲的问题
在多媒体课件制作中，课程组设计制作了大量的结构化学多媒体素材，为辅助学生学习，同时解决教师难讲的问题，经过两年时间的总结、整合、补充和完善，一个可以涵盖结构化学各部分教学的结构化学资源网站于2008年正式上线。
资源网站提供由本课程组精心制作的辅助教学的视频、动画、VRML交互式模型、分子/晶体结构数据、函数2D和3D图等各种结构化学素材3000多个，总量6GB。所有素材严格符合准确（素材内容符合结构化学的概念、定义）、精确（所涉及的分子/晶体结构均来自晶体结构数据或计算化学计算，原子相对位置严格符合实际分子/晶体，2D/3D函数由真实函数产生，不包含示意图）、高艺术水准和易用性（所有素材均采用最新的多媒体技术精心制作，每种素材均提供了多种格式、适宜不同用户使用，同时也适合网络传播）的要求。资源网站除供本校学生自主学习使用外，还面向全国开放，为其他高校教师授课提供了方便，激发了教师的创造性。
4.结构化学精品课程网站的建设——解决资源共享问题
为解决资源共享问题，课程组建设了集成有课程全程录像、多媒体课件、虚拟模型实习、资源素材和其他相关课程资源的结构化学精品课程网站，全面共享课程的各种资源。课程网站是国内最具特色的化学类教学网站。(www.xing528.com)
早在2003年，结构化学课程就建立了自己的FTP服务器，提供课件和模型结构数据下载。随着课程的建设，网站建设显得日趋重要，课程组在2006年建成结构化学Web网站，提供课件、结构数据等内容下载。2008年，课程网站增加了虚拟模型实习和资源网站两大部分内容，并将由本组教师开设的与结构化学密切相关的一些课程（包括“计算机在化学中的应用”“分子模拟”和“量子化学”等）集成到网站中。结构化学精品课程网站从页面设计、制作到服务器搭建、运行维护都是由课程组教师完成，因此可以保持网站稳定运行并能随时更新。
结构化学课程组始终以教学为中心，以教学实际效果为目标，课程建设中从资源素材制作、网站建设运行到视频拍摄，都是由主讲教师亲自制作完成，保证了教学平台的建设从思想到技术上不断更新，并得以持续发展。2009年，结构化学被评为国家精品课程，2013年入选国家级精品资源共享课立项项目，2013年获天津市教学成果一等奖。
在获得天津市教学成果一等奖后，课程组并未停止课程建设的脚步，而是以教学效果为导向，按教学需求，不断融入新的教学思想理念，完善提升教学内容，更新教学手段，每项改革都是经过设计—实践—再设计—再实践稳步实现的，教学效果稳步提升，使这门化学学科的老大难课程变成学生喜欢、教学效果优秀、教学成果突出的课程，在国内化学理论教学上起到了引领作用。本课程教学视频和资源素材是国内许多高校学生、教师和科研人员学习结构化学知识的首选。
结构化学课程网站（http：//struchem.nankai.edu.cn）目前网站总量为36G，内容包括：
（1）电子课件：结构化学全套多媒体课件（PPT附带全部多媒体素材和结构数据）；（2）结构化学资源库（视频、动画、VRML交互式模型、分子/晶体结构数据、函数2D和3D图等各种结构化学素材3000多个）；（3）结构化学虚拟模型实习（5个）；（4）视频：结构化学课堂录像（89讲）、结构化学全程视频（107讲）、结构化学重点讲解视频（微课，教材配套，77讲）、结构化学习题讲解视频（97讲）、结构化学模型实习问题视频讲解（35讲）、《计算机在化学中应用》视频讲解（53讲）；（5）《量子化学》与《分子模拟》课程电子课件等。
结构化学课程2016年被教育部评为国家第一批“国家级精品资源共享课”，2020年，课程入选首批国家线下一流课程。课程负责人先后获得天津市优秀教师、南开大学“魅力课堂”、天津市师德先进个人、天津市高等学校教学名师奖、宝钢优秀教师奖和南开大学教育教学杰出贡献奖。
成果完成人：孙宏伟、陈兰、段文勇、沈荣欣、赖城明
结构化学课程组成员：孙宏伟、陈兰、段文勇、沈荣欣、袁满雪、赖城明
结构化学课程网站（a）
结构化学课程网站（b）
结构化学课程网站（c）
结构化学课程网站（d）
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