張道軍　張仁春（安陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南安陽(yáng)455000）

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《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)初探與思考

張道軍張仁春
（安陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南安陽(yáng)455000）

摘要：《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》作為師范類本科生的一門重要專業(yè)選修課，由于內(nèi)容龐雜、體系精深，在教學(xué)過(guò)程中往往顯得困難重重。結(jié)合近四年來(lái)的教學(xué)情況，探索出了提高《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)效果的教學(xué)模式，總結(jié)了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂教學(xué)效果的教學(xué)方法。根據(jù)我校化學(xué)化工學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)以及授課教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)情況，通過(guò)取舍、革新和優(yōu)化建立起《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》課程的新體系。

關(guān)鍵詞：中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)；師范專業(yè)；課程教學(xué)；初步探索

張仁春（1985-），男，漢族，博士，研究方向：無(wú)機(jī)微孔材料。

Abstract:As an important professional elective course of normal undergraduate speciality，Intermediate Inorganic Chemistry has copious and profound contents and system，and its teaching is full of a number of difficulties. Combining with personal teaching of the past four years，the teaching mode how to improve the effects of course teaching and learning of intermediate inorganic chemistry have been quested，the teaching methods how to improve the effects of students' learning interest have been summarized. According to the characteristics of the college of chemistry and chemical engineering students in our university and our knowledge structure，through the selection and innovation，and established the new curriculum system of Intermediate Inorganic Chemistry.

Keywords:intermediate inorganic chemistry；normal speciality；curriculum teaching；preliminary exploration；the new curriculum system

按照國(guó)內(nèi)大學(xué)化學(xué)專業(yè)的課程設(shè)置，無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)一般分為兩段式學(xué)習(xí)［1，2］。即在大學(xué)一年級(jí)安排基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，在大學(xué)三年級(jí)安排一學(xué)期的中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程，這樣的安排無(wú)疑符合一般的學(xué)習(xí)規(guī)律。中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程是學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)完成無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)等基礎(chǔ)課程后的后續(xù)高級(jí)課程，可以說(shuō)是真正意義上的現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)，通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)“無(wú)理論化”這一印象得以改觀，為繼續(xù)深入高等無(wú)機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，本科畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)以及以后開(kāi)展科研工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)［3，4］。這門課程理論性高，知識(shí)面十分廣泛，直接聯(lián)系到現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)的一些最新領(lǐng)域和最新成就，是一門高度開(kāi)放的課程，教學(xué)內(nèi)容豐富，但體系復(fù)雜。因此，中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程的設(shè)置對(duì)教材的編寫者［5，6］，授課老師和學(xué)生都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)！

中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)的教材應(yīng)該怎么編寫？中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)究竟該怎么教學(xué)？中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)的授課老師應(yīng)該具備什么樣的素質(zhì)？以學(xué)習(xí)為主體的學(xué)生該如何進(jìn)行學(xué)習(xí)？這些都是非常重要的問(wèn)題。

教材編寫方面，近年來(lái)隨著教學(xué)改革的不斷深入，國(guó)內(nèi)也相繼出版了一些中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)教材，特別是北京大學(xué)［7］，北京師范大學(xué)［8］和西北大學(xué)［9］編著的三套教材，各具特色。西北大學(xué)唐宗熏教授主編的《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》，體系完備，尤其是保持了周期系的系統(tǒng)性。北京師范大學(xué)朱文祥教授編著的《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》能夠做到深入淺出，取材恰當(dāng)，適合本科生學(xué)習(xí)。北京大學(xué)項(xiàng)斯芬、姚光慶教授編著的《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》不刻意追求體系的完備性，但是所涉及到的專題力求講透，難能可貴的是好多內(nèi)容都是從第一手的文獻(xiàn)總結(jié)出來(lái)的，并且比較詳細(xì)的列出了參考文獻(xiàn)的來(lái)源，這種編教材的方式無(wú)疑更具有參考價(jià)值，對(duì)教材編寫者的要求更高。作者喜歡北大版的編寫方式，備課時(shí)把提供的參考文獻(xiàn)查出來(lái)看一看，會(huì)加深對(duì)教材知識(shí)的理解。但是毋庸置疑，和歐美流行的優(yōu)秀無(wú)機(jī)化學(xué)教材相比，國(guó)內(nèi)目前的教材還是有較大的差距，最大的缺點(diǎn)是更新的不夠快，學(xué)科的前沿性體現(xiàn)的不夠［10-12］。

中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)的主講教師應(yīng)該具備什么樣的素質(zhì)？就從中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程的內(nèi)容看，除了一些基礎(chǔ)的理論知識(shí)外，主要包括兩大塊內(nèi)容，即配位化學(xué)和固體化學(xué)，配位化學(xué)包括的范圍很廣，配位化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，簇合物化學(xué)，有機(jī)——金屬化學(xué)，生物無(wú)機(jī)化學(xué)的大部分內(nèi)容都?xì)w屬于配位化學(xué)。因此，一個(gè)理想的中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)教師應(yīng)該首先具備扎實(shí)的結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識(shí)，其次是從事過(guò)配位化學(xué)的研究工作，對(duì)配位化學(xué)的基本理論，各種配合物的合成和表征方法比較了解，有一定的晶體學(xué)方面的知識(shí)。除此之外，對(duì)無(wú)機(jī)固體化學(xué)和納米化學(xué)相關(guān)內(nèi)容也應(yīng)熟悉，最好是開(kāi)展過(guò)相關(guān)研究工作。更高的要求是能夠?qū)Ω鱾€(gè)板塊的經(jīng)典文獻(xiàn)進(jìn)行研讀，時(shí)常跟蹤無(wú)機(jī)化學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)研究動(dòng)態(tài)。另外，中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程的開(kāi)放體系為教師的講授提供了廣闊的發(fā)揮空間，教師不必拘泥于某一本教材的內(nèi)容和體系，雖然《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》的參考教材偏少，但是許多《高等無(wú)機(jī)化學(xué)》教材經(jīng)過(guò)恰當(dāng)取舍后完全可以采用［13-19］。南京大學(xué)陳慧蘭教授主編的《高等無(wú)機(jī)化學(xué)》［20］，對(duì)本科生顯得理論深度偏大，因?yàn)槠淝吧砭褪恰独碚摕o(wú)機(jī)化學(xué)》［21］，但是這本書是教師備課很好的參考書之一。作者以為，主講教師應(yīng)該對(duì)群論基礎(chǔ)，配位場(chǎng)理論，配合物的電子光譜，典型化合物的分子軌道，金屬——金屬多重鍵，配位催化等理論性高的地方應(yīng)講解的細(xì)致透徹一些，這些地方學(xué)生初次接觸，不易理解和明白，也是大多學(xué)生學(xué)習(xí)的攔路虎，但是一旦克服，將受益無(wú)窮，尤其是群論的一些基礎(chǔ)知識(shí)。另外，教師講解時(shí)，應(yīng)該能夠把相關(guān)前沿的一些知識(shí)及時(shí)反饋給學(xué)生，例如，在講解金屬——金屬多重鍵時(shí)，如果對(duì)五重鍵進(jìn)行說(shuō)明，既保證了體系的完整性和前沿性，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講解時(shí)還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生以后獻(xiàn)身于國(guó)內(nèi)無(wú)機(jī)化學(xué)研究比較薄弱的方向，例如有機(jī)金屬化學(xué)和生物無(wú)機(jī)化學(xué)等。

對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)更是仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智的問(wèn)題。學(xué)生應(yīng)該結(jié)合自己的知識(shí)背景，自身能力和興趣在學(xué)習(xí)上有所側(cè)重和選擇，因?yàn)槎潭桃粋€(gè)學(xué)期的時(shí)間，學(xué)生不可能把指定的參考書都弄明白。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)放在內(nèi)容的理解上，掌握解決問(wèn)題的方法。例如，二茂鐵是一個(gè)偶然機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)時(shí)的理論科學(xué)家如何想辦法解釋其化學(xué)成鍵？理論上成功解釋之后反過(guò)來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)的合成起到了積極的指導(dǎo)作用?？茖W(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)，回顧起來(lái)往往更精彩！我們的經(jīng)驗(yàn)是，把來(lái)龍去脈給學(xué)生講清楚之后，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣就會(huì)大增。學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)該下大功夫把一些基本的理論如群論，配位場(chǎng)理論和配合物的分子軌道理論弄明白，元素版塊可以以后自學(xué)鞏固提高。對(duì)于現(xiàn)今無(wú)機(jī)化學(xué)研究前沿和教材聯(lián)系密切的地方應(yīng)該帶著好奇心去自我擴(kuò)充，教師可以適當(dāng)?shù)挠枰砸龑?dǎo)。如我們?cè)谥v解完簇合物后，給學(xué)生提供一些關(guān)鍵詞，包括課堂上沒(méi)有機(jī)會(huì)深入探討的內(nèi)容，譬如：原子簇的結(jié)構(gòu)規(guī)則、硼烷結(jié)構(gòu)的電子計(jì)數(shù)規(guī)則、Wade規(guī)則、金屬碳硼烷、等瓣相似模型、金屬-金屬多重鍵、電荷遷移光譜、電子轉(zhuǎn)移的Marcus理論等；還包括現(xiàn)今無(wú)機(jī)化學(xué)研究的熱門領(lǐng)域，譬如：?jiǎn)畏肿哟朋w、自旋交叉配合物、稀土發(fā)光配位聚合物、配位催化、金屬離子熒光探針、非線性光學(xué)材料、太陽(yáng)能分解水制氫、染料敏化太陽(yáng)能電池、稀土有機(jī)——無(wú)機(jī)雜化材料、鋰離子電池關(guān)鍵材料、鋰——硫電池、介孔材料、上轉(zhuǎn)換稀土發(fā)光材料、多鐵分子材料、分子影像材料、超級(jí)電容器、金屬模擬酶、光子晶體、半導(dǎo)體量子點(diǎn)、金屬——鹵素原子簇、金屬——硫原子簇等，基于這些內(nèi)容，讓學(xué)生選擇感興趣的領(lǐng)域，通過(guò)自己查找文獻(xiàn)，寫一個(gè)6000字左右的論文，幾個(gè)教學(xué)輪回下來(lái)，學(xué)生普遍反應(yīng)效果良好。

我們?cè)趲啄甑慕虒W(xué)實(shí)踐中，為了彌補(bǔ)現(xiàn)有教材的某些不足，在參考國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材的基礎(chǔ)上，根據(jù)目前我?；瘜W(xué)化工學(xué)院本科生課程設(shè)置情況和本學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)以及我們的知識(shí)結(jié)構(gòu)情況，通過(guò)取舍、革新和優(yōu)化逐漸建立了本課程的新體系。中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程共設(shè)八章，四個(gè)前沿講座，共計(jì)54個(gè)學(xué)時(shí)。具體內(nèi)容和課時(shí)分配如下：

第一章酸堿理論與非水介質(zhì)（學(xué)時(shí)數(shù)3）

第二章分子的對(duì)稱性與群論基礎(chǔ)（學(xué)時(shí)數(shù)9）

第三章配位化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（學(xué)時(shí)數(shù)9）

第四章有機(jī)金屬化合物（學(xué)時(shí)數(shù)6）

第五章原子簇化合物（學(xué)時(shí)數(shù)6）

第六章生物體系中配合物（學(xué)時(shí)數(shù)6）

第七章無(wú)機(jī)固體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（學(xué)時(shí)數(shù)4）

第八章無(wú)機(jī)固體材料（學(xué)時(shí)數(shù)3）

無(wú)機(jī)化學(xué)前沿專題講座（學(xué)時(shí)數(shù)8）

專題講座一配位聚合物與配位超分子簡(jiǎn)介（學(xué)時(shí)數(shù)2）

專題講座二氧基簇合物研究現(xiàn)狀（學(xué)時(shí)數(shù)2）

專題講座三無(wú)機(jī)納米材料及其應(yīng)用（學(xué)時(shí)數(shù)2）

專題講座四分子篩與多孔材料概述（學(xué)時(shí)數(shù)2）

通過(guò)四年的教學(xué)過(guò)程，該課程體系逐步的得到優(yōu)化。采用該課程體系授課，將會(huì)極大地鞏固及擴(kuò)展化學(xué)化工學(xué)院本科生的無(wú)機(jī)化學(xué)理論知識(shí)，鍛煉學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)新型無(wú)機(jī)功能化合物或者功能材料合成與研究方面的能力。通過(guò)開(kāi)設(shè)無(wú)機(jī)化學(xué)前沿講座可使高年級(jí)學(xué)生了解現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)的主要研究方向和領(lǐng)域及其發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)了解和把握無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科前沿的能力，為本科生的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)和今后進(jìn)一步的深造研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-000X（2016）10-0141-02

作者簡(jiǎn)介：張道軍（1981-），男，漢族，博士，研究方向：有機(jī)——無(wú)機(jī)納米雜化材料。