《中級無機化學》課程教學初探與思考

張道軍　張仁春（安陽師范學院化學化工學院，河南安陽455000）

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《中級無機化學》課程教學初探與思考

張道軍張仁春
（安陽師范學院化學化工學院，河南安陽455000）

摘要：《中級無機化學》作為師范類本科生的一門重要專業選修課，由于內容龐雜、體系精深，在教學過程中往往顯得困難重重。結合近四年來的教學情況，探索出了提高《中級無機化學》課程教學效果的教學模式，總結了提高學生學習興趣和課堂教學效果的教學方法。根據我校化學化工學院學生的特點以及授課教師的知識結構情況，通過取舍、革新和優化建立起《中級無機化學》課程的新體系。

關鍵詞：中級無機化學；師范專業；課程教學；初步探索

張仁春（1985-），男，漢族，博士，研究方向：無機微孔材料。

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

按照國內大學化學專業的課程設置，無機化學的學習一般分為兩段式學習［1，2］。即在大學一年級安排基礎無機化學課程的學習，在大學三年級安排一學期的中級無機化學課程，這樣的安排無疑符合一般的學習規律。中級無機化學課程是學生已經學習完成無機化學、有機化學、物理化學和結構化學等基礎課程后的后續高級課程，可以說是真正意義上的現代無機化學，通過這門課程的學習，能夠使學生對無機化學“無理論化”這一印象得以改觀，為繼續深入高等無機化學課程的學習，本科畢業論文的設計以及以后開展科研工作打下扎實的基礎［3，4］。這門課程理論性高，知識面十分廣泛，直接聯系到現代無機化學的一些最新領域和最新成就，是一門高度開放的課程，教學內容豐富，但體系復雜。因此，中級無機化學課程的設置對教材的編寫者［5，6］，授課老師和學生都提出了嚴峻的挑戰！

中級無機化學的教材應該怎么編寫？中級無機化學究竟該怎么教學？中級無機化學的授課老師應該具備什么樣的素質？以學習為主體的學生該如何進行學習？這些都是非常重要的問題。

教材編寫方面，近年來隨著教學改革的不斷深入，國內也相繼出版了一些中級無機化學教材，特別是北京大學［7］，北京師范大學［8］和西北大學［9］編著的三套教材，各具特色。西北大學唐宗熏教授主編的《中級無機化學》，體系完備，尤其是保持了周期系的系統性。北京師范大學朱文祥教授編著的《中級無機化學》能夠做到深入淺出，取材恰當，適合本科生學習。北京大學項斯芬、姚光慶教授編著的《中級無機化學》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容都是從第一手的文獻總結出來的，并且比較詳細的列出了參考文獻的來源，這種編教材的方式無疑更具有參考價值，對教材編寫者的要求更高。作者喜歡北大版的編寫方式，備課時把提供的參考文獻查出來看一看，會加深對教材知識的理解。但是毋庸置疑，和歐美流行的優秀無機化學教材相比，國內目前的教材還是有較大的差距，最大的缺點是更新的不夠快，學科的前沿性體現的不夠［10-12］。

中級無機化學的主講教師應該具備什么樣的素質？就從中級無機化學課程的內容看，除了一些基礎的理論知識外，主要包括兩大塊內容，即配位化學和固體化學，配位化學包括的范圍很廣，配位化合物的結構和性質，簇合物化學，有機——金屬化學，生物無機化學的大部分內容都歸屬于配位化學。因此，一個理想的中級無機化學教師應該首先具備扎實的結構化學的知識，其次是從事過配位化學的研究工作，對配位化學的基本理論，各種配合物的合成和表征方法比較了解，有一定的晶體學方面的知識。除此之外，對無機固體化學和納米化學相關內容也應熟悉，最好是開展過相關研究工作。更高的要求是能夠對各個板塊的經典文獻進行研讀，時常跟蹤無機化學各個領域的相關研究動態。另外，中級無機化學課程的開放體系為教師的講授提供了廣闊的發揮空間，教師不必拘泥于某一本教材的內容和體系，雖然《中級無機化學》的參考教材偏少，但是許多《高等無機化學》教材經過恰當取舍后完全可以采用［13-19］。南京大學陳慧蘭教授主編的《高等無機化學》［20］，對本科生顯得理論深度偏大，因為其前身就是《理論無機化學》［21］，但是這本書是教師備課很好的參考書之一。作者以為，主講教師應該對群論基礎，配位場理論，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講解的細致透徹一些，這些地方學生初次接觸，不易理解和明白，也是大多學生學習的攔路虎，但是一旦克服，將受益無窮，尤其是群論的一些基礎知識。另外，教師講解時，應該能夠把相關前沿的一些知識及時反饋給學生，例如，在講解金屬——金屬多重鍵時，如果對五重鍵進行說明，既保證了體系的完整性和前沿性，還能激發學生的學習興趣。在講解時還應鼓勵學生以后獻身于國內無機化學研究比較薄弱的方向，例如有機金屬化學和生物無機化學等。

對于學生的學習更是仁者見仁，智者見智的問題。學生應該結合自己的知識背景，自身能力和興趣在學習上有所側重和選擇，因為短短一個學期的時間，學生不可能把指定的參考書都弄明白。學生在學習時應該重點放在內容的理解上，掌握解決問題的方法。例如，二茂鐵是一個偶然機會發現的實驗結果，當時的理論科學家如何想辦法解釋其化學成鍵？理論上成功解釋之后反過來對實驗的合成起到了積極的指導作用。科學史上的重大發現，回顧起來往往更精彩！我們的經驗是，把來龍去脈給學生講清楚之后，學生學習的興趣就會大增。學生學習時應該下大功夫把一些基本的理論如群論，配位場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鞏固提高。對于現今無機化學研究前沿和教材聯系密切的地方應該帶著好奇心去自我擴充，教師可以適當的予以引導。如我們在講解完簇合物后，給學生提供一些關鍵詞，包括課堂上沒有機會深入探討的內容，譬如：原子簇的結構規則、硼烷結構的電子計數規則、Wade規則、金屬碳硼烷、等瓣相似模型、金屬-金屬多重鍵、電荷遷移光譜、電子轉移的Marcus理論等；還包括現今無機化學研究的熱門領域，譬如：單分子磁體、自旋交叉配合物、稀土發光配位聚合物、配位催化、金屬離子熒光探針、非線性光學材料、太陽能分解水制氫、染料敏化太陽能電池、稀土有機——無機雜化材料、鋰離子電池關鍵材料、鋰——硫電池、介孔材料、上轉換稀土發光材料、多鐵分子材料、分子影像材料、超級電容器、金屬模擬酶、光子晶體、半導體量子點、金屬——鹵素原子簇、金屬——硫原子簇等，基于這些內容，讓學生選擇感興趣的領域，通過自己查找文獻，寫一個6000字左右的論文，幾個教學輪回下來，學生普遍反應效果良好。

我們在幾年的教學實踐中，為了彌補現有教材的某些不足，在參考國內外優秀教材的基礎上，根據目前我校化學化工學院本科生課程設置情況和本學院學生的特點以及我們的知識結構情況，通過取舍、革新和優化逐漸建立了本課程的新體系。中級無機化學課程共設八章，四個前沿講座，共計54個學時。具體內容和課時分配如下：

第一章酸堿理論與非水介質（學時數3）

第二章分子的對稱性與群論基礎（學時數9）

第三章配位化合物的結構和性質（學時數9）

第四章有機金屬化合物（學時數6）

第五章原子簇化合物（學時數6）

第六章生物體系中配合物（學時數6）

第七章無機固體結構和性質（學時數4）

第八章無機固體材料（學時數3）

無機化學前沿專題講座（學時數8）

專題講座一配位聚合物與配位超分子簡介（學時數2）

專題講座二氧基簇合物研究現狀（學時數2）

專題講座三無機納米材料及其應用（學時數2）

專題講座四分子篩與多孔材料概述（學時數2）

通過四年的教學過程，該課程體系逐步的得到優化。采用該課程體系授課，將會極大地鞏固及擴展化學化工學院本科生的無機化學理論知識，鍛煉學生運用理論知識指導新型無機功能化合物或者功能材料合成與研究方面的能力。通過開設無機化學前沿講座可使高年級學生了解現代無機化學的主要研究方向和領域及其發展趨勢，培養了解和把握無機化學學科前沿的能力，為本科生的畢業論文設計和今后進一步的深造研究打下堅實的基礎。

參考文獻

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中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）10-0141-02

作者簡介：張道軍（1981-），男，漢族，博士，研究方向：有機——無機納米雜化材料。