以“兩性一度”為目標(biāo)的配位化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

于海輝 何愛(ài)民 魯敏 楊迎軍 孫旭輝

摘 要：配位化學(xué)課程是化學(xué)、化工專業(yè)本科生、研究生的一門核心基礎(chǔ)理論課，對(duì)夯實(shí)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生綜合能力起到重要作用。本文結(jié)合東北電力大學(xué)大學(xué)專業(yè)特色，從教學(xué)模式和教學(xué)實(shí)踐等進(jìn)行了一系列教學(xué)改革探索。

配位化學(xué)是以無(wú)機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展而成， 與有機(jī)化學(xué)、催化化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、材料化學(xué)、超分子化學(xué)等多學(xué)科高度交叉的涵蓋多學(xué)科、不同研究領(lǐng)域的重要學(xué)科分支。所以配位化學(xué)是從事化學(xué)、化工等相關(guān)領(lǐng)域研究的研究人員必修的一門重要課程。隨著國(guó)家對(duì)人才培養(yǎng)要求的不斷提高，配位化學(xué)課程在相當(dāng)一部分高校已逐漸列入本科課程體系。針對(duì)這一課程教學(xué)現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)和改革逐漸引起教育工作者的重視。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式等方面進(jìn)行了一系列有益的嘗試和探索。在基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)目前學(xué)科前沿發(fā)展需要，經(jīng)過(guò)課程組反復(fù)教研，逐步豐富或淘汰了原有部分授課內(nèi)容，補(bǔ)充了配合物結(jié)構(gòu)研究方法等知識(shí)內(nèi)容。同時(shí)，大型儀器設(shè)備，如XRD粉末衍射儀、紅外光譜儀、熒光光譜儀、紫外光譜儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，這為本課程的教學(xué)活動(dòng)提供了有力支撐。通過(guò)興趣實(shí)驗(yàn)，將配位化學(xué)課程與現(xiàn)代分析技術(shù)課程、催化原理、化學(xué)電源等其他課程緊密的聯(lián)系在一起，在提高學(xué)生實(shí)踐能力的同時(shí)，進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的視野，對(duì)學(xué)生獨(dú)立從事科研活動(dòng)提供了有利的支撐和保障。[1，2]

1.配位化學(xué)課程改革的主要策略

1.注重課程之間的互動(dòng)，提高課程的“高階性”：、針對(duì)本門課程理論知識(shí)多且難于理解等特點(diǎn)，本課程組建設(shè)了涵蓋所有重點(diǎn)、難點(diǎn)的SPOC線上課程，并配位豐富的習(xí)題庫(kù)資源等供學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)、參考。在教學(xué)中具體采取線上線下相結(jié)合，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行相關(guān)教學(xué)活動(dòng)。線上資源科提供學(xué)生更自由、更豐富的自學(xué)環(huán)境，在線下課堂中針對(duì)線上學(xué)習(xí)的難點(diǎn)做重點(diǎn)剖析，講解。同時(shí)，在教學(xué)中，我們將本課程的相關(guān)理論與現(xiàn)代分析技術(shù)課程相關(guān)聯(lián)。先講授配合物的原理和分析方法，使學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容有了初步的認(rèn)識(shí)和了解;再選取代表性的科技文獻(xiàn)舉例講解，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和具體應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí);最后開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生獨(dú)立完成樣品的制備、測(cè)試（包含制樣、進(jìn)樣、測(cè)試參數(shù)調(diào)節(jié)等）、數(shù)據(jù)收集（包含數(shù)據(jù)還原、校正等），用配位化學(xué)相關(guān)原理對(duì)各大型儀器的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)深入的數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解更加深入。在配合物的應(yīng)用部分知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，與催化原理、化學(xué)電源等課程相關(guān)聯(lián)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能做到知識(shí)學(xué)習(xí)的“從哪來(lái)---到哪去”的閉合循環(huán)。

2.注重課程組授課教師間的互動(dòng)，提高課程的“創(chuàng)新性”：[3] 課程組本著拓寬學(xué)生視野，不斷補(bǔ)充授課教師和授課內(nèi)容。課程組教師在教研過(guò)程中，在基研討礎(chǔ)理論相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)該課程涉及的側(cè)重考察實(shí)際實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)、化學(xué)理論尚不完善和該領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)等授課內(nèi)容，課程授課教師根據(jù)自身的研究興趣，讓課程組教師與學(xué)生分享自身的實(shí)驗(yàn)心得、科研經(jīng)歷和對(duì)前沿?zé)狳c(diǎn)的剖析。在枯燥的理論知識(shí)的“苦海”掙扎中注入能引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的“活性成分”。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，既拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)術(shù)視野，提高了學(xué)生的科研水平和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)了“百花齊放”，取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也得到了明顯提升。

3 通過(guò)教學(xué)內(nèi)容組織形式的改變，提高課程的“挑戰(zhàn)度”：在授課過(guò)程中，根據(jù)授課內(nèi)容特點(diǎn)采取差異性的授課方式：（1）基礎(chǔ)知識(shí)模塊組織方式：該部分內(nèi)容在本科階段無(wú)機(jī)化學(xué)課程中略有涉及，但講授的難點(diǎn)、知識(shí)面明顯不夠。因而，在本課程中，首先通過(guò)本科階段的知識(shí)講解引入，在講授過(guò)程中與本科所學(xué)知識(shí)相對(duì)比，逐步擴(kuò)展、深入，最后進(jìn)入本課程的學(xué)習(xí)。使學(xué)生循序漸進(jìn)的完成相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，既不會(huì)因?yàn)閺?fù)習(xí)舊知識(shí)而失去學(xué)習(xí)興趣，亦不會(huì)因?yàn)橄鄬?duì)復(fù)雜的新知識(shí)而產(chǎn)生畏難情緒。（2） 基礎(chǔ)理論模塊組織方式：該部分授課內(nèi)容理論性比較強(qiáng)，且涉及到無(wú)機(jī)化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、結(jié)晶學(xué)等多門課程相關(guān)知識(shí)，是配位化學(xué)的核心內(nèi)容。在本部分內(nèi)容講授過(guò)程中，采取理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，并將本課程的相關(guān)理論與現(xiàn)代分析技術(shù)課程相關(guān)聯(lián)。先講授配合物的原理和分析方法，使學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容有了初步的認(rèn)識(shí)和了解;再選取代表性的科技文獻(xiàn)舉例講解，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和具體應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí);最后開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，課程組引導(dǎo)部分有興趣的學(xué)生在本課程知識(shí)框架下開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，突出個(gè)性化培養(yǎng)。通過(guò)自主命題，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程和方案，利用差異化的合成路線、不同的物質(zhì)鑒別分離手段、相同的配位化學(xué)基礎(chǔ)理論完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程的研判。在深化了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解程度的基礎(chǔ)上，不但培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的初步科學(xué)研究能力，為以后的科研工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)深造打下堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。（3 ）實(shí)驗(yàn)規(guī)律和科學(xué)前沿模塊組織方式：如配合物雜溶液中的穩(wěn)定性該部分授課內(nèi)容主觀性比較強(qiáng)，除基本的穩(wěn)定性規(guī)律外，授課內(nèi)容的深度、信息量及科學(xué)性等更依賴于授課教師對(duì)該領(lǐng)域的認(rèn)知和掌握。在授課過(guò)程中，為了更大程度的拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野和知識(shí)的多樣性，本課程組堅(jiān)持同一知識(shí)點(diǎn)每年安排不同的教師主講。通過(guò)主講教師與學(xué)生分享、交流各自在該領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解，結(jié)合討論式教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與教師的良性互動(dòng)，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置必要的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握基本的儀器測(cè)試操作、測(cè)試技能，掌握測(cè)定方法和原理，并對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)根據(jù)配位化學(xué)課程的基本理論進(jìn)行科學(xué)、合理的處理、分析和評(píng)價(jià)。在教學(xué)過(guò)程中，由高年級(jí)的同學(xué)輔助教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，并使參與指導(dǎo)的學(xué)生知識(shí)能力得到進(jìn)一步的提升。在后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和科研活動(dòng)中，配位化學(xué)課程必將對(duì)他們的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究提供了有利的理論保障和極大的促進(jìn)作用。

2.教學(xué)活動(dòng)的具體實(shí)施：

隨著教學(xué)改革的深入，教學(xué)方法與手段改革的重要性越來(lái)越突出，針對(duì)配位化學(xué)課程的特點(diǎn)，積極進(jìn)行教學(xué)方法和手段的改革。[4]

1、課堂教學(xué)采用討論式、互動(dòng)式的教學(xué)方法，注重科學(xué)思維，科學(xué)方法教育

以基本認(rèn)知，理論深入，總結(jié)規(guī)律和實(shí)際應(yīng)用為配位化學(xué)課程的主線來(lái)構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)框架，并貫穿到現(xiàn)代分析技術(shù)課程的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容中，實(shí)現(xiàn)課程間的互動(dòng)。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，我們采用了實(shí)際案例討論式、互動(dòng)式等教學(xué)方法為主、多種形式相結(jié)合的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了師生的雙向互動(dòng)，促進(jìn)了教學(xué)。在教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)思維、科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，啟發(fā)學(xué)生由此及彼、融會(huì)貫通，使學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)參與、思考，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性和創(chuàng)造性思維，把傳統(tǒng)的以教師為中心單向傳授知識(shí)的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。

2、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

在學(xué)校政策支持下，逐步建設(shè)和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，不斷補(bǔ)充一些高端的、有先進(jìn)的大型儀器參與樣品制備、樣品測(cè)試及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等的實(shí)驗(yàn)課程，結(jié)合儀器測(cè)試結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生合理、正確的運(yùn)用配位化學(xué)相關(guān)理論分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立從事科學(xué)研究的邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性。

結(jié) 語(yǔ)

我們?cè)诮虒W(xué)中，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式的改革實(shí)踐，學(xué)生在配位化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中既夯實(shí)了基礎(chǔ)理論知識(shí)，突出了課程內(nèi)容的“高階性”，又豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，提高了學(xué)生的“創(chuàng)新性”;理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合、基礎(chǔ)知識(shí)與學(xué)科前言相結(jié)合的方法，進(jìn)一步提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)渴求的“挑戰(zhàn)度”。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫長(zhǎng)艷 董 彬 李文軍等，配位化學(xué)課程中研究型教學(xué)模式探討 大學(xué)化學(xué)2016， 31 （7）， 49-51。

[2]金華，馬明碩，劉治剛等 化工類高校大型儀器助力創(chuàng)新人才培養(yǎng)新途徑 廣州化工，2021，49（7），201-203。

[3]張廣義.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的深度思考學(xué)習(xí)習(xí)近平關(guān)于創(chuàng)新發(fā)展的重要論述[J].教育文化論壇，2018（4）：7-12.

[4]吳麗蕓，韋蘭麗，鄭婷等，以化工專業(yè)為實(shí)踐基礎(chǔ)促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新綜合素質(zhì)的提升，廣州化工，2021，48（5），288-291。

項(xiàng)目資助：吉林省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年一般課題，“LCCD”在化工類基礎(chǔ)課程創(chuàng)新教學(xué)體系中的應(yīng)用研究，GH20092.