配位化学研究性教学改革的思考与实践

2023-11-28 理论教育版权反馈

【摘要】：本文结合“配位化学”研究生课程教学，介绍了我们在课程内容更新与教学改革中所做的一些初步探索，同时围绕学生创新能力培养，对高校教学模式的改革问题提出了思考。选取配位化学研究前沿或与应用领域密切联系的内容展开专题报告或讨论。

“配位化学”研究性教学改革的思考与实践

●(中山大学，巢晖、毛宗万、计亮年)

摘　要　研究生教育作为科技创新的主要源泉、高层次人才培养的主要形式，与国家的经济文化发展紧密联系在一起。课程教学在研究生培养中发挥着关键的作用。本文结合“配位化学”研究生课程教学，介绍了我们在课程内容更新与教学改革中所做的一些初步探索，同时围绕学生创新能力培养，对高校教学模式的改革问题提出了思考。

关键词　配位化学、研究性教学、课程改革

研究生教育质量的高低取决于是否培养了大批有创新能力的高水平人才，而研究生创新意识和创新能力的训练贯穿于研究生培养过程的始终，课程教学在其中发挥着关键的作用。与本科课程教学培养学生广泛的基础知识不同的是，研究生课程教学是在巩固与加深基础理论和专业知识的基础上，培养研究生主动学习、运用知识的能力，促进科学精神、批判性思维的形成。美国的博士生培养质量很高，国内学者普遍认为高要求、宽领域的课程学习是其高质量教育的一个重要因素。因此，许多国家借鉴美国研究生教育的经验，在研究生培养过程中也开始重视课程的教学改革。

配位化学作为一门重要的化学专业课程，是我校为化学专业硕士研究生开设的一门必修课，教学课时为60学时。如何在有限的课时内最大限度地提供配位化学的“前沿”知识和最新发展动态等资料，使教学内容得到较多的补充和更新，拓宽学生的知识面，增加他们对学科的进一步认识和明确配位化学的重要性，是值得密切关注和有待解决的问题。这对提高学生的素质和素养、培养学生创新意识和科学思维能力将具有深远的意义。以下是我们目前在“配位化学”课程内容更新与教学改革中所做的一些初步探索。

一、更新教学体系，丰富课程内容

自1893年配位学说建立以来，配位化学一直是化学学科中最活跃、最富有生命力的研究领域之一。随着分析技术、合成技术的不断发展，配位化学目前已超越了传统无机化学的领域，渗透到有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等二级化学学科和生命科学、材料科学、环境科学等一级科学领域。并且配位化学与这些基础学科交叉，产生了具有广阔发展前途的边缘学科，如金属有机化学、生物无机化学、超分子化学、配位高分子化学、功能配位化学等。这些交叉学科一方面推动和发展了配位化学基础理论，另一方面，其研究成果已被广泛应用于催化工业、生物模拟过程、新型无机材料制备等诸多具有实际应用前景的领域。徐光宪院士认为:“21世纪的配位化学处于现代化学的中心地位，在过去的一个世纪中“配体”和“中心原子”的概念大大扩充了，配位化学的内涵也有很大的发展”。

中山大学配位化学的教材取材于《现代配位化学》(化学工业出版社，1987年)和《配位化学》(江苏科学技术出版社，1987年)的某些章节形成的讲义。由于这些参考教材内容略显陈旧，而近年来兴起的超分子化学、纳米科学、分子器件及高温高压水热合成等新型配合物合成方法没有得到充分体现，已不能反映当今配位化学研究的全貌。因此我们适应新形势的需要，改革配位化学课程教学，对与基础课相近、相同要求的内容进行合并，如对在无机化学课程中已经介绍过的配合物的价键理论和晶体场理论、配合物稳定常数的有关计算等内容进行合并。加强具有特殊物理、化学和生物化学性质的功能配合物介绍，同时选择补充体现学术前沿的最新英文文献作为教材内容，取代以往相对固定的研究生教材。英文研究论文必须符合下列要求:具有宽广的配位化学学科知识覆盖面，研究内容为学科前沿的热点课题，具有多学科交叉特点，涉及先进的研究方法和手段，体现新颖的科研设计思路。既使学生掌握基本理论，又能激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面。

新的配位化学课程主要分为六个部分。

第一，简介。介绍配合物化学的发展历史及当前配位化学发展的现状，重点介绍配位化学与其他各领域的交叉和当前研究的热点。

第二，配位化学的基本理论。介绍配位化学结构理论的发展过程，讲解配位化学的基本理论，重点讲解晶体场－配位场理论、分子轨道理论以及它们在配位化学中的应用。

第三，配合物的立体结构。介绍配位化学中立体结构的概念，讲解多面体的构型和组成要素，重点讲解配位数与立体结构之间的关系，并介绍应用现代技术对立体结构进行鉴别。(www.chuimin.cn)

第四，配合物的设计和合成。介绍配合物的合成和分离方法，重点讲解根据金属离子的配位属性设计合成各种形状的配合物。

第五，配合物的研究方法。包括配合物的组成鉴定和基本性质表征方法，其中基本性质表征包括固态和溶液态的研究方法。重点讲解波谱学技术在配位化学中的应用和溶液中的研究方法。

第六，配合物的应用。选取配位化学研究前沿或与应用领域密切联系的内容展开专题报告或讨论。如金属药物、非线性光学材料、分子基磁性材料、多孔材料、分子器件等专题。

二、改革讲授方法，提高教学质量

在“配位化学”教学过程中，笔者结合采用了课堂讲授和Seminar互动式讨论两种方式。我们保留了60%左右内容由教师进行课堂教学，由于研究生已具备一定的自学能力和阅读英文书籍、文献的能力，因此我们在配位化学课中，较多地采用双语教学。结合教学内容，增加最新原始文献工作的介绍，使学生对本专业的研究现状和热点问题有较深入的了解，引导学生把握最新的学术思想。剩下的40%内容为Seminar互动式讨论，让学生进行讨论，独立研究解答，从中培养学生的科研能力和创新能力。Seminar在欧美大学甚为流行，它是一种以学术交流互动为特征，以相互启发、相互激励为动力的研讨式教学模式。在培养研究生的问题意识以及批判思维和自主学习能力方面有很好的效果。研究生以教师指定的研究论文为蓝本，在对研究论文全面、透彻把握的基础上，最后会以Seminar的方式在课堂上报告该论文的内容。Seminar报告的内容主要分为三个部分。研究生首先用5分钟时间简要介绍该论文所涉及的研究背景或研究进展；然后用25分钟详细介绍论文设计思路、方法、结果和讨论等，最后预留15分钟提问和回答问题。针对研究生Seminar出现的问题，教师在课程中间穿插专题报告，系统讲授有关学术交流和学术报告的讲授技巧，并做示范Seminar。我们课程改革的实践证明，这种互动式教学模式调动了学生学习的积极性和主动性，可以有效地培养学生的科研能力和创新能力，为其今后的发展打下良好的基础。

三、采取多元化的考试、考核方式

课程考核的内容和方法也是教学改革的关键问题，建立科学有效的评价体系是实现课程目标的重要保证，也是促进学生学习的重要机制。传统的评价方式是以笔试为主，形式单一，容易导致学生死记硬背，被动学习，不利于创新能力的培养。针对这一问题，我们采用了包括学习过程中的讨论、文献调研和研究型专题报告等过程性评价，以及学期末的课程论文、开卷考试等总结性评价。这种做法不仅使涉及的知识面和信息量远远大于传统的笔试，把学生的注意力引导到知识的掌握和积累上，重视自学能力的培养，真正使考核成为学习过程的延续；同时能较为客观地评价学生灵活运用知识能力、创新意识等综合素质。此外，这种方式还有利于培养学生的逻辑思维能力、归纳总结能力以及表达能力。

参考文献

[1]徐光宪.21世纪的配位化学是处于现代化学中心地位的二级学科.北京大学学报:自然科学版，2002，38(2):149－152.

[2]白福臣.德国大学的研讨课教学模式探究.产业与科技论坛，2008，7(11):254－255.

[3]张跃忠.论Seminar教学范式的现代价值.高等理科教育，2007，71(1):18－20.

配位化学研究性教学改革的思考与实践

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