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化学类专业课程与教学模式改革:成果展望

【摘要】:配位化学是由无机化学与有机化学交叉而诞生的,目前配位化学与其他学科的交叉与融合日趋活跃。因此,以配位化学为切入点开展双语教学可以有很大的辐射面。

配位化学课程体系与教学模式的改革

●(北京理工大学,李晖)

摘 要 论文阐述了配位化学的课程体系与教学模式的改革,主要介绍了三方面的工作:第一,将超分子化学的相关知识有机地结合到配位化学的课程体系中,拓展配位化学的课程内容;第二,在教学模式上采用双语教学并积极提倡研究性学习方法;第三,为适应双语教学的需要,出版了双语版配位化学教材并建立了课程的网站。

关键词 配位化学、超分子化学、双语教学、研究性学习方法、网络课程

配位化学是化学类专业研究生课程体系中一门重要的专业课程,随着该学科领域与环境、生命、材料等学科领域之间的不断渗透、交融,配位化学已经发展成为不仅是无机化学专业的学位课程,而且也成为化学类其他各专业甚至是生命学科和材料学科类研究生应该掌握的知识,因此这门课程的改革意义重大。另一方面,近年来配位化学发展迅速,新内容、新知识、新成果不断涌现,如何将这些新知识融合到课程体系中是一个当前急需解决的问题,这一问题的解决不仅是该课程自身发展的需要,也是使该课程能够适应多学科领域的研究生学习的需要。作者在近五年的教学实践中,积极探索与尝试课程体系与教学方式的改革,主要有三方面的工作:一是将超分子化学的相关知识有机地结合到配位化学的课程体系中,拓展了配位化学的课程内容;二是在教学模式上采用双语教学并积极提倡研究性学习方法;三是适应双语教学的需要,出版了双语版配位化学教材并建立了课程的网站。

一、配位化学课程内容的整合与拓展

现行的配位化学课程体系主要包括5个部分。第一,配位化学简介:配位化学的发展历史;配合物的基本特征;配合物的命名法;配合物的同分异构体。第二,配合物中的化学键理论:化学中的对称性(群论);价键理论;晶位场理论;分子轨道理论。第三,配合物的光谱学:紫外可见光谱;红外光谱;拉曼光谱;光电子能谱核磁共振谱;顺磁共振谱;圆二色谱。第四,配合物的物理化学性质:配合物的溶液热力学和平衡;氧化还原活性;导电性质;磁学性质;光学性质。第五,配合物的反应动力学和机理:d金属配合物的反应机理;配合物的取代反应;配合物的电荷转移反应;金属有机反应的机理;均相催化反应。

随着超分子化学的兴起与快速发展,其中的很多内容与配位化学密不可分,例如,分子间的弱相互作用vs第二配位层;主体框架结构与客体分子vs配位聚合物;超分子体系中的微环境vs配合物的空间构型;超分子器件vs功能配合物,等等。因此,在上述课程内容中做了如下的改革:第一,从配位化学的发展历史到超分子化学诞生;第二,在配合物的基本特征中介绍第二配位层的概念;第三,在配合物的同分异构体中介绍超分子异构现象;第四,在配合物的光谱分析中加入扫描电镜和透射电镜;第五,将配合物溶液热力学和平衡部分内容简化和压缩,介绍超分子器件的设计和功能;第六,在配合物的反应动力学和机理方面增加配合物在仿生催化的基本知识和发展潜力。经过这样的整合,将超分子化学领域中的很多热点研究领域与相应的配位化学知识点有机结合。实现了两个化学分支的自然交叉,真正体现出超分子化学是广义的配位化学。(www.chuimin.cn)

二、在教学模式上采用双语教学并提倡研究性学习

在努力实现教学内容的前沿性和学术性的同时,教学模式的创新是顺利完成教学内容的必要保障。笔者在研究生的教学过程中,始终坚持双语教学。配位化学是由无机化学与有机化学交叉而诞生的,目前配位化学与其他学科的交叉与融合日趋活跃。因此,以配位化学为切入点开展双语教学可以有很大的辐射面。应该会使更多相关学科专业的研究生受益。同时,在研究生教学活动中开展双语教学还有助于研究生科研素质的提高,在英文文献阅读和科研论文的英文写作方面奠定扎实的基础,对于顺利完成学位论文起到了重要的作用。

双语教学方法应根据学生的英文基础采取有针对性的模式,近年来学生的英文整体素质逐年提高,作者探索出一种较为有效的教学模式——“渐进互动式”教学模式。“渐进”意味着循序渐进,具体来讲,根据教学大纲、教学计划和授课学时科学地分配英语表述在课程中的比例。即在课程的初期,英语表述占50%,中期占70%~80%,后期占90%~100%。“互动”意味着学生积极参与教学活动,根据授课的章节内容确定2~3个讨论题,让学生围绕讨论题目进行最新的文献检索,并对这些资料进行归纳总结,作出十分钟的口头报告,这种模式使他们学会了文献检索,尝试了口头报告的制作与讲演,极大地调动了他们的主观能动性,这是一种切实的研究性学习实践。

三、双语版配位化学教材的出版与课程的网站建设

目前双语教材是我国高等教育的双语教学发展中所面临的瓶颈问题。笔者认为,以中文教材为主,结合部分的英文材料,会造成教学内容和教材使用上的混乱,其结果导致了没有一套完整的双语教学的评价体系。因此,经过努力,《配位化学(双语版)》教材由化学工业出版社出版(2006年2月第一版,2007年7月第二次印刷,2008年8月第三次印刷),该书一经出版,就获得了国内同行的关注与好评,国内的很多高校纷纷指定该书为选修课教材或研究生入学考试的参考书。本教材的主要特点:英-中双语是本书的首要特点;选材新颖;深入浅出,重点突出。

另外,根据网络教学和本课程教学的特点,我们研制了“配位化学网络课程”并已经投入使用。课程的网址:http://tol.bit.edu.cn/Able.Acc2.Web/Page_ExcellentCourseAll.aspx(北京理工大学课程中心精品课程)。网络课程的内容包括:课程介绍、教学大纲、授课教案、授课实况、作业习题、师生互动等栏目。网络课程为师生提供了有效的互动平台,学生可随时了解该门课程的教学内容及进度安排,浏览教师上课的教学课件及布置的课后作业内容。教师可根据教学中遇到的典型问题在网络课程平台上发布有针对性的学习指导及习题解答,并提供与课堂教学同步的复习讨论题及扩展学生思维的思考题。

几年来的教学改革实践证明,改革是初步成功的,该课程已经发展成为北京理工大学的精品课程。