以“兩性一度”為目標的配位化學課程教學改革與實踐

于海輝 何愛民 魯敏 楊迎軍 孫旭輝

摘 要：配位化學課程是化學、化工專業(yè)本科生、研究生的一門核心基礎理論課，對夯實學生的化學基礎理論知識、增強學生綜合能力起到重要作用。本文結合東北電力大學大學專業(yè)特色，從教學模式和教學實踐等進行了一系列教學改革探索。

配位化學是以無機化學為基礎發(fā)展而成， 與有機化學、催化化學、生物無機化學、材料化學、超分子化學等多學科高度交叉的涵蓋多學科、不同研究領域的重要學科分支。所以配位化學是從事化學、化工等相關領域研究的研究人員必修的一門重要課程。隨著國家對人才培養(yǎng)要求的不斷提高，配位化學課程在相當一部分高校已逐漸列入本科課程體系。針對這一課程教學現(xiàn)狀的認識和改革逐漸引起教育工作者的重視。我們在教學過程中，針對教學內容和教學模式等方面進行了一系列有益的嘗試和探索。在基礎理論知識學習的基礎上，根據目前學科前沿發(fā)展需要，經過課程組反復教研，逐步豐富或淘汰了原有部分授課內容，補充了配合物結構研究方法等知識內容。同時，大型儀器設備，如XRD粉末衍射儀、紅外光譜儀、熒光光譜儀、紫外光譜儀等先進儀器設備，這為本課程的教學活動提供了有力支撐。通過興趣實驗，將配位化學課程與現(xiàn)代分析技術課程、催化原理、化學電源等其他課程緊密的聯(lián)系在一起，在提高學生實踐能力的同時，進一步拓寬了學生的視野，對學生獨立從事科研活動提供了有利的支撐和保障。[1，2]

1.配位化學課程改革的主要策略

1.注重課程之間的互動，提高課程的“高階性”：、針對本門課程理論知識多且難于理解等特點，本課程組建設了涵蓋所有重點、難點的SPOC線上課程，并配位豐富的習題庫資源等供學生課后自主學習、參考。在教學中具體采取線上線下相結合，理論教學與實踐教學相結合的教學方法進行相關教學活動。線上資源科提供學生更自由、更豐富的自學環(huán)境，在線下課堂中針對線上學習的難點做重點剖析，講解。同時，在教學中，我們將本課程的相關理論與現(xiàn)代分析技術課程相關聯(lián)。先講授配合物的原理和分析方法，使學生對相關內容有了初步的認識和了解;再選取代表性的科技文獻舉例講解，使學生對相關知識的理解和具體應用有了進一步的認識;最后開展實踐教學，讓學生獨立完成樣品的制備、測試（包含制樣、進樣、測試參數(shù)調節(jié)等）、數(shù)據收集（包含數(shù)據還原、校正等），用配位化學相關原理對各大型儀器的測試結果進行系統(tǒng)深入的數(shù)據分析，使學生對相關知識的理解更加深入。在配合物的應用部分知識的學習時，與催化原理、化學電源等課程相關聯(lián)，使學生在學習中能做到知識學習的“從哪來---到哪去”的閉合循環(huán)。

2.注重課程組授課教師間的互動，提高課程的“創(chuàng)新性”：[3] 課程組本著拓寬學生視野，不斷補充授課教師和授課內容。課程組教師在教研過程中，在基研討礎理論相關知識的同時，對該課程涉及的側重考察實際實驗經驗、化學理論尚不完善和該領域前沿熱點等授課內容，課程授課教師根據自身的研究興趣，讓課程組教師與學生分享自身的實驗心得、科研經歷和對前沿熱點的剖析。在枯燥的理論知識的“苦?！睊暝凶⑷肽芤饘W生學習興趣的“活性成分”。經過多年的實踐，既拓寬了學生的學習興趣、學術視野，提高了學生的科研水平和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了“百花齊放”，取得了良好的教學效果，學生的學習興趣也得到了明顯提升。

3 通過教學內容組織形式的改變，提高課程的“挑戰(zhàn)度”：在授課過程中，根據授課內容特點采取差異性的授課方式：（1）基礎知識模塊組織方式：該部分內容在本科階段無機化學課程中略有涉及，但講授的難點、知識面明顯不夠。因而，在本課程中，首先通過本科階段的知識講解引入，在講授過程中與本科所學知識相對比，逐步擴展、深入，最后進入本課程的學習。使學生循序漸進的完成相關知識的學習，既不會因為復習舊知識而失去學習興趣，亦不會因為相對復雜的新知識而產生畏難情緒。（2） 基礎理論模塊組織方式：該部分授課內容理論性比較強，且涉及到無機化學、結構化學、結晶學等多門課程相關知識，是配位化學的核心內容。在本部分內容講授過程中，采取理論教學與實踐教學相結合的教學方法進行相關教學活動，并將本課程的相關理論與現(xiàn)代分析技術課程相關聯(lián)。先講授配合物的原理和分析方法，使學生對相關內容有了初步的認識和了解;再選取代表性的科技文獻舉例講解，使學生對相關知識的理解和具體應用有了進一步的認識;最后開展實踐教學，課程組引導部分有興趣的學生在本課程知識框架下開展創(chuàng)新實驗，突出個性化培養(yǎng)。通過自主命題，自主設計實驗流程和方案，利用差異化的合成路線、不同的物質鑒別分離手段、相同的配位化學基礎理論完成整個實驗流程的研判。在深化了學生對理論知識的理解程度的基礎上，不但培養(yǎng)了學生的實際操作能力和獨立分析問題、解決問題的能力，也培養(yǎng)了學生的初步科學研究能力，為以后的科研工作和繼續(xù)學習深造打下堅實的理論和實踐基礎。（3 ）實驗規(guī)律和科學前沿模塊組織方式：如配合物雜溶液中的穩(wěn)定性該部分授課內容主觀性比較強，除基本的穩(wěn)定性規(guī)律外，授課內容的深度、信息量及科學性等更依賴于授課教師對該領域的認知和掌握。在授課過程中，為了更大程度的拓展學生的學術視野和知識的多樣性，本課程組堅持同一知識點每年安排不同的教師主講。通過主講教師與學生分享、交流各自在該領域的經驗和見解，結合討論式教學方法，實現(xiàn)學生與教師的良性互動，達到教學相長的目的。同時，通過設置必要的課內實驗，使學生掌握基本的儀器測試操作、測試技能，掌握測定方法和原理，并對測得數(shù)據根據配位化學課程的基本理論進行科學、合理的處理、分析和評價。在教學過程中，由高年級的同學輔助教師指導實驗教學，以進一步提高實驗教學效果，并使參與指導的學生知識能力得到進一步的提升。在后續(xù)的專業(yè)課程學習和科研活動中，配位化學課程必將對他們的學習和科學研究提供了有利的理論保障和極大的促進作用。

2.教學活動的具體實施：

隨著教學改革的深入，教學方法與手段改革的重要性越來越突出，針對配位化學課程的特點，積極進行教學方法和手段的改革。[4]

1、課堂教學采用討論式、互動式的教學方法，注重科學思維，科學方法教育

以基本認知，理論深入，總結規(guī)律和實際應用為配位化學課程的主線來構建學生的知識框架，并貫穿到現(xiàn)代分析技術課程的相關知識內容中，實現(xiàn)課程間的互動。為了調動學生的學習積極性和主動性，我們采用了實際案例討論式、互動式等教學方法為主、多種形式相結合的教學方法，實現(xiàn)了師生的雙向互動，促進了教學。在教學中，強調理論與實際相結合，注重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。在教學中注重引導學生對科學思維、科學方法的學習和運用，啟發(fā)學生由此及彼、融會貫通，使學生由被動接受轉為主動參與、思考，發(fā)揮了學生的主體作用，培養(yǎng)了學生的發(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的學習模式轉變?yōu)橐詫W生為主體，以教師為主導的教學模式。

2、加強實驗教學，提高實驗教學效果

在學校政策支持下，逐步建設和完善實驗教學的儀器設備。在實驗內容上，不斷補充一些高端的、有先進的大型儀器參與樣品制備、樣品測試及數(shù)據采集、數(shù)據分析等的實驗課程，結合儀器測試結果，引導學生合理、正確的運用配位化學相關理論分析處理實驗數(shù)據，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生獨立從事科學研究的邏輯性、嚴謹性和規(guī)范性。

結 語

我們在教學中，通過教學內容、教學模式的改革實踐，學生在配位化學的學習過程中既夯實了基礎理論知識，突出了課程內容的“高階性”，又豐富了學生的學習視野，提高了學生的“創(chuàng)新性”;理論教學與實踐教學相結合、基礎知識與學科前言相結合的方法，進一步提高了學生對知識渴求的“挑戰(zhàn)度”。

參考文獻：

[1]孫長艷 董 彬 李文軍等，配位化學課程中研究型教學模式探討 大學化學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)模式的深度思考學習習近平關于創(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)為實踐基礎促進大學生創(chuàng)新綜合素質的提升，廣州化工，2021，48（5），288-291。

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