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摘 要:金属有机化学是一门交叉学科,是无机化学,有机化学专业的主干课程。近年来,针对本课程的教学改革也是热点之一。文章针对目前金属有机化学教学中的教学计划,教学方法以及考核方式等教学改革方面进行了探讨。
关键词:金属有机化学;教学改革;经验体会
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2016)14-0066-02
Abstract: Organometallic Chemistry, as a vital required course of organic chemistry and inorganic chemistry majors, is an interdisciplinary subject. Recently, the teaching reform based on this course is also a hot issue. The paper explores the teaching reform, such as teaching plans, teaching methods, and evaluation methods, in the process of teaching Organometallic Chemistry.
Keywords: Organometallic Chemistry; teaching reform; experiences
《金属有机化学》是有机化学专业一门重要的基础课,是无机化学与有机化学交叉学科。金属有机化学在催化方面有及其重要的应用,学习好金属有机化学对于学生在催化机理方面及有机合成方面的培养具有重要意义。我们选取宋礼成[1]老师编的《金属有机化学》作为教材。由于内容多,学时少(48学时),如何在有限的时间里使学生高效地掌握所学知识显得极为重要。许多学者在《金属有机化学》教学改革方面进行了行之有效的探索。[2-4]作者通过这几年教学的探索,总结了一些有用的教学经验,注重基础知识的讲授,更新课程内容,关爱学生在课程的传授中起着重要的作用。作者这些经验供大家参考,同时对于新工作的老师,如何较好地进行《金属有机化学》课程的讲授具有一定的借鉴意义。
一、注重基础知识的讲授
金属有机化学的作为无机化学和有机化学连接的桥梁,其基础知识分為两类:(1)金属有机化合物的合成及其性质,即合成金属有机化合物,并研究这些化合物(通常是晶体)的物理学性质及其在材料学、高分子科学上的应用;(2)金属有机合成化学的应用,即研究金属有机化合物在合成中的应用,虽然也合成金属有机化合物,甚至设计配体,但是目的在于探究其在有机合成学上的作用,主要是催化性能,有时也会有计量的金属有机化合物参与反应。金属有机化学讲授除了一些基本的知识以外,主要的一个方面是要建立学生对催化剂的认识。主要是建立催化剂结构与催化剂性能之间的联系。
(一)注重基本问题的讲授
金属有机化学的基本问题主要在于基元反应的反应机理,金属有机配合物在催化方面的应用。
(二)注重金属有机基元反应的讲授
金属有机基元反应包括配体的配位与解离,消除与迁移插入反应;氧化加成与还原消除。这些基元反应是构成金属有机机理的根基。所以要着重对这方面的讲授。在实际的教学过程中,不能要求学生机械地记住这些基元反应,而是培养学生遇到类似的反应,能够举一反三,明确金属有机化学反应的实质。
(三)注重金属有机专有术语的讲述
金属有机化学中有很多特殊的专用术语,比如beta-H消除,还有一些对于配合物几何形状的描述,这些术语也是贯穿整个课程的一个重要内容。
(四)注重反应机理的讲述
金属有机化合物的氧化加成与还原消除,金属有机化合物的插入与消去反应,金属有机化合物的亲核和亲电性质中的加成与提取反应,金属有机化合物的卡宾和卡半化合物,金属有机化合物的均相催化。在课堂教学中以比较直观的化学画图和反应图示等化学软件作为机理研究的方式之一,使学生在学习基础知识的同时,通过一定的反应机理推论了解金属有机化学的基础对在有机反应和高分子化学的应用重要性,掌握金属有机化学基础知识的延伸及与其他相关化学学科的密切联系,使学生在学习基础知识的同时获得一定量的反应联系信息,满足和激发学生的求知欲和主动学习的兴趣。
(五)理论联系实际,注重实例的讲述
金属有机化学作为本科生和研究生的专业课,与基础化学学科一样都要有实验来支撑理论知识。在授课时不仅仅要注重基础知识的讲解,利用实验的实例引导学生对理论知识的体系的构建很重要。在原有有机化学和经典无机化学的基础上,特别以过渡金属的金属有机化合物为重点,强调以具有配位结构几何金属中心的系列有机反应,从而突显出过渡金属有机化合物在催化中的重要应用。它们不仅可以作为有机合成和高分于聚合反应的催化剂,而且对过渡金属丰富的电子结构特征在有机反应机理了解和认识的重要意义。利用最新的金属有机期刊中所发表的金属有机配合物作为实例,将理论与实验相结合,既拓宽了学生的知识面,同时也加深了他们对于基础知识的理解与归纳。
二、注重与学生在课程方面的互动
金属有机化学讲授除了一些基本的知识以外,主要的一个方面是要建立学生对催化剂的认识和加强学生对催化剂结构与催化剂性能之间的联系的认知。学生们往往学了理论知识以后,遇到实际的问题仍然不知从哪些方面入手。这就需要新的教学方法与学生的互动相结合,让他们在面对新的问题时,有相关理论作为支撑。在基础知识讲解完成后,可以选择一些金属有机化学领域比较权威的期刊杂志,让学生从中摘选,分组讨论,然后做出总结。这样学生不仅仅局限于理论知识,而是将视角放大于前沿与创新,同时也锻炼学生在学习中能有协作意识和总结能力。这样一来,利用文献和理论相结合,让学生整合知识后,做出总结与报告,既培养学生的学习能力,同时学生在金属有机化学的前沿方面也会有所了解。这样的互动,让学生与教师同时有所提高,也突破了传统的教学模式,同时也提高了学生的专业英语水平。
三、注意授课内容的更新
金属有机化学近年来发展很快,不断有新的结构的催化剂被报道,不断有新的催化反应被发现。所以要密切关注这些新知识的更新,使授课内容能跟上时代的步伐,同时引导学生注意标准的更新问题。
四、完善学生学习的评价体系
如今高校的教学改革进行的如火如荼,改变和完善评价体系对于教学起着推动型的作用。理论考试成绩为主的评价体系已经不能适应创新课堂的发展需求,平时的课堂成绩,实验成绩和理论成绩相结合,才能客观的表现出学生对于这门课程理解和认知程度。在改善评价体系的同时,教师也应该与学生共同成长,学会关爱学生,尽可能地知道每个学生的名字与特点,与学生亦师亦友,增进学生的自信心,在良好的氛围下进行教学。
五、结束语
总之,金属有机化学课程是一门重要的学科。由于金属有机是一门交叉学科,所以在学习时要有无机和有机化学的而只是作为支撑。掌握基础知识是学习金属有机化学的不二法门,同时增进课堂上互动的氛围,注重课程内容的创新,培养学生的创新意识也是金属有机化学探索过程中不可或缺的部分。建立合理的评价体系,让学生在关爱和欢乐的环境下有效地学习与探索是我们共同努力的目标。
参考文献
[1]宋礼成,王佰全.金属有机化学原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2012.
[2]包永胜.金属有机化学教学中如何提高学生创新意识[J].科技信息,2012,34:570-571.
[3]贾爱铨,辛志峰,张千峰.金属有机化学课程双语教学的实践[J].安徽工业大学学报,2012,3:144-145.
[4]王健春,王果,孟祥福.《金属有机化学》教学心得[J].首都师范大学学报(自然科学版),2011,A1:79-81.
关键词:金属有机化学;教学改革;经验体会
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2016)14-0066-02
Abstract: Organometallic Chemistry, as a vital required course of organic chemistry and inorganic chemistry majors, is an interdisciplinary subject. Recently, the teaching reform based on this course is also a hot issue. The paper explores the teaching reform, such as teaching plans, teaching methods, and evaluation methods, in the process of teaching Organometallic Chemistry.
Keywords: Organometallic Chemistry; teaching reform; experiences
《金属有机化学》是有机化学专业一门重要的基础课,是无机化学与有机化学交叉学科。金属有机化学在催化方面有及其重要的应用,学习好金属有机化学对于学生在催化机理方面及有机合成方面的培养具有重要意义。我们选取宋礼成[1]老师编的《金属有机化学》作为教材。由于内容多,学时少(48学时),如何在有限的时间里使学生高效地掌握所学知识显得极为重要。许多学者在《金属有机化学》教学改革方面进行了行之有效的探索。[2-4]作者通过这几年教学的探索,总结了一些有用的教学经验,注重基础知识的讲授,更新课程内容,关爱学生在课程的传授中起着重要的作用。作者这些经验供大家参考,同时对于新工作的老师,如何较好地进行《金属有机化学》课程的讲授具有一定的借鉴意义。
一、注重基础知识的讲授
金属有机化学的作为无机化学和有机化学连接的桥梁,其基础知识分為两类:(1)金属有机化合物的合成及其性质,即合成金属有机化合物,并研究这些化合物(通常是晶体)的物理学性质及其在材料学、高分子科学上的应用;(2)金属有机合成化学的应用,即研究金属有机化合物在合成中的应用,虽然也合成金属有机化合物,甚至设计配体,但是目的在于探究其在有机合成学上的作用,主要是催化性能,有时也会有计量的金属有机化合物参与反应。金属有机化学讲授除了一些基本的知识以外,主要的一个方面是要建立学生对催化剂的认识。主要是建立催化剂结构与催化剂性能之间的联系。
(一)注重基本问题的讲授
金属有机化学的基本问题主要在于基元反应的反应机理,金属有机配合物在催化方面的应用。
(二)注重金属有机基元反应的讲授
金属有机基元反应包括配体的配位与解离,消除与迁移插入反应;氧化加成与还原消除。这些基元反应是构成金属有机机理的根基。所以要着重对这方面的讲授。在实际的教学过程中,不能要求学生机械地记住这些基元反应,而是培养学生遇到类似的反应,能够举一反三,明确金属有机化学反应的实质。
(三)注重金属有机专有术语的讲述
金属有机化学中有很多特殊的专用术语,比如beta-H消除,还有一些对于配合物几何形状的描述,这些术语也是贯穿整个课程的一个重要内容。
(四)注重反应机理的讲述
金属有机化合物的氧化加成与还原消除,金属有机化合物的插入与消去反应,金属有机化合物的亲核和亲电性质中的加成与提取反应,金属有机化合物的卡宾和卡半化合物,金属有机化合物的均相催化。在课堂教学中以比较直观的化学画图和反应图示等化学软件作为机理研究的方式之一,使学生在学习基础知识的同时,通过一定的反应机理推论了解金属有机化学的基础对在有机反应和高分子化学的应用重要性,掌握金属有机化学基础知识的延伸及与其他相关化学学科的密切联系,使学生在学习基础知识的同时获得一定量的反应联系信息,满足和激发学生的求知欲和主动学习的兴趣。
(五)理论联系实际,注重实例的讲述
金属有机化学作为本科生和研究生的专业课,与基础化学学科一样都要有实验来支撑理论知识。在授课时不仅仅要注重基础知识的讲解,利用实验的实例引导学生对理论知识的体系的构建很重要。在原有有机化学和经典无机化学的基础上,特别以过渡金属的金属有机化合物为重点,强调以具有配位结构几何金属中心的系列有机反应,从而突显出过渡金属有机化合物在催化中的重要应用。它们不仅可以作为有机合成和高分于聚合反应的催化剂,而且对过渡金属丰富的电子结构特征在有机反应机理了解和认识的重要意义。利用最新的金属有机期刊中所发表的金属有机配合物作为实例,将理论与实验相结合,既拓宽了学生的知识面,同时也加深了他们对于基础知识的理解与归纳。
二、注重与学生在课程方面的互动
金属有机化学讲授除了一些基本的知识以外,主要的一个方面是要建立学生对催化剂的认识和加强学生对催化剂结构与催化剂性能之间的联系的认知。学生们往往学了理论知识以后,遇到实际的问题仍然不知从哪些方面入手。这就需要新的教学方法与学生的互动相结合,让他们在面对新的问题时,有相关理论作为支撑。在基础知识讲解完成后,可以选择一些金属有机化学领域比较权威的期刊杂志,让学生从中摘选,分组讨论,然后做出总结。这样学生不仅仅局限于理论知识,而是将视角放大于前沿与创新,同时也锻炼学生在学习中能有协作意识和总结能力。这样一来,利用文献和理论相结合,让学生整合知识后,做出总结与报告,既培养学生的学习能力,同时学生在金属有机化学的前沿方面也会有所了解。这样的互动,让学生与教师同时有所提高,也突破了传统的教学模式,同时也提高了学生的专业英语水平。
三、注意授课内容的更新
金属有机化学近年来发展很快,不断有新的结构的催化剂被报道,不断有新的催化反应被发现。所以要密切关注这些新知识的更新,使授课内容能跟上时代的步伐,同时引导学生注意标准的更新问题。
四、完善学生学习的评价体系
如今高校的教学改革进行的如火如荼,改变和完善评价体系对于教学起着推动型的作用。理论考试成绩为主的评价体系已经不能适应创新课堂的发展需求,平时的课堂成绩,实验成绩和理论成绩相结合,才能客观的表现出学生对于这门课程理解和认知程度。在改善评价体系的同时,教师也应该与学生共同成长,学会关爱学生,尽可能地知道每个学生的名字与特点,与学生亦师亦友,增进学生的自信心,在良好的氛围下进行教学。
五、结束语
总之,金属有机化学课程是一门重要的学科。由于金属有机是一门交叉学科,所以在学习时要有无机和有机化学的而只是作为支撑。掌握基础知识是学习金属有机化学的不二法门,同时增进课堂上互动的氛围,注重课程内容的创新,培养学生的创新意识也是金属有机化学探索过程中不可或缺的部分。建立合理的评价体系,让学生在关爱和欢乐的环境下有效地学习与探索是我们共同努力的目标。
参考文献
[1]宋礼成,王佰全.金属有机化学原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2012.
[2]包永胜.金属有机化学教学中如何提高学生创新意识[J].科技信息,2012,34:570-571.
[3]贾爱铨,辛志峰,张千峰.金属有机化学课程双语教学的实践[J].安徽工业大学学报,2012,3:144-145.
[4]王健春,王果,孟祥福.《金属有机化学》教学心得[J].首都师范大学学报(自然科学版),2011,A1:79-81.