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金屬有機化學的意義范文1
關鍵詞：有機化學及實驗；精品資源共享課；建設；共享；協同創新
“有機化學及實驗”課程從2003年國家精品課程建設開始[1]，經過有機化學教學團隊近十年的建設，順利實現轉型升級[2]，入選國家級精品資源共享課立項項目，上線接受社會的評價?？偨Y近十年的建設體會主要包括下面三方面。
一、深化精品資源建設是關鍵
建設精品資源共享課的關鍵是結合課程的特點建設精品資源。包括深化教學內容和改革課程體系，研究教學方法，探索考核方式和考核內容，研制課程教學的新資源。
1.深化教學內容建設
（1）引入學科發展的新內容?！坝袡C化學及實驗”是技術基礎課，在引進學科發展新內容時要有選擇，既要保證課程的基礎性，又不能增加課程的教學學時數。
有機化學課程引進了下述新內容：①有機化合物旋光性的螺旋理論――結構與旋光性的關系。國內外的有機化學教材中都沒有解決有機化合物產生旋光性的原因，我國化學工作者提出有機化合物分子的螺旋結構使分子產生旋光性[3]。將這一觀點引入教學，填補了有機化合物結構與旋光性的空白。②鄰基參與反應――某些反應分子構型保持。鄰基參與反應是1942年提出[4]、近年被有機化學工作者所共識，把這個反應引入教學，糾正了對某些反應的構型、構型保持的錯誤解釋。③LDA低溫反應――實現羰基化合物交叉縮合反應。一直認為兩種羰基化合物交叉縮合是沒有合成意義的，近年發現強堿LDA在低溫下先與一種羰基化合物反應，然后加入第二種羰基化合物，實現了兩種羰基化合物選擇性地交叉縮合[5]，變成了一種重要的合成方法。④科研新成果――酚羥基快速醚化。筆者科研專利成果，酚羥基在適當的溶劑中，可以在室溫下，高轉化率、高選擇性、快速地被醚化[6]，增添了教學新案例。⑤室溫離子液體――多用途的新化合物。室溫離子液體的概念很早就被提出來，一直沒有引起化學工作者的注意，近年來其合成、反應、應用都發展很快，是有機化學教學的新案例。⑥有機氟化合物――有特殊性能的鹵化物。有機氟化合物是近年有機化學研究的熱點領域[7]，其性能特殊，有特殊用途，引進教學拓展了鹵烴的性質。⑦雙氧水――綠色氧化劑。隨著綠色化學的發展，發現雙氧水能氧化多種官能團化合物，有的已實現工業應用。因此引入用雙氧水替代污染嚴重的重鉻酸鉀作為氧化劑的教學案例。諸如這些內容的引入保持了教學內容鮮活性，又沒有增加學時數。
（2）全面介紹有機化合物的內容。有機化學一直重視石油加工及其化學，而忽視煤、生物質加工及其化學。我國煤儲量多于石油，近年來，煤加工生產有機化學品發展很快；生物質是綠色化學品來源，生物質煉制工程包括生物柴油、天然有機化合物的轉化等。增加這兩方面的內容，體現了《21世紀有機化學發展戰略》所提出的有機化學的定義[8]，也體現了有機化學發展方向。
（3）引入反應控制的基本概念。動力學控制/熱力學控制是高等有機化學的內容，將這一概念引入有機化學，既提升了教學內容，又簡化了一些繁瑣的解釋，如共軛二烯的1，2-加成與1，4-加成、芳烴的定位規律、邁克爾加成反應規律等的解釋。
（4）數字化模擬分子模型的使用。過去用鮑林提出的抽象的共振雜化體表示離域體系，如烯醇負離子的結構和性質，學生很難理解；現在使用可視化的數字化模擬分子模型表示，很容易理解離域體系的穩定性和反應性。
（5）簡化一些敘述性的內容。如各類官能團化合物的物理性質不再講解，而是讓學生自己去查找資料，不僅加深了對物理性質的理解，還培養了學生自學的能力。
2.研究課程新體系
新體系把有機化學課程分成三部分，基礎知識（或稱概論）篇，主干內容篇，前沿交叉知識運用篇。
將分散在整個課程的各章節的化合物的結構與基本性質、命名、同分異構體、結構表征（四大譜）等內容集中，構成課程的基礎知識篇。好處是提高了課程的基礎，為后續課程內容學習做鋪墊，節省學時，集成了知識模塊。飽和烴、不飽和烴、芳香烴、鹵代烴、含氧化合物、含氮化合物構成有機化學的主干篇，主要介紹各類官能團化合物的結構與反應。其中通過（2n+2）個π電子規律將具有芳香性的芳烴和雜環化合物組合成一章，由加成-消除反應機理將羧酸及羧酸衍生物融合成一章，鹵烴/金屬有機、含氧/含硫化合物、含氮/含磷化合物分別組合成一章，天然化合物分散到相應的章節中。組合結果強化了課程內涵聯系，縮減了篇幅，節省了學時。糖、氨基酸蛋白質、類脂核酸、有機合成基礎為前沿交叉知識應用篇，改用反應原理為主線組織課程，知識連貫順暢，內容容易理解，前兩篇的基本理論和基本反應得到了鞏固、應用和深化。
改革后的課程體系，體現有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用及有關理論和方法的科學。課程的起點提高，內容深化，學時減少，體現課程的基礎性，符合認知規律，為自主學習留有空間。
3.研究式教學方法的探索與實踐
研究式教學方法起源于問題式教學的方法（PBL），是以學生為本的教學方法。筆者認為只要是實現以教師為中心向以學生為中心轉變，以課堂單一教學形式向以圖書館、實驗室、科學實踐多種教學形式轉變，以灌輸的方法向以啟發、引導、研究等多種方法轉變，以“一次成才”為目標向培養“終身學習能力”為目標轉變的教學都屬于研究式教學方法范疇。不同的課程會衍生出多種形式，有機化學教學團隊探索實踐了多種教學模式，其中包括：
（1）研究式討論課。基本做法分六個步驟：教學設計、提煉問題、公布問題、集中討論、教師總結和提煉新問題等。多數學生對研究式教學模式是積極參與和支持的，學生由知識的被動接受者變為知識的主動構建者，教師由知識的傳授者變為知識構建的引導者。不僅訓練學生解決技術問題的能力，還要培養學生適應環境、與人溝通合作及協調各方面關系的綜合能力。
（2）對比遷移式教學方法。對比遷移式教學方法是引導學生將已學的知識在變化的情景中對比分析并加以運用，以實現掌握新知識的教學方法。這一方法特別適合有機化學課程，例如：以反應規律為主線將烯烴的知識遷移到二烯、炔、小環烷烴，芳烴的知識遷移到雜環化合物、酚、芳胺、芳酸等，鹵烴的知識遷移到醇、醚、環氧化合物，醛酮的知識遷移到羧酸及其衍生物，醇醛酮的知識遷移到糖等。每組前面的內容精講、細學、討論深透，后面的內容粗講、引導討論，給學生充分的自主學習空間。探索出“重點講解-對比討論-提高終身學習、知識應用能力”的有機化學教學新路子。
4.探索與教學模式相適應的考核方式和考核內容
依據課程體系的特點和當代大學生學習的特點，本課程實施大課化小課的考核方式，采用閉卷和開卷兩種考核形式。大課化小課考核也可以期中考核50分，期末考核50分，考過的內容不再特意考核，促使學生把精力放在平時知識積累上，減輕學生的負擔。閉卷考核增加主觀題目，引導學生自主學習主動思考，展示知識運用能力，幫助學生弄清概念，從課程整體高度掌握知識體系。開卷式考核是一個包含所學過大部分內容的合成題目，給學生較長的時間，查閱資料，相互討論，寫出報告，完成考核。組織集中交流典型的試卷，相互借鑒，是一次復習深化過程。
5.研制課程教學新資源
配合研究式教學，有機化學教學團隊研制出版了一批體現現代信息技術和教學手段的教材和教學輔助資料。
（1）在高等教育出版社出版四套立體化教材：“十一五”國家規劃有機化學立體化教材（《有機化學》第2版、《有機化學學習指導》、《有機化學課堂教學軟件》2.0版和《有機化學電子講義》，共四部），其中《有機化學》第2版被評為2008年精品教材、“十二五”規劃教材；“十一五”國家規劃有機化學實驗立體化教材（《有機化學實驗》第4版、《有機化學實驗助教性課件》2.0版、《有機化學實驗助學性課件》附在書后，共三部），其中《有機化學實驗》第4版獲得大連市優秀科技著作一等獎；雙語教學示范課用書立體化教材（Organic Chemistry、Organic Chemistry Experiments，共二部）；校際聯合編寫工科基礎化學系列課教材中有機化學立體化教材（《有機化學簡明教程》、《有機化學簡明教程學習指南》、《有機化學簡明教程電子教案》，共三部）。
（2）研制新世紀“有機化學網絡課程”，獲國家優秀網絡課程榮譽稱號。這是精品課程之前的工作，“有機化學網絡課程”是一種新的教學模式，又是一種新的教學手段，也是精品課程順利轉型升級為精品資源共享課的基礎。
二、共享是精品資源共享課的特點
1.建設精品資源共享課，教學隊伍是關鍵
有機化學及實驗現有教學師資隊伍包括六名教授、四名副教授、兩名講師和實驗室工作人員。其中一人為高等學校教學名師獎獲獎者，兩人為遼寧省教學名師；一人在國外教學進修過一年，負責電子資源建設和網上傳輸技術處理；一人負責國家雙語示范課教學；五人在教育部高等學校教師網絡培訓中心授過課，直接學習的有機化學教師上千人，錄制了一批授課實況。優秀的教學隊伍保證了課程能夠實現共享。
2.基本資源系統豐富，適合網絡傳播
課程介紹、教學日歷、教學大綱、課程結構、重點難點解析、習題作業、課程總結、試卷、重要參考資料（網絡鏈接，紙質資料目錄）、講課錄像等資料齊全，網上傳輸流暢。除此之外，還提供了有機化學及實驗課程特有的基本資源：實驗教學錄像，實驗整體安排要求講課錄像（在高校教師網絡培訓中心授課錄像），數字化模擬分子模型的制備與應用授課錄像（在高校教師網絡培訓中心授課錄像），有機化學雙語教學部分錄像（在高校教師網絡培訓中心授課錄像），2005年、2008年二次出版的電子講義（高教出版社免費贈送）和開放實驗教學等資源介紹。
三、協同創新建設教學資源
協同創新是指按照精品資源共享課的要求，研制拓展資源。有機化學教學團隊研制了下述新資源。
1.研制數字化模擬分子模型庫
研制了有機化學教學常用的近500個化合物的數字化模擬分子模型，每個化合物有8種分子模型，并用于教學，既是教學新內容又是教學新手段。在國外，數字化模擬分子模型用于教材編寫僅限于近十年幾本流行的優秀教科書，用于教學也僅是幾所名校。將靜電勢能圖模型的彩色標改成黑白色標，用于紙質教材可降低印刷成本。
2.研制模擬計算實驗
隨著教育教學信息化技術的發展，現代化學教育發展趨勢是從單純動手實驗轉向動手實驗和模擬計算實驗兩方面培養學生解決實際問題的能力和創新研究能力。為此，有機化學教學團隊研制了一批模擬計算實驗，經少數學生試用效果較好。
3.校際聯合編寫工科基礎化學系列教材
參考“化工類工程教育專業認證標準”（試用）和“化學工程與工藝專業指導性培養規范”（草案）的要求，大連理工大學（有機化學）、天津大學（無機化學）、浙江大學（分析化學）和北京化工大學（物理化學）聯合研究編寫了工科基礎化學系列教材。高等教育出版社出版后，經過2年使用，反映很好。有機化學教學團隊負責編寫有機化學立體化教材（共三部）。其中《有機化學簡明教程》是按精品課程研究的新課程體系編寫（學時數為60左右），數字化模擬分子模型貫穿全書。
參考資料：
[1] 教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知[Z]. 教高[2003]1號.
[2] 教育部關于國家精品開放課程建設的實施意見[Z]. 教高[2011]8號.
[3] 尹玉英，劉春蘊. 有機化合物分子旋光性的螺旋理論[M]. 北京：化學工業出版社，2000.
[4] S. Winstein et al. J. Amer. Chem. Soc. 1942， 64： 2780.
[5] Graham Solomons T W. Organic Chemistry，9th Ed[M]. John Wiley and Sons， Inc. 2008.
[6] 高占先等. ZL 2007 1 0158795.9（2008），申請號201110097447.1（2011），申請號201110233332.0（2012）[Z].
