有機化學課程的探索與分析

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[摘要]金屬有機化學是有機化學專業(yè)的一門分支學科，開設金屬有機化學課程體系對學科建設及人才培養(yǎng)起到關鍵的作用，同時有利于滿足地方高校對金屬有機合成及應用的需要。文章從金屬有機化學課程的作用、教學目標及任務、教學方法及手段、相關教材及師資隊伍方面進行了探索和分析。

[關鍵詞]金屬有機化學；課程建設；人才培養(yǎng)

金屬有機化學課程是有機化學和無機化學交疊的一門分支課程，它是在無機化學和有機化學相互滲透的過程中發(fā)展起來的，主要涉及金屬有機化合物的合成及其相關反應。縱觀金屬有機化學的發(fā)展充滿了大量的意外發(fā)現(xiàn)。早在1827年，丹麥藥劑師Zeise用乙醇和氯鉑酸鹽反應而首次合成了金屬有機鉑化合物。之后，科學家們通過不同的方法合成了大量的金屬有機化合物，并研究其在催化，材料等領域的應用。隨著研究的深入，已經(jīng)有許多科學家涉獵這方面的研究，自1963年以來，已有20多位科學家獲得了金屬有機化學方面的諾貝爾化學獎。由此可見，金屬有機化學具有重要的科學意義，并不斷推動人類社會進步和科學發(fā)展。這也體現(xiàn)了在高等院校開設金屬有機化學課程的重要性。因此本文將從開設金屬有機化學課程的作用，教學目標與任務，教學方法與手段及師資隊伍建設等方面探索和分析地方高等院校開設金屬有機化學課程的意義。

1金屬有機化學課程的作用

金屬有機化學作為有機化學和無機化學的交叉學科和分支學科之一，通常是普通高校高年級本科生的選修課程以及無機專業(yè)和有機專業(yè)研究生的必修課程。該課程涉及的基本理論較深，特別是一些理論需要借助無機化學理論來理解，同時也要有機合成功底，因此這就需要學生要正確掌握無機化學和有機化學的基礎理論知識;如有有機化學中的各種合成策略及無機化學中的各種配位場理論，晶體場理論及十八電子規(guī)則等。因此，通常高校在制定本科生人才培養(yǎng)方案時將會首先開設無機化學和有機化學課程，而金屬有機化學作為選修課程供有興趣的同學學習，本科生對金屬有機化學課程學習的要求不高，只要能夠掌握基本的金屬有機化學理論和相關化合物的制備方法即可，這能為他們今后考研打下基礎。而對培養(yǎng)研究生而言，特別是對于金屬有機合成及金屬催化專業(yè)研究生，這門課程的開設能夠極大地增強該專業(yè)研究生的專業(yè)理論知識，有利于學生利用相關知識解決科學研究中的具體問題，從而進一步培養(yǎng)了學生的學習興趣。

2金屬有機化學課程的教學目標與任務

金屬有機化學課程教學主要完成基本的理論講解，如配位化學，金屬配合物的相關性質等，以及不同的反應類型與機理，金屬有機化學的物理測量方法及其在有機合成及生物方面的應用，向學生講授完這些知識后，希望能夠達到以下的教學目標及任務：(1)提高學生的思想道德品質，文化科學知識和身心素質；(2)使學生掌握基本的金屬有機化學知識和培養(yǎng)學生運用該知識的能力，從而提高學生學習該門專業(yè)課程的學習興趣；(3)使學生掌握金屬有機化學的實驗技術，如無水無氧操作技術等；(4)使學生了解金屬有機化合物的形成方式，金屬配體的配位類型及一般性質；(5)了解金屬有機化合物的類型及所發(fā)生的反應；(6)掌握氧化加成與還原消除反應以及插入反應這些典型的反應類型；(7)掌握均相催化的機理，包括烯烴的異構化、加氫反應、氫甲酰化、偶聯(lián)反應等反應類型；(8)熟練掌握金屬有機化學的相關應用，如烯烴的復分解反應、碳氫鍵活化及金屬有機功能材料等方面的應用。

3金屬有機化學課程的教學方法

在講述這門課程之前，必須首先選定好一本教材，目前關于這門課程的教材很多，最近出版的是宋禮成院士和王佰全教授編寫[1]，這也是目前關于金屬有機化學教材中最全面的教材。確定教材之后，形成各位教師獨有的教學方法，需要老師們自己在教學過程中不斷積累、創(chuàng)新和探索，在此，我通過瀏覽文獻、并結合在學習金屬有機化學過程中的心得以及地方高校的教學要求，對金屬有機化學教學方法做如下總結：

一、以“激發(fā)興趣”、“熟練掌握”、“形成系統(tǒng)”、“靈活運用”為目的的教學模式。以通俗易懂的教學案例激發(fā)學生的學習興趣，比如學生通常喜歡老師給他們講解關于某個反應類型的反應機理，開動學生的思維能力；以熟練掌握教材中的歸納性及總結性的反應類型、機理及相關應用。形成系統(tǒng)即在學習的過程中帶領學生抓緊教材中的一條主線。；靈活運用即能夠讓學生利用所學到的相關理論解決金屬有機化學問題。

二、強化和注重基礎理論知識的講解。作為交叉學科，金屬有機化學涵蓋無機化學及有機化學專業(yè)兩方面的專業(yè)理論知識。使學生弄懂了基本理論，這樣讓學生在今后的學習過程中能夠靈活地運用這些理論解決金屬有機化學問題。從大的方面來講，其基礎知識分為兩大類：金屬有機化合物的合成及測量該類化合物在材料，催化劑高分子科學上的應用[2]。

三、注重基本問題及金屬有機專業(yè)術語的講述。在學習金屬有機化學的過程中，往往我們會接觸到很多新的問題及專業(yè)術語。基本問題主要涉及的是反應機理的講述，如氧化加成與還原消除機理，親電與親核取代反應機理，插入反應機理及復分解反應機理等，這方面的教學，不能強迫學生去記憶，而是提醒學生今后碰到類似的反應能夠抓住反應的本質。而對于金屬有機專業(yè)術語主要可能涉及一些人名反應以及反應機理中描述的專業(yè)術語，有時描述金屬配體多重鍵，如卡賓和卡拜等。四、借助現(xiàn)在教學技術為教學手段，啟用網(wǎng)絡教學模式[3]。在學習該課程的過程中，經(jīng)常會接觸到畫圖和反應圖示以及反應機理的描述。這樣可以提高教學效果。

4師資隊伍建設方面

擔任金屬有機化學課程的教師可以是有機化學專業(yè)的老師，也可以是無機化學專業(yè)的老師，但必須在金屬有機方面具有較扎實的理論基礎，當然，教學經(jīng)驗是逐漸積累起來的。近年來，隨著研究生招生人數(shù)的擴大，全國一流的高等學校為地方院校輸送了大量金屬有機化學專業(yè)方向的博士研究生，這樣壯大了地方高校金屬有機化學的教學隊伍及科研隊伍，為專業(yè)人才培養(yǎng)提供了有力保障。總之，地方高校開設金屬有機化學這門專業(yè)課程，對高校提高人才培養(yǎng)質量，加強有機化學及無機化學兩門專業(yè)課程的發(fā)展具有重要意義。今后，我們也將繼續(xù)關注、重視和發(fā)展這門課程的硬件建設和師資隊伍建設。

參考文獻

[1]宋禮成，王佰全．金屬有機化學原理及應用[M]．北京：高等教育出版社，2012．

[2]高偉，伍喬林，羅旭陽．《金屬有機化學》教學中的幾點體會[J]．高教學刊，2016，14：66-67

[3]王健春，王果，孟祥福．《金屬有機化學》教學心得[J]．首都師范大學學報(自然科學版)，2011，A1：79-81．

作者:歐亞平 毛芳芳 崔鶯 張復興 單位:衡陽師范學院化學與材料科學學院