無機化學是針對醫藥類院校學生開設的一門公共基礎課程，是培養一年級醫藥類學生與醫藥相關的公共基礎知識、計量素質和基本實驗素質的必修內容。該門課程不但為后續臨床教學實踐中的用藥劑量和用藥濃度調控以及藥物的合成、鑒定和配伍等內容的應用提供重要的基礎，而且為醫藥類學生了解臨床上的治療方案和過程提供了重要的依據，因此學習足夠的無機化學知識是十分必要的。以下介紹本人近年來在無機化學教學改革中所進行的一些實踐。

1 介紹無機化學研究的最新進展

無機化學是一門古老而傳統的學科，其發展過程有數千年的歷史。如果我們上課中只是抱著書本，照本宣科，則課堂氣氛就會死氣沉沉。因此引入一些無機領域近些年研究的最新進展，不但可以活躍課堂氣氛，而且能夠激發學生們的學習熱情。比如對無機化學發展方向的介紹中，我們除了介紹經典的配合物化學研究，還介紹最近非常熱門的納米材料研究，特別是上轉換納米材料的研究最新進展就能顯著地激發學生們的學習興趣。首先，我們對納米材料做一個概括的介紹，正如中科院院士江雷所言：“納米材料尺寸介于分子水平與微米可視范圍之間，是傳統化學涉及較少的一個領域，也是一個非常有開發價值的領域?！备鲊纪度氪罅康娜肆臀锪?，研究納米材料的合成、表征和功能特別是生物功能的研究。上轉換納米材料是一種具有示蹤探針作用的重要納米材料，研究最多的母體是 NaYF4: Yb,Tm 和 NaYF4: Yb, Er。教員給出一張該類物質的激發和躍遷譜項圖，說明所謂的上轉換發光就是連續吸收兩個光子的光，從而發射一個光子的光，因此發射光的能量比吸收光的能量明顯要高，也就是該物質可吸收近紅外區域的不可見光，而可以發射波長較短能量較高的可見光。正是因為上轉換材料有著高的光學穩定性、低的光學毒性、較深的穿透深度、沒有自身的背景熒光干擾、極少的光漂白作用以及大的反斯托克茲位移，因此被廣泛應用于細胞成像和生物成像方面。然后結合本人開展的工作和文獻報道，說明將具有磁共振作用的 Gd 摻入到上轉換材料中，材料將兼具上轉換材料的示蹤作用和 Gd 的磁共振效果，起到多模式成像的作用。即將該材料注入待檢測器官中，通過活體成像儀并結合核磁共振設備，就可看到該器官明顯的上轉換熒光和在清晰的核磁共振圖像。此外，我們還介紹了將上轉換納米材料和有放射作用的核素摻雜時，研究它進入小動物體內后在各器官的儲存與分布情況。借助于單光子掃描斷層成像儀（SPECT），該類上轉換納米探針在生物體內的實時分布和儲存情況就能被清楚地觀察到，相應的圖片栩栩如生，對研究該類探針在生物體內的實時狀態具有重要的科學意義。當我們向大家介紹了上轉換納米材料作為生物成像的部分最新進展時，同學們的學習興趣大增，全堂課中沒有睡覺和注意力不集中的現象?？梢哉f，通過介紹無機化學學科中的一些最新進展，不但激發了學生們的學習積極性，還改變了“滿堂灌”教學方式，學生對這種授課方式普遍反映很好。

2 引入案例式教學

無機化學是一門理論和實踐結合的課程，如果我們在課堂上只強調理論，就有可能落入枯燥的理論灌輸，學生對這門課的學習興趣就不能很好地得到調動。而在一些授課過程中適當地引入案例式教學，就可以改變學生被動聽課的情況，明顯地提高授課質量。例如在講授化學反應速率部分內容時，除了講授碰撞理論和過渡態理論等重要的理論外，我們還適當地引入了化學動力學研究過程中一個重要的教學案例“飛秒化學”：化學動力學作為一門獨立的學科已有一百多年的歷史，其發展經歷了從宏觀動力學到微觀動力學的兩個主要階段。從宏觀上去解釋化學反應，無法完整描述化學反應中分子的真實變化過程，因為化學反應中分子真實變化過程的時間往往是在皮秒（10-12s） 和飛秒（10-15s）的數量級。為了進一步了解化學反應的微觀狀態，從二十世紀中期開始，化學反應的動力學研究進入了微觀動力學時代。1949 年和 1953 年，諾里什（G.W.Norish）、波特（G.Porter）和艾根（M.Eigen）分別發展了閃光光解和馳豫技術，并研究了壽命為微秒的反應中間體。后來，李遠哲和美國化學家赫休巴赫（D. R. Herschbach）用交叉分子束和激光技術研究分子反應動力學，從而能夠確定從反應物到過渡態的能量變化。20 世紀 80 年代，埃及物理化學家澤維爾（A.H. Zewail） 教授利用飛秒激光脈沖技術研究化學反應的機理，首次直接從實驗中觀察到化學反應的過程，真正實現對基元反應的“實時”檢測，實現了人們在分子層次上觀察化學反應的夢想，并創立了飛秒化學的研究分支，榮獲 1999年諾貝爾化學獎。當介紹完了這些內容之后，我們還將飛秒激光脈沖儀器及其主要工作原理的照片附在幻燈片上，并將澤維爾本人的研究工作歷程簡要地介紹給大家。并進一步補充，飛秒化學的發展極大地推動了化學動力學的研究，使我們可以更深入地了解發生在氣相、液相、固相、團簇和界面中分子的動力學行為，也可能從量子態 - 態相互作用的層次上對化學反應的過程實現控制，甚至可以幫助我們了解發生在生物體系中的種種變化。當在講授化學反應速率的過程中穿插飛秒化學介紹的教學案例后，同學們會覺得原來抽象枯燥的內容變得生動有趣了，化學反應速率的研究不光是空洞的理論，而且在實際的科研和工農業生產中有著重要的應用?；瘜W動力學是一門常新的學科，它隨著科學技術和檢測方法的進步在不斷發展創新。通過引入“飛秒化學”這個嶄新的教學案例，大大地激發了學生們的學習熱情，收到事半功倍的教學效果。

3 積極上好討論課

無機化學是學生在大學中的一門重要基礎課。為了培養學生自我獲取知識、更新知識的能力，就需要教員改革傳統的教學方法，開展啟發式教學，其中一個重要途徑就是上好討論課。比如在講食物的酸堿性內容時，教員就給大家布置一個討論題：是不是吃起來酸的食物就是酸性的？大家了解常見的酸堿食品有哪些？其后的一段時間里，學生廣泛地查閱了資料，進行了充分的準備并在討論課上積極發言，通過熱烈的討論，他們對食品的酸堿性和日常生活中一些常見的酸堿食品有了更深入的認識：大部分人認為吃起來酸的食品就是酸性的，其實，食品的酸堿性不能用簡單的味覺來判定。營養學上的食物酸堿性是指進入的食物經過消化、吸收，進入體液的最終形成物是酸性還是堿性而言。雖然有些水果口感呈酸性，這是由于它們含有機酸，因而入口時給人一種酸性感覺，但這樣的酸性物質進入人體后，會徹底地被氧化成二氧化碳和水而排出體外，在體內剩下的最終生成物是鈉、鉀、鈣、鎂等金屬陽離子形成的堿性化合物居多，因此大多數水果是堿性食品。而所謂的酸性食品是指食物在體內經消化、吸收后，進入人體體液的最終產物是磷、硫、氯等非金屬元素構成的酸根陰離子。比如，常見的肉類和蛋類食物在體內代謝都能形成上述酸根離子，因此屬于酸性食品。在討論課中，他們結合查找到的資料，知道可將食品分為強、中、弱酸性或堿性食品。其中，一部分同學主要關注酸性食品，通過獲得的文獻資料，他們得出比較常見的強酸性食品有蛋黃、乳酪、甜點、白糖、金槍魚和比目魚，中酸性食品有火腿、培根、雞肉、豬肉、鰻魚、牛肉、面包，而弱酸性食品有白米、花生、啤酒、海苔、章魚、巧克力、空心粉和蔥等。另一部分同學則將主要精力放在尋找堿性食品的材料上，他們發現比較常見的強堿性食品有葡萄、茶葉、海帶、柑橘、柿子、黃瓜、胡蘿卜，中堿性食品有大豆、番茄、香蕉、草莓、梅干、檸檬、菠菜，弱堿性食品有紅豆、蘋果、甘藍菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨和馬鈴薯等。在這次討論課中，通過更深入地討論，他們了解到，長期食用堿性食品是有助于健康的，而過量食用酸性食品則容易使人處于酸性體質，酸性體質很容易使人患病，很多癌癥都是由于長期吃大魚大肉并過量飲酒造成的。通過這樣兩個學時的一次討論課，可以變上課為被動學習轉化為學生主動去查資料、主動去了解與課本知識相關的最新進展，并進一步調動學生們學習的積極性，收到了良好的教學效果。教學討論課是無機化學教學改革的有益嘗試。

總之，在無機化學教學過程中，我們通過以上三個方面的有益教學嘗試，變教員被動授課為學生主動要學，極大地激發了學生們的學習興趣，學生們聽課時的注意力更加集中，師生間的教學互動更加積極，教學效果也有了顯著的提高。

參考文獻

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