无机化学是针对医药类院校学生开设的一门公共基础课程，是培养一年级医药类学生与医药相关的公共基础知识、计量素质和基本实验素质的必修内容。该门课程不但为后续临床教学实践中的用药剂量和用药浓度调控以及药物的合成、鉴定和配伍等内容的应用提供重要的基础，而且为医药类学生了解临床上的治疗方案和过程提供了重要的依据，因此学习足够的无机化学知识是十分必要的。以下介绍本人近年来在无机化学教学改革中所进行的一些实践。
1 介绍无机化学研究的最新进展
无机化学是一门古老而传统的学科，其发展过程有数千年的历史。如果我们上课中只是抱着书本，照本宣科，则课堂气氛就会死气沉沉。因此引入一些无机领域近些年研究的最新进展，不但可以活跃课堂气氛，而且能够激发学生们的学习热情。比如对无机化学发展方向的介绍中，我们除了介绍经典的配合物化学研究，还介绍最近非常热门的纳米材料研究，特别是上转换纳米材料的研究最新进展就能显着地激发学生们的学习兴趣。首先，我们对纳米材料做一个概括的介绍，正如中科院院士江雷所言：“纳米材料尺寸介于分子水平与微米可视范围之间，是传统化学涉及较少的一个领域，也是一个非常有开发价值的领域。”各国都投入大量的人力和物力，研究纳米材料的合成、表征和功能特别是生物功能的研究。上转换纳米材料是一种具有示踪探针作用的重要纳米材料，研究最多的母体是 NaYF4: Yb,Tm 和 NaYF4: Yb, Er。教员给出一张该类物质的激发和跃迁谱项图，说明所谓的上转换发光就是连续吸收两个光子的光，从而发射一个光子的光，因此发射光的能量比吸收光的能量明显要高，也就是该物质可吸收近红外区域的不可见光，而可以发射波长较短能量较高的可见光。正是因为上转换材料有着高的光学稳定性、低的光学毒性、较深的穿透深度、没有自身的背景荧光干扰、极少的光漂白作用以及大的反斯托克兹位移，因此被广泛应用于细胞成像和生物成像方面。然后结合本人开展的工作和文献报道，说明将具有磁共振作用的 Gd 掺入到上转换材料中，材料将兼具上转换材料的示踪作用和 Gd 的磁共振效果，起到多模式成像的作用。即将该材料注入待检测器官中，通过活体成像仪并结合核磁共振设备，就可看到该器官明显的上转换荧光和在清晰的核磁共振图像。此外，我们还介绍了将上转换纳米材料和有放射作用的核素掺杂时，研究它进入小动物体内后在各器官的储存与分布情况。借助于单光子扫描断层成像仪（SPECT），该类上转换纳米探针在生物体内的实时分布和储存情况就能被清楚地观察到，相应的图片栩栩如生，对研究该类探针在生物体内的实时状态具有重要的科学意义。当我们向大家介绍了上转换纳米材料作为生物成像的部分最新进展时，同学们的学习兴趣大增，全堂课中没有睡觉和注意力不集中的现象。可以说，通过介绍无机化学学科中的一些最新进展，不但激发了学生们的学习积极性，还改变了“满堂灌”教学方式，学生对这种授课方式普遍反映很好。
2 引入案例式教学
无机化学是一门理论和实践结合的课程，如果我们在课堂上只强调理论，就有可能落入枯燥的理论灌输，学生对这门课的学习兴趣就不能很好地得到调动。而在一些授课过程中适当地引入案例式教学，就可以改变学生被动听课的情况，明显地提高授课质量。例如在讲授化学反应速率部分内容时，除了讲授碰撞理论和过渡态理论等重要的理论外，我们还适当地引入了化学动力学研究过程中一个重要的教学案例“飞秒化学”：化学动力学作为一门独立的学科已有一百多年的历史，其发展经历了从宏观动力学到微观动力学的两个主要阶段。从宏观上去解释化学反应，无法完整描述化学反应中分子的真实变化过程，因为化学反应中分子真实变化过程的时间往往是在皮秒（10-12s） 和飞秒（10-15s）的数量级。为了进一步了解化学反应的微观状态，从二十世纪中期开始，化学反应的动力学研究进入了微观动力学时代。1949 年和 1953 年，诺里什（G.W.Norish）、波特（G.Porter）和艾根（M.Eigen）分别发展了闪光光解和驰豫技术，并研究了寿命为微秒的反应中间体。后来，李远哲和美国化学家赫休巴赫（D. R. Herschbach）用交叉分子束和激光技术研究分子反应动力学，从而能够确定从反应物到过渡态的能量变化。20 世纪 80 年代，埃及物理化学家泽维尔（A.H. Zewail） 教授利用飞秒激光脉冲技术研究化学反应的机理，首次直接从实验中观察到化学反应的过程，真正实现对基元反应的“实时”检测，实现了人们在分子层次上观察化学反应的梦想，并创立了飞秒化学的研究分支，荣获 1999年诺贝尔化学奖。当介绍完了这些内容之后，我们还将飞秒激光脉冲仪器及其主要工作原理的照片附在幻灯片上，并将泽维尔本人的研究工作历程简要地介绍给大家。并进一步补充，飞秒化学的发展极大地推动了化学动力学的研究，使我们可以更深入地了解发生在气相、液相、固相、团簇和界面中分子的动力学行为，也可能从量子态 - 态相互作用的层次上对化学反应的过程实现控制，甚至可以帮助我们了解发生在生物体系中的种种变化。当在讲授化学反应速率的过程中穿插飞秒化学介绍的教学案例后，同学们会觉得原来抽象枯燥的内容变得生动有趣了，化学反应速率的研究不光是空洞的理论，而且在实际的科研和工农业生产中有着重要的应用。化学动力学是一门常新的学科，它随着科学技术和检测方法的进步在不断发展创新。通过引入“飞秒化学”这个崭新的教学案例，大大地激发了学生们的学习热情，收到事半功倍的教学效果。
3 积极上好讨论课
无机化学是学生在大学中的一门重要基础课。为了培养学生自我获取知识、更新知识的能力，就需要教员改革传统的教学方法，开展启发式教学，其中一个重要途径就是上好讨论课。比如在讲食物的酸碱性内容时，教员就给大家布置一个讨论题：是不是吃起来酸的食物就是酸性的？大家了解常见的酸碱食品有哪些？其后的一段时间里，学生广泛地查阅了资料，进行了充分的准备并在讨论课上积极发言，通过热烈的讨论，他们对食品的酸碱性和日常生活中一些常见的酸碱食品有了更深入的认识：大部分人认为吃起来酸的食品就是酸性的，其实，食品的酸碱性不能用简单的味觉来判定。营养学上的食物酸碱性是指进入的食物经过消化、吸收，进入体液的最终形成物是酸性还是碱性而言。虽然有些水果口感呈酸性，这是由于它们含有机酸，因而入口时给人一种酸性感觉，但这样的酸性物质进入人体后，会彻底地被氧化成二氧化碳和水而排出体外，在体内剩下的最终生成物是钠、钾、钙、镁等金属阳离子形成的碱性化合物居多，因此大多数水果是碱性食品。而所谓的酸性食品是指食物在体内经消化、吸收后，进入人体体液的最终产物是磷、硫、氯等非金属元素构成的酸根阴离子。比如，常见的肉类和蛋类食物在体内代谢都能形成上述酸根离子，因此属于酸性食品。在讨论课中，他们结合查找到的资料，知道可将食品分为强、中、弱酸性或碱性食品。其中，一部分同学主要关注酸性食品，通过获得的文献资料，他们得出比较常见的强酸性食品有蛋黄、乳酪、甜点、白糖、金枪鱼和比目鱼，中酸性食品有火腿、培根、鸡肉、猪肉、鳗鱼、牛肉、面包，而弱酸性食品有白米、花生、啤酒、海苔、章鱼、巧克力、空心粉和葱等。另一部分同学则将主要精力放在寻找碱性食品的材料上，他们发现比较常见的强碱性食品有葡萄、茶叶、海带、柑橘、柿子、黄瓜、胡萝卜，中碱性食品有大豆、番茄、香蕉、草莓、梅干、柠檬、菠菜，弱碱性食品有红豆、苹果、甘蓝菜、豆腐、卷心菜、油菜、梨和马铃薯等。在这次讨论课中，通过更深入地讨论，他们了解到，长期食用碱性食品是有助于健康的，而过量食用酸性食品则容易使人处于酸性体质，酸性体质很容易使人患病，很多癌症都是由于长期吃大鱼大肉并过量饮酒造成的。通过这样两个学时的一次讨论课，可以变上课为被动学习转化为学生主动去查资料、主动去了解与课本知识相关的最新进展，并进一步调动学生们学习的积极性，收到了良好的教学效果。教学讨论课是无机化学教学改革的有益尝试。
总之，在无机化学教学过程中，我们通过以上三个方面的有益教学尝试，变教员被动授课为学生主动要学，极大地激发了学生们的学习兴趣，学生们听课时的注意力更加集中，师生间的教学互动更加积极，教学效果也有了显着的提高。
参考文献
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