案例式教学在医学院校无机化学“配位化合物”教学中的应用探索

摘 要：案例式教学法强调以案例作为学习的基础来开展教学。针对无机化学中“配位化合物”一章内容的重要性，且知识点多、实际应用比较广泛等特点，结合与学生专业相关的医学案例详细说明教学实施过程，同时小结了案例式教学优点与不足，为无机化学教学改革的开展提供了有益的尝试。

关键词：案例式教学；配位化合物；无机化学

中图分类号：G642.0 ；O611 文献标识码：A 文章编号：2095-2627（2017）11-0018

一、配位化合物在无机化学教学中的重要意义

无机化学教学内容主要包括三大结构和四大平衡，其中配位化合物是属于四大平衡中的内容。配合物是一类组成较为复杂、在理论上和应用上都十分重要的化合物，过去也称它为络合物。随着配合物研究、应用的迅速发展，目前已经形成一门独立的学科——配位化学。对配合物的研究不仅是现代无机化学的重要课题，而且对分析化学、生物化学、催化动力学、电化学、量子化学都有实际意义和理论意义。20世纪60年代，随着科学的发展，在生物学和无机化学的基础上已形成了一门新兴的边缘学科——生物无机化学。新学科的发展表明，配位化合物在生命过程中起着重要的作用[1]。如叶绿素是镁（Ⅱ）的配合物，血红素是铁（Ⅱ）的配合物，维生素B12是钴（Ⅲ）的配合物；体内许多生物催化剂——酶，也是配合物；一些药物本身就是配合物或者在体内形成配合物才能发挥药效。此次，在生化检验、环境监测、药物分析等方面，配合物的应用也很广泛。

二、案例式教学实施过程

案例式教学法强调以案例作为学习的基础，教学开展过程为： 提供案例，组织讨论（ 包括学生查阅资料、收集信息） ，教师评述，原理分析。而学生的学习过程应是： 案例情境，查阅资料、收集信息，分析材料，掌握原理及应用。让学生通过阅读、分析和思考以及相互间进行讨论和争辩，提高思维推理和处理问题的能力。

1. 配位化合物的教学目标。掌握配位化合物的基本概念、组成、结构、命名；重点掌握配位化合物价键理论和晶体场理论的基本内容；理解配位平衡常数的意义，影响配位平衡的因素；初步认识酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原对配位平衡的影响；熟悉配合物在分离、鉴定、临床医学上的应用。

2. 教学案例编写原则。为了紧密联系“医学”，在设计案例时应尽可能选择与学生专业相关联的案例，一方面是为了提高学生的学习兴趣，另一方面也有助于培养学生应用所学知识来解释工作生活中一些现象的习惯。通常采用问题式案例来实施教学，这些案例主要是来源于工作或生活实际，应具有如下特点：（1）医学关联性： 所选案例要具有一定的知识内涵，学生可从中获取知识，并尽量与其相关医学专业建立一定的关联性；（2）典型性： 所选案例要能够说明一类或一组事件，经典、典型；（3）针对性和启发性： 这类案例必须与教学内容一致，这也是正确分析案例的保证，通过分析案例启发学生思维；（4）趣味性： 可调动学生的学习兴趣。

3. 案例式教学具体实施。教师课前设计好整个章节的详细教案，并向学生提出本章教学目标及案例式教学计划。在开展本章教学前先将设计好的案例分发给学生，要求学生以小组的形式展开讨论和研究。通常5-10人为一组，每组推选一名同学担任组长，主要负责分配自主学习任务并整合自主学习所获的信息，由于不同学生的经验、技能、思维方式等呈现显著差异性，小组合作可以加深学生对问题理解的深度，培养其自主学习能力以及合作能力。

案例举例：从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞（Hg）的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病，叫”水俣病”，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫，直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是“水俣病”的起因。

问题：①自然界中汞的主要存在形式有哪些？在人体及动物体内的可能存在形式属于哪种类型的化合物？②汞中毒的可能机理是什么？③哪些药物可以作为汞中毒的解毒剂，试推断其解毒机理。

教师分析：由于动物体内许多酶（如琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶等）含的巯基能与汞发生反应，使其变性失活而丧失正常的生理功能。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞，体内这种物质可能是通过鱼虾进入人体和动物体内，从而引起人体脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。而医药上又利用解毒剂（如二巯基丁二酸钠）与金属离子的亲和力较强，他们能与重金属离子结合成不易解离的水溶性大的无毒配位化合物，最后由尿排出体外。因此，它们不仅能与游离的重金属离子结合，以保护酶系统，而且还能夺取已经与酶结合的重金属离子，使酶的活性恢复，从而达到解毒的目的。但若酶的巯基与重金属离子结合过久，酶已失活性则难以恢复，故重金属中毒需及早用药抢救。最后，主讲教师对整个教学内容进行总结，解决学生在学习、查阅资料期间遇到的问题，并指出学生忽略遗漏的知识点。

三、案例式教学评价小结

配位化合物这一章内容相对比较枯燥，在教学中尝试开展案例式教学来完成本章知识的学习，学生学习兴趣和参与程度有了较大提高。一方面学生带着问题学习，主动收集资料，表现出高度的学习动机；另一方面也对学生的思考和解决问题能力有了一定的培养，通过分组查阅资料与讨论来解决面临的實际问题，不仅大大拓展了学生的知识面，也有利于加深学生对教材中理论知识的理解。对老师而言，在实施案例教学过程中也有很多收获，同时对个人的知识储备和专业能力也提出了极大的挑战。虽然相对传统讲授式教学而言案例式教学有一定的优势，但在教学开展过程中同样也存在一些不容忽视的问题，一是课时不足，对比传统讲授式教学，案例式教学课时要多2个以上的课时，这与无机化学课程本身就课时不足的现实相矛盾；二是相对传统讲授式教学而已，虽然对调动学生积极性有一定帮助，但仍然存在个别同学不参与讨论的现象；三是案例来源也受到一定限制，难以全面反映课程内容。因此，案例式教学目前还只能作为传统授课方式的一个补充，不能完全替代传统讲授式教学。在无机化学教学过程中挑选合适章节来开展案例式教学，能起到一定的抛砖引玉的效果。

参考文献

[1] 谢吉民. 无机化学. 北京：人民卫生出版社，2009.

[2] 陆家政，陈菲，蒋京，曾宪栋，刘云军，管小艳，姚秀琼. 药学院无机化学课中的案例教学. 大学化学. 2012，26（6）：16-18.

[3] 王世盛，高志刚，宋其玲，赵伟杰. 药物化学教学中多层次案例教学法的运用初探。教育教学论坛，2015（15）：114-115

作者简介：蒋银燕，女（1981——），湖南益阳，讲师，硕士研究生，主要从事无机化学的教学与研究。

通讯联系人：张青芳，女（1985——），湖南岳阳，讲师，硕士研究生，主要从事化学课程教研与研究。