淺析如何加強(qiáng)核磁共振理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)的聯(lián)系*

張家新

北京師范大學(xué) 北京 100875

淺析如何加強(qiáng)核磁共振理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)的聯(lián)系*

張家新

北京師范大學(xué) 北京 100875

文中提出了目前一些高校核磁共振理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)相脫節(jié)的問題,對如何改進(jìn)和加強(qiáng)二者的聯(lián)系進(jìn)行了探討。

核磁共振；理論教學(xué)；實(shí)驗教學(xué)

自從1945年底及1946年初美國科學(xué)家布洛赫和珀賽爾分別發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象以來，核磁共振技術(shù)得到了飛速發(fā)展，如今已成為一門有完整理論的新學(xué)科。在各種各樣的化學(xué)分析儀器中，核磁共振波譜儀被公認(rèn)為是一種非常重要的研究和測試工具，它的許多功能是其他手段無法替代的。

近年來，隨著國家對高等教育的投資大幅增加，很多高校都購買了價格昂貴的核磁共振波譜儀，大力改善了教學(xué)及科研條件。但是,如今不少院校從事核磁共振波譜理論教學(xué)和管理核磁共振波譜儀的不是同一個人。從事理論教學(xué)的老師可能對最現(xiàn)代的核磁共振波譜儀的性能不了解，對最新的實(shí)驗技術(shù)不熟悉，而實(shí)際管理操作核磁共振波譜儀的教師又可能對理論教學(xué)的具體內(nèi)容不甚清楚，這樣就不可避免地造成理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)的脫節(jié)，不利于充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于提高學(xué)生把理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來的能力。本文對如何解決核磁共振理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)相脫節(jié)問題做一個探討。

一、理論教學(xué)的老師應(yīng)熟悉當(dāng)今核磁共振的新功能及新技術(shù)

自問世以來，核磁共振在硬件及軟件兩方面都發(fā)展迅猛，從當(dāng)初的連續(xù)波譜儀到如今的脈沖傅里葉變換波譜儀，從先前60兆的低頻儀器到現(xiàn)在普遍使用的400兆、500兆甚至600兆的高頻儀器；從一維實(shí)驗到二維、三維實(shí)驗以及固體核磁、蛋白質(zhì)分析應(yīng)用，從常規(guī)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析到動態(tài)學(xué)研究，最近又出現(xiàn)了低溫探頭、魔角旋轉(zhuǎn)和擴(kuò)散排序等新技術(shù)。但現(xiàn)在不少高校有關(guān)核磁共振波譜理論的教材及課件不是與時俱進(jìn)，而是沿用多年前的老教材內(nèi)容，對當(dāng)今核磁共振波譜儀的新功能及新實(shí)驗技術(shù)很少提及。這主要是因為波譜理論教學(xué)的老師很少關(guān)注核磁共振技術(shù)的發(fā)展，不了解其新功能及新技術(shù)，所以無法淘汰過時的東西而增加新鮮的內(nèi)容。比如以前的核磁共振波譜儀只能手動勻場，無法完全使樣品管周圍的磁場均勻化。為了提高信號的分辨能力，樣品管在實(shí)驗過程中必須不斷地高速旋轉(zhuǎn)，以使作用其上的磁場均勻化。但是樣品管高速旋轉(zhuǎn)會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)邊峰，更為嚴(yán)重的是高速旋轉(zhuǎn)的樣品管有時會破裂。但如今的核磁共振波譜儀增加了自動均勻功能，可以不旋轉(zhuǎn)樣品管而使磁場均勻化，因此如教師了解最新的自動均勻技術(shù)，就可以告訴學(xué)生不需手動勻場，不需旋轉(zhuǎn)樣品管而使實(shí)驗更安全，也沒有了旋轉(zhuǎn)邊峰而使譜圖更好看。

因此，為了使學(xué)生掌握有關(guān)核磁共振最前沿的知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，理論教學(xué)的老師應(yīng)時時關(guān)注當(dāng)今核磁共振的新發(fā)展，及時了解并熟悉儀器的新功能及新實(shí)驗技術(shù)，多與管理核磁共振波譜儀的教師溝通及交流，把理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)有機(jī)緊密地結(jié)合起來。

二、重視實(shí)驗教學(xué)，提高管理人員的素質(zhì)

現(xiàn)在像核磁共振波譜儀等大型儀器由于其功能強(qiáng)，技術(shù)更新快，需要的不再是過去那種“保安”式的僅僅只是看守儀器設(shè)備的管理員，而是需要既懂理論又熟悉操作技術(shù)的高級技術(shù)人才。因此，應(yīng)選配備責(zé)任心強(qiáng)、業(yè)務(wù)水平高的管理人員，盡力創(chuàng)造條件，讓核磁共振波譜儀的管理人員參加國內(nèi)外一些學(xué)術(shù)活動和定期培訓(xùn)，使他們不斷更新知識結(jié)構(gòu)，及時了解核磁共振的發(fā)展動態(tài)，熟練掌握核磁共振的最新實(shí)驗操作技術(shù)，提高業(yè)務(wù)技能和綜合素質(zhì)，使儀器原有的功能得到充分利用并能進(jìn)行深層次的開發(fā)。另外，要重視實(shí)驗教學(xué)，實(shí)驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的不可替代的平臺，是鞏固理論教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)。理論教學(xué)的教師和儀器的管理人員要善于吸收核磁共振的最新發(fā)展成果，互幫互學(xué)，相互探討如何結(jié)合核磁共振的新功能和新技術(shù)，對實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革和創(chuàng)新，改變以往依附于理論課，滯后于新知識、新技術(shù)發(fā)展的實(shí)驗教學(xué)模式，使學(xué)生充分了解核磁共振的最新功能和技術(shù)，大力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動手操作的欲望，最終達(dá)到拓展視野、學(xué)以致用、學(xué)會創(chuàng)新、掌握技能的目的。

三、面向?qū)W生有序開放核磁共振波譜儀

由于核磁共振波譜儀價格昂貴，不少高等院校不讓學(xué)生親自動手操作儀器，擔(dān)心學(xué)生不小心會損壞儀器。其實(shí)，如果先對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，對培訓(xùn)合格者發(fā)放合格證，儀器只對持證者開放，應(yīng)不會有什么問題。對學(xué)生有序開放核磁共振波譜儀等大型儀器可以給學(xué)生提供更多的適合自己特點(diǎn)的實(shí)踐與創(chuàng)新機(jī)會，鼓勵學(xué)生由驗證性實(shí)驗出發(fā)，學(xué)習(xí)基本實(shí)驗方法，繼而結(jié)合自身愛好和在課堂上所學(xué)的知識進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗，使學(xué)生盡早地接受創(chuàng)新能力培養(yǎng)的鍛煉機(jī)會，充分提高儀器設(shè)備的使用效率。

四、結(jié)束語

核磁共振由于運(yùn)用廣，其技術(shù)發(fā)展非常迅速，從事理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)的教師要善于吸收核磁共振的最新技術(shù)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，才能把理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)有機(jī)地緊密地結(jié)合起來，同時，對學(xué)生有序開放核磁共振波譜儀，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人材提供有力的保證。

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Abstract：This paper made the divorce problem of nuclear magnetic resonance theory teaching and experiment teaching in some colleges and universities of China at present, and on how to improve and strengthen the ties of them was discussed.

Key words：nuclear magnetic resonance；theory teaching；experiment teaching

A brief analysis of how to strengthen nuclear magnetic resonance theory teaching and experiment teaching links

Zhang Jiaxin
Beijing normal university, Beijing 100875,China

2009-11-17

張家新，博士，助理研究員。

*本文系得北京市教育委員會共建項目(102-105834)，以及教育部共建項目(119001)專項資助。