本科《波譜解析》課程教學(xué)改革初探

沈壽茂　王詩路

摘 要： 《波譜解析》是藥學(xué)類專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生反映知識(shí)抽象、繁雜，學(xué)起來吃力。本文從教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行了改革，旨在不斷提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的目的。

關(guān)鍵詞： 《波譜解析》 教學(xué)改革 多媒體 更新內(nèi)容

《波譜解析》是藥學(xué)類專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授紫外、紅外、質(zhì)譜和核磁共振波譜的基本原理、特征、規(guī)律和圖譜解析技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用四大波譜技術(shù)解析簡單有機(jī)化合物的能力[1]。課程內(nèi)容涉及無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等多門課程，內(nèi)容抽象、知識(shí)點(diǎn)繁雜。另外，我院該課程沒有設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，初學(xué)者往往感覺枯燥無味。學(xué)生不能把抽象復(fù)雜的知識(shí)具體化、簡單化，因此，運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解圖，推測未知化合物的難度較大，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常吃力。如何上好《波譜解析》，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科培養(yǎng)目標(biāo)，是一個(gè)值得探索的問題。本文對(duì)《波譜解析》課程教學(xué)改革方面的初探進(jìn)行如下介紹。

1.靈活運(yùn)用多媒體教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)效果

多媒體教學(xué)具有信息量大，表達(dá)方式生動(dòng)直觀、靈活多變的特點(diǎn)[2]?！恫ㄗV解析》的對(duì)象是各種譜圖，運(yùn)用多媒體可以充分、直觀地展示各類譜圖，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，節(jié)省大量的板書時(shí)間。多媒體教學(xué)可以結(jié)合多種相關(guān)軟件如Office、Flash、ChemBioOffice等。例如，采用flash動(dòng)畫生動(dòng)形象地展示紅外分子的振動(dòng)形式，使枯燥理論的知識(shí)變得豐富多彩易于接受。在講解核磁譜圖解析時(shí)，利用PPT動(dòng)畫一步步演示推導(dǎo)，由小的基團(tuán)到結(jié)構(gòu)單元，進(jìn)而到可能的結(jié)構(gòu)式，猶如撥開層層云霧，學(xué)生身臨其境，思維也隨之演繹一遍。ChemBioOffice軟件可以給出化合物核磁共振氫譜、碳譜圖，模擬出化合物三維立體結(jié)構(gòu)圖，輔助解析，大大增加課程的信息量。教學(xué)時(shí)靈活運(yùn)用多媒體教學(xué)并結(jié)合板書，可以達(dá)到相得益彰的效果。

2.課堂教學(xué)與生活相結(jié)合，點(diǎn)明課程的重要性

現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重、就業(yè)壓力大，難免有些急功近利，認(rèn)為作為選修課的《波譜解析》，對(duì)其評(píng)獎(jiǎng)學(xué)金、考研考公沒多大作用，重要性不及其他課程，所以學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。此外，《波譜解析》課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象，比較難于理解，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生畏懼與排斥心理。這時(shí)需要教師調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，集中學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系生活的教學(xué)方式可謂一方良藥。比如，紫外光波長小能量大穿透力強(qiáng)，可以用于醫(yī)院殺菌消毒；紅外光譜能直觀地反映化合物的基團(tuán)，可用于丙二醇、二丁醇等真假藥物的鑒定。由當(dāng)下環(huán)境熱點(diǎn)問題——霧霾的產(chǎn)生和防治，引入質(zhì)譜技術(shù)攻克PM2.5來源解析難題，引發(fā)學(xué)生對(duì)質(zhì)譜章節(jié)的好奇。另外，大家熟悉的無傷害的醫(yī)學(xué)檢測手段MRI，其實(shí)就是核磁共振成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)的利用。在課件制作上，可以配以圖片和視頻材料，激發(fā)學(xué)生的興趣，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。教師既要說明波譜解析的內(nèi)容與生活有緊密聯(lián)系，又要說明該課程可以為天然藥物化學(xué)、藥物合成反應(yīng)等課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)論文、考研和今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)波譜學(xué)原理或儀器非常感興趣的學(xué)生，今后也可以從事相關(guān)儀器的研發(fā)或營銷工作。

3.基于應(yīng)用為目的，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

《波譜解析》課程的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生解析譜圖的能力，如果所教的內(nèi)容重點(diǎn)只集中在如何解析譜圖，這樣的教學(xué)結(jié)果會(huì)使得學(xué)生對(duì)各種波譜特征數(shù)據(jù)死記硬背，圖譜解析能力不強(qiáng)。例如，核磁共振章節(jié)，學(xué)生不清楚核磁共振產(chǎn)生的原因及化學(xué)位移產(chǎn)生的原因，從而無法理解影響氫譜化學(xué)位移的因素。成千上萬的化合物，上百種質(zhì)子化學(xué)位移數(shù)據(jù)，學(xué)生記起來太累太難。在教學(xué)中，針對(duì)三方面進(jìn)行精講。首先，明白產(chǎn)生核磁共振產(chǎn)生的三個(gè)條件：原子核為磁性核，外磁場的存在，磁核做拉摩運(yùn)動(dòng)，外界電磁波提供的能量等于相鄰磁能級(jí)間的能量差；其次，化學(xué)位移產(chǎn)生的原因及化學(xué)位移與H原子所處的化學(xué)環(huán)境密切相關(guān)；再次，清楚屏蔽和去屏蔽及誘導(dǎo)效應(yīng)、磁各向異性、相鄰碳原子的雜化態(tài)對(duì)氫核電子云的影響。學(xué)生在理解原理的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)記憶，自然事半功倍[3]。

4.理論與實(shí)踐相結(jié)合

理論與實(shí)踐相結(jié)合可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，所以課堂上講授理論知識(shí)的同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)解析實(shí)踐訓(xùn)練[4]。對(duì)于我校制藥工程專業(yè)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)四大波譜的目的是應(yīng)用于解譜。但是學(xué)生對(duì)于原理的理解、解譜規(guī)律的掌握不是一蹴而就的，實(shí)踐應(yīng)從簡單到復(fù)雜，采取循序漸進(jìn)的方式。每章教學(xué)后，根據(jù)教學(xué)大綱，安排一次相關(guān)內(nèi)容的習(xí)題，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。我校雖然未設(shè)置波譜解析實(shí)驗(yàn)課程，但通過藥物化學(xué)、藥物合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程可以獲得不少實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物，均可以送樣檢測四大波譜，并指導(dǎo)學(xué)生親自操作和演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，待一張完整的圖譜出現(xiàn)時(shí)，再指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解譜。另外，對(duì)學(xué)生本科畢業(yè)實(shí)習(xí)或科研過程中所獲得樣品進(jìn)行檢測、作圖，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解析譜圖和分析結(jié)構(gòu)的能力，加深對(duì)波譜解析方法的理解，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為他們后續(xù)從事科學(xué)研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

5.與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容

科技日新月異，儀器更新?lián)Q代，《波譜解析》的教學(xué)內(nèi)容也需要結(jié)合時(shí)代的發(fā)展，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。既要注重理論教學(xué)，又要注重科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，及時(shí)將波譜新技術(shù)、新發(fā)展和新知識(shí)融入教學(xué)，使學(xué)生了解學(xué)科前言和最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，擴(kuò)大知識(shí)面，拓寬視野。

總的來說，《波譜解析》課程教學(xué)需要以學(xué)生為本，從學(xué)生角度出發(fā)優(yōu)化教學(xué)手段、方法和內(nèi)容，加強(qiáng)師生互動(dòng)，以各種實(shí)踐的方式提高學(xué)生自主解析譜圖的能力，教學(xué)相長，才能提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出應(yīng)用型本科人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭麗兵，陶曙紅.《波譜解析》課程教學(xué)改革及教學(xué)效果調(diào)差分析報(bào)告[J].廣東藥學(xué)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，21（4）：480-481.

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[3]沈薇，陳敏，黃麗琴.以應(yīng)用為導(dǎo)向的《波譜解析》理論和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)探索[J].廣州化工，2015，43（19）：202-203.

[4]柳潤輝，沈云亨，李慧梁等.《波譜解析》教學(xué)體會(huì)[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2014，22（3）：532-534.

基金項(xiàng)目：2013年鹽城師范學(xué)院校級(jí)一般項(xiàng)目（項(xiàng)目代碼：13YCKL022）；2014年鹽城師范學(xué)院校級(jí)教研項(xiàng)目（項(xiàng)目代碼：5812146059）

通訊作者：沈壽茂