淺談《有機(jī)波譜解析》課程教學(xué)改革*

賈俊輝,張惠娟,彭 江,白佳坤

(1.山西師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,山西 太原 031000;2.山西師范大學(xué)物理與信息工程學(xué)院,山西 太原 031000)

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是以培養(yǎng)綜合素質(zhì)強(qiáng)、符合社會(huì)需求、能夠更好地服務(wù)國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用型綜合人才為目標(biāo)。在培養(yǎng)過(guò)程中著重培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識(shí)的能力、實(shí)際動(dòng)手操作以及科學(xué)創(chuàng)新的能力。目前傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式不足以培養(yǎng)適用社會(huì)需求的應(yīng)用型人才，我們的教學(xué)應(yīng)該與企業(yè)、科研單位等的要求無(wú)縫接軌，教學(xué)模式應(yīng)該以培養(yǎng)全新的應(yīng)用型人才為導(dǎo)向。探索出符合教學(xué)規(guī)律、學(xué)生特點(diǎn)的新的教學(xué)模式，才能進(jìn)一步調(diào)動(dòng)不同層次的學(xué)生的主觀能動(dòng)性以及學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，以便于獲得更好的教學(xué)效果。

《有機(jī)波譜解析》是一門(mén)綜合應(yīng)用性課程，是現(xiàn)代分析化學(xué)的重要組成部分，更是化學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的不可或缺的重要分析工具與手段[1-3]。《有機(jī)波譜解析》已然成為本學(xué)科科研生產(chǎn)工作必備的專(zhuān)業(yè)技能。目前山西師范大學(xué)《有機(jī)波譜解析》課程存在教學(xué)內(nèi)容單一(純理論內(nèi)容)、考核方式不健全(平時(shí)成績(jī)+末考成績(jī))、課時(shí)少等問(wèn)題，在很大程度上阻礙了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。如何從應(yīng)用需求導(dǎo)向出發(fā)，使學(xué)生在《有機(jī)波譜解析》課程教學(xué)過(guò)程中更好地掌握理論知識(shí)并將理論知識(shí)用于實(shí)踐中，是目前學(xué)?！队袡C(jī)波譜解析》課程急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本研究針對(duì)目前《有機(jī)波譜解析》課程中存在的問(wèn)題和不足，按照學(xué)校人才培養(yǎng)模式，結(jié)合筆者的教學(xué)科研經(jīng)驗(yàn)和兄弟院校的教學(xué)改革方法，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為切入點(diǎn)，以提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)本課程的教學(xué)改革進(jìn)行了基于應(yīng)用為導(dǎo)向模式的本土化探索，以期為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定一定的基礎(chǔ)。

1 精選教材并優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

一般來(lái)說(shuō)，教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)得以正常開(kāi)展的載體，其內(nèi)容的豐富性、新穎性、前沿性會(huì)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生極大影響?！队袡C(jī)波譜解析》課程主要講授紫外光譜、紅外光譜、核磁共振氫譜和碳譜、質(zhì)譜四部分的理論知識(shí)、基本解析方法以及四大光譜的綜合運(yùn)用。由于課程內(nèi)容理論知識(shí)比較抽象、涉獵范圍廣、系統(tǒng)性不強(qiáng)，導(dǎo)致教授過(guò)程難度大，學(xué)生自學(xué)難度更大[2]。所以在教材選擇和教學(xué)內(nèi)容的整合上，必須精心選擇合理安排，使之具有一定的系統(tǒng)性、邏輯性。在教學(xué)方式上要多樣化、簡(jiǎn)單化，便于學(xué)生理解掌握相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能。我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)精選教材并提取不同風(fēng)格的教材中系統(tǒng)性、邏輯性好的部分補(bǔ)充到相應(yīng)的章節(jié)中，使枯燥的理論知識(shí)帶有一些趣味性和通俗性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)《有機(jī)波譜解析》課程的信心，同時(shí)激發(fā)他們對(duì)該課程的學(xué)習(xí)熱情。

在教學(xué)內(nèi)容上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)及時(shí)將波譜學(xué)的新知識(shí)、新技術(shù)以及新進(jìn)展主動(dòng)融入教學(xué)之中。將分析化學(xué)、儀器分析中詳細(xì)介紹的紫外光譜和紅外光譜兩部分內(nèi)容簡(jiǎn)單總結(jié)(同時(shí)在QQ群、微信群等推送MOOC相關(guān)視頻)，重點(diǎn)講述核磁共振氫譜和碳譜、質(zhì)譜這兩部分以及四大波譜的綜合應(yīng)用。講授過(guò)程中將目前常用的用于材料表征的X射線衍射法、掃描電鏡、透射電鏡、拉曼光譜等技術(shù)穿插滲透給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)一步了解波譜解析的現(xiàn)代研究手段。授課過(guò)程中加大識(shí)譜、解譜例題的講解，通過(guò)科研實(shí)例的解析激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的解譜能力。

2 教學(xué)形式多樣化

2.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合

突如其來(lái)的新冠疫情，擾亂了學(xué)?！队袡C(jī)波譜解析》的教學(xué)安排。為了不耽誤教學(xué)進(jìn)度，在學(xué)校統(tǒng)籌安排下，教學(xué)團(tuán)隊(duì)充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(超星學(xué)習(xí)通、釘釘直播、騰訊會(huì)議等)及時(shí)講解課程理論知識(shí)，并將錄制好的主題突出、針對(duì)性強(qiáng)的微視頻以及內(nèi)容豐富的MOOC內(nèi)容推送給學(xué)生，同時(shí)，通過(guò)視頻連線的形式演示核磁、紫外-可見(jiàn)光分光光譜儀、高分辨質(zhì)譜等儀器的操作、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理等。疫情穩(wěn)定后采用小班教學(xué)答疑解惑。

2.2 充分利用多媒體教學(xué)和計(jì)算模擬軟件

《有機(jī)波譜解析》課程的理論性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)譜圖多而復(fù)雜的特點(diǎn)決定了單純依靠傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)是完全不能滿足教學(xué)需要的。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分將多媒體教學(xué)融入到傳統(tǒng)教學(xué)中。多媒體教學(xué)的運(yùn)用為我國(guó)教育教學(xué)方式注入了現(xiàn)代化的生機(jī)[4]。例如，多媒體教學(xué)過(guò)程中動(dòng)畫(huà)、圖像、聲音等元素的加入，使得枯燥的課堂變得相對(duì)輕松活躍一些，再加上色彩和動(dòng)畫(huà)的視覺(jué)沖擊,可以更好的吸引學(xué)生的注意力，提高其積極性和學(xué)習(xí)效率；多媒體動(dòng)畫(huà)Flash可以充分展示核磁共振波譜章節(jié)中涉及的原子在外磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等，不需要多余的講解，學(xué)生自然而然就明白其中的現(xiàn)象。再比如，質(zhì)譜章節(jié)中碎片離子峰的產(chǎn)生，就可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)的形式形象地展示給學(xué)生。合理運(yùn)用Chem draw等化學(xué)軟件，模擬科研過(guò)程中合成出來(lái)的目標(biāo)產(chǎn)物的核磁氫譜與碳譜，結(jié)合實(shí)際測(cè)出來(lái)的核磁數(shù)據(jù)，講解化學(xué)位移的變化規(guī)律以及模擬數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)之間的差異。多種教學(xué)手段的有效結(jié)合明顯提高了教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

2.3 開(kāi)設(shè)第二課堂

《有機(jī)波譜解析》的理論知識(shí)與化學(xué)、材料等學(xué)科的科研密切相關(guān)，只有讓學(xué)生真正的去實(shí)踐操作，才能更好的理解和深化理論課中的內(nèi)容[5]，實(shí)踐課堂的開(kāi)展是理論教學(xué)開(kāi)展的重要補(bǔ)充。實(shí)踐才能出真知，為此教學(xué)團(tuán)隊(duì)特向所在學(xué)院申請(qǐng)開(kāi)設(shè)預(yù)約制第二課堂。學(xué)院的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室配有紅外光譜、紫外-可見(jiàn)光光譜儀、熒光光譜儀、液質(zhì)聯(lián)用、氣質(zhì)聯(lián)用等先進(jìn)的儀器設(shè)備，同時(shí)學(xué)校測(cè)試中心的核磁共振儀、高分辨質(zhì)譜儀等也可以預(yù)約使用(經(jīng)過(guò)專(zhuān)職教師培訓(xùn)并考核通過(guò))。學(xué)生可以將大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、互聯(lián)網(wǎng)+、本科生導(dǎo)師制科研項(xiàng)目等得到的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和測(cè)試中心的儀器進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并對(duì)其進(jìn)行解析，強(qiáng)化對(duì)《有機(jī)波譜解析》理論和應(yīng)用方面的認(rèn)知。為了加強(qiáng)學(xué)生的表達(dá)能力，教學(xué)團(tuán)隊(duì)讓學(xué)生對(duì)第二課堂獲得的解析好的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分組匯報(bào)，同時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)。這種模式的開(kāi)展，可使學(xué)生對(duì)科研實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣，為學(xué)生后續(xù)從事相關(guān)科學(xué)研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)又促進(jìn)了其理論課的學(xué)習(xí)興趣，如此一來(lái)形成良性循環(huán)繼而提高理論課的教學(xué)效果。

3 優(yōu)化成績(jī)?cè)u(píng)定方式

作為教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，適宜的考核方式不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，還會(huì)促進(jìn)教師進(jìn)一步優(yōu)化授課方式。筆者結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)考核方式進(jìn)行了優(yōu)化，不再一味強(qiáng)調(diào)末考成績(jī)，而是更加注重過(guò)程評(píng)價(jià)和應(yīng)用能力評(píng)價(jià)?？荚嚳偝煽?jī)包含：末考開(kāi)卷考試成績(jī)(30%)、平時(shí)成績(jī)(20%)、第二課堂綜合成績(jī)(50%)。

4 結(jié)語(yǔ)

《有機(jī)波譜解析》是一門(mén)理論性與實(shí)用性都比較強(qiáng)的課程，授課重點(diǎn)不應(yīng)僅局限于理論知識(shí)，還要注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用。通過(guò)幾年的教學(xué)改革的效果來(lái)看，第二課堂的開(kāi)設(shè)使得學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解更加透徹，學(xué)生識(shí)譜解析的能力普遍提高。