波谱解析（精选7篇）
波谱解析 篇1
摘要：主要介绍了笔者在《波谱解析》教学过程中,应用多媒体教学手段,加强信息化、个性化教学手段和方法的研究与探索,注重调动学生的学习积极性,增加学生实践课程提高其动手能力,提高学生的综合素质,极大激发了学生学习的兴趣和积极性,收到了较好的效果。
关键词：波谱解析,教学改革,教学方法
波谱分析是高校化学专业、制药工程等专业必修的一门专业限选课,是学生从事本专业科研、生产工作必备的专业技术知识,是培养应用型人才的重要组成部分[1]。波谱解析课程教学的主要任务是讲授紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱的基本理论与一般分析方法。通过对本课程的学习,使学生能掌握有机化合物结构波谱分析的基本概念、基本原理和基本方法,并能应用波谱法进行简单的有机化合物结构解析,培养学生分析问题和解决问题的能力[2,3]。课程内容繁杂,与实践结合紧密,所以本课程对于教师具有较高的教学能力要求,也要求教师不断改进教学方法、教学手段、教学内容和教学模式。在多年的教学工作中,始终贯彻“以培养应用型人才为主,以培养复合型、学术型人才为辅的多样化人才培养”教学目标,大力开展了波谱解析课程的教学改革,更新教学观念,确立“教师导师,学生主体”的教学理念,构建以问题为导向的探究性教学模式,将“教师导师,学生主体”的教学思想始终贯穿于教学改革的实践中,注重学生思考能力的培养。以下是笔者在多年的教学实践中总结的教学法和体会,归纳如下。
1 紧跟现代科技发展,及时更新教学内容
在教学内容上,课程注重基础知识与现代科技发展相衔接,及时将波谱学的新知识、新技术以及新进展主动融入到教学之中[4],如将圆二色谱、旋光光谱以及X射线衍射法等作为附加内容介绍给学生,让学生了解立体化学的现代研究手段。同时,还注重将科研成果转化为教学内容,把平时在科研中所获得的结构新颖、谱图特征鲜明、易于理解的化合物作为实例在课堂上进行结构解析讨论,从而加深学生对典型化合物结构特征的记忆。通过及时且不断的调整和更新教学内容,保持了课程教学内容的先进性和科学性。
2 积极引导,充分调动学生学习的主动性
波谱解析具有很强的实用性,同时又有严密系统的理论,是理论与实际密切结合的学科。学习波谱解析有利于培养学生严谨的科学态度和实事求是的作风,使学生初步掌握科学研究的技能并初步具备科学研究的综合素质。因此,课程以讲授基础理论和基础知识为基础,掌握分析和解决实际问题的能力为目的。在教学过程中充分注意到各谱需要掌握的重点和难点,形成具有一定特色的课程体系和教学内容。教学中注意引导学生主动学习、独立思考、给学生创造条件,让学生自己去寻找方法或途径。特别是针对平时少见的、且比较抽象而又形状奇妙的图谱,教师要引导学生如何与化合物分子的结构特征密切联系起来,从中分析、比较、综合、找出其内在规律,并利用这些规律去解析化合物的结构。
3 改革教学模式,灵活运用多种教学方法
改革传统单向知识传授的“灌输型”教学模式,积极探索并大胆尝试各种新的教学模式。例如问题导向式、课堂讨论式等启发式教学模式和方法。采用对比、讨论、启发等方法,启迪学生思考、联想和比较。教学过程中,教师将预习内容以问题的形式发布至师生论坛上,要求学生预习。在课堂教学中,贯穿“教师导师,学生主体”的思想,采用以问题为基础(PLB, Problem-Based Learning)[5]的方式,启发学生积极思考。在讲授理论的基础上,将化合物的实测图谱(或标准图谱),通过ppt或复印给学生,让他们根据所学知识,经过仔细研究和探索,最终得出结论。在化合物结构解析的过程中,学生可以积极发言、自由讨论、各抒己见。课堂上既有学生的个别积极发言,又有小组讨论后的总结发言,课堂气氛活跃。通过问题式教学方法的应用,有效地调动学生的学习积极性,使课堂教学更加生动活泼,促进了教学互动,强化了教师与学生沟通,加深对重点、难点知识的理解,培养学生自己分析、解决问题的能力。通过这种生动的教学方式,使学生更加深入、灵活的掌握理论知识,增强了课程的吸引力,给学生留下了较深刻的记忆,取得了良好的教学效果。
4 革新教学手段,大力采用现代信息化技术
电子课件和多媒体教学[6]具有信息量大,表达方式生动直观,灵活多变等特点。在波谱解析课程的教学过程中,采用多媒体、实物投影、分子模型模拟等辅助教学手段。在课件制作过程中,积极与计算机专业教师合作,运用现代信息技术和多层次信息交互的技术,结合各种相关软件如ChemOffice、ChemSketch、ChemWindows、Flash等,有效的提高了课程的信息量,扩充了知识面。以往的教学主要是从波谱数据推导化合物的结构,与实际化合物结构鉴定工作从“谱图——数据——结构”[7]有一定的距离。课程教学在且涉及到立论化学内容时,通过分子模型等直观教学方式取得了良好的教学效果。现代信息化技术与传统的教学方式相比,可以节省大量的板书时间,展示的图谱更为准确、方便。但在制作和使用中要充分考虑到教学内容的合理组织,有良好的逻辑性、条理性、连贯性、顺序性。
5 理论与实验相结合,提高学生动手能力
理论教学和实验教学紧密结合对提高教学质量十分关键[3]。充分利用学校的实验仪器资源,如在介绍紫外光谱、红外光谱仪的结构时,将理论教学内容下放到实验课中对照仪器讲解,更加直观,效果更好。根据学校的实验条件开设了红外光谱和紫外光谱两个实验,通过将抽象的理论转化为具体的问题帮助学生理解和消化课堂上所学的知识,同时又能让学生熟悉和接触各种大型仪器,提高其动手能力。学生在实验过程中遇到的问题也可在理论课中开展讨论,这种理论教学与实践教学的互动有助于学生创新能力的培养。
6 应用ChemOffice软件模拟,帮助解析图谱
应用ChemOffice软件,预测化合物1H NMR和13C NMR 的δ值,可以确定烯烃的取代构型[8]。在没有核磁共振仪器的情况下,通过谱图模拟,也可提供化合物核磁共振方面的“仿真”信息。将模拟数据与实验值相比较,可判断出ChemOffice描绘模拟谱图的吻合程度。实际工作中有时由于1H NMR谱谱线重叠严重,必需使用经验公式计算后对图谱进行解析。而ChemOffice软件谱图模拟,有助于我们解析图谱。
经过几年的实践,证明在波谱分析法教学过程中采用上述教学方法,对于提高学生的综合解析能力具有一定的成效。
参考文献
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《波谱解析》课程双语教学的思考 篇2
中药是中华民族的国粹, 中药现代化是中药走上世界舞台的必然道路。研究中药的药效物质基础, 是中药现代化的一个重要内容。《波谱解析》通过讲授四大光谱 (波谱) , 即紫外光谱UV、红外光谱IR、核磁共振光谱NMR和质谱MS的基本原理、特征规律及图谱解析技术, 使学生能够综合运用四大光谱解析技术, 从而培养学生掌握解析简单有机化合物波谱图的能力。因此, 《波谱解析》是药学和中药学专业的一门重要专业基础课, 它的开设对促进中药现代化起到至关重要的作用。目前, 国内外的重要科研成果, 主要以国际主流语言-英文为载体进行交流, 波谱解析的重要成果也不例外。因此, 要及时研究吸收最新的科研成果, 必然离不开对最新科研文献的研读。所以, 在中医药院校开设《波谱解析》双语课程, 培养学生对专业文献的研读水平, 提高对最新成果的吸收能力, 对提高学生素质, 促进国际交流, 提高办学效果具有重要意义。但是, 目前, 在中医药院校开设《波谱解析》双语课程的学校并不多, 如何开设好这门课程是相关教学人员应该努力探索和尝试的课题。
基于上述考虑, 作为《波谱解析》课程的任课教师, 笔者对于如何开设该门课程的双语教学进行了认真的思考, 认为可以从加强师资力量建设、提高学生的英文水平、合适教材的选择、改革教学方法、教学模式和考核模式等途径入手提高和完善该课程的教学效果。
1 加强师资力量建设与提高学生的英文水平
众所周知, 人才是强校的根本。优秀师资是培养高质量学生的基础。什么是优秀的师资?笔者认为, 对本领域的知识和有深入的理解和掌握, 对前沿发展方向有较为准确的把握, 是优秀师资的基本要求。因此, 提高教师的自身水平是双语教学的前提。另外一方面, 二本学校的学生与一本学校的学生在入学的时候整体上有一定的差距, 这是不容回避的事实。因此, 加强学生的英文水平, 提高读写听说能力, 是跟上教师的节奏, 达到较好的教学效果的前提。
2 教材的选择
目前, 国内高校选用的双语教材一般有三种形式, 第一种为直接使用原版国外教材, 第二种为国内翻译教材, 第三种为教学部门根据自身学校情况组织教师自编教材。对于三种教材的优劣各有各的见解, 一般认为自编教材比较灵活, 切合实际, 所以被大多数教师采用。但是, 笔者认为选用原版教材的意义更大, 因为原版教材与翻译教材和自编教材相比, 语言更加地道, 对培养同学的英语思维有利。但是, 应该尽量选择语言平实、内容通俗易懂的教材。语言复杂、理解难度大的教材, 学生的语言水平不够, 可能会造成一定的理解难度, 反而有可能会引起学生学不下去的情绪产生, 这样反而不利于教学。笔者认为R.J Anderson, D.J Bendell和P.W Groundwater共同编著的《Organic spectroscopy analysis》语言表述深入浅出, 重点明确, 自然、易懂, 不但难易适中, 而且内容全面, 特别是介绍了该领域的最新进展, 比较适宜作为波谱解析双语教材使用。
3 教学方法
专业课程不同于普通外语, 大量的专业词汇在日常英语中难以见到, 所以在学习课程之前, 首先要加强专业词汇的学习。作为教师, 首先要通览教材, 结合本课程选择出专有词汇, 特别对于一些高频词汇给予标注, 在课前给学生以指导, 要求学生在正式教学前认真学习, 做到正确拼写。为促进学生的学习积极性, 可以课程开始前安排几分钟抽查, 以检验学生的学习效果, 并且作为平时成绩存档, 以鼓励先进, 鞭策后进。
根据相应的课程特点, 选择合适的教学方法, 显然具有重要的意义。本门课程一般分为五章, 前四章分别介绍紫外、红外、核磁共振、质谱。每一章一般包括五个方面, 即谱学原理、仪器结构、影响因素、规律和在结构鉴定中的应用。这其中, 原理是难点, 影响因素和规律以及应用是重点。在教学中建议多以汉语讲解难点。比如核磁共振的原理, 即使用汉语讲解也有很多学生如云里雾里, 如果用英语授课有可能加大学生的理解难度, 反而不利于提高教学效果。对于一些重点内容, 比如各种谱学的影响因素和规律等, 该部分比较容易理解, 可以适当提高英语授课的比例, 以达到双语授课的目的。
4 教学模式
目前国内的双语教学主要有浸入型、保持型和过渡型三种不同的模式。大多数的双语教学课程采用“保持型”的模式。笔者认为, 为了取得更好的专业课双语教学效果, 可以采用分层次、分阶段、循序渐进式双语教学方式。第一阶段, 可以采取少量简单的英文讲授基本概念和简单术语, 以中文为主。随着课程的进行, 同学对专业词汇的逐渐熟悉, 进入到第二阶段, 逐步加大英文比例, 最后到第三阶段, 即采用全英文教学。针对于波谱解析课程, 前4章为各论部分, 主要介绍各种谱学的相关知识。笔者认为在这4章的双语教学中, 可以先采用第一阶段的教学方式, 然后逐步采用第一阶段过渡到第二阶段。在同学已经基本掌握了4大谱所有的专业词汇和原理以及应用后, 进入最后一章的学习, 即最后一章综合解析内容的时候, 进入第三阶段, 采用全英文教学的方式。
5 考核方式
一般的来说, 课程的考核方式分为平时成绩与卷面成绩。对于双语课程, 笔者认为在课堂教学中要多引导学生以英文回答问题, 课后布置作业要以英文解答。课堂提问以及课后作业计入平时分, 这样做对于同学的学习积极性会有一定的促进作用。对于期末考试, 考虑到学生英文水平差异, 鼓励学生以英文解答, 不能以英文解答的也不勉强, 但是对于英文解答的同学, 在评分上要给与一定的加分, 以进一步促进同学的学习积极性。
6 结语
以上几点对于双语教学具有重要的作用。除此之外, 笔者认为还有一个很重要的方面需要考虑, 就是在教学工作中要切实掌握好“度”, 时刻不要忘记双语教学不同于语言教学, 教学中要以本门课程的知识点传授为前提, 不能喧宾夺主[5]。
总之, 为适应中药现代化人才的培养需要, 根据各高校实际, 合理组织教学资源, 引进优秀原版教材, 在药学相关专业开设《波谱解析》双语教学课程符合现阶段的药学人才培养要求, 对培养高层次复合型人才具有重要意义。在具体教学设计上, 要做到结合教学对象与教材本身的具体情况, 灵活运用教学模式与教学方法。只有这样才能提高教学效果, 达到人才培养的目的。
摘要：论述了药学专业学生开设《波谱解析》双语课程的必要性, 指出该课程实施双语教学, 对培养和提高该专业学生的专业能力具有重要意义。提出通过加强师资力量建设、提高教学对象英文水平、选择合适的教材、改革教学方法、教学模式和考核模式, 是提高该课程教学效果的重要途径。
关键词：《波谱解析》,双语教学,思考
参考文献
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波谱解析 篇3
药学有机化合物波谱解析主要讲述紫外光谱 (UV) 、红外光谱 (IR) 、核磁共振光谱 (NMR) 和质谱 (MS) 的基本原理、特征、规律以及图谱解析技术, 以及这四大光谱技术的综合应用[2,3]。通过本课程的学习, 培养学生掌握解析简单有机化合物的能力, 为药学各专业课程, 特别是对天然药物化学、中药化学的学习打下良好的基础。我校有机化合物波谱解析课程起步较早, 是国内药学类院校开设最早的院校之一, 2008年该课程被评为省级精品课程。而且, 我校一直是卫生部规划教材、全国高等医药院校教材《有机化合物波谱解析》的主编单位, 所编写的教材是迄今全国出版发行数最多、应用最广和影响最大的同类教材, 并且也得到了专家和学生的好评。但我们在多年的教学过程中, 发现一个普遍的问题, 即药学有机化合物波谱解析的理论过于抽象且系统性差, 使学生对有机化合物波谱解析这门课程的兴趣不大, 更难说让学生运用所学的知识解析谱图、推断未知化合物的结构等。同时, 药学有机化合物波谱解析与天然药物化学课程一脉相连, 如果有机化合物波谱解析课程所学的知识欠缺, 将导致在学习天然药物化学课程时, 各类型化合物波谱学知识没办法开展, 而各类型化合物的波谱学特征是天然药物化学课程讲授的重点内容之一。如何更有效的教授这门课, 在有限的时间内培养学生的兴趣, 让学生运用所学的技术解决科研中的技术问题, 是值得我们深思和探究的。我们在总结以往教学经验的基础上, 进行了教学改革实践, 并取得了一些成效。
一、精选教学内容, 合理安排课时
有机化合物波谱解析课程的基础理论知识较多, 但是部分知识在物理学、有机化学、分析化学等学科中已经涉猎到, 如果上述基础学科的知识没有掌握清楚或者有机化合物波谱解析与上述基础学科开课时间间隔的太长, 对学生学习有机化合物波谱解析都会造成很大的困难。因此在讲授该课程内容前, 可以提醒学生课下复习哪些相关知识, 这样避免学生在课堂学习中一知半解, 前因后果解释不清, 并能够利用少量的课时, 对基础理论知识进行深入浅出地讲解, 而利用大量的课时, 结合大量的化合物谱图进行化合物综合解析方面的讲授, 使学生在结构解析应用中逐渐理解生涩、枯燥、抽象的基本原理, 掌握化合物结构与谱图之间的规律。此外, 针对部分学生选择研究生深造的实际情况, 在运用四大光谱解析化合物平面结构为主要教学内容的基础上, 可以适当增加利用单晶X射线衍射、旋光谱以及圆二色谱等技术确定化合物立体结构的知识, 例如, 讲授如何利用旋光谱和圆二色谱的八区律测定含有酮羰基、共轭双键、不饱和酮、内酯、硝基, 以及通过简单地化学转化能够转换成含有上述基团的化合物的立体结构;讲授利用单晶X射线衍射法测定具有结晶性化合物的立体结构的方法, 从而增加课程的信息量, 扩宽学生的知识面, 使学生及时了解该学科的发展动态和前沿, 增加学生学习兴趣, 并为研究生学习打下坚实的基础。
二、随堂阶段测试, 量化学习效果
随堂阶段测试作为教学中最常用的一种测试方式, 在学生学习过程中无疑起着很大的反拨作用[4], 它对提高教师的教学效果和学生的学习积极性尤为重要。对于有机化合物波谱解析这门课程, 可以考虑进行三次随堂阶段测试, 主要安排在紫外光谱、红外光谱和核磁共振光谱三章内容结束后进行即时考试。紫外光谱以计算共轭烯烃, α, β不饱和醛、酮、酸、酯及某些芳香化合物的最大吸收波长为测试重点;红外光谱以八大区段及主要官能团特征吸收频率, 芳香化合物与脂肪族化合物红外光谱的区别为测试重点;核磁共振光谱仪利用谱图中的信息对简单化合物进行结构推断为测试重点。测试结束交卷后, 任课老师对测试题进行讲解, 并根据学生的答题情况进行量化, 最终以40%的比例记入到最终成绩中。随堂阶段测试不仅可以督促学生进行主动的学习, 从而增强学生的学习动机, 而且可以使任课教师判断自己的教学效果, 发现存在的问题与不足, 最终教学相长。
三、小组讨论方式, 激发学习动力
有机化合物波谱解析是一门谱图多、涉及知识面广、且实践性非常强的课程, 解析一个化合物谱图的过程, 实质上就是一个解决具体问题的过程, 完全采取以教师讲授、学生听讲、做作业的传统教学法进行有机化合物波谱解析课堂教学, 会导致学生被动地接受知识, 自主地、创造性地研究问题的动力不足。以小组讨论为基础的教学方法 (Problem-discussion Based Learning, PBL) 是启发学生思考, 让学生参与教学, 提高学生分析问题能力, 提高学习积极性的一种有效途径。在综合解析的授课环节, 可以采取小组讨论的学习方式, 任课老师首先将学生分成3~5人的小组, 并提供给学生某个化合物的高分辨质谱、紫外光谱、红外光谱、氢谱、质谱以及二维谱, 然后要求学生利用工具书、数据库 (例如Sci Finder网络检索数据库、微谱数据库等) 以及网络资源等信息获取手段进行化合物的结构解析, 并且允许组内的学生分享、交流获取的信息, 最后每个小组分配一名代表对谱图的解析过程进行讲解, 讨论时, 各组成员各抒己见、相互评价, 促进研讨的深化, 最后根据学生对谱图的解析过程进行总结和提炼。通过这种方式, 学生将学会如何获取知识, 能够独立自主地学习, 能够积极有效地参与团体的活动, 并从中学到分析问题和解决问题方法, 提高学生的综合素质和能力。
四、计算机辅助教学, 调动学生积极性
有机化合物波谱解析课堂讲授教学方法最大的不足就是学生在被动的接受知识, 很难调动学生思考问题的积极性, 很难引发学生的兴趣。计算机辅助教学 (Computer Aided Instruction, 简称CAI) 作为一种新的教育技术和教学方式, 具有交互性、多样性、个别性、灵活性等特点[5], 在有机化合物波谱解析的教学中发挥着重要作用。比如使用Flash动画形象生动地解释红外光谱中吸收频率与化学键常数成正比, 与折合质量成反比这个规律, 解释磁共振的进动过程, 势必会提高学生的理解能力, 从而促使其更好的掌握波谱知识。又比如在教学过程中引入Chemdraw、Chem 3D等化学专用教学软件, 将一个已知化合物的氢谱和碳谱信号模拟出来, 结合数据讲解不同类型氢核和碳核化学位移的大致范围, 并且将分子的平面结构转化为立体结构, 这样可以加深学生对典型化合物波谱特征的记忆。再比如, 为了适应解谱工作日益自动化的趋势, 改变传统的单一完全人工解谱的教学模式, 在教学中可以融入先进的波谱预测软件, 例如ACD Labs v10.0软件, 培养学生与软件通过人机对话的反馈模式进行实践解谱的能力, 进而培养学生在将来的从业中 (波谱学学习后延过程) 具备自我完善和提升的能力。此外, 使用多媒体计算机教学将大量的经典化合物图谱在短时间内提供出来, 增加学生思考和讨论的时间, 让学生在解决问题的同时提高思考问题的能力, 最后加上详细的讲解使学生完全明了所学习的波谱在结构解析中的应用, 增加学生和老师间的互动。
五、采用双语教学, 提高自主学习能力
在化合物的解析过程中, 学生需要利用外文工具书或SCI期刊查找相关化合物的波谱数据, 这就需要学生具备一定的外文文献阅读能力, 双语教学方式可以很好的解决这个问题。首先, 任课教师可以向学生推荐几本关于有机化合物波谱解析的经典外文教材, 例如Robert M.Silverstein主编的《Spectrometric Identification of Organic Compounds (7th Revised edition) 》, 拓展学生的知识面, 并且两种教材中不同作者的不同思维方式, 可以培养学生的发散思维;其次任课教师在教学过程中可以将部分课件制作成英文课件, 并在讲课过程中有意识地讲解波谱学相关的英语词汇和术语;此外, 还可以根据学生的需求, 教授如何利用外文数据库进行文献检索的方法, 并给学生分发高水平的英文原始文献, 提高学生阅读外文文献的能力。如此, 学生能够利用学到的专业术语, 自主地学习与有机化合物波谱解析相关的英文文献以及书籍, 主动找到解析结构的技巧和方法。当然, 双语教学不同于一般的教学, 对教师也有较高的要求, 这就需要对教师进行培训, 并组织教师听讲双语示范课, 在双语教学上课之前进行试讲, 选拔出专业基础知识扎实, 英语口语流利的双语教师。双语教学过程是教师和学生的双边互动过程, 也是一个教学相长的过程, 双语教学不仅可以让药学工作者适应药学研究、生产和流通过程中日新月异的变化, 也能够在药学领域的国际交流、合作与竞争中立于不败之地。
笔者认为, 要教好有机化合物波谱解析这门课程, 不仅需要教师具有良好的科研背景和素质, 具有坚实的分析化学、有机化学等基础学科的理论功底, 还需要教师在教学过程中不断完善教学内容, 采取随堂阶段测试、小组讨论、计算机辅助教学、双语教学等方式提高教学质量, 激发学生主动学习有机化合物波谱解析的兴趣与主动性, 提高学生分析问题、解决问题的综合能力。于此同时, 教师在课堂教授中, 应当尽可能以SCI文献资料 (例如Organic Letters、Phytochemistry、Journal of Natural Product、Planta Medica等) 中的新颖化合物结构和课题组正在研究的活性先导化合物为实例, 提高学生对波谱解析的兴趣, 拉近繁琐的波谱数据和学生思维的距离, 快速提高学生分析波谱特别是分析NMR数据的能力。总之, 只有不断优化教学内容和方法, 增强学生学习该课程的自信心和强化他们的合作意识, 才能提高学生学习的积极性和分析与解决问题的能力, 实现教学事半功倍的效果, 达到培养学生创新精神和创新思维的目的。
参考文献
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波谱解析 篇4
关键词：有机化合物,波谱解析,教学效果
有机化合物波谱解析是一门运用仪器分析的理论和方法及其它现代技术等研究有机化合物结构的学科, 是制药、药学、中药等药学类专业及相关专业本科生及研究生的一门重要专业基础课。本课程主要讲述紫外光谱 (UV) 、红外光谱 (IR) 、核磁共振 (NMR) 和质谱 (MS) 的基本原理、特征、规律、图谱解析技术及四大光谱的综合解析方法[1]。通过对本课程的学习, 学生能掌握有机化合物结构波谱分析的基本概念、基本原理和基本方法, 并能应用光谱法对有机化合物进行结构解析, 为后续课程 (中药化学、天然药物化学) 、毕业论文和今后的工作及深造奠定良好的基础。
波谱解析课程知识点多、难、抽象且系统性不强, 难以理解, 学生的考试压力较大, 部分学生避重就轻, 忙于应付其它课程, 放弃选修波谱解析课;波谱解析课程内容涉及到物理学、分析化学等多学科的知识, 而这些课程大多在大一开设, 波谱解析课程在大三开设, 学生基础没有打好, 或相关基础知识已忘记, 很难把这门课学好;因此, 如何调动学生的学习热情, 选修此课程, 并认真对待, 掌握精髓, 学以致用, 笔者从事有机化合物波谱解析课程的教学近十年, 主要通过三方面来提高学生学习的积极性, 培养学生的识图、解图能力, 并取得了较好的教学效果。
1 改进教学方法
1.1 任课教师的安排
有机化合物波谱分析的内容主要分为四大部分:UV、IR、NMR和MS。四大谱各部分内容没有交叉, 独立成章, 不存在教学上的递进关系, 由不同的专业课教师独立讲授, 专业教师对本门课程的应用最为熟悉, 能够从实际应用出发, 具体、形象、生动的讲解;而且每位老师的讲课艺术不同, 讲授角度不同, 扩充的知识量也不同, 极大地提高了学生的学习兴趣。
1.2 课时的分配
波谱解析课程的基本理论知识较多, 涉及物理、分析化学等课程, 很难理解, 而此课程对于药学专业学生, 更多的是掌握化合物的波谱特征、规律, 能够解析图谱;因此, 讲授此课程时, 在学时分配时, 利用少量的课时, 结合多媒体课件、视频、化合物实例, 对基本理论知识进行深入浅出地讲解, 大量的课时进行化合物结构解析方面的应用, 结合大量的谱图、化合物结构、例题、习题, 使学生在结构解析应用中逐渐理解生涩、枯燥、抽象的基本原理, 掌握化合物结构与谱图之间的规律。
1.3 相关基础知识的复习
波谱解析课程内容涉及到物理学、有机化学、分析化学等多学科的知识, 大部分学生对基础知识掌握不牢, 或者已经忘记了相关知识, 因此, 每次波谱解析课程结束前, 均提醒学生课下应复习哪些相关知识, 在讲授正常教学内容前, 复习相关内容, 这样避免学生一知半解, 前因后果解释不清, 在讲授中, 也应注意学生的反应, 不能只顾着完成教学内容而忽略学生对知识的理解、掌握, 可以适当停下来, 补习相关知识, 使学生能理解掌握, 而不是死记硬背, 如:红外光谱吸收峰位的影响因素等均涉及电效应 (诱导效应和共轭效应) , 适当将电效应的重点知识复习, 有利学生理解波谱规律与化合物结构的关系。
1.4 理论教学内容的补充
经常向学生讲, 大学课程设置如同建房子, 基础决定上层建筑, 但由于课程的设置, 大学一二年级都是通识、基础课程, 很多学生对波谱解析这门课程的用途不是十分清楚, 还是觉得, 考前突击, 考试通过, 拿到学分就万岁了, 这样的教学效果, 在考试成绩中不会有具体的体现, 但在后续课程的学习中, 缺点一览无遗。因此, 在教授波谱解析课程时, 就很注重此课程在后续课程以及今后研究生学习、实际工作应用中的重要意义, 在每种谱图解析时, 适当增加实例, 扩充内容, 如:把天然药物化学课程中化合物的结构鉴定实例提前讲授, 介绍红外光谱、核磁共振氢谱在药材、中成药鉴别真伪、指纹图谱中的应用;各种谱图的最新研究进展, 如:二阶导数红外谱图、二维相关红外谱图、二维核磁共振技术等等, 使学生自己能充分意识到这门课程是有极大用途的, 不断发展的, 使学生能够主动学习。
1.5 实验教学内容的补充
实验教学与理论教学是相辅相成的, 较好的实验教学能加强抽象理论的形象理解。波谱解析是一门实践性较强的课程, 因此, 适当增加实验性教学, 这样, 学生不仅能够熟练解析谱图, 还能掌握制备测试样品, 仪器的选择与应用等实验操作, 如:测试样品的纯度要求、核磁测试样品溶剂的选择、质谱中离子源的选择、红外测试样品的溴化钾压片法等等。
1.6 启发、讨论、互动式的教学
教学活动是由教与学两方面构成, 只有将教师的讲授和学生的思维活动有机结合起来, 学生才会对所学的知识记忆深刻;学生只有对所学内容表现出强烈的好奇心和求知欲, 才会自觉地去思考。传统教学中, 学生被动地接受知识的灌输, 死记硬背, 不利于培养学生的思维能力和学习兴趣[2]。引入启发、讨论、互动式教学, 通过习题解答、化合物实例解析, 引导学生边学边分析, 激发学生的思维活动, 培养学生的想象力和独立思考、分析问题、解决问题的能力。学生对理论知识, 如:化合物结构与波谱规律、影响化合物红外光谱吸收峰位的因素等等, 通过背诵, 少量习题的解答联系能够掌握, 但综合解析能力不是背出来的, 需要大量实际图谱的练习, 这时, 将学生分组进行讨论, 活跃学生的思维, 锻炼学生的能力, 让学生有充足的时间自由讨论、向老师提问, 及时消化吸收所学内容, 充分调动了学生的学习兴趣, 锻炼了学生表达能力, 提高了学生的分析解决问题的能力, 同时, 老师也可以从中对教学效果加以检验, 找出学生对知识理解掌握的不足之处, 调整教学重点。
2 改进考核方法
考试是教学过程中的重要环节, 可以评价教与学效果, 对整个教学活动有强化、检测和反馈功能[2]。通常, 考试结束后, 教师会对考试成绩、试卷进行分析, 以及格率评价教学质量, 但, 我认为考试不能全面反映教学质量。同样, 学生仍然以成绩来衡量学习效果, 这也是不全面的, 但目前还没有更好的考核方式来替代, 因此, 我们在考核方式、考核内容方面的改变进行了尝试。
有机化合物波谱解析作为一门抽象、难理解的课程, 2007年之前, 我们学院均采用开卷考试, 这种考试方式在一定程度上可以缓解学生的学习压力, 但也存在着一定的弊端, 学生从学长处了解到本课程开卷考试, 在思想上, 就轻视本课程, 学习态度极其不认真, 结果导致不及格人数逐年递增, 后续课程中化大量的时间补习此课程的内容。因此, 我们改变考核方式, 采取闭卷考试, 学生的学习态度有所改变, 为了不挂科, 不得不认真听讲, 用心复习, 及格率略有上升。但, 2008年, 我们学校开始实行学分制, 有机化合物波谱解析改为药学专业的选修课, 学生了解到波谱内容生涩、难理解, 及格难, 大部分学生避重就轻, 开始放弃选修该课程。结合以往的教学经历, 我们对考核内容进行了改进, 仍然是闭卷考核, 但, 对基本原理与规律划定考核范围, 理论与应用试题的比例为6:4, 这样, 既保证了大部分学生通过自己的努力, 背诵记忆基本知识点而及格, 也能够考核学生对知识的掌握程度, 灵活应用, 解析化合物结构的能力。
在平时的习题练习时, 向学生渗透, 每章的知识点, 考点, 如:可以从哪些角度, 出什么样的试题, 使学生在日常学习中, 感到波谱课程的试题比较容易解答, 有信心进一步学习, 缓解了考试压力。在考试前, 增加了复习课, 对整本书的知识点进行贯穿, 使学生所学的知识达到融会贯通, 大量的习题, 将知识综合、灵活运用, 使学生对考试有了充分的准备。
3 调整课程开设时间
有机化合物波谱解析是一门应用性很强的课程, 同时, 又是一门难理解、难掌握的课程。若这样的课程与后续课程的开设时间间隔很久, 长时间不运用本课程知识, 大部分学生就会忘记了所学的内容, 因此, 与天然药物化学或中药化学同一学期先后开设, 或者分别上、下学期开设, 学生能够熟练应用波谱知识进行天然产物的结构鉴定, 更加深了对波谱知识、规律的理解。
总之, 通过努力, 在有机化合物波谱解析的教学方法改进方面取得了一些效果, 但还存在一定的问题, 将在今后的实践中进一步的探索, 使有机化合物波谱解析课程的教学效果最大力度提升, 培养学生的学习兴趣、主动性, 分析问题、解决问题的综合能力, 为后续课程的学习打下坚实的基础。
参考文献
[1]姚新生.有机化合物波谱解析[M].北京:中国中医药科技出版社, 2007:1.
波谱解析 篇5
有机化合物波谱解析是药学专业重要的专业基础课, 是学好后继课程天然药物化学的重要基础。该课程主要内容包括紫外、红外、核磁共振、质谱以及图谱综合解析, 各个章节基本相互独立。该课程综合性强, 以有机化学为主要基础, 涉及分析化学、电磁学、量子化学等诸多学科内容;理论性强, 四大波谱的每一种谱学都有一套基本原理, 而且晦涩难懂;实践性强, 在有机化学、药物化学以及天然产物的结构分析与鉴定中具有无法替代的地位。药学专业多数把此课程设为专业选修课, 而且多在大学三年级开设, 此时有机化学已经学过有将近两年的时间, 加上本来部分学生有机化学底子薄弱, 学生的学习难度增加, 学习兴趣不高, 教学效果需要进一步提高。本文作者根据几年的教学体会, 结合教学实践进行了一些有益的尝试与探索, 使得教学效果显著提高。
二、关于如何上好有机化合物波谱解析课的尝试与探索
(一) 备好课、掌握好理论讲解的深度
充分备课, 吃透教材是教师上好波谱课的重要前提, 单单自己吃透教材还远远不够, 因材施教才是重中之重。老师必须充分了解学生的程度, 根据学生的特点把握内容讲解的深度, 原理的讲解尽量简单化, 尽量做到深入浅出, 加强四大波谱的联系与对比, 比如紫外光谱、红外光谱和核磁共振波谱都是吸收光谱, 这三种谱在原理上有类似的性质, 都是物质吸收特定频率的能量物质产生的光谱, 都是能量量子化的, 不同之处是三者吸收的能量不同, 对应分子水平微观世界电子的不同运动, 紫外吸收能量最高, 对应核外电子的能级跃迁, 红外光谱吸收能量次之, 对应化学键的振动与转动, 核磁共振吸收能量最低, 对应原子核自选方向的改变。但是在讲解核磁共振波谱中脉冲的设计与操作过程应该讲解的尽量简单化和形象化, 便于学生的接受和理解。
(二) 讲课形式要灵活多样、不拘一格
1. 课堂理论教学与生活相结合
药学专业学生毕业后出路是多种多样的, 部分学生将来从事工作可能和药学专业研究距离较远, 学习难度较大, 致使他们的学习兴趣低迷。波谱解析课理论的讲解如何能够与我们的某些生活现象或常识相结合, 会收到较好的结果, 比如在讲到光波谱区域与能量跃迁时, 要阐释不同谱段射线与我们生活的关系, 伽玛射线能量最高, 波长最短, 穿透力很强, 对生物组织的破坏力很大, 医疗上伽玛刀手术和肿瘤患者放疗就是利用放射性同位素释放出的射线照射病灶部位, 摧毁靶组织;X射线能量次之, 穿透性也比较强, 医疗上胸透和CT就是利用X射线进行扫描成像;紫外线能量进一步降低, 实验室常用紫外线控制实验, 医院中常用紫外线消毒;波长继续增长, 能量减弱的可见光是生物生长的基本因素之一;利用原子核自旋原理的核磁共振成像技术是医学上一种无伤害的疾病监测手段。这些知识都是与我们生活息息相关的, 配合以图片和视频资料, 学生的兴趣就会被调动起来, 收到良好的教学效果。
2. 课程中穿插介绍著名科学家的故事
波谱解析课程抽象, 需要记忆的数据较多, 比较枯燥, 在一些理论讲解的过程中穿插介绍一些著名科学家的故事有时会收到意想不到的效果。比如紫外光谱讲到伍德沃德-费舍尔规则时, 我们介绍了伍德沃德和他的学生突破性的完成抗虐药奎宁的全合成, 他和艾申莫瑟共同率领全球几十名科学家完成维生素B12全合成的故事, 以及在分子轨道对称守恒原理方面的卓越建树, 加上他与合成大师科里的趣闻, 同学们听了饶有兴趣, 无形中增加了波谱课的学习兴趣, 调高了课堂质量。再比如讲述核磁共振时, 我们讲述了理查德·R·恩斯特如何将傅立叶变换引入到核磁共振领域, 如何发展和应用二维核磁共振谱, 以及二维核磁共振谱在确定复杂物质结构中的重要作用, 独得1991年诺贝尔化学奖;库尔特·维特里希因如何利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构, 对生命科学的快速发展起到了巨大的推动作用, 并最终荣获2002诺贝尔化学奖。这些著名科学家生平故事及科学成就感染和激励着年轻的学子们, 同学们从枯燥的理论学习中得到了放松, 激发了学习或进一步深造从事科学研究的热情。
3. 编排顺口溜, 便于同学们记忆
有机化合物波谱解析除了理论性强以外, 需要记忆的数字较多也是学习枯燥的一个原因, 在红外光谱的学习中尤为突出, 我们总结了红外识谱歌, 便于同学们记忆。“烯氢面外易变形, 1000以下有强峰;910端基氢, 再有一氢990;顺式二氢690, 反式移至970;单氢出峰820, 干扰顺式难确定;炔氢伸展三千三, 峰强很大峰形尖;三键伸展二千二, 炔氢摇摆六百八”。这样减轻了同学们的记忆负担, 读起来朗朗上口, 无形中增加了波谱解析课程的趣味性, 提升了教学质量。
4. 理论讲解要与科学研究相结合
学以致用是同学们学习每门课程的最直接目的也是最终目的, 如果要使同学们体会到波谱解析课程真真切切的实用价值, 教师在讲解时必须刻意引导, 通过自己或他人科研经历让同学们了解波谱解析在科学研究的重要作用。如讲到环己烷上氢的耦合常数时, 可以举例说明变温核磁的测定方法及其在有机化合物结构确证中的重要作用, 一些有扭转张力或者位阻的结构, 通过做高温核磁就有可能得到一张明析的图谱, 因为高温下异构体的互变速度会加快, 图谱中会出现综合信息, 互变异构体的某些吸收峰会消失, 图谱变的简单, 容易进行图谱解析;有时候互变比较快的异构体可以通过做低温核磁监测异构体的存在, 因为低温下互变的速度减慢, 能够分辨不同异构体的吸收峰。通过这样科学研究实例的讲解, 同学们对抽象的概念的理解不仅仅停留在理论的层面, 而是有实实在在的用途, 学习热情也就自然提高了。
摘要：波谱解析是药学专业重要的专业基础课, 受各种因素的制约, 其教学效果并不理想, 本文结合教学实践探讨了提升其教学效果的方法与策略。
关键词：药学,波谱解析,教学效果
参考文献
[1]吴立军.有机化合物波谱解析[M].北京:中国医药科技出版社, 2012.
[2]柳润辉, 沈云亨, 李慧梁, 张卫东.波谱解析的教学体会[J].西北医学教育, 2014.
波谱解析 篇6
由于波谱解析部分各大光谱学的基本原理及基本内容过于抽象, 难以理解掌握, 历来是教师难教、学生难学的一门课。如何上好这门课, 更好地调动学生的学习主动性和积极性, 提高课堂教学质量, 一直是我们探索的问题。鉴于波谱解析部分对多门专业基础课 (如中药化学或天然药物化学) 的重要性和未来考研、工作的实用性, 根据本门课程的教学内容特点, 我们结合实际教学和科研经验, 将部分本专业密切相关的现代信息技术应用到波谱解析的教学中, 有力地扭转了课程枯燥难懂、空洞抽象的印象, 学生对该门课程的学习热情也有了显著提高。
现将教学中的体会总结如下。
一、软硬件相结合的信息技术应用
波谱解析课的主要目的是使学生学会解析图谱, 从图中推导出有机化合物的结构式或结构信息。在具有紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱等基础知识以后, 要熟练地掌握解析图谱的技巧, 必须多做波谱习题, 才能做到熟能生巧[2], 尤其是最后的综合解析部分, 主要以讲解习题和练习答疑为主。为了带动学生融入课堂气氛, 笔者坚持以板书的形式讲解习题, 此时, 就会出现一系列问题:大量的习题势必产生大量的板书, 教师在书写板书时背对学生, 不能够及时与学生交流得到反馈;同时大量板书所带来的清理时间也使得有限的习题讲解时间变得更少。为了解决这些问题, 我们尝试在波谱解析的习题讲解课上使用数位板及其配套软件, 达到了良好的教学效果。以前教学中, 数位板的使用仅仅是在数字绘图领域, 或其他学科的微课制作中, 现在数位板被应用到了波谱解析的习题课, 我们可以直接在谱图上解题, 更加直观, 教师始终面对学生, 习题讲解的过程中, 思路连贯, 交流顺畅, 学生的反馈也可以及时观察到。我们也尝试过将解题过程制作成微课播放, 但相比之下, 在课堂上直接应用师生互动的效果更好, 更能引发带动学生思考的积极性。
“录屏软件+应用软件”, 手机、数码单反、摄像机、数位板与录课笔, 软硬件融为一体的微课录制系统, 使信息技术运用愈发简易便捷。我们也尝试着将某些小问题以微课的形式录制讲解, 提供给学生在课下用以参考。这样的形式无疑吸引了更多学生付出时间预习或复习, 提高了学生的自学能力, 不仅对引导学生自主学习大有裨益, 同时也使波谱解析原本晦涩难懂的原理部分变得更容易接受。从学生的角度而言, 微课不仅可以反复播放, 加深理解和巩固, 还是教师对学生一对一的讲解和演示, 主观感受不同于一群学生共同听课。微课除了在仪器分析的理论教学中能够一展所长, 我们也借鉴了在实验教学中应用微课的经验[3], 微课的使用得到了进一步拓展。
仪器分析作为一门应用性较强的学科, 以分析仪器为基础, 研究物质的性质、结构和含量。学习仪器分析的原理最终仍是为了仪器的操作使用打基础, 因此仪器分析实验教学显的格外重要。
录制成微课介绍的实验, 比起教师单纯讲解枯燥的实验内容要生动直观的多。同时, 这种类似“一对一”的演示, 也避免了教师在一台仪器面前讲解时只有少数学生能够凑在周围, 而多数学生由于空间局促无法看清听清的缺点。例如, 紫外分光光度计的使用录制成微课后, 仪器的维护、使用、清洁等步骤一一详细介绍, 学生可以清楚地从录像中看到调零校百的方法、测定前样品在比色皿中的润洗、比色皿清洁擦拭的方向、比色皿中液体应该加入多少才可以使入射光成功透射从而得到准确的结果。
现实中还有些困难在学生了解和使用仪器的过程中产生了巨大的障碍, 例如, 多数院校中核磁共振波谱仪由于仪器耗材及其维修养护均价格不菲, 并未配备, 不能够让学生参与该项实验操作。我们可以通过教师在其他院校或科研院所录制核磁共振波谱仪实验操作的微课, 帮助学生认识、了解核磁共振波谱仪的原理、使用方法和注意事项。通过这样的微课教学, 学生不再对核磁共振波谱仪感到陌生、遥远。
通过微课介入实验教学, 可以让学生进一步巩固课堂上所学的理论知识, 并掌握一些分析仪器基本操作和维护技巧, 解决实验内容枯燥、仪器数量不足、课时有限、不能让每一个学生操作等问题。
二、现代专业工具软件的应用
波谱解析教学中存在很难理解的知识, 且具极强的抽象性, 往往需要具备较强的专业知识基础和创造性思维能力, 才能正确理解并加以应用。而专业工具软件的出现, 可以帮助教师向学生介绍一些直观、快捷的方法技巧来帮助学生理解和掌握知识点, 通常会得到事半功倍的效果。
例如, 在学习2D-NMR中的NOE效应时, 可以应用Cambridge Soft公司开发的Chem Office系列工具包, 用其中的Chem Draw模块先画出要举例的化学结构, Chem3D模块将其转化为立体结构, 不同的核或官能团之间其产生NOE效应的必要条件“空间距离近”就变得生动直观, 容易被学生理解。另外, Chem NMR功能可预测13C和1H的NMR模拟光谱, 为结构综合解析提供了必要的参考依据。
具有类似绘图功能及结构解析参考的软件还有chemaxon公司出品的marvinbeans以及ACD公司出品的Chem Sketch。
三、现代数据与文献检索系统的应用
新世纪, 社会信息化已成为不可阻挡的时代潮流, 信息已经成为最重要的战略资源之一。随着现代科学技术尤其是计算机和网络技术的迅猛发展, 社会信息量激增, 信息呈现出爆炸式的增长趋势, 信息检索能力已成为能够成功解析波谱的一项必备技能。
(一) 有机化合物图谱库
日本的SDBS有机化合物谱图库, (http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi) 免费提供大量有机化合物的光谱数据, 不仅可以通过化合物名称、分子量或CAS号等信息查询相关化合物的红外、紫外、质谱及核磁光谱, 而且可以输入实验所得光谱数据查询相应化合物。
西班牙的Natural Products 13C NMR Database (http://c13.usal.es/c13/usuario/views/inicio.jsp?lang=en&country=EN) 可以免费提供一些天然产物的13C谱数据。
弗吉尼亚理工大学有机化合物数据库Organic Compounds Database, Virginia Tech (http://www.colby.edu/chemistry/cmp/cmp.html) 界面类似日本的SDBS, 目前可以免费查询到2483个有机化合物的图谱数据。
有机小分子生物活性数据Pub Chem (http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) 被整合进了美国国家生物技术信息中心 (NCBI) , 作为NCBI一个子项存在, 数以万计的化学组成资料集可经由FTP免费下载, 部分化合物的光谱数据可以从中检索到。
我国开发的微碳谱网络数据库 (http://www.nmrdata.com/) 是有机化合物核磁共振碳谱数据库的索引, 目前收载有机化合物727167个, 并设有化合物名称、作者、植物名称、分子式等多种检索模式。
(二) 可检索到包含相关化合物数据文章的搜索引擎
多数搜索引擎是免费的, 但是否可以得到全文取决于高校或科研单位所购买的数据库的权限。中文数据检索查询网站主要有中国知网 (http://www.cnki.net/) 、维普网 (http://www.cqvip.com/) 等。本专业常用的国外知名数据检索系统列举如下:Sci Finder Scholar (https://scifinder.cas.org) 是美国化学学会 (ACS) 旗下的化学文摘服务社CAS (Chemical Abstract Service) 所出版的《Chemical Abstract》化学文摘的在线版数据库学术版, 除可查询每日更新的CA数据回溯至1907年外, 更提供读者自行以图形结构式检索, 它是全世界最大、最全面的化学和科学信息数据库。
Pubmed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/) 是以NCBI开发的MEDLINE为数据库的生物医药搜索引擎, 是目前应用最为广泛的免费搜索引擎。
另外, 谷歌学术搜索引擎 (https://scholar.google.com) 也十分方便快捷, 更适合已知文章或资料名称的搜索。
四、结语
现代社会中, 无以计数的信息化新技术层出不穷, 使教师运用信息技术的门槛越来越低, 教育技术应用能力也越来越强, 这都为进一步推进信息技术与课程深度融合提供了便利条件。怎样充分利用科学的现代信息技术和方法, 及时提高学生的专业能力, 跟上学科前沿研究的步伐, 是每一个教育工作者必须思考的问题。现代化的教育需要现代化的技术手段和方法, 需要与时俱进才能培养出合格人才。
参考文献
[1]王峰.浅析中药学专业波谱分析教学改革[J].中国实用医药, 2011, (6) .
[2]李亚明, 张华等.《有机波谱分析》课程改革的探索与实践[J].化工高等教育, 2001, (1) .
波谱解析 篇7
1 合理选取教材和教学内容, 自编课程习题集
根据专业性质及就业方向, 我校药品质量检测技术及药学专业开设了波谱解析课程。目前适用于高职高专生的波谱解析教材较少, 综合考虑后我们选用了由中国医药科技出版社出版、姚新生主编的《有机化合物波谱分析》作为课程教材。虽然是本科教材, 但只要合理选取教学内容, 适当降低授课难度, 巧用教学方法和教学手段, 同样也可用于高职高专层次的教学。考虑到高职高专生的培养模式以及他们的理解接受能力, 对教材中一些比较深奥的或者非重点的知识点进行简化、弱化以及归纳等。此外, 为了体现教学内容与时俱进的特点, 可简单介绍一些新方法、新技术, 如二维核磁共振谱、HPLC-MS联用技术、GC-MS联用技术等, 让学生对学科前沿有所了解。
波谱解析课程的教学目的是使学生学会解析图谱, 从图谱中推导出有机化合物的结构式或结构信息。要想掌握解析图谱的技巧, 必须多做波谱习题, 才能做到熟能生巧[1]。为了弥补教材没有配套习题集的缺陷, 笔者编写了《有机化合物波谱分析习题集》, 供学生平时练习使用。该习题集包括7种题型:名词解释、单选题、多选题、填空题、简答题、图谱解析题以及综合解析题。每种题型题量丰富, 难度适中, 紧扣教材, 联系实际, 适合高职高专学生的学习。
2 改革教学方法, 丰富教学手段
波谱解析课程内容抽象难以理解, 数据较多, 历来是教师难教、学生难学的一门课程。如何更好地调动学生的学习主动性和积极性, 提高课堂教学质量, 一直是我们探索的问题[2]。
2.1 改革教学方法
我们在坚持采用传统、经典的教学法 (如讲授法、讨论法、练习法、演示法、启发法、指导法等) 的同时, 大胆改革教学方法, 将枯燥抽象的书本知识转变成生动形象的内容, 让学生产生学习本课程的兴趣。
2.1.1 PBL教学法
PBL教学理念认为问题是学习的起点, 也是选择知识的依据, 教学过程中应“先问题, 后内容”。通过运用PBL教学法, 学生学会如何获取知识, 能够独立自主地学习, 积极参与团体活动, 从中学到分析和解决问题的方法[3]。我们发现, 该教学法可弥补传统教学“教师唱独角戏”的缺陷, 将课堂转变成“学生主体, 教师主导”的教学模式。在教学时, 教师扮演提问者、指导者、总结者的角色, 并要控制好课堂节奏。给学生一定的时间, 以小组讨论、查阅资料等手段分析、解决问题, 最后口头报告分析结果。图谱解析的结果可能不止一个答案, 只要是合理的均可以存在, 教师要给予学生鼓励和表扬, 从而增强其学习的信心。
2.1.2 真人模拟法
在波谱解析课堂上, 除了采用分子模型等模拟抽象的知识外, 也可通过教师和学生的合作进行教学。如以教师或学生为原子, 两人之间拉着的手为化学键, 模拟氢键效应;以躯干为氧原子, 手掌为氢原子, 手臂为化学键, 模拟分子振动类型等。采用此法教学后, 学生学习热情增强, 学习兴趣浓厚, 课堂气氛热烈, 教学任务在轻松愉悦的环境下得以完成。可应用真人模拟法的知识点有:红外吸收光谱法中分子的振动类型, 影响红外光谱吸收峰位的因素, 核磁共振中影响氢谱化学位移的因素等。
2.1.3 形象比喻法
笔者在教学中摸索出形象比喻法并应用于教学实际, 便于将抽象的知识转化为学生容易理解的知识。比如, 将分子能级比喻成不同楼层的楼房, 将能级跃迁比喻成爬楼梯;将磁性原子核的随机自旋运动比喻成体育课上自由活动的学生, 将施加外加磁场后整齐有序的运动比喻成学生听到教师集合令后整齐划一的动作;将原子核能级跃迁的饱和与弛豫比喻为货柜, 货柜满了就是“饱和”, 把货物从货柜上搬下来腾出空间就是“弛豫”等。通过这种生活化的比喻, 学生能很快理解相关知识, 并自己动脑进行比喻转化。
2.2 丰富教学手段
随着时代的发展和科技的进步, 课堂教学手段也变得丰富多样。以传统的“黑板+粉笔”的方式讲授波谱解析, 学生学起来十分吃力。我们在日常教学活动中, 以电子课件为主要手段, 以教学视频和Flash动画等为辅助手段, 取得了良好的教学效果。制作课件时考虑到课程性质。课件内容十分丰富, 在制作精良、条理分明、逻辑性强的文字内容中穿插大量图谱、图片, 使知识更加形象、系统。有些内容还以视频或Flash动画的形式教学, 通过视频在课堂上演示实验仪器和方法, 理论联系实践, 使“实验室”走进课堂, 将“仪器”搬上讲台, 现场解剖仪器, 将复杂的仪器简单化, 动态显示微观原理, 强化教学效果[4]。比如, 在讲授紫外光谱时, 播放紫外-可见分光光度计构造简介及使用、紫外-可见分光光度计比色皿的注意事项等视频;讲授红外光谱时, 播放KBr压片法制备样品及红外光谱仪测定苯甲酸结构视频等;用Flash动画形式展示水和CO2的振动类型。
3 增加实验教学, 理论与实践结合
波谱解析课程涉及诸多仪器设备, 实验环节不可缺少[5]。我们结合实际情况, 开设了紫外吸收光谱法以及红外吸收光谱法实验, 在实验中贯穿讲解理论知识, 将抽象的理论转化为具体的问题帮助学生理解和消化课堂上所学的知识[6]。如紫外-可见分光光度计的操作, 在得到化合物的紫外图谱后指导学生进行解析;再比如练习操作红外分光光度计时, 安排学生采用KBr压片法制备固体样品, 然后在教师的指导下使用软件控制操作流程, 得到样品的红外图谱后再指导学生解谱。由于核磁共振和质谱暂时无法在学校开展实验教学, 为了弥补这一缺失, 笔者事先联系好有条件的药检所或药企, 带领学生参观相关单位的核磁、质谱检测仪器, 如有机会还可让部分学生进行操作。
4 改革考核方式
考试是评价教学效果的重要手段, 对整个教学活动具有强化、检测和反馈等功能, 通过它可以了解学生是否真正掌握了本学科的内容和解决实际问题的能力[5]。我们改革了波谱解析课程的综合考核方式, 考核由3部分组成:平时考核 (25%) , 实验考核 (15%) , 试卷考核 (60%) 。平时考核由学生平时出勤情况、课堂表现情况、课后作业情况构成, 比例由以前的15%提高到了25%。实验考核由于实验条件的限制维持15%不变, 而试卷考核由以前的70%减少到60%。通过这样的改革, 可以让学生不再“唯试卷是从”, 突出了平时考核的重要性, 促使学生注重平时表现, 如回答问题、课堂练习等。试卷考核也不再是单一的闭卷或开卷考试, 而采用两者结合的方式。涉及到概念和原理的基础知识采用闭卷考核, 而化合物的结构推测则采用开卷的方式。学生反映这样的考核方式让学习变得轻松, 可以增强学习主动性和积极性, 最后的综合成绩也能比较客观地反映他们的学习情况。
实践证明, 采用以上教学思路进行波谱解析教学, 对于增强学生的学习积极性, 提高其化合物结构解析能力具有一定的成效。
摘要：针对药学类高职高专院校波谱解析课程教学现状, 从教材、教学内容、教学方法、教学手段、实验教学以及考核方式等方面进行改革, 总结出一套完整、系统的教学思路并进行实践, 取得较好的教学效果。
关键词：药学类,高职高专院校,波谱解析,教学思路
参考文献
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[4]卫强, 马凤余, 张国升.《波谱解析》课程教学方法研究与实践[J].现代企业教育, 2010 (6) :81-82.
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