提升藥學相關專業學生學習波譜解析能力的教學改革探究

王悅尚++劉言娟++王慧++葛朝暉+郭紹芬

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.183

摘 要：波譜解析是一門應用性很強的課程，對于藥學專業學生來說學習波譜解析對于以后的工作和科研都非常有必要。但是學生在學習過程中普遍存在不能靈活運用四大波譜（紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、核磁共振譜和質譜）知識解析未知化合物結構的現象。該文針對學生在學習波譜解析這門課程時反映出來的問題，對提升學生掌握譜圖解析能力的教學方法與措施進行了探究。

關鍵詞：波譜解析 教學內容 教學方法 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（a）-0183-02

1 波譜解析課程的性質和教學目標

波譜解析是在有機化學、分析化學等學科的基礎上開設的，是面向制藥工程專業、藥學和中藥學專業本科生的專業基礎課程，是探索未知化合物結構的“眼睛”。隨著化學、藥學等學科的快速發展，波譜解析已經滲透到與之相關的各個領域，是從事藥學、化學、生物學等領域的工作者必須掌握的一門學科[1]。對于藥學相關專業的學生來說，波譜解析是多門課程的先修課程，后續的藥物化學、天然藥物化學和中藥化學等課程中有效成分的結構鑒定會用到大量的波譜解析知識。

波譜解析主要是以光學理論為基礎，以物質與光的相互作用為條件，建立物質分子結構與電磁輻射之間的相互關系，根據這種關系對物質分子的幾何異構、立體異構、構象異構和分子結構進行分析和鑒定的方法。波譜解析法主要包括紫外吸收光譜法、紅外吸收光譜法、核磁共振波譜法和質譜法，其中的相關知識不僅對藥物結構分析和鑒定起著重要的作用，同時也是藥物化學、藥物分析、藥物代謝動力學、天然藥物化學等學科必不可少的分析手段[2]。因此，波譜解析是一門應用性非常強的課程，但因為其內容主要涉及化合物結構與電磁輻射的關系，所以這門課程的抽象性也非常強。

波譜解析的教學目標是使學生通過這門課程的學習掌握相關的基礎知識和基本技能，同時能了解波譜解析的新技術和新方法，重點是培養學生靈活運用四大波譜知識解析實際譜圖的能力，最終達到能夠獨立解析各種小分子化合物結構的能力。

2 波譜解析教學中存在的問題

2.1 教學內容抽象枯燥，對學生吸引力不強

波譜解析的知識不僅涉及有機化學、分析化學、儀器分析還有結構化學，課程的開展需要在較多先修課程的基礎上進行。如果先修課程的知識沒有掌握扎實，那么學生學習波譜解析的知識就會比較困難。另外，該課程的性質決定了它其中的概念和原理等非常抽象、數據信息量大、內在規律性不強且有大量的經驗數據，對于初學者往往枯燥無味，常會不知所措[3]。如果學生在接受知識的過程中長時間處于模糊狀態，容易產生排斥心理，從而導致學生的學習進入一種“聽不懂也不想聽”的惡性循環。俄國文學家托爾斯泰曾說：“成功的教學所需要的不是強制而是激發學生的興趣。”所以，很有必要對波譜解析的教學內容進行梳理，提高對學生的吸引力，使學生產生學習興趣。

2.2 教學方法和教學手段單一，學生缺少形象認知和實踐體會

波譜解析是一門應用性很強的課程，在教學中既需要基本理論知識的講授，更需要解析譜圖技能的訓練。另外，四大波譜譜圖是通過相應的波譜儀器測定產生的，如果僅僅給學生講授譜圖知識，而不配合各種儀器的認識，學生很難真正做到比較完整系統的理解譜學知識。但是大部分教師還是采用傳統的缺乏互動和實踐的灌輸式教學，由于教學方法單一，使學生極易產生疲勞感，使得課堂氣氛沉悶，教師在講授中也很難與學生產生共鳴與回應，教學效果普遍較差。在教學中絕大部分教師都忽視了實踐訓練，常常導致學生所學的理論在實踐中脫節，學生在將譜學理論應用到實際譜圖解析時常常束手無策。

2.3 教師對課程缺少較深的和系統的理論研究

波譜解析是一門交叉性很強的課程。對于波譜解析，大部分教師只是在自己的科研工作中將其作為解析化合物結構的工具來使用，對其中的概念、原理、譜圖形成機理以及各種影響因素等知識并沒有系統性的和深入的認知。教學工作的開展僅僅是在對每章內容備課后對學生進行灌輸式講授，教師對于課程的準備本身就是片段式的，沒有將這門課程的知識作為一個整體，進行系統性的消化和研究。然而，四大波譜之間是相互聯系的，尤其是對稍復雜化合物的結構解析，需要幾種譜圖相互印證才能確定其結構。教師對課程欠缺系統和深入的研究，直接導致學生對知識學習的不系統、不深入。

3 波譜解析教學改革的建議

3.1 教學內容實用且具有吸引力，增強學生的學習興趣

針對波譜解析知識點多且繁瑣的問題，應該堅持“必需、夠用”的理論教學原則，不僅強調波譜解析這門課程內容的系統性和完整性，而且體現適用性，即選取認為合適的部分組成教學內容。同時，在基礎的和認為關鍵的知識點的排布上，要大膽地做相關的拓展和延伸。針對本課程知識比較抽象的問題，以及對于藥學專業學生學習這門課的目的性，在教學內容的設計上應多加入化合物波譜解析練習題，通過習題訓練使學生把抽象的知識具體化，在解題的過程中消化知識、運用知識從而解決化合物結構鑒定的問題。

隨著現代科技的發展，四大譜學技術在理論、儀器、方法和應用等方面均由非常大的進展，現在對于化合物結構的鑒定在更高的水平上進行，因此在教學內容上，課程應更加注重實際解析能力，注重基礎技術和當代技術發展的銜接，及時將化合物波譜解析方面的新知識、新技術引入到教學中。另外，對于波譜解析的講授應該在內容上充分體現藥學專業的特點，突出波譜法在中藥以及天然藥物化學成分研究中的作用。

3.2 教學方法和手段多樣生動，注重培養學生的實踐能力

波譜解析的是各種波譜圖，波譜圖的產生是通過各種相應的波譜儀器，授課過程中可以在必要時將學生帶到實驗室，通過讓學生直觀的看到每一種波譜儀，加上老師通過儀器的具體化講解達到讓學生更好的掌握每種波譜的原理及形成機制的目的。盡量為學生提供親自行操作和演示波譜儀器的條件，待一張完整的譜圖出現時，再指導學生怎么解譜。另外，還可以在教學過程中使用參與式教學法和頭腦風暴法等。endprint

隨著現代科技的不斷發展，教學手段不斷趨向多元化，例如計算機、幻燈片、互聯網、電子白板等都已成為現代教學的重要手段，這也為波譜解析教學手段的改革提供了可能。例如教師可以采用三維動畫或分子模型等直觀教學方法進行演示，提高學生的學習興趣，且重點突出、準確生動，能把原來枯燥、模糊的立體構型問題變得直觀明了，易于學生理解[4]。利用幻燈片向學生展示概念、原理等，利用傳統的板書向學生展示具體的推導過程，這不僅縮短了板書時間，提升了課堂的教學效率，另外也避免了學生因為長時間只接受一種教學手段而引起的疲勞感；教師利用互聯網，可以將自己與教學內容相關的文獻和習題直接實現與同學的共享，使學生可以再課后通過閱讀文獻擴充知識，通過練習題進行有針對性的訓練；教師還可以通過將課堂教學過程錄制成視頻，為在課堂上聽課吃力的學生提供再學習的資源，也為學生在應用過程中出現困惑提供解決的途徑。教師還可以將“MOOC”模式帶到課堂，使波譜解析教學突破時間和地域的限制，盡可能滿足高校學生在學習和應用過程中對波譜解析知識的需要，隨著信息技術的不斷發展和深化，教學手段仍然會繼續創新。

3.3 建立一支具有較高理論水平和實踐能力的教師隊伍，教學與科研相結合

在課程的教學團隊建設方面，應該鼓勵現有教師多參加與課程相關的研討會議、多去其他開設相同課程的高校參觀學習等，通過走出去開拓視野以取長補短。另外，在波譜解析的教學中，應該鼓勵教師將他們的科研內容及成果引入到課程教學中，從而能更加激發學生的學習動力和學習興趣。現在很多教師都有承擔的各種項目，包括國家及省杰出青年科學基金、國家及省科技攻關項目、產學研結合等大量基礎和應用研究項目。應該激勵教師基于自己的科研工作開設面向本科生的相關創新型研究課題，這樣既能促進本課程教師學術水平的提高，又能豐富教學內容，還能激發學生對原本枯燥課程的學習熱情，從而使波譜解析的教學質量有較大的提高。

3.4 系統設置課程并且合理安排課時

課程設置在盡量做到系統性的同時，有重復內容的課程主講教師之間要及時溝通和協調，盡量避免不同課程之間相同知識的重復授課。例如，波譜解析與儀器分析之間的知識重復問題，可以考慮在以后的教學中將這兩門課程整合成一門課程來講授。這樣既能使知識形成系統體系，又避免了知識的重復講授。在課時安排上盡量站在學生的需求角度考慮，對學生以后繼續發展更有幫助的課程可以多安排些課時，對于一些通識性的擴充學生知識面的課程可以少安排課時。在盡量合理安排課時的同時，可以將“零課時”課程模式引入到波譜解析的教學中來。“零課時方案”是指學習任務全部在課外進行，教師只布置任務和在期中、期末對學生進行考試或考察。如果引入“零課時”模式，可以講波譜解析中實際化合物解析部分作為零課時課程。這樣既能在現有課時中實現課本基礎知識的講授，又能通過零課時課程（波譜解析實例解析）實現對學生利用所學波譜知識解析化合物結構的訓練，能夠很好的客服現有課時不足的問題。同時“零課時”這種有課程、有老師、有學分、沒課時，強調學生自主學習的課程模式還能很好的提高學生自主學習的能力[5]。

參考文獻

[1] 汪洪武，韋壽蓮，劉艷清，等.《波譜解析》教學方法改革初探[J].廣州化工，2010，38（6）：273-274.

[2] 姚新生.有機化合物波譜解析[M].北京：中國中醫藥科技出版社，2007：1-5.

[3] 冷炎，蔣平平.《波譜解析》課程教學方法探討[J].廣州化工， 2012，40（8）：202-203.

[4] 彭俊梅，劉映，劉運美，等.淺談如何提高藥學專業學生學習有機藥物波譜解析的興趣[J].廣東化工，2016，43（6）：189，206.

[5] 鄭蘭.“零課時”課程模式研究綜述[J].淮海工學院學報， 2012，10（11）：79-81.endprint