淺談《有機波譜解析》課程教學改革*

賈俊輝,張惠娟,彭 江,白佳坤

(1.山西師范大學化學與材料科學學院,山西 太原 031000;2.山西師范大學物理與信息工程學院,山西 太原 031000)

應用型人才的培養是以培養綜合素質強、符合社會需求、能夠更好地服務國家和地方經濟的應用型綜合人才為目標。在培養過程中著重培養學生靈活運用理論知識的能力、實際動手操作以及科學創新的能力。目前傳統單一的教學模式不足以培養適用社會需求的應用型人才，我們的教學應該與企業、科研單位等的要求無縫接軌，教學模式應該以培養全新的應用型人才為導向。探索出符合教學規律、學生特點的新的教學模式，才能進一步調動不同層次的學生的主觀能動性以及學習興趣，同時進一步強化學生的實踐動手能力，以便于獲得更好的教學效果。

《有機波譜解析》是一門綜合應用性課程，是現代分析化學的重要組成部分，更是化學和環境科學等領域的不可或缺的重要分析工具與手段[1-3]。《有機波譜解析》已然成為本學科科研生產工作必備的專業技能。目前山西師范大學《有機波譜解析》課程存在教學內容單一(純理論內容)、考核方式不健全(平時成績+末考成績)、課時少等問題，在很大程度上阻礙了應用型人才的培養。如何從應用需求導向出發，使學生在《有機波譜解析》課程教學過程中更好地掌握理論知識并將理論知識用于實踐中，是目前學校《有機波譜解析》課程急需解決的關鍵問題。本研究針對目前《有機波譜解析》課程中存在的問題和不足，按照學校人才培養模式，結合筆者的教學科研經驗和兄弟院校的教學改革方法，以提高學生學習興趣為切入點，以提升學生解決實際問題的能力為出發點，對本課程的教學改革進行了基于應用為導向模式的本土化探索，以期為應用型人才的培養奠定一定的基礎。

1 精選教材并優化教學內容

一般來說，教學內容是教學得以正常開展的載體，其內容的豐富性、新穎性、前沿性會對教學效果產生極大影響。《有機波譜解析》課程主要講授紫外光譜、紅外光譜、核磁共振氫譜和碳譜、質譜四部分的理論知識、基本解析方法以及四大光譜的綜合運用。由于課程內容理論知識比較抽象、涉獵范圍廣、系統性不強，導致教授過程難度大，學生自學難度更大[2]。所以在教材選擇和教學內容的整合上，必須精心選擇合理安排，使之具有一定的系統性、邏輯性。在教學方式上要多樣化、簡單化，便于學生理解掌握相關的理論知識和實踐技能。我們的教學團隊精選教材并提取不同風格的教材中系統性、邏輯性好的部分補充到相應的章節中，使枯燥的理論知識帶有一些趣味性和通俗性，增強學生學習《有機波譜解析》課程的信心，同時激發他們對該課程的學習熱情。

在教學內容上，教學團隊及時將波譜學的新知識、新技術以及新進展主動融入教學之中。將分析化學、儀器分析中詳細介紹的紫外光譜和紅外光譜兩部分內容簡單總結(同時在QQ群、微信群等推送MOOC相關視頻)，重點講述核磁共振氫譜和碳譜、質譜這兩部分以及四大波譜的綜合應用。講授過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、拉曼光譜等技術穿插滲透給學生，讓學生進一步了解波譜解析的現代研究手段。授課過程中加大識譜、解譜例題的講解，通過科研實例的解析激發學生的學習興趣、提高學生的解譜能力。

2 教學形式多樣化

2.1 網絡教學與傳統教學手段相結合

突如其來的新冠疫情，擾亂了學校《有機波譜解析》的教學安排。為了不耽誤教學進度，在學校統籌安排下，教學團隊充分利用網絡平臺(超星學習通、釘釘直播、騰訊會議等)及時講解課程理論知識，并將錄制好的主題突出、針對性強的微視頻以及內容豐富的MOOC內容推送給學生，同時，通過視頻連線的形式演示核磁、紫外-可見光分光光譜儀、高分辨質譜等儀器的操作、注意事項、數據存儲及處理等。疫情穩定后采用小班教學答疑解惑。

2.2 充分利用多媒體教學和計算模擬軟件

《有機波譜解析》課程的理論性強、結構譜圖多而復雜的特點決定了單純依靠傳統的板書教學是完全不能滿足教學需要的。在教學過程中，應充分將多媒體教學融入到傳統教學中。多媒體教學的運用為我國教育教學方式注入了現代化的生機[4]。例如，多媒體教學過程中動畫、圖像、聲音等元素的加入，使得枯燥的課堂變得相對輕松活躍一些，再加上色彩和動畫的視覺沖擊,可以更好的吸引學生的注意力，提高其積極性和學習效率；多媒體動畫Flash可以充分展示核磁共振波譜章節中涉及的原子在外磁場中的運動、原子核外電子的運動狀態等，不需要多余的講解，學生自然而然就明白其中的現象。再比如，質譜章節中碎片離子峰的產生，就可以通過動畫的形式形象地展示給學生。合理運用Chem draw等化學軟件，模擬科研過程中合成出來的目標產物的核磁氫譜與碳譜，結合實際測出來的核磁數據，講解化學位移的變化規律以及模擬數據與測量數據之間的差異。多種教學手段的有效結合明顯提高了教學效果和學生學習的效率。

2.3 開設第二課堂

《有機波譜解析》的理論知識與化學、材料等學科的科研密切相關，只有讓學生真正的去實踐操作，才能更好的理解和深化理論課中的內容[5]，實踐課堂的開展是理論教學開展的重要補充。實踐才能出真知，為此教學團隊特向所在學院申請開設預約制第二課堂。學院的大學生創新實驗室配有紅外光譜、紫外-可見光光譜儀、熒光光譜儀、液質聯用、氣質聯用等先進的儀器設備，同時學校測試中心的核磁共振儀、高分辨質譜儀等也可以預約使用(經過專職教師培訓并考核通過)。學生可以將大學生創新創業項目、互聯網+、本科生導師制科研項目等得到的實驗產品，利用創新實驗室和測試中心的儀器進行結構表征，并對其進行解析，強化對《有機波譜解析》理論和應用方面的認知。為了加強學生的表達能力，教學團隊讓學生對第二課堂獲得的解析好的數據結果進行分組匯報，同時進行點評指導。這種模式的開展，可使學生對科研實驗產生強烈的興趣，為學生后續從事相關科學研究奠定扎實的基礎，同時又促進了其理論課的學習興趣，如此一來形成良性循環繼而提高理論課的教學效果。

3 優化成績評定方式

作為教學活動的重要環節，適宜的考核方式不僅可以激發學生學習的主動性和積極性，還會促進教師進一步優化授課方式。筆者結合實際情況，對考核方式進行了優化，不再一味強調末考成績，而是更加注重過程評價和應用能力評價。考試總成績包含：末考開卷考試成績(30%)、平時成績(20%)、第二課堂綜合成績(50%)。

4 結語

《有機波譜解析》是一門理論性與實用性都比較強的課程，授課重點不應僅局限于理論知識，還要注重培養學生對理論知識的綜合運用。通過幾年的教學改革的效果來看，第二課堂的開設使得學生對理論知識的理解更加透徹，學生識譜解析的能力普遍提高。