藥學有機化合物波譜解析教學模式的探討與實踐

黃健 張國剛 李文 沙沂 王金輝

摘要：本文針對《藥學有機化合物波譜解析》課程的特點，結合多年本科生教學實踐經驗，通過改革教學方法、豐富教學內容，完善教學目標，以理論教學和實踐教學相結合，課堂教學和課外自學相結合，創新能力和自主能力培養相結合，進而調動學生的學習積極性，增強學生的自我學習能力。通過該教學模式的實踐，使學生全面掌握有機化合物譜學的學習思路和研究方法，進而提高學生對藥學和中藥學事業的熱愛，樹立為我國藥學事業奮斗的志向和自主創業的精神。

關鍵詞：藥學有機化合物光譜解析;教學方法;教學內容;教學目標

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）47-0118-03

《藥學有機化合物波譜解析》是一門研究有機化合物結構與其波譜性質相關性，并進而確定未知有機化合物結構的學科。學生通過學習和訓練應該熟練掌握常見結構類型的有機化合物光譜和波譜性質，并能夠掌握解析未知化合物結構的基本思路和方法，可以解析簡單的有機化合物，借助文獻和資料可以確定復雜化合物的分子結構。本課程對學生能力培養的要求高于對課本內容的簡單記憶，而目前課堂理論教學的現狀，不能完全滿足以上教學需求。本文以學生能力培養為重點，以實踐教學為突破手段，對教學方法、內容和考評制度等進行了系統的改革研究，取得了預期的效果。

一、教學內容的完善與實踐

（一）注重教學內容與學科前沿相結合

目前，《藥學有機化合物波譜解析》在課堂上主要以介紹紫外、紅外、核磁共振波譜和質譜的基本原理以及不同結構類型化合物的譜學特點為主。隨著波譜學測試技術和新的測試方法的不斷出現，在教學內容上應該注重基礎知識與前沿科學技術的銜接，及時將有機化合物波譜解析方面的新方法、新知識和新技術融入教學當中。例如，將教學大綱中雖沒做要求的，但在解決化合物絕對構型方面起非常重要作用的（circular dichroism，CD）譜、（optical rotatory dispersion，ORD）譜[1]以及Mosher法作為附加內容介紹給學生，讓學生們了解立體化學的現代研究方法和手段[2]。

（二）注重教學內容與科研實際相結合

高校教師一般都是教學和科研雙條腿走路、相輔相成，那么在課堂上講授波譜學知識的同時，應注重將自己的學術研究成果轉化為教學內容。例如，將自己在科研工作過程中獲得的結構新穎、圖譜特征鮮明、易于解析的化合物作為實例在課堂上進行結構分析討論，加深學生對典型化合物結構特征的記憶，也有助于學生對于新型骨架化合物的了解。

此外，還可以篩選本學科優秀的碩士、博士論文，作為學生課外的學習材料，以補充現有教材內容上學科前沿介紹的不足，進一步豐富學生的學習內容，增強學生有機化合物結構解析的實踐能力[3]。通過以上幾個方面及時不斷調整和更新教學內容，保持了課程教學內容的先進性、科學性。

二、教學方法和教學手段的完善

（一）加強學生對實際測試譜圖的分析能力

傳統的教學方式基本是從四大波譜的測試數據推導結構，與實際工作從圖譜—數據—結構有一定距離，因此，學生對實際測試譜圖的解析能力較差。針對此問題，教師在講解理論知識的基礎上，將具體化合物的實際測試譜圖，如核磁共振圖譜、紅外圖譜、質譜等，通過幻燈片的形式展示給學生。讓學生們辨認譜圖上的目標化合物信號、溶劑峰信號以及雜質信號，結合理論知識，仔細研究并推敲，增強實際譜圖解析能力。與此同時，教師在講授過程中也要改變傳統的單向知識傳授“教學型”的教學模式，積極探索并大膽嘗試解決問題式、課堂討論式等啟發式教學方法。在圖譜解析過程中學生可以積極發言、自由討論，通過這種生動活潑的教學模式，使學生更加深入、靈活地掌握理論知識與實踐解析能力[4]。

（二）現代化的教學手段融入教學過程

眾所周知，有機化合物的立體結構不僅影響其理化性質，而且也會影響化合物的生物學活性。因此，必須增強學生對三維空間分子結構和有機立體化學知識的理解。為了實現此目標，教師在課堂授課過程中，應多采用多媒體、實物投影和分子模型等輔助教學手段[5]。并且在課件制作過程中，應積極與計算機相關專業教師合作，采用現代多媒體技術和各種信息軟件技術（如Chem office、Chem win、Flash等）相結合，有效提高傳授給學生信息知識的質與量，增強學生對有機化合物平面和空間結構的理解[6]。

（三）設置學生自主設計的教學環節

為了與上述理論課教學內容相適應，理論課教學應設置4學時學生開放性和自主設計式的課堂教學環節。教師事先將學生分成若干個小組，把優秀的碩士、博士論文中代表性的不同結構類型的化合物圖譜復印給各組同學。學生以小組為單位在課下對代表性化合物進行討論和分析，自主設計解析過程并制作多媒體課件，在課堂上各組同學分別介紹自己化合物譜圖的特點，不同譜圖解析結構的優勢以及結構解析具體分析過程。學生利用此開放性的教學過程，積極探索、各抒己見，結合教師對問題的歸納與點評，增強學生自我學習、分析問題、解決問題和數據歸納推理等能力[7，8]。

三、課程評價體系的改革

針對《藥學有機化合物波譜解析》課程注重培養學生實際結構解析能力的特點，該課程的考試制度也需要進行相應的調整與完善，改變過去期末一張考卷定成績的傳統，實施“三個結合”的考試制度，即開卷閉卷相結合、期末平時相結合、理論實踐相結合的評定方式。這種評定方式更加突出學生的知識、能力和素質的培養，更好地調動了學生學習的積極性。在“三個結合”的評定方式中，要特別注重理論知識掌握程度評估和學生實踐應用（未知化合物結構解析）能力的評估，使得對學生能力的評估，更加真實、合理[9，10]。

此外，作為平時成績的考評內容，我們嘗試了每位學生針對有機化合物波譜解析的知識點擬一套考試題，并給出標準答案。通過此環節的學習，一方面可以考察學生掌握基礎理論知識及其運用的能力，另一方面學生在擬試題的過程中，也進一步加深了對理論知識的理解和掌握。

四、強化實踐教學改革

《藥學有機化合物波譜解析》的實驗教學是該課程的重要組成部分，是對教學理論加深理解和消化的關鍵環節。實驗課教師結合理論課內容，注重實驗教學內容的實踐性及與理論課教學內容的關聯性，并不時的地針對儀器的使用注意事項，及可能出現問題的解決方案等內容，讓學生思考回答，或讓學生提出問題，與教師討論解答，從而培養學生分析問題、解決問題和創造性思維能力[11]。在實驗課結束后，要求學生將紫外光譜、紅外光譜、核磁共振、質譜的原理及其應用進行歸納總結，同時結合實際測試的四種譜圖，對測試樣品的結構進行解析，四種譜圖相互佐證、融會貫通，增進了學生對抽象的理論課教學內容的理解。此外，在完成教學任務之余，積極配合波普學興趣小組的同學開展自主設計性試驗，讓他們能夠了解影響圖譜測試的主要因素及二維核磁共振譜測試的基本方法，使學生們在實踐中深入掌握波譜學的原理，幫助他們進一步增強圖譜解析的實踐能力[12]。

五、加強青年教師的培養

師者，傳道、授業、解惑也。教師是藥學有機化合物波譜解析課程建設與完善的實施者，所以青年教師的不斷補充與培養，形成一支學歷層次高、知識結構和年齡結構合理、教學效果好、可持續發展勢頭良好的教學梯隊顯得尤為必要。

（一）搞好傳幫帶，使新增師資盡快成長

青年教師一般均為相關專業畢業的博士研究生，基礎理論知識扎實，但缺乏一定的理論課講授經驗。針對這一問題，青年教師必須經過一輪的試講過程，并針對自己在講課過程中出現的問題，去聽取教學經驗豐富的老教師的課程1～2輪，注意老教師在難點知識講解的方式與技巧，吸取經驗不斷完善自己。此外，為了使青年教師盡快成長，為每位青年教師可以選擇本專業經驗豐富的教授作為指導教師，定期交流與規范授課內容，教授可以親臨教學課堂聽課，指導青年教師授課內容與方法，并對教學過程中出現的問題和不足隨時指正，促進青年教師成長進步[13]。

（二）建立集體備課制度

藥學有機化合物波譜解析教學團隊一直實行集體備課、學科會制度，定期召開教學研討會，探討學科前沿知識的發展與教學內容的相應性調整。通過集體備課制度，有計劃地組織中青年教師講授分別講授紫外、紅外、核磁共振譜和質譜的相關章節，通過集體討論，進一步明確重點掌握知識點和一般了解性知識點的范圍[14]。特別是在集體備課中邀請有經驗的教授以及師范專業畢業的教師來講授示范課，引導青年教師熟悉、掌握每一個教學環節的要求和標準以及授課的技巧和方法。

（三）鼓勵青年教師教學與科研并重

鼓勵青年教師重視科學研究，一方面要鼓勵青年教師開闊眼界，在不影響本課程教學工作的前提下，到國外知名高校進一步進修和深造;另一方面，鼓勵青年教師積極參與科研課題申報和研究工作，發表研究論文，在科研實踐中不斷提高自己的業務水平[15]。可以通過青年教師加入教授課題組的方式，引導青年教師開展科學研究工作，并通過在課題組中參與一些國家級科研項目的申報和科研工作，不斷地總結經驗，完善自己科研思路并建立自己的科研方向。此外，還要鼓勵青年教師多參加國內外藥物化學或譜學技術領域相關的學術研討會，通過在學術會議上的交流，及時掌握學科發展前沿和發展方向，促進青年教師在科學研究的道路上快速成長。反過來，青年教師在科研工作中增長了解決問題的能力和實踐經驗，會豐富課堂教學實例，有利于教學質量的提高，即科研反哺教學[16]。

六、討論

21世紀高等教育的一個突出特征是從人的個性出發，充分調動人的創造力和潛能，這樣才能適應知識經濟時代對人才的要求。因此，高等學校的教學改革必須堅持以學生為教學中心，堅持理論課教學和實踐課教學相結合，堅持課堂教學和課外教學相結合，堅持創新教育和創業教育相結合[17]。

目前《藥學有機波譜解析》的教學計劃和課程計劃，更多于傾向于四大光譜（紫外、紅外、核磁共振譜和質譜）的原理和有機化合物結構類型的譜學介紹，而綜合譜學的運用以及譜學在實際科研工作中的應用介紹較少[18]。課堂譜學理論基礎知識介紹多，試驗教學和課外教學內容較少。因此，對于該課程來講，難免存在學生死記硬背，難以掌握未知化合物結構解析思路的現象。甚至在后期的《天然藥物化學》和《藥物化學》的學習過程中，以至于碩士研究生的科研實踐中，對于稍復雜化合物的結構解析仍存在困難，實踐應用能力較差。

本文針對本科生教學總結的經驗和《藥學有機化合物波譜解析》課程的特點，通過改革教學內容、教學方法和考評制度，調動學生的學習積極性;同時，以理論課教學和實踐課教學相結合，課堂教學和課外自學相結合，創新能力和自主能力培養相結合，增強了學生的自我學習能力，教會學生有機化合物解析的基本思路和研究方法，培養了學生的學習興趣，進而提高了學生對藥學和中藥學事業的熱愛，樹立為我國藥學事業奮斗的志向和自主創業的精神。

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