《波譜分析》課程教學(xué)的應(yīng)用模式探索

韓滿意

摘 要： 波譜分析是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。在教學(xué)理念上突出合理設(shè)計緒論部分的重要作用；在具體教學(xué)過程中精選教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)選典型例子，提高學(xué)生綜合分析能力，從而有效提高波譜分析教學(xué)的針對性和實效性。

關(guān)鍵詞： 波譜分析 應(yīng)用模式 教學(xué)實踐

在化學(xué)本科專業(yè)課程設(shè)置中，有機化學(xué)主要圍繞物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)展開，主要講述化合物的物理和化學(xué)性質(zhì)，很少涉及結(jié)構(gòu)表征。而結(jié)構(gòu)表征問題是學(xué)生在后續(xù)科學(xué)研究和企業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題。因此，為順應(yīng)學(xué)科發(fā)展和學(xué)生就業(yè)深造需求，淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院已將《波譜分析》納入應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科教學(xué)之中。該課程講解的主要內(nèi)容包括紫外-可見吸收光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁共振譜（NMR）及質(zhì)譜（MS）的基本理論與一般解析方法及四大光譜的綜合解析方法。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生有效地把化學(xué)基礎(chǔ)知識和化學(xué)實驗連接起來。因此，波譜分析課程的開設(shè)在培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)人才中發(fā)揮著重要作用。然而，在大學(xué)期間，波譜分析中各類光譜學(xué)的基本原理比較抽象，不易理解，更難以運用所學(xué)相關(guān)知識推測出未知化合物的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致學(xué)生對波譜分析課程的重視程度較低。針對這種情況，如何降低學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)學(xué)生興趣，讓學(xué)生充分理解并掌握波譜解析的基礎(chǔ)知識，拓寬學(xué)生知識面具有重要意義。為此，基于學(xué)生分析問題和解決問題等應(yīng)用能力的培養(yǎng)，我們在教學(xué)中做了一些有益嘗試。

一、合理設(shè)計緒論部分，激發(fā)學(xué)生興趣

大學(xué)期間，學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)課程，掌握了化學(xué)專業(yè)基本知識；通過化學(xué)實驗操作，熟悉化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)和物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，但往往忽視化合物結(jié)構(gòu)表征的關(guān)鍵性問題。針對此問題，在課堂教學(xué)中拋出問題，讓同學(xué)們設(shè)計辦法解決化合物表征的問題。以問題方式引出波譜分析課程的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生只有充分認識到波譜分析的重要性，產(chǎn)生強烈學(xué)習(xí)興趣，才能增強學(xué)習(xí)效果。

為了進一步使學(xué)生了解波譜分析的重要地位，及時向?qū)W生介紹波譜分析的發(fā)展歷史，讓學(xué)生清楚地認識到波譜分析的重要性。波譜分析主要經(jīng)過兩個階段，20世紀中期以前是經(jīng)典的化學(xué)分析階段，主要通過化學(xué)分析表征化合物結(jié)構(gòu)。其中最為經(jīng)典的例子是嗎啡結(jié)構(gòu)的鑒定，從被發(fā)現(xiàn)到確定結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了一個多世紀。同時，在化學(xué)分析過程中，存在實驗樣品量大，實驗操作較為煩瑣，實驗周期長等諸多缺點。20世紀中期以后隨著紫外光譜分析儀和紅外光譜分析儀器的出現(xiàn)，特別核磁共振儀器的出現(xiàn)，縮短了化合物鑒定的周期。因此，現(xiàn)代波譜分析具有快速簡便、準確度高等諸多優(yōu)點。另外，在教學(xué)過程中要讓學(xué)生了解開設(shè)波譜分析課程與已開設(shè)的化學(xué)專業(yè)課和化學(xué)實驗課程之間的關(guān)系，使同學(xué)們更好地理解課程設(shè)置的意義，讓學(xué)生認識到學(xué)習(xí)本課程的重要性，更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

二、精選教學(xué)內(nèi)容，強化應(yīng)用目的

通過緒論部分的學(xué)習(xí)，同學(xué)們具有較高的學(xué)習(xí)興趣。但波譜分析基本原理比較抽象，講解內(nèi)容比較枯燥。因此，必須講解各類譜學(xué)的基本特點和作用，學(xué)生通過比較后有目的地學(xué)習(xí)各類譜學(xué)基本知識。波譜分析主要涉及數(shù)據(jù)處理，通過簡單的記憶方法，難以掌握波譜學(xué)基本知識。針對該問題，教師必須精選教學(xué)內(nèi)容，讓同學(xué)們掌握基本規(guī)律，在理解的基礎(chǔ)上記憶相關(guān)數(shù)據(jù)，往往有利于達到較好教學(xué)效果。比如，在紅外光譜中，同學(xué)們要熟練掌握官能團的各類特征、官能團的出峰大致位置。如羰基的出峰位置在1700cm-1左右，這是典型的羰基吸收峰出峰位置。在有機化合物中含有羰基的化合物有醛、酮、酯、酰胺等類化合物。因此，通過分析各類含有羰基化合物的譜圖，學(xué)生比較容易掌握這些特有的官能團，同時強化應(yīng)用能力。然而，各類譜學(xué)的基本原理相對比較羞澀難懂，但在波譜分析中比較重要。因此，教師需要借助多媒體輔助教學(xué)手段，并用通俗易懂的講解方式講透各譜基本原理。同時在分析譜圖的時候，穿插講解基本原理在譜圖分析中的應(yīng)用，舉一反三，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

三、優(yōu)選典型例子，提高綜合分析能力

波譜分析是一門實踐性很強的學(xué)科，同學(xué)們在系統(tǒng)學(xué)習(xí)紫外光譜、紅外光譜、核磁共振和質(zhì)譜等基本知識后，必須通過練習(xí)大量波譜習(xí)題才能熟練掌握譜圖解析的技巧。因此，僅依靠課后習(xí)題，難以達到學(xué)生學(xué)習(xí)要求。因此，要求教師在平時盡可能多地累積各類譜學(xué)譜圖，在教學(xué)過程中優(yōu)選典型例子。另外，教師根據(jù)自己的科研成果積累相關(guān)譜圖，向同學(xué)們展示綜合分析能力在科研過程中的作用，不僅激勵學(xué)生求知欲，更能提高學(xué)生綜合分析能力。再者，波譜分析涉及許多學(xué)生未接觸過的精密儀器和圖譜，可根據(jù)學(xué)校條件，帶領(lǐng)學(xué)生參觀紅外、核磁等儀器，讓同學(xué)們測試自己合成產(chǎn)物，并指導(dǎo)學(xué)生進行譜圖解析，因而進一步提高學(xué)生綜合分析能力。

綜上所述，波譜分析是一門應(yīng)用性較強的課程，內(nèi)容繁多，基本原理比較抽象，不易理解。因此以應(yīng)用為目的的導(dǎo)向模式更容易讓學(xué)生產(chǎn)生興趣，達到學(xué)以致用的目的。結(jié)合我校實際情況，我們采用多媒體教學(xué)手段，并通過合理設(shè)計緒論、精選教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)選典型例子等方法達到了較好的教學(xué)效果。

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