提升藥學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)波譜解析能力的教學(xué)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(yīng)用性很強(qiáng)的課程，對于藥學(xué)專業(yè)學(xué)生來說學(xué)習(xí)波譜解析對于以后的工作和科研都非常有必要。但是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍存在不能靈活運(yùn)用四大波譜（紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、核磁共振譜和質(zhì)譜）知識解析未知化合物結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。該文針對學(xué)生在學(xué)習(xí)波譜解析這門課程時反映出來的問題，對提升學(xué)生掌握譜圖解析能力的教學(xué)方法與措施進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：波譜解析 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 教學(xué)改革

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

1 波譜解析課程的性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)

波譜解析是在有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上開設(shè)的，是面向制藥工程專業(yè)、藥學(xué)和中藥學(xué)專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是探索未知化合物結(jié)構(gòu)的“眼睛”。隨著化學(xué)、藥學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，波譜解析已經(jīng)滲透到與之相關(guān)的各個領(lǐng)域，是從事藥學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的工作者必須掌握的一門學(xué)科[1]。對于藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說，波譜解析是多門課程的先修課程，后續(xù)的藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)和中藥化學(xué)等課程中有效成分的結(jié)構(gòu)鑒定會用到大量的波譜解析知識。

波譜解析主要是以光學(xué)理論為基礎(chǔ)，以物質(zhì)與光的相互作用為條件，建立物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與電磁輻射之間的相互關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系對物質(zhì)分子的幾何異構(gòu)、立體異構(gòu)、構(gòu)象異構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)進(jìn)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(zhì)譜法，其中的相關(guān)知識不僅對藥物結(jié)構(gòu)分析和鑒定起著重要的作用，同時也是藥物化學(xué)、藥物分析、藥物代謝動力學(xué)、天然藥物化學(xué)等學(xué)科必不可少的分析手段[2]。因此，波譜解析是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程，但因?yàn)槠鋬?nèi)容主要涉及化合物結(jié)構(gòu)與電磁輻射的關(guān)系，所以這門課程的抽象性也非常強(qiáng)。

波譜解析的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本技能，同時能了解波譜解析的新技術(shù)和新方法，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用四大波譜知識解析實(shí)際譜圖的能力，最終達(dá)到能夠獨(dú)立解析各種小分子化合物結(jié)構(gòu)的能力。

2 波譜解析教學(xué)中存在的問題

2.1 教學(xué)內(nèi)容抽象枯燥，對學(xué)生吸引力不強(qiáng)

波譜解析的知識不僅涉及有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、儀器分析還有結(jié)構(gòu)化學(xué)，課程的開展需要在較多先修課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行。如果先修課程的知識沒有掌握扎實(shí)，那么學(xué)生學(xué)習(xí)波譜解析的知識就會比較困難。另外，該課程的性質(zhì)決定了它其中的概念和原理等非常抽象、數(shù)據(jù)信息量大、內(nèi)在規(guī)律性不強(qiáng)且有大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對于初學(xué)者往往枯燥無味，常會不知所措[3]。如果學(xué)生在接受知識的過程中長時間處于模糊狀態(tài)，容易產(chǎn)生排斥心理，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入一種“聽不懂也不想聽”的惡性循環(huán)。俄國文學(xué)家托爾斯泰曾說：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制而是激發(fā)學(xué)生的興趣。”所以，很有必要對波譜解析的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，提高對學(xué)生的吸引力，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

2.2 教學(xué)方法和教學(xué)手段單一，學(xué)生缺少形象認(rèn)知和實(shí)踐體會

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

波譜解析是一門交叉性很強(qiáng)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(jié)構(gòu)的工具來使用，對其中的概念、原理、譜圖形成機(jī)理以及各種影響因素等知識并沒有系統(tǒng)性的和深入的認(rèn)知。教學(xué)工作的開展僅僅是在對每章內(nèi)容備課后對學(xué)生進(jìn)行灌輸式講授，教師對于課程的準(zhǔn)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(jìn)行系統(tǒng)性的消化和研究。然而，四大波譜之間是相互聯(lián)系的，尤其是對稍復(fù)雜化合物的結(jié)構(gòu)解析，需要幾種譜圖相互印證才能確定其結(jié)構(gòu)。教師對課程欠缺系統(tǒng)和深入的研究，直接導(dǎo)致學(xué)生對知識學(xué)習(xí)的不系統(tǒng)、不深入。

3 波譜解析教學(xué)改革的建議

3.1 教學(xué)內(nèi)容實(shí)用且具有吸引力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

針對波譜解析知識點(diǎn)多且繁瑣的問題，應(yīng)該堅(jiān)持“必需、夠用”的理論教學(xué)原則，不僅強(qiáng)調(diào)波譜解析這門課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，而且體現(xiàn)適用性，即選取認(rèn)為合適的部分組成教學(xué)內(nèi)容。同時，在基礎(chǔ)的和認(rèn)為關(guān)鍵的知識點(diǎn)的排布上，要大膽地做相關(guān)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(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的目的性，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上應(yīng)多加入化合物波譜解析練習(xí)題，通過習(xí)題訓(xùn)練使學(xué)生把抽象的知識具體化，在解題的過程中消化知識、運(yùn)用知識從而解決化合物結(jié)構(gòu)鑒定的問題。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，四大譜學(xué)技術(shù)在理論、儀器、方法和應(yīng)用等方面均由非常大的進(jìn)展，現(xiàn)在對于化合物結(jié)構(gòu)的鑒定在更高的水平上進(jìn)行，因此在教學(xué)內(nèi)容上，課程應(yīng)更加注重實(shí)際解析能力，注重基礎(chǔ)技術(shù)和當(dāng)代技術(shù)發(fā)展的銜接，及時將化合物波譜解析方面的新知識、新技術(shù)引入到教學(xué)中。另外，對于波譜解析的講授應(yīng)該在內(nèi)容上充分體現(xiàn)藥學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，突出波譜法在中藥以及天然藥物化學(xué)成分研究中的作用。

3.2 教學(xué)方法和手段多樣生動，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

波譜解析的是各種波譜圖，波譜圖的產(chǎn)生是通過各種相應(yīng)的波譜儀器，授課過程中可以在必要時將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室，通過讓學(xué)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(dá)到讓學(xué)生更好的掌握每種波譜的原理及形成機(jī)制的目的。盡量為學(xué)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(xiàn)時，再指導(dǎo)學(xué)生怎么解譜。另外，還可以在教學(xué)過程中使用參與式教學(xué)法和頭腦風(fēng)暴法等。endprint

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，教學(xué)手段不斷趨向多元化，例如計(jì)算機(jī)、幻燈片、互聯(lián)網(wǎng)、電子白板等都已成為現(xiàn)代教學(xué)的重要手段，這也為波譜解析教學(xué)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(xué)方法進(jìn)行演示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且重點(diǎn)突出、準(zhǔn)確生動，能把原來枯燥、模糊的立體構(gòu)型問題變得直觀明了，易于學(xué)生理解[4]。利用幻燈片向?qū)W生展示概念、原理等，利用傳統(tǒng)的板書向?qū)W生展示具體的推導(dǎo)過程，這不僅縮短了板書時間，提升了課堂的教學(xué)效率，另外也避免了學(xué)生因?yàn)殚L時間只接受一種教學(xué)手段而引起的疲勞感；教師利用互聯(lián)網(wǎng)，可以將自己與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的文獻(xiàn)和習(xí)題直接實(shí)現(xiàn)與同學(xué)的共享，使學(xué)生可以再課后通過閱讀文獻(xiàn)擴(kuò)充知識，通過練習(xí)題進(jìn)行有針對性的訓(xùn)練；教師還可以通過將課堂教學(xué)過程錄制成視頻，為在課堂上聽課吃力的學(xué)生提供再學(xué)習(xí)的資源，也為學(xué)生在應(yīng)用過程中出現(xiàn)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(xué)突破時間和地域的限制，盡可能滿足高校學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中對波譜解析知識的需要，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和深化，教學(xué)手段仍然會繼續(xù)創(chuàng)新。

3.3 建立一支具有較高理論水平和實(shí)踐能力的教師隊(duì)伍，教學(xué)與科研相結(jié)合

在課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，應(yīng)該鼓勵現(xiàn)有教師多參加與課程相關(guān)的研討會議、多去其他開設(shè)相同課程的高校參觀學(xué)習(xí)等，通過走出去開拓視野以取長補(bǔ)短。另外，在波譜解析的教學(xué)中，應(yīng)該鼓勵教師將他們的科研內(nèi)容及成果引入到課程教學(xué)中，從而能更加激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)在很多教師都有承擔(dān)的各種項(xiàng)目，包括國家及省杰出青年科學(xué)基金、國家及省科技攻關(guān)項(xiàng)目、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等大量基礎(chǔ)和應(yīng)用研究項(xiàng)目。應(yīng)該激勵教師基于自己的科研工作開設(shè)面向本科生的相關(guān)創(chuàng)新型研究課題，這樣既能促進(jìn)本課程教師學(xué)術(shù)水平的提高，又能豐富教學(xué)內(nèi)容，還能激發(fā)學(xué)生對原本枯燥課程的學(xué)習(xí)熱情，從而使波譜解析的教學(xué)質(zhì)量有較大的提高。

3.4 系統(tǒng)設(shè)置課程并且合理安排課時

課程設(shè)置在盡量做到系統(tǒng)性的同時，有重復(fù)內(nèi)容的課程主講教師之間要及時溝通和協(xié)調(diào)，盡量避免不同課程之間相同知識的重復(fù)授課。例如，波譜解析與儀器分析之間的知識重復(fù)問題，可以考慮在以后的教學(xué)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(tǒng)體系，又避免了知識的重復(fù)講授。在課時安排上盡量站在學(xué)生的需求角度考慮，對學(xué)生以后繼續(xù)發(fā)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(kuò)充學(xué)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(xué)中來。“零課時方案”是指學(xué)習(xí)任務(wù)全部在課外進(jìn)行，教師只布置任務(wù)和在期中、期末對學(xué)生進(jìn)行考試或考察。如果引入“零課時”模式，可以講波譜解析中實(shí)際化合物解析部分作為零課時課程。這樣既能在現(xiàn)有課時中實(shí)現(xiàn)課本基礎(chǔ)知識的講授，又能通過零課時課程（波譜解析實(shí)例解析）實(shí)現(xiàn)對學(xué)生利用所學(xué)波譜知識解析化合物結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練，能夠很好的客服現(xiàn)有課時不足的問題。同時“零課時”這種有課程、有老師、有學(xué)分、沒課時，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的課程模式還能很好的提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[5]。

參考文獻(xiàn)

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