中药学专业波谱教学改革

【摘 要】主要介绍了笔者在波谱解析教学过程中,应用多媒体教学手段,加强信息化、个性化教学手段和方法的研究与探索,注重调动学生的学习积极性,增加学生实践课程提高其动手能力,提高学生的综合素质,极大激发了学生学习的兴趣和积极性,收到了较好的效果.

【关 键 词】波谱解析,教学改革,教学方法

现代仪器分析是我校中药学、制药工程等专业必修的一门专业限选课,是学生从事本专业科研、生产工作必备的专业技术知识,是培养应用型人才的重要组成部分［1］.现代仪器分析主要由三部分组成,即电化学、波谱分析及色谱分析,波谱解析是这三部分中最难掌握的.该部分教学的主要任务是讲授紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱的基本理论与一般分析方法.通过对本课程的学习,使学生能掌握有机化合物结构波谱分析的基本概念、基本原理和基本方法,并能应用波谱法进行简单的有机化合物结构解析,培养学生分析问题和解决问题的能力［2,3］.

1回顾知识,加强知识体系间的融合

波谱解析其根本是与化学物质结构打交道,因此要掌握好波谱分析内容,必须要有扎实的有机化学知识,积极引导学生用有机化学知识来解决波谱分析中碰到的种种现象,反过来,用波谱解析的知识来揭示物质的微观结构.无论学生有机化学的基础如何,其在把一个知识体系用到另一个知识体系的过程中,或多或少会出现某种障碍,也就是说,有机化学知识应用的问题.波谱解析是通过数据来阐明结构,若对结构本身认识不清,根本谈不上结构解析了.对有机化学知识的回顾,并不是说在课堂上将有机化学重新复习,而是可以在讲授波谱解析的过程中进行的.这种回顾,可以很好的将二者联系起来.在波谱解析中,有很多典型的这种联系存在,如环己烷的在低温下呈现2组核磁共振H信号,就是与环己烷的椅式构型有关；其在高温下核磁共振中只给出一组H信号,则是与其椅式构型快速翻转有关.因此,在讲授波谱解析各个知识点的同时,适当引导学生回顾有机化学知识,对学生更好的掌握该内容,具有很重要的作用.

2紧跟科技前沿,注重对教学内容的补充

随着科技的发展,特别是信息产业的飞速壮大,现在的各个领域,都或多或少的触及到信息及软件的应用,波谱学也是这样.CHEMOFFICE系列软件,其包括CHEMDRAW及CHEM3D等,极大的解决了核磁共振信号及分子结构软件处理方面的问题.通过CHEMDRAW,我们可以将一个已知结构的化合物的H信号及C信号模拟出来.利用这一点,学生可以很简单得到各种感兴趣的结构的核磁共振信号,加以比对.CHEM3D可以将分子的平面结构转化为立体结构,并可以自由的旋转,让学生从各个角度来观察分子的结构.而且,还可以通过其自身内置的程序,计算模拟出最适合的立体构型.通过这种方便的操作,各种分子的立体结构直观的展现在学生面前,非常有助于学生对波谱知识的掌握.

现在波谱领域的发展很快,红外光谱不止局限于中红外光谱,已经发展到利用近红外光谱来确定物质含量；核磁共振也早已发展到二维核磁共振的应用,使得复杂结构的解析变的相对容易.这些变化,应该及时反应到教学当中去,让学生对该领域的发展有个基本的了解.虽然不可能让学生完全掌握这些知识,但是,可以给有兴趣的学生指明深刻钻研的方向.同时,还注重将科研成果转化为教学内容,把平时在科研中所获得的结构新颖、谱图特征鲜明、易于理解的化合物作为实例在课堂上进行结构解析讨论,从而加深学生对典型化合物结构特征的记忆.通过及时且不断的调整和更新教学内容,保持了课程教学内容的先进性和科学性［4］.

3改革教学模式,灵活运用多种教学方法

改革传统单向知识传授的灌输型教学模式,积极探索并大胆尝试各种新的教学模式.例如问题导向式、课堂讨论式等启发式教学模式和方法.采用对比、讨论、启发等方法,启迪学生思考、联想和比较.在众多的教学模式中,“学生当老师”这种教学活动最值得关注.此种模式是为学生提供一些材料,通过一段时间的思考,让学生走上讲台当老师,为在座的学生讲课.这些材料可以是一个关于本学科的问题讨论,甚至是一个有意思习题的解答过程.一个老师在讲台上的讲解,与学生的同学在讲台上讲解,后者更加能够吸引学生的注意力,也更加能激起学生参加课堂讨论的.在波谱解析中,有很多化合物结构解析的实例以及习题,这些实例和习题,完全可以交给学生自己来进行课堂交流.这种活动,在以往的教学中实验过几次,学生反响非常强烈,课堂气氛非常活跃.走上讲台的学生,不管是否成功解决了问题,都得到同学的热烈掌声,增加了他们的信心,同时,也鼓励了更多的学生鼓起勇气走上讲台.台下的学生,注意力更加集中,同时积极的思考问题.在这种相互的交流中,课堂不再只是老师的课堂,真正的成为了老师和学生共同的课堂.而此时老师的角色不仅仅是旁听者,而且还是“编辑”,对每个上台的学生所涉及的知识点进行一个总结,提出存在的问题.这种模式,不是“老师-学生”的单线模式,而是“学生-老师-学生”立体的模式.

4提高多媒体的制作水平,提高教学效果

在现代教学中,PPT的使用已经不是什么新鲜事情.但是,很多PPT的质量并不高,动画等动态演示也并不常见,对于有些课程,在PPT中动画的较多引入往往会使课程增彩不少.波谱解析中的基本原理和基本内容都比较抽象,难于理解,有很多都需要学生自己在大脑中构建一个模型,如红外光谱的基本原理中,红外光谱的吸收频率与化学键常数成正比,与折合质量成反比,这个规律如果没有生动的图示,学生比较难掌握；再如核磁共振中提到的屏蔽效应,对学生来说也是很难理解的.若能在多媒体中把化学键的伸缩振动和H原子核外电子围绕其中心的圆周运动用动画表现出来,可以让学生直观的看到,势必会提高学生的理解能力,从而促进其更好的掌握波谱知识.所以,对于像波谱这样抽象的知识,在制作PPT的过程中,特别要强调动画的引入.要很好的做到这一点,教师本身应该加强PPT制作方面的学习,平时多留意相关方面的素材的收集.

教学工作必须不断改革,才能跟上学科的发展,只有不断优化教学内容和教学方法,教学质量才能有所提高.