高校本科生《应用波谱学》课程教学模式之探索

郑卫新，郑 辉，吴 静，章鹏飞，王 萍

（杭州师范大学 材料与化学化工学院，浙江 杭州 310036）

一、应用波谱学在学习中的问题

应用波谱学作为应用型课程，是化学类专业本科生的一门专业基础课。该课程着重讲授如何应用现代物理手段来确定各类化合物的分子结构，学生通过对“紫外光谱”、“红外光谱”、“核磁共振谱”和“质谱”各章内容的学习以具备解析简单有机分子结构的能力，并掌握利用现代测试技术鉴定化合物结构的基本思路与方法。然而，在实际教学过程中我们发现，学生的理论知识与实践脱节，缺乏对抽象知识的具体感性认识，因此觉得课程枯燥，存在畏难情绪，意识不到该门课程的重要性。原因主要存在以下几方面。

1.由于波谱学课程内容涉及量子化学、无机化学、有机化学、仪器分析等化学学科多个研究方向及量子物理学等知识，理论基础艰深难懂，而课程又要求学生在掌握理论的前提下将知识灵活运用于解决实际问题，客观上存在学习难度。

2.在学习该课程前，学生所接触的课程主要是理论或基础性知识，极少经历将理论知识运用于解决实际问题的过程，学生相关能力及心理状况不足以适应课程的要求。

3.随着高校对教学、科研的投入不断加大，越来越多的单位拥有高分辨核磁共振仪、红外光谱仪、质谱仪、紫外光谱仪等高端现代测试仪器，在硬件设施上有明显提升。然而上述大型仪器更多的是服务于科研而非本科教学，绝大多数本科学生依然没有或很少有机会接触、使用仪器，实验环节的受限导致学生的理论知识与实践脱节。

二、针对上述问题进行教学工作改革

1.转变教学观念。“授人以鱼不如授人以渔”，改变传统的注重教授知识的观念，在教学过程中除了传授给学生知识，尤其注重形成良好的学习方法与习惯的引导，培养学生自学习意识，提高学生获取及运用知识的能力。

2.激发学习兴趣，调动积极性。应用波谱学作为一门应用型课程，除了基本原理的传授，更强调学生对基本知识综合、灵活运用的程度，但是课程本身难度大、系统性不强的特点导致学生普遍存在畏难情绪，因此从教与学双方面考虑激发学习的源动力——兴趣是最有效的解决办法。在教学过程中利用学生生活经验中熟悉的案例进行课程导入，注意寻找兴趣点，用兴趣点带动学生学习的热情，认识到课程学习的必要性与重要性，充分调动学生学习积极性，使学习成为学生自觉的行动。例如在核磁共振波谱章节教学过程中，将学生在日常生活中可以听说的医院的磁共振成像技术作为课程导入内容，让学生觉得核磁技术其实离我们的生活并不遥远。通过上述的导入设计一方面拓宽了学生的知识面，另一方面可以让学生对所学的新课内容有一个由表及里的学习与实践过程。教学实践结果表明该工作是切实有效的，尽管课程内容的难度很大，学生学习课程的热情很高，能主动思考更多现实生活中遇到的实际问题。

3.合理设置教学内容，因材施教。根据培养方案，学生在此前已学过有机化学课程并接触到过相关知识，但只有一章的内容，学生意识不到其重要性。因此，在授课前开展摸底测试，难度要求略高于基础有机化学课程的要求，此项措施不仅引起学生对课程的重视，自我认识自身的知识水平，教师亦可因此了解实际学情，为组织教学内容、教学实施过程中做到有的放矢、因材施教提供依据。引导学生树立“所定购教材只是主要参考书”的观念，列出有关的参考书目，从教材选用的模式上引导形成学生广泛阅读、自主学习的意识，辅助学生的学习方式由中学的“计划式”向大学阶段的“自主式”过渡，以期更快更好地探索适合课程特点及自身的学习方法与模式。实践中我们发现较优秀的学生的转变更明显一些，中等程度的学生会感受到课程的革新而普遍存在着较大的兴趣。

4.教学方法多样性，讲求实效性。①课堂教学方法的多样性。根据课程特点，开展启发式、探究式、讨论式、案例式等多种课堂教学方法，在课堂教学过程中引用恰当的案例进行分析讲解传授解决问题的方法。我们充分认识到课堂提问是课堂教学中实现教师主导和学生主体的最佳结合的关键环节。在关键知识点设计问题，并根据问题的性质及难易程度选择解决的方式，如让学生思考后请学生回答，根据学生回答的情况再加以适当的补充和讲解，或作为思考题要求学生课后通过自己查阅资料解答。通过提问促进学生的积极思考，引导学生理解解决问题的正确思路，调动学生积极性，活跃课堂气氛，增加学生的学习兴趣。②合理运用多媒体技术。根据应用波谱学理论抽象难懂、信息量大等特点，充分利用现代教育技术的优点来达到有效传授知识的目的。加强教师运用技术的能力从而有效地激发了学生的学习兴趣，扩展了教学内容，扩展了学生的知识面。根据应用波谱学理论抽象难懂、信息量大等特点，在教学过程中注重将抽象的内容形象化、具体化，充分利用现代教育技术的优点来达到有效传授知识的目的。加强教师运用技术的能力，将仪器、原理等不可及的内容集合动画、文字、图片、声音、音像剪辑等手段进行展示，使枯燥的学习变得轻松有趣，使课堂效果更为生动，从而有效地激发了学生的学习兴趣，扩展了教学内容，扩展了学生的知识面。③积极开展网络课堂建设。随着Internet技术及其向宽带、高速、多媒体化方向的快速发展，教育信息化是高校教育适应社会科技迅猛发展的有效手段，因此，网络课程资源建设是高等学校信息化课程建设的最主要形式之一。而学会、习惯于使用丰富的网络优质资源不仅是现代学生获取知识的重要途径，更是学生自主学习及终生学习能力培养及形成的重要组成部分，也是学生形成适合于应用波谱学课程学习方法的内容之一。通过网络课堂的建设，为学生提供丰富的网络共享资源，利用网络远程教学平台弥补课堂教学学时及师生交流的不足，为学生提供自主学习的空间。此外，我们充分利用自建的及其他广泛的优质网络资源，引导学生开展探究活动。在教学中引发学生对一问题的好奇或者设置一些疑问，并通过引导学生搜集资料、整理分析、推论验证的过程，增进学生解决问题并对问题形成系统解释的能力，培养自主获取知识的能力。

5.建立多元化考核体系。在课程教学模式改革中，课前的摸底考试、网络资源的使用等环节对学生已有的学习方法及习惯形成强大的冲击。在新事物面前，学生的惰性会阻碍其接受新事物而使教学模式改革难以推行。为此，把教学的过程与课程考核有机地结合起来，在网络课堂中开发在线测试系统，建立多元化考核体系，课程成绩中卷面成绩占50%，在线测试成绩占30%，平时成绩（课堂讨论、主题探究等）占20%，通过网络资源使用参与考核体系的方式，一方面达到全面考核学生知识掌握情况的目的，更重要的是从根本上促成学生改变旧的学习方法与观念。实践结果表明，学生由最初的抵制、抱怨到慢慢的适应，许多学生觉得波谱学课程尽管难度大但还是很喜欢，教学效果有了显著提高。从历届学生使用类似难度系数的试卷库考试成绩来看，近五年来，平均成绩在平稳上升，可为教学效果的提高提供有力的证据。

通过上述教学模式改革措施的实行，我们在实践中逐渐形成适合我院专业特色化学类本科生应用波谱学课程教学内容体系，并在实际教学过程中不断更新；新增加课程的实验环节，以提高学生的综合能力及素质，实效提高教学质量。更重要的是，在此过程中促使学生改变学习方式，培养学生良好的学习习惯、自主学习能力及终生学习意识，经历三届学生教学实践取得了明显的效果，学生运用波谱学技术解决问题的能力有显著提高，学习兴趣浓厚。当然，在实践中也存在一些问题，例如网络资源平台的建设涉及到学校硬件条件及软件平台的条件及政策是教师教学环节中所无法解决的问题。希望能在今后的实践中不断完善并加以改进，切实提高教学质量及效率。

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