《波谱解析》教学体会

柳润辉，沈云亨，李慧梁，张卫东

（第二军医大学 药学院天然药化教研室，上海 200433）

波谱解析是药学、中药学专业本科生及研究生必修的一门专业基础课，主要讲授紫外光谱 （UV）、红外光谱 （IR）、核磁共振光谱 （NMR）和质谱 （MS）的基本原理、特征、规律及图谱解析技术，培养学生综合运用四大谱技术解析简单有机化合物结构的能力［1］。本课程的学习为后续专业课程《天然药物化学》的学习奠定基础。但是由于波谱解析课程内容数据繁多、理论抽象、枯燥乏味，学生在学习过程中普遍感到难度较大，甚至有些学生干脆放弃波谱解析的学习，导致大部分学生很难真正掌握波谱解析的学习内容，势必会影响《天然药物化学》课程的学习。因此如何上好这门课程，提高教学质量，在较短的时间内让学生全面掌握该课程的内容，是一个值得探索的问题。笔者通过几年的波谱解析教学，总结体会如下。

1 端正学习态度，激发学习兴趣

正确的学习态度是获得良好教学效果的关键。在以往的教学过程中，学生普遍反映波谱解析是一门非常难学的课程。许多学生在上过几次课后就失去了学习兴趣，觉得反正听不懂，索性在课堂上就不听了。这种畏难心理直接影响了学生的学习态度，也势必会影响教学效果。因此，激发学生的学习兴趣，帮助学生克服畏难心理，端正学习态度是学好波谱解析的第一要素。基于此，在课程的第一堂课上，教师首先以学生熟悉的抗疟中药黄花蒿中主要有效成分青蒿素的发现为主线，重点讲述各种光谱方法在青蒿素的结构鉴定过程中的运用，使学生对化合物结构解析过程有全面和直观的了解。同时通过层层剖析，将平面的信号数据与立体的化学结构关联起来，使学生体会到将枯燥的理论数据转化为立体化学结构的乐趣，调动学生的学习主动性和积极性，在潜移默化中也使学生克服了畏难情绪。学生有了学习的动力，端正了学习态度之后，后期的教学则水到渠成。

2 多媒体计算机辅助教学提高教学效果

由于波谱解析涉及大量结构和谱图，传统板书式的教学方法传递的信息量少，已不满足波谱解析所需讲授的内容。而利用多媒体计算机综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、动画等多种媒体信息，经直观而清晰的演示后，学生就会比较容易理解，从而提高教学效率，也可以增加课堂容量［2］。例如，讲授2DNMR中相关信号时，在谱图上用直线将与相关点相关的氢信号及碳信号连接起来，同时在化合物的结构中将相关的结构片段突出显示，学生可以很直观的认识到HMQC谱中碳氢直接相关以及HMBC谱中碳氢远程相关的意义，并掌握2DNMR的解析方法。

此外，在教研室科研工作的基础上，选择研究生分离得到的一些结构相对简单的常见类型的天然产物，测试得到其四大谱图。对得到的谱图进行详细的解析，并将解析过程制作成CIA课件，在综合解析课上使用，也可供学生课余时间自学使用。同时，波谱解析涉及很多贵重的精密仪器，由于条件限制，本课程尚不能对学生开设实验课，学生对光谱的产生原理及仪器构造难以理解。利用多媒体技术集可以生动地展示各类仪器的构造及原理，增强了学生的感性认识，使抽象的教学内容变得丰富和生动起来。

3 教学内容归纳总结

波谱解析课程的初学者，需要面对数量巨大、内容复杂而非文字形式的图片信息，常有不知所措的感觉。对教学内容进行总结，从同一类化合物某一光谱特征出发，抓住共同特点，领悟同一类中不同化合物的光谱相关特征峰，加深学生对各类天然产物“四大谱”特征信息及内在规律的理解［3］。例如，在讲述含羰基化合物13CNMR谱的教学中，对醛、酮、羧酸、酯、酸酐、酰胺等羰基化合物，抓住它们都含有羰基碳信号的特征。由于羰基碳为sp2碳，且羰基上的氧具有吸电子诱导效应，因此羰基碳的化学位移处于低场，通常δC＝O在160～220区域内，除了醛羰基碳在偏共振去偶谱中以双峰出现外，其余的羰基碳均以单峰出现。在全去偶谱中由于无NOE效应，羰基碳信号都很弱。而且在此区域内一般只有羰基碳信号。然后利用羰基易受相连基团共轭效应、诱导效应的影响确定各类化合物羰基碳化学位移值顺序：酮＞醛＞酸＞酯#酰氯#酰胺＞酸酐。通过归纳总结的教学方法，加深了学生对波谱解析课程基本概念和知识的理解，帮助学生能熟练记忆各类化合物的不同光谱特征，提高了学生识图、解谱的能力。

4 加强解析实践教学

波谱解析课的主要目的是使学生学会解析图谱，从图谱中推导出有机化合物的结构式或结构信息。光死记硬背特征数据，容易造成数据和图谱脱节，图谱解析能力不足。因此，仅在课堂上讲授理论对于波谱解析课程的教学是远远不够的，必须加强解析实践教学环节，培养学生理论联系实际的能力，提高学生的综合解析技能。为此，在教学过程中，每个知识点的教学内容结束后，教师都会跟进一些习题，增强学生对所学知识点的理解和掌握。每章教学内容结束后都安排一次相关内容的习题课，以增加学员的解析实践机会。把学生分成几个小组，让他们在课余时间讨论习题问题，在习题课上，每个小组选出一到两个代表来给大家讲解解题的过程和思路，其他组的同学可以对解析结果提出种种质疑，或给出不同的答案，这样有利于营造一种轻松、主动的学习氛围。教师在整个过程中加以引导总结。充分调动了学员的学习热情，使每个学生在课堂上能积极参与活动，同时培养了他们独立思考问题、解决问题的能力，以及表达能力。全部教学内容结束后，安排了2次综合习题课，训练学生如何应用所学的波谱学知识进行未知化合物的结构解析，在解谱过程中加深学生对各种图谱特征数据的记忆和理解，提高解析能力，为他们后续从事科学研究奠定了较为扎实的基础。

总之，波谱解析是一门理论与实践性都较强的课程，需要一线教学工作者努力探索和完善更加合理的教学方法和模式。只有不断优化教学内容和教学方法，使教学活动贴近学生的学习实际，贴近于学生学习能力的培养，把学生纳入到学习主题中，教学相长，才能提高教学质量，使学生更好地掌握波谱分析的理论知识，提高解析谱图的能力。

［1］郭丽兵，陶曙红.《波谱解析》课程教学改革及教学效果调查分析报告［J］.广东药学院学报，2005，21（4）：480－481.

［2］杜治平.波谱解析的教学体会［J］.广东化工，2012，39（11）：210.

［3］许招会，王 生，彭 云.波谱解析课程教学方法探讨［J］.化学教育，2006，6：35－36.