《波谱分析》课程教学的应用模式探索

韩满意

摘 要： 波谱分析是应用化学专业一门重要的专业课程。在教学理念上突出合理设计绪论部分的重要作用；在具体教学过程中精选教学内容和优选典型例子，提高学生综合分析能力，从而有效提高波谱分析教学的针对性和实效性。

关键词： 波谱分析 应用模式 教学实践

在化学本科专业课程设置中，有机化学主要围绕物质的结构和性质展开，主要讲述化合物的物理和化学性质，很少涉及结构表征。而结构表征问题是学生在后续科学研究和企业生产中经常遇到的问题。因此，为顺应学科发展和学生就业深造需求，淮北师范大学化学与材料科学学院已将《波谱分析》纳入应用化学专业本科教学之中。该课程讲解的主要内容包括紫外-可见吸收光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）及质谱（MS）的基本理论与一般解析方法及四大光谱的综合解析方法。通过本课程学习，学生有效地把化学基础知识和化学实验连接起来。因此，波谱分析课程的开设在培养化学专业人才中发挥着重要作用。然而，在大学期间，波谱分析中各类光谱学的基本原理比较抽象，不易理解，更难以运用所学相关知识推测出未知化合物的结构，导致学生对波谱分析课程的重视程度较低。针对这种情况，如何降低学习难度，培养学生兴趣，让学生充分理解并掌握波谱解析的基础知识，拓宽学生知识面具有重要意义。为此，基于学生分析问题和解决问题等应用能力的培养，我们在教学中做了一些有益尝试。

一、合理设计绪论部分，激发学生兴趣

大学期间，学生通过系统学习化学课程，掌握了化学专业基本知识；通过化学实验操作，熟悉化学反应的性质和物质之间的转化，但往往忽视化合物结构表征的关键性问题。针对此问题，在课堂教学中抛出问题，让同学们设计办法解决化合物表征的问题。以问题方式引出波谱分析课程的重要性，激发学生学习兴趣。学生只有充分认识到波谱分析的重要性，产生强烈学习兴趣，才能增强学习效果。

为了进一步使学生了解波谱分析的重要地位，及时向学生介绍波谱分析的发展历史，让学生清楚地认识到波谱分析的重要性。波谱分析主要经过两个阶段，20世纪中期以前是经典的化学分析阶段，主要通过化学分析表征化合物结构。其中最为经典的例子是吗啡结构的鉴定，从被发现到确定结构经历了一个多世纪。同时，在化学分析过程中，存在实验样品量大，实验操作较为烦琐，实验周期长等诸多缺点。20世纪中期以后随着紫外光谱分析仪和红外光谱分析仪器的出现，特别核磁共振仪器的出现，缩短了化合物鉴定的周期。因此，现代波谱分析具有快速简便、准确度高等诸多优点。另外，在教学过程中要让学生了解开设波谱分析课程与已开设的化学专业课和化学实验课程之间的关系，使同学们更好地理解课程设置的意义，让学生认识到学习本课程的重要性，更有利于激发学生学习兴趣。

二、精选教学内容，强化应用目的

通过绪论部分的学习，同学们具有较高的学习兴趣。但波谱分析基本原理比较抽象，讲解内容比较枯燥。因此，必须讲解各类谱学的基本特点和作用，学生通过比较后有目的地学习各类谱学基本知识。波谱分析主要涉及数据处理，通过简单的记忆方法，难以掌握波谱学基本知识。针对该问题，教师必须精选教学内容，让同学们掌握基本规律，在理解的基础上记忆相关数据，往往有利于达到较好教学效果。比如，在红外光谱中，同学们要熟练掌握官能团的各类特征、官能团的出峰大致位置。如羰基的出峰位置在1700cm-1左右，这是典型的羰基吸收峰出峰位置。在有机化合物中含有羰基的化合物有醛、酮、酯、酰胺等类化合物。因此，通过分析各类含有羰基化合物的谱图，学生比较容易掌握这些特有的官能团，同时强化应用能力。然而，各类谱学的基本原理相对比较羞涩难懂，但在波谱分析中比较重要。因此，教师需要借助多媒体辅助教学手段，并用通俗易懂的讲解方式讲透各谱基本原理。同时在分析谱图的时候，穿插讲解基本原理在谱图分析中的应用，举一反三，提高学生分析问题和解决问题的能力。

三、优选典型例子，提高综合分析能力

波谱分析是一门实践性很强的学科，同学们在系统学习紫外光谱、红外光谱、核磁共振和质谱等基本知识后，必须通过练习大量波谱习题才能熟练掌握谱图解析的技巧。因此，仅依靠课后习题，难以达到学生学习要求。因此，要求教师在平时尽可能多地累积各类谱学谱图，在教学过程中优选典型例子。另外，教师根据自己的科研成果积累相关谱图，向同学们展示综合分析能力在科研过程中的作用，不仅激励学生求知欲，更能提高学生综合分析能力。再者，波谱分析涉及许多学生未接触过的精密仪器和图谱，可根据学校条件，带领学生参观红外、核磁等仪器，让同学们测试自己合成产物，并指导学生进行谱图解析，因而进一步提高学生综合分析能力。

综上所述，波谱分析是一门应用性较强的课程，内容繁多，基本原理比较抽象，不易理解。因此以应用为目的的导向模式更容易让学生产生兴趣，达到学以致用的目的。结合我校实际情况，我们采用多媒体教学手段，并通过合理设计绪论、精选教学内容、优选典型例子等方法达到了较好的教学效果。

参考文献：

[1]谢彩霞，崔永霞，胡亚楠.有机化合物波谱解析教学模式的改革与探讨[J].中国医药导报，2009，6（22）：167-158.

[2]张晓梅，徐国财，陈超越.PBL教学法在有机波谱解析中应用探索[J].化工高等教育，2009（6）：74-76，93.