提升药学相关专业学生学习波谱解析能力的教学改革探究

王悦尚++刘言娟++王慧++葛朝晖+郭绍芬

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.183

摘 要：波谱解析是一门应用性很强的课程，对于药学专业学生来说学习波谱解析对于以后的工作和科研都非常有必要。但是学生在学习过程中普遍存在不能灵活运用四大波谱（紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振谱和质谱）知识解析未知化合物结构的现象。该文针对学生在学习波谱解析这门课程时反映出来的问题，对提升学生掌握谱图解析能力的教学方法与措施进行了探究。

关键词：波谱解析 教学内容 教学方法 教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（a）-0183-02

1 波谱解析课程的性质和教学目标

波谱解析是在有机化学、分析化学等学科的基础上开设的，是面向制药工程专业、药学和中药学专业本科生的专业基础课程，是探索未知化合物结构的“眼睛”。随着化学、药学等学科的快速发展，波谱解析已经渗透到与之相关的各个领域，是从事药学、化学、生物学等领域的工作者必须掌握的一门学科[1]。对于药学相关专业的学生来说，波谱解析是多门课程的先修课程，后续的药物化学、天然药物化学和中药化学等课程中有效成分的结构鉴定会用到大量的波谱解析知识。

波谱解析主要是以光学理论为基础，以物质与光的相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，根据这种关系对物质分子的几何异构、立体异构、构象异构和分子结构进行分析和鉴定的方法。波谱解析法主要包括紫外吸收光谱法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法和质谱法，其中的相关知识不仅对药物结构分析和鉴定起着重要的作用，同时也是药物化学、药物分析、药物代谢动力学、天然药物化学等学科必不可少的分析手段[2]。因此，波谱解析是一门应用性非常强的课程，但因为其内容主要涉及化合物结构与电磁辐射的关系，所以这门课程的抽象性也非常强。

波谱解析的教学目标是使学生通过这门课程的学习掌握相关的基础知识和基本技能，同时能了解波谱解析的新技术和新方法，重点是培养学生灵活运用四大波谱知识解析实际谱图的能力，最终达到能够独立解析各种小分子化合物结构的能力。

2 波谱解析教学中存在的问题

2.1 教学内容抽象枯燥，对学生吸引力不强

波谱解析的知识不仅涉及有机化学、分析化学、仪器分析还有结构化学，课程的开展需要在较多先修课程的基础上进行。如果先修课程的知识没有掌握扎实，那么学生学习波谱解析的知识就会比较困难。另外，该课程的性质决定了它其中的概念和原理等非常抽象、数据信息量大、内在规律性不强且有大量的经验数据，对于初学者往往枯燥无味，常会不知所措[3]。如果学生在接受知识的过程中长时间处于模糊状态，容易产生排斥心理，从而导致学生的学习进入一种“听不懂也不想听”的恶性循环。俄国文学家托尔斯泰曾说：“成功的教学所需要的不是强制而是激发学生的兴趣。”所以，很有必要对波谱解析的教学内容进行梳理，提高对学生的吸引力，使学生产生学习兴趣。

2.2 教学方法和教学手段单一，学生缺少形象认知和实践体会

波譜解析是一门应用性很强的课程，在教学中既需要基本理论知识的讲授，更需要解析谱图技能的训练。另外，四大波谱谱图是通过相应的波谱仪器测定产生的，如果仅仅给学生讲授谱图知识，而不配合各种仪器的认识，学生很难真正做到比较完整系统的理解谱学知识。但是大部分教师还是采用传统的缺乏互动和实践的灌输式教学，由于教学方法单一，使学生极易产生疲劳感，使得课堂气氛沉闷，教师在讲授中也很难与学生产生共鸣与回应，教学效果普遍较差。在教学中绝大部分教师都忽视了实践训练，常常导致学生所学的理论在实践中脱节，学生在将谱学理论应用到实际谱图解析时常常束手无策。

2.3 教师对课程缺少较深的和系统的理论研究

波谱解析是一门交叉性很强的课程。对于波谱解析，大部分教师只是在自己的科研工作中将其作为解析化合物结构的工具来使用，对其中的概念、原理、谱图形成机理以及各种影响因素等知识并没有系统性的和深入的认知。教学工作的开展仅仅是在对每章内容备课后对学生进行灌输式讲授，教师对于课程的准备本身就是片段式的，没有将这门课程的知识作为一个整体，进行系统性的消化和研究。然而，四大波谱之间是相互联系的，尤其是对稍复杂化合物的结构解析，需要几种谱图相互印证才能确定其结构。教师对课程欠缺系统和深入的研究，直接导致学生对知识学习的不系统、不深入。

3 波谱解析教学改革的建议

3.1 教学内容实用且具有吸引力，增强学生的学习兴趣

针对波谱解析知识点多且繁琐的问题，应该坚持“必需、够用”的理论教学原则，不仅强调波谱解析这门课程内容的系统性和完整性，而且体现适用性，即选取认为合适的部分组成教学内容。同时，在基础的和认为关键的知识点的排布上，要大胆地做相关的拓展和延伸。针对本课程知识比较抽象的问题，以及对于药学专业学生学习这门课的目的性，在教学内容的设计上应多加入化合物波谱解析练习题，通过习题训练使学生把抽象的知识具体化，在解题的过程中消化知识、运用知识从而解决化合物结构鉴定的问题。

随着现代科技的发展，四大谱学技术在理论、仪器、方法和应用等方面均由非常大的进展，现在对于化合物结构的鉴定在更高的水平上进行，因此在教学内容上，课程应更加注重实际解析能力，注重基础技术和当代技术发展的衔接，及时将化合物波谱解析方面的新知识、新技术引入到教学中。另外，对于波谱解析的讲授应该在内容上充分体现药学专业的特点，突出波谱法在中药以及天然药物化学成分研究中的作用。

3.2 教学方法和手段多样生动，注重培养学生的实践能力

波谱解析的是各种波谱图，波谱图的产生是通过各种相应的波谱仪器，授课过程中可以在必要时将学生带到实验室，通过让学生直观的看到每一种波谱仪，加上老师通过仪器的具体化讲解达到让学生更好的掌握每种波谱的原理及形成机制的目的。尽量为学生提供亲自行操作和演示波谱仪器的条件，待一张完整的谱图出现时，再指导学生怎么解谱。另外，还可以在教学过程中使用参与式教学法和头脑风暴法等。endprint

随着现代科技的不断发展，教学手段不断趋向多元化，例如计算机、幻灯片、互联网、电子白板等都已成为现代教学的重要手段，这也为波谱解析教学手段的改革提供了可能。例如教师可以采用三维动画或分子模型等直观教学方法进行演示，提高学生的学习兴趣，且重点突出、准确生动，能把原来枯燥、模糊的立体构型问题变得直观明了，易于学生理解[4]。利用幻灯片向学生展示概念、原理等，利用传统的板书向学生展示具体的推导过程，这不仅缩短了板书时间，提升了课堂的教学效率，另外也避免了学生因为长时间只接受一种教学手段而引起的疲劳感；教师利用互联网，可以将自己与教学内容相关的文献和习题直接实现与同学的共享，使学生可以再课后通过阅读文献扩充知识，通过练习题进行有针对性的训练；教师还可以通过将课堂教学过程录制成视频，为在课堂上听课吃力的学生提供再学习的资源，也为学生在应用过程中出现困惑提供解决的途径。教师还可以将“MOOC”模式带到课堂，使波谱解析教学突破时间和地域的限制，尽可能满足高校学生在学习和应用过程中对波谱解析知识的需要，随着信息技术的不断发展和深化，教学手段仍然会继续创新。

3.3 建立一支具有较高理论水平和实践能力的教师队伍，教学与科研相结合

在课程的教学团队建设方面，应该鼓励现有教师多参加与课程相关的研讨会议、多去其他开设相同课程的高校参观学习等，通过走出去开拓视野以取长补短。另外，在波谱解析的教学中，应该鼓励教师将他们的科研内容及成果引入到课程教学中，从而能更加激发学生的学习动力和学习兴趣。现在很多教师都有承担的各种项目，包括国家及省杰出青年科学基金、国家及省科技攻关项目、产学研结合等大量基础和应用研究项目。应该激励教师基于自己的科研工作开设面向本科生的相关创新型研究课题，这样既能促进本课程教师学术水平的提高，又能丰富教学内容，还能激发学生对原本枯燥课程的学习热情，从而使波谱解析的教学质量有较大的提高。

3.4 系统设置课程并且合理安排课时

課程设置在尽量做到系统性的同时，有重复内容的课程主讲教师之间要及时沟通和协调，尽量避免不同课程之间相同知识的重复授课。例如，波谱解析与仪器分析之间的知识重复问题，可以考虑在以后的教学中将这两门课程整合成一门课程来讲授。这样既能使知识形成系统体系，又避免了知识的重复讲授。在课时安排上尽量站在学生的需求角度考虑，对学生以后继续发展更有帮助的课程可以多安排些课时，对于一些通识性的扩充学生知识面的课程可以少安排课时。在尽量合理安排课时的同时，可以将“零课时”课程模式引入到波谱解析的教学中来。“零课时方案”是指学习任务全部在课外进行，教师只布置任务和在期中、期末对学生进行考试或考察。如果引入“零课时”模式，可以讲波谱解析中实际化合物解析部分作为零课时课程。这样既能在现有课时中实现课本基础知识的讲授，又能通过零课时课程（波谱解析实例解析）实现对学生利用所学波谱知识解析化合物结构的训练，能够很好的客服现有课时不足的问题。同时“零课时”这种有课程、有老师、有学分、没课时，强调学生自主学习的课程模式还能很好的提高学生自主学习的能力[5]。

参考文献

[1] 汪洪武，韦寿莲，刘艳清，等.《波谱解析》教学方法改革初探[J].广州化工，2010，38（6）：273-274.

[2] 姚新生.有机化合物波谱解析[M].北京：中国中医药科技出版社，2007：1-5.

[3] 冷炎，蒋平平.《波谱解析》课程教学方法探讨[J].广州化工， 2012，40（8）：202-203.

[4] 彭俊梅，刘映，刘运美，等.浅谈如何提高药学专业学生学习有机药物波谱解析的兴趣[J].广东化工，2016，43（6）：189，206.

[5] 郑兰.“零课时”课程模式研究综述[J].淮海工学院学报， 2012，10（11）：79-81.endprint