中医药院校《波谱解析》课程PBL+LBL双轨教学的思考*

李云志

(安徽中医药大学药学院， 安徽 合肥 230000)

波谱解析是探索未知化合物的主要手段，在中药，化学、食品、化工、环保等诸多领域得到广泛的应用。随着药学、化学的飞速发展，熟悉、掌握波谱的基本原理及解析方法，已成为中药学、药学、化学及其它相关专业科研人员必须掌握的基本技能。我校是中医药院校，《波谱解析》课程是我校中药学、药学等专业学生一门重要的基础课程，主要讲授紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱的基本理论以及解析方法。学习该课程的主要目的，是让学生具有对有机化合物进行结构解析的能力。掌握好该课程的基本理论、提高综合解析能力，对于后续阶段的进一步学习或从事相关专业的工作具有重要意义。

1 《波谱解析》课程现状

申请人近年来从事该课程的教学工作，平均每学年4个左右教学班级，专业范围涵盖药学、中药学、药物分析、药剂学等专业。

在该课程的教学中，与同学交流，普遍反映学习难度较大。与其他学校教师交流，也认为这是普遍现象。我们认为，造成这样的原因，与该课程理论性强有关，如核磁共振现象产生的原理等，概念难以理解，内容枯燥，抽象难懂；除此以外，该课程还涉及到物理，化学等多学科的内容，因此，学习难度较大[1]。

除学习兴趣外，在教学过程中，我们还发现，虽然学习了波谱解析相关基本概念、基本理论、各类化合物波谱特征，但在解析化合物的实际图谱时，很多学生依然感到束手无策，不知道从哪里下手，难以将课堂理论知识运用到具体图谱的解析实践中。造成这样情况的原因是由于实际的谱图解析是“看图说话”，截然不同于常规的以数字形式的习题所呈现的表达方式，其包含的信息主要以图片信息的方式呈现。如何分析图谱，提取出来重要的信息，并且通过逻辑推理，以及查阅相关数据库，对谱峰归属，推导出化合物结构，得出结论，整个过程涉及到多种思维技巧，要求学生具备较高的思维能力，特别是综合思维能力。如何在有限的学时内，让学生掌握这个能力，是一个亟待解决的问题。

2 问题及措施

综合上述分析，提高波谱解析课程教学效果，需要着力解决以下两个方面问题：①如何提高学生学习兴趣；②如何提高综合解析能力。以这两方面问题作为突破口，是提高教学效果的关键。

破解上述问题，我们认为首先应该从教学模式入手。目前，国内绝大多数高校采用的是LBL(Lecture-Based Learning，LBL)教学模式，即“教师讲授-学生听讲”模式。这种方式是以教师为中心，学生被动学习，是一种填鸭式的教学方式，教学活动中，教师处于绝对的主导地位，很难与学生形成对等的交流，难以调动学生的教学参与度。因而，这样的教学方式，不利于培养学生的学习兴趣，降低了学习效率；另一方面，该课程除了具有理论性强的特点，还具有实践性强的现实要求，需要同学进行探究性的学习，而目前的 LBL 教学模式难以调动学生的学习自主性，谈不上解谱能力的培养，更谈不上综合思维能力的培养[2]。所以，针对波谱解析课程教学方法进行探索，是波谱解析教学改革的当务之急。

PBL(Problem-Based Learning)教学模式是1969 年美国神经病学教授 Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学医学院首先试行的一种新的教学模式[3]。这种教学模式改变了传统教学中以教师为中心的被动学习方式，是以学生为中心，通过“提出问题”鼓励学生参与讨论的一种教学方式，有助于培养学生自主学习知识和提高思维技能的非常有效的方法[4]。

基于上述 PBL 教学理论，我们认为在波谱解析课程教学中，有必要引入该教学理念。该教学模式的实施，有利于提高学生的教学参与度，能切实提高学生的学习兴趣及综合能力的培养[5]。

不过，在 PBL 教学模式的具体实施上，我们认为，需要具体问题具体分析，不能搞“一刀切”，对课程所有内容都按照 PBL 教学要求来实施教改，是值得商榷的。比如，对于教学内容中大量的晦涩难懂的基本概念、基本理论，如核磁共振的基本原理、分子轨道理论等相关问题，如果在教学中单纯采用 PBL 教学法, 对学生是一个巨大的挑战，特别是对于物理和化学基础知识较为薄弱的学生，很难做到理解和掌握。

此外，波谱解析主要内容为四大谱：紫外光谱，红外光谱，核磁共振和质谱，其内容离散度较大，各不相干。如果只采用 PBL 教学，对于学生综合掌握有机波谱解析系统知识是不利的。

而 LBL 教学模式，即传统教学方法，虽然具有前述的种种缺点，但是这种以教师课堂授课，学生听讲为基础的学习方式，可系统地讲解基础理论知识，具有教学进度易于掌握，讲授信息量大，系统性强等优点，对基本理论的讲授能达到易于理解的效果，这对于有机化学知识较为薄弱的学生显得更为重要。所以，我们认为，针对于系统掌握课程系统知识而言，LBL 教学模式，具有较大优势。

因此，综合上述分析，我们认为在《波谱解析》课程的教学模式上，可以采用 PBL + LBL双轨教学模式，其中，对课程中涉及的基本概念、基本原理、特别是一些晦涩难懂的概念，可以采用传统的 LBL 教学模式, 使学生对所授课程核心知识有一定认识，而对于一些较容易理解的理论、典型化合物特征介绍，以及实际谱图解析，可以将 PBL 教学法引入教学过程中。两种教学模式的有机结合，对于破除目前阻碍该课程中的两个疑难问题，提高教学效果，具有必要性。

另外，中医药院校开设波谱解析课程，其目的是为后续中药化学课程的学习奠定基础，因此，在波谱解析课程的教学内容上要注意结合中药成分，体现中医药的特色。然而目前我校所使用的教材虽然为高等中医药院校规划教材，但该教材所选择的案例大多与中药及其化学成分无关。因此，在课程 PBL 教学内容的设计上，需要重点关注与中药密切相关的案例，比如，具有生物活性的苯丙素类化合物、黄酮类化合物等，该类型化合物不但具有结构简单、易于解析、波谱特征规律性强的特点，容易提高学生的兴趣，同时该类型化合物也是中药化学课程中的重点内容，这样做不但有利于与后续中药化学课程的衔接，同时也体现了中医药院校的特色。

基于上述考虑，本人2017年申报了校级教研项目并获批，在2018年度进行了前期准备，按照计划，首先将教学内容进行了仔细考量，将较为基础的概念、理论等划分为PBL教学内容，如IR光谱中的部分内容，并根据课程教学大纲设计了相关主题，以便于同学及时发现问题并思考和探索答案；而对于概念晦涩、理论复杂、学生自主探讨难以理解的内容作为LBL教学内容，课堂统一讲授，如NMR基本原理。根据大纲要求，该课程课堂教学共34学时，在上述教学设计中，LBL教学内容占20学时，PBL教学学时占14课时。在上述教学内容确定后，又将PBL教学中其他环节进行了设计，比如每组10～12人，分设组长、副组长，负责该组的人员召集、学习安排、组织管理等工作；另设一名记录员，记录同学学习交流以及出勤情况，以备教师及时掌握学生学习情况以及后续学期成绩考核做依据。

3 项目实施过程

本项目于2019-2020学年度第一学期实施，该学期本人教学对象一共有三个班，涉及制药工程、药物制剂、药学专升本三个不同专业。根据以往教学实践，专升本同学较之于其他专业本科同学具有学习态度认真，执行力优秀的特点，所以实施对象选定为药学专升本专业同学。整个项目实施过程中，各位同学做到了按照项目设计方案提前预习，正式上课时，各位组长，副组长，记录员各司其职，同学都能按照要求是在教师的引导下，学生围绕每一个教学模块所包含的问题展开讨论与学习， 能将问题按照要求通过相关文献提前准备，轮到自己上台时将自己的学习心得于同组同学交流。最后教师在下课前点评各位同学表现，指出不足之处，回答同学学习疑难问题。其基本教学程序遵循“选取案例→提出问题→查阅资料→自学解疑→小组讨论→查阅资料→班级讨论→总结反馈”。由于准备充分，各组同学按照计划，顺利完成本课程PBL教学。

在课程结束后，让每位同学提交了一份学习体会，题目是“双轨教学的学习体会”。同学们各抒己见，普遍认为双轨教学较之于常规教学增加了学习压力，但是对自己的学习能力有一定的提高。

4 结 语

上述双轨教学是一次教研活动，具有一定的探索性，虽然取得了一定经验，但是有一些问题需要进一步细化：

(1)针对于不同专业，教学大纲有所区别，所以对于PBL和LBL 课时安排，要根据不同的专业要求进一步细化。

(2)教学内容，特别是PBL教学，其特点是以问题为导向，所以在问题的选择上，除了要体现中医药特色外，还要根据专业特点，选择不同的问题以达到启发作用。

(3)疫情的影响，很多学校开设网络课程，因此在条件允许的情况下对PBL教学与网络教学模式进行结合，是一个值得探索的课题[6]。