摘要：介紹了在“有機(jī)波譜分析”教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，應(yīng)用多媒體教學(xué)手段和一些輔助軟件，加強(qiáng)信息化、個(gè)性化教學(xué)手段和方法的幾點(diǎn)體會(huì)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)波譜分析；多媒體教學(xué)；教學(xué)方法

作者簡(jiǎn)介：王多志（1976-），男，新疆烏魯木齊人，新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，副教授。（新疆烏魯木齊830046）

基金項(xiàng)目：本文系新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（編號(hào)：2011211A009）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號(hào)：1007-0079（2012）11-0081-02

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測(cè)定、定性及定量分析、部分反應(yīng)機(jī)理的研究、結(jié)構(gòu)與物性相互關(guān)系的研究等諸多任務(wù)已越來(lái)越依靠?jī)x器分析來(lái)完成。盡管化學(xué)分析方法在實(shí)踐中還不會(huì)完全喪失應(yīng)用價(jià)值，有時(shí)仍是重要的分析手段，但是上述測(cè)定分析的大部分工作已經(jīng)靠?jī)x器分析，特別是波譜分析方法來(lái)完成。[1]基于以上原因，“有機(jī)波譜分析”知識(shí)對(duì)于化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)、藥物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生及研究生尤為重要?！坝袡C(jī)波譜分析”課程的教學(xué)任務(wù)主要講述紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁共振氫譜（1H NMR和13C NMR）、有機(jī)質(zhì)譜（MS）的基本理論與一般解析方法及四大光譜的綜合解析方法。通過(guò)講授，學(xué)生能掌握有機(jī)波譜分析課程的基本概念、基本原理和波譜解析的基本方法，并能運(yùn)用波譜法對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，提高學(xué)生分析、解析圖譜的能力，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際工作及科研中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)課程、畢業(yè)論文及以后的工作和深造奠定良好的基礎(chǔ)。近幾年，一些院校對(duì)于波譜分析課程的教學(xué)方法及考試模式等進(jìn)行了一些改革，并提出了建議。[2-4]筆者在近年的本科生、研究生波譜分析教學(xué)實(shí)踐中不斷優(yōu)化教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)手段，取得了較好的教學(xué)效果，下面介紹筆者在該課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法方面所做的一些有益嘗試和探索。

一、突出本課程的實(shí)用性及波譜法在分析方法中的優(yōu)勢(shì)，誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

講解科研實(shí)例，使學(xué)生明白要確定一種新化學(xué)物的結(jié)構(gòu)、研究化合物的性質(zhì)，首先必須設(shè)法確定其組成、相對(duì)分子量、化學(xué)式和結(jié)構(gòu)式，當(dāng)學(xué)生在考慮用什么方法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，順理成章地介紹各種波譜方法可以解決的問(wèn)題，學(xué)生會(huì)切身體會(huì)到有機(jī)波譜分析的實(shí)用性。在課堂講授過(guò)程中通過(guò)實(shí)例對(duì)波譜分析與傳統(tǒng)化學(xué)分析作比較，突出波譜分析在結(jié)構(gòu)確定方面的優(yōu)勢(shì)所在。例如：?jiǎn)岱葟镍f片中提出來(lái)到最后確定結(jié)構(gòu)大約用了150年的時(shí)間。如果用現(xiàn)代的波譜方法分析就非常容易解決?，F(xiàn)代波譜法不僅可以確定相對(duì)分子質(zhì)量、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式，還可以使用X-射線衍射法、特別是四圓衍射儀，測(cè)定晶體的X-射線衍射圖，進(jìn)一步確定分子中的鍵長(zhǎng)鍵角等結(jié)構(gòu)參數(shù)。深入淺出地介紹化合物結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的決定作用，使學(xué)生知道只有詳細(xì)了解了化合物的結(jié)構(gòu)，才能初步判斷與研究開(kāi)發(fā)該化合物的性質(zhì)。簡(jiǎn)單介紹有機(jī)波譜分析在天然產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、核酸及高分子化合物的結(jié)構(gòu)確定中不可替代的手段。突出介紹波譜分析與傳統(tǒng)化學(xué)分析方法相比在樣品用量方面的優(yōu)勢(shì)，如有機(jī)波譜分析只需要幾個(gè)μg甚至幾個(gè)pg，使微量結(jié)構(gòu)分析成為了可能，[1]而且很多波譜測(cè)試的樣品可以回收，極大地降低了樣品的耗損量。通過(guò)以上講解，學(xué)生深刻體會(huì)到有機(jī)波譜分析的實(shí)用性及優(yōu)勢(shì)所在，進(jìn)而誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法

盡管“有機(jī)波譜分析”在實(shí)際工作和生產(chǎn)中發(fā)揮著不可忽略的作用，但是由于其具有相對(duì)抽象難懂的特點(diǎn)，這門(mén)課程對(duì)于大多數(shù)學(xué)生都具有相當(dāng)?shù)碾y度，因此，適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法應(yīng)用于“有機(jī)波譜分析”，使學(xué)生更快更好地掌握相應(yīng)知識(shí)顯得尤為重要。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中有以下幾點(diǎn)體會(huì)。

堅(jiān)持以一個(gè)班的小班上課效果更好，小班上課有利于課堂上老師和學(xué)生的交流互動(dòng)；堅(jiān)持以多媒體教學(xué)為主，板書(shū)作為補(bǔ)充的教學(xué)方式，一些重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容用板書(shū)進(jìn)行詳細(xì)介紹，更能突出重點(diǎn)、引起學(xué)生的重視。

在每章的開(kāi)篇前或者本課程緒論部分，實(shí)時(shí)運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方式能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。例如：在緒論之前筆者提出這樣一個(gè)問(wèn)題，茶葉中提取咖啡因這個(gè)實(shí)驗(yàn)大多數(shù)學(xué)生都會(huì)記得，問(wèn)題是“如何知道咖啡因的結(jié)構(gòu)”這個(gè)問(wèn)題提出后學(xué)生就會(huì)主動(dòng)去思考，這時(shí)通過(guò)講解學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象就更為深刻。

在講解各種譜圖及綜合譜圖實(shí)例解析中運(yùn)用互動(dòng)式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。通過(guò)選擇一些圖譜實(shí)例，先讓學(xué)生自己解析圖譜，請(qǐng)一些學(xué)生走上講臺(tái)，以老師的身份表達(dá)講解自己的解析過(guò)程，逐步解析譜圖并講解每個(gè)解析步驟中所用到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，最終得到相關(guān)化合物的結(jié)構(gòu)信息。授課老師在這個(gè)過(guò)程中做出點(diǎn)評(píng)，對(duì)不足之處進(jìn)行糾正與補(bǔ)充，負(fù)責(zé)講授的學(xué)生還要回答其他同學(xué)的疑問(wèn)，不能解答之處或不足之處由老師進(jìn)行解答與補(bǔ)充。對(duì)講解學(xué)生的綜合表現(xiàn)進(jìn)行打分，記入平時(shí)成績(jī)中，并在期終考試成績(jī)中占據(jù)一定比重，通過(guò)類(lèi)似于績(jī)效考評(píng)的方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。這一教學(xué)方式加深了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)與對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)理論的理解，有利于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、獨(dú)立性和創(chuàng)造性，這對(duì)于活躍課堂氣氛、加強(qiáng)課堂中反饋以及提高學(xué)生的課堂參與程度等，都有著很重要的影響。

三、運(yùn)用一些輔助軟件模擬圖譜，幫助解析圖譜

在“有機(jī)波譜分析”教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生對(duì)1H NMR 和13C NMR波譜數(shù)據(jù)不熟悉，對(duì)一些影響核磁特征的因素不很清楚等原因，導(dǎo)致對(duì)一些化合物結(jié)構(gòu)的核磁特征不易理解。在這種情況下教師需要引入一種更直觀、更快捷的方式來(lái)幫助學(xué)生理解和掌握。通常對(duì)于1H NMR 和13C NMR 波譜數(shù)據(jù)模擬的軟件有 Chemoffice畫(huà)圖軟件。[5]在這里主要介紹另一種核磁數(shù)據(jù)處理及模擬軟件—MestReNova軟件，應(yīng)用MestReNova軟件，可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)化合物1H NMR和13C NMR化學(xué)位移值，可以確定烯烴的取代構(gòu)型，在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)操作條件的情況下，通過(guò)譜圖模擬，也可提供化合物核磁共振方面的仿真信息。另外，通過(guò)對(duì)比模擬圖譜與實(shí)測(cè)圖譜，可以更準(zhǔn)確，更快捷地解析結(jié)構(gòu)，歸屬化學(xué)位移值。相對(duì)于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的比較來(lái)解析圖譜，MestReNova軟件譜圖模擬更快捷、更方便、更有利于解析圖譜。

四、發(fā)揮多媒體在波譜教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，多媒體教學(xué)為各類(lèi)學(xué)校、各門(mén)課程所采用，為我國(guó)教育教學(xué)方式注入了現(xiàn)代化的生機(jī)。[6]相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方式，多媒體教學(xué)在有機(jī)波譜學(xué)的教學(xué)過(guò)程中有著許多不可替代的優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐就多媒體技術(shù)對(duì)有機(jī)波譜學(xué)教學(xué)的影響進(jìn)行初步探討。

由于有機(jī)波譜學(xué)的內(nèi)容龐雜，主要以譜圖為主，一些原理相對(duì)抽象，涉及的信息量大，如采用傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)方式，一些圖譜經(jīng)過(guò)板書(shū)其準(zhǔn)確度就會(huì)下降，而且畫(huà)圖需要大量的時(shí)間，導(dǎo)致授課內(nèi)容相應(yīng)減小，很難使學(xué)生獲得更加豐富的知識(shí)，但如果使用多媒體技術(shù)教學(xué)就可使上述問(wèn)題迎刃而解，可以留給學(xué)生更多的思考、理解及與老師交流探討的時(shí)間。

在紅外光譜、紫外光譜、核磁共振譜和質(zhì)譜教學(xué)方面，多媒體技術(shù)模擬先進(jìn)的分析儀器和分析過(guò)程，可以快速準(zhǔn)確地顯示譜圖，提高教學(xué)效果，這是傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法企及的。

在多媒體教學(xué)過(guò)程中，加入動(dòng)畫(huà)授課，能夠綜合處理文字、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)的特點(diǎn)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)上效率更高，積極性也更高。避免一些枯燥的描述，如在講解質(zhì)譜裂解原理時(shí)，加入了一些flash動(dòng)畫(huà)，搭配著鮮艷的色彩以及動(dòng)畫(huà)特有的視覺(jué)效果，枯燥的離子裂解過(guò)程變得無(wú)比有趣，且更直觀、更易理解。在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)附有動(dòng)畫(huà)的教學(xué)過(guò)程，能大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)習(xí)過(guò)程相對(duì)更投入，課堂氣氛相對(duì)更活躍，使抽象的教學(xué)內(nèi)容變得豐富和生動(dòng)起來(lái)。

可以將儀器的工作原理及實(shí)驗(yàn)方法通過(guò)播放錄像在課堂上演示，理論聯(lián)系實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)操作”走進(jìn)課堂，“實(shí)驗(yàn)儀器”搬上講臺(tái)，填補(bǔ)了很多學(xué)校無(wú)實(shí)驗(yàn)條件給本課程帶來(lái)的缺陷。能達(dá)到儀器操作的直觀化，使學(xué)生在以后有條件操作測(cè)試時(shí)能盡快掌握這一過(guò)程；同時(shí)強(qiáng)化了教學(xué)效果，使課堂教學(xué)更加貼近實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。授課過(guò)程中還可以插播一些與波譜息息相關(guān)的科普短片，以及在近年來(lái)波譜學(xué)方面的新成果新進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

以上是在“有機(jī)波譜分析”課程教學(xué)過(guò)程中的幾點(diǎn)體會(huì)，經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，證明在“有機(jī)波譜分析”課程教學(xué)過(guò)程中采用上述教學(xué)方法，對(duì)于提高學(xué)生的綜合解析能力具有一定的成效。近年來(lái)“有機(jī)波譜分析”的內(nèi)容和教學(xué)方法在不斷地更新和改革，如何豐富教學(xué)手段，借助最新的技術(shù)和平臺(tái)提高教學(xué)效果，值得進(jìn)一步深入研究和探討。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）