韦柳斌 石 灵 高廖娜 张 艺

广西科技大学医学院药学系，广西柳州545006

[摘要]波谱解析课程是利用波谱手段解析化合物结构的一门课程，是药学专业较难学的课程之一。该门课程与仪器分析、药物化学、有机化学、物理化学等课程相互渗透及融合，其课程教学在培养医药人才的应用技能及创新能力方面起到独特的作用。在课程的教学实践中，从激发学习兴趣、优化教学内容、多媒体教学、运用多种教学方式、优化考核体系等方面进行探讨与总结，提高教学效果。通过本门课程的教学，培养学生分析问题和解决问题的能力。

[关键词]波谱解析；教学方法；能力培养

波谱解析是本科院校药学教学中重要的专业基础课程，是应用紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱等现代物理手段研究有机化合物结构的一门学科，是现代有机化合物结构测定最主要的手段[1]。

该学科已融合到相关学科的各个领域，成为医药工作者必须了解和掌握的一门学科。由于波谱解析与有机化学、仪器分析、物理学等多个学科互相渗透、交叉，具有一定的实践性和抽象性，学生普遍反映该学科知识抽象、难于理解[2]。我校从2014年开始招收药学专业本科生，笔者承担波谱解析这门课程已有两年，以下是对这门课程的教学方法做一些探索和总结。

激发学生的学习热情，让学生爱上这门课程是教学的关键一步。以往的传统教学，无论你怎么强调课程的意义和重要性，学生都不会喜欢，只有激发学生的兴趣和好奇心，才会不断地跟随老师探讨其中的奥妙。在课程教学中引入生活中的一些热点话题或现象作为实例调动学生的学习兴趣是非常必要的。波谱解析课程介绍多种概念、原理和方法，理论性很强，学生在学习这门课程之前并没接触过各种仪器设备、谱图等，缺乏实践基础，因此，激发学生对本门课程产生兴趣显得尤为重要。例如，讲到解析药物结构的重要性时可以提及我国药学领域科学家屠呦呦因发现抗疟疾药物而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。她从青蒿草中提取出具有抗疟疾的活性成分，但她当时并不知道青蒿素的结构，后来通过波谱技术的手段才得以解析该药物的结构。在青蒿素结构的基础上，经过结构修饰，得到抗疟疾效果更好且副作用更低的药物蒿甲醚和青蒿琥酯。假如不知道药物的结构，新药的研发就无从谈起。通过这样的例子让学生认识到学习波谱解析这门课程的重要性，激发学生学习的热情。再如，在讲授质谱课程时，介绍奥运会兴奋剂的检测内容，学生可能会比较感兴趣。比如汉城奥运会上，加拿大的运动员约翰逊创造了9.79 s的百米佳绩，但是他获得冠军后被检测出尿样中含有司坦唑醇，令世人大跌眼镜。当时汉城实验室采用气相色谱、质谱（GC/ MS）和液相色谱、质谱联用技术（LC/MS）[3]。通过引入现实生活热点的具体例子，让学生明白波谱解析不是一门枯燥无味的纯理论内容，而是与日常生活息息相关课程，进一步激发学生学习的兴趣，从而增强其学习的主动性。

波谱解析课程主要介绍四大光谱的内容，由于课时有限，因此要精选教学内容，突出重点。目前在未知物结构鉴定中应用更多的是质谱和核磁共振谱，而红外光谱、紫外光谱主要起到辅助作用，因此，把核磁共振谱、质谱作为重点讲授章节。波谱解析课程的主要目标是让学生学会利用多种波谱解析化合物的结构，所以要安排一定的学时来讲授多种波谱联用技术，提高学生的识谱、解谱能力。

波谱解析是利用四大光谱与化合物之间的关系和表征，拼凑化合物片段的过程，其推断过程需科学严谨推理与判断，如何把这些化合物片段合理地组织起来，是对学生谱学知识构架的考验，课程学习完成后，大多数学生综合解谱能力欠缺，其实这与缺乏四大光谱知识的融会贯通有直接的关系[4]。在未知物的结构解析当中，通常需要多种谱相互辅佐、相互印证。在组织教学内容时，既需要考虑单一方法的内在联系性，又需要考虑多种波谱的整体性。通过具体的实例分析，使学生能综合运用所学的波谱知识来分析、推断化合物的结构。通过这门课程的学习可以锻炼学生的逻辑思维、分析问题和解决问题的能力。

随着时代的进步，科技发展日新月异，测试样品的仪器也不断更新与优化，因此，在教学过程中既要把基本原理、概念讲透，又要与时俱进，不断更新教学内容。例如在介绍核磁共振碳谱内容时，教材中有些谱图是比较陈旧的，不少例题给的谱图中有偏去偶谱图，但是现在的核磁共振碳谱实验中基本上不测偏去偶谱，而是测全去偶谱，因此，教学内容要做到与时俱进，引入新颖的、前沿教学内容。笔者结合从事的科研项目情况，挑选一些平常科研实验中分离得到的简单化合物的谱图进行结构分析，由简单到复杂，展示谱图，引导学生识谱、解谱。从比较简单的对羟基苯甲酸、阿魏酸的谱图开始，再到结构相对复杂的槲皮素、黄烷醇等化合物的谱图，步步深深入进行教学。此外，要保证谱图的真实性，尽量不要刻意把谱图的溶剂峰和水峰去掉，引导学生如何去分析真实的谱图，提高学生的解谱能力。在课时允许的情况下，适当介绍圆二色谱、X-单晶衍射等波谱的知识，扩大学生的知识面。在课程教学设计过程中，除要考虑学生学习的基本需求外，也要充分考虑到药学本科专业学生毕业后的就业或继续深造的要求，使学生经过课程的学习达到较好的培养效果，更加适应医药企业或高等院校对药学专业人才的需求。

多媒体教学是指在课程教学过程中，根据教学对象的特点和教学目标要求，经过教学设计，合理选择与运用现代教学媒体，并与传统教学手段有效组合，共同完成教学过程，以丰富的媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果[5]。

随着现代教育技术的迅猛发展，多媒体教学软件作为波谱解析教学的重要工具已显示出很好的教学效果。由于其表达形式直观生动、教学信息量大、效率高，已经成为完成波谱解析教学难点的新趋势和重要手段。例如在介绍核磁共振氢谱的基本原理时会讲到拉莫尔进动，拉莫尔进动就是自旋核形成的磁矩在外加磁场中，将被迫对外加磁场自动取向，并且核会在自旋的同时绕外磁场方向进行回旋。采用动画的形式来讲解这种运动模式，这恰与自旋的陀螺在与地球重力场的重力线倾斜时做运动的情况相似，学生通过直观、立体的动画演示，能很快理解拉莫尔进动并留下深刻印象。

多媒体动画能让学生对某个知识点留下深刻的印象，而一些常用的软件也能够帮助学生掌握知识点，比如ChemOffice软件功能强大，可以利用ChemOffice软件为波谱解析教学服务。ChemOffice软件可以显示已知物的碳谱和氢谱，原理是以选取的分子基本结构为基础，利用加和性原则来计算碳原子和氢原子的化学位移[6]。在课堂教学中可以随时利用该软件的ChemDraw模块中一些化合物的1H-NMR和13CNMR谱来验证教材当中的理论内容。例如，在介绍碳谱这一章节提到共轭效应使得羰基碳信号向高场位移，可以用3-戊酮、1-烯-3-戊酮、二烯戊酮作为具体的例子，利用理论知识分析这3个化合物中羰基碳化学位移值由大到小的顺序为3-戊酮、1-烯-3-戊酮、二烯戊酮，再调用ChemDraw模块中13C-NMR谱，可以让学生清晰地看到谱图中这3个化合物对应羰基碳信号分别为13C 210.8、13C 201.6、13C 188.6，结果与理论分析的羰基碳化学位移值的变化趋势十分吻合，这种直观比较法让学生能较好地掌握该知识点。

随着中国高等教育改革的不断深入，学生主体性的不断加强，从传统的以“教师为中心”的教学模式转变为以“学生为中心”的教学模式就显得尤为必要[7]。以教师为主导的课堂教学，学生只是被动地接受知识，不仅课堂气氛沉闷，而且教学效果不好[8]，因此，在教学实践中，笔者灵活运用多种教学方式，吸引学生参与到教学活动中。对于介绍基本概念、原理可以用讲授法教学模式，而对于介绍多谱联合应用时积极探索并大胆尝试各种新的教学模式。例如问题导向式、小组讨论式等启发式教学模式和方法。应用讨论、对比、启发等教学方法,引导学生思考和比较。

在介绍到多谱联合应用的具体实例中，采用分组讨论的形式，然后各个小组推荐一名同学到讲台讲解，最后老师再进行点评，这种“学生当老师”的教学活动非常值得关注。这种模式活跃教学气氛，改变教师一言堂的情况，学生也从中得到多方面的锻炼。学生上讲台讲课改变了过去被动地接收知识模式，向主动吸取知识方式转变。一个老师在台上的讲解，与学生代表在台上讲解，后者更加能够吸引学生参与到教学中，同时也能激发学生的学习热情。在波谱解析课程教学中，特别是在介绍多谱联合应用实例时，完全可以交给学生来组织课堂活动。通过这种活动，在这两年的教学实践中，学生反响很强烈，课堂气氛非常活跃。走到台上的学生，不管是否清晰、流畅地表达自己的解题思路和过程，都赢得了同学的热烈掌声，增强了其自信心。看到自己的同辈上台当“老师”，台下学生的注意力更加集中，既关注这位新教师又积极地思考问题，在这种平等的交流模式中，更能体现出教学是双边活动，课堂不再只是老师的一言堂，而是师生可以互换角色的课堂。当学生在台上讲解内容时，老师还要对学生的讲解思路、过程以及知识点进行认真记录，为下一步的点评做好充分的准备。学生讲完，教师对每个上讲台的学生所涉及的知识点进行总结，提出存在的问题。在教学实践中根据教学方法与教学内容的特点，灵活运用多种教学方法，增加知识的趣味性，使学生在轻松愉快的氛围中学习。这种模式使课堂教学变得生动活泼，极大地吸引学生参与到教学活动中，提高教学效果。

考试不仅是评价教学效果的主要手段，也是学生自我完善的重要环节[9]。波谱解析课程是培养学生综合能力的一门课程，期末考试的一张试卷很难对学生波谱知识的实际应用能力进行评价。因此，笔者结合本课程的授课特点，认为考试总评成绩由卷面分数60%、作业20%、平时表现20%这三部分组成较合理。应用多种谱来解析化合物结构特别是未知物结构是比较费时、费力的过程，学生在有限的考试时间内很难反映出其应用谱学知识解析结构的能力，因此，总评分数要由多方面组成[10-12]。在课堂上表现活跃、分组讨论积极发言，特别是能代表本小组上讲台为全班同学讲课的同学，其平时表现分可以给到满分，鼓励学生积极参与到教学活动中。

随着我国经济及社会的发展进入新的阶段，高等教育培养出来的人才必须适应经济及社会发展的需求。我国政府提出“大众创业，万众创新”的号召，这就要求高等院校培养出更多高层次应用技术型和创新型人才[13]。按照培养高级应用技术型和创新型人才的理念，课程的教育教学可提高学生的应用能力和创新能力。波谱解析作为一门重要的学科，在医药、食品、化学、化工等诸多领域得到广泛的应用，该门课程在培养学生的应用技能和创新能力方面起到独特的作用[14-15]。在教学实践中，树立“学生、教师双主体”的教学观，更加突出识谱、解谱应用为目标，激发学习兴趣，优化教学内容，采用灵活多样的教学手段和教学方法调动学生积极参与教学活动以及优化考核方法，注重培养学生应用所学知识来分析问题和解决问题的能力，以取得较好的教学效果。

[1]孔令义.波谱解析[M].北京：人民卫生出版社，2011.

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Brief analysis on teaching method of spectrum analysis course for pharmacy major

WEI Liu-binSHI Ling-gaoLIAO NaZHANG Yi
Department of Pharmacy,Medical College of Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou545006,China

[Abstract]Spectrum analysis course as one of the most difficult courses to learn in pharmacy major aims at analyzing the compound structure by spectrum.The course mixes with other courses like instrumental analysis,pharmaceutical chemistry,organic chemistry,physical chemistry and so on.The course plays a unique role in cultivating application skills and innovation ability for medical elites.In the process of teaching practice,aspects including stimulation of learning interest,optimization of teaching contents,multimediateaching,multiple teaching approaches,and optimization of evaluation system were discussed and summarized,which improved teaching effect.Through learning the course,the abilities to analyze and solve problems are developed in medical students.

[Key words]Spectrum analysis;Teaching method;Ability cultivation

[中图分类号]G642.0

[文献标识码]A

[文章编号]1674-4721（2017）01（c）-0161-03

（收稿日期：2016-12-25本文编辑：顾雪菲）