黃健 張國剛 李文 沙沂 王金輝
摘要:本文針對《藥學(xué)有機化合物波譜解析》課程的特點,結(jié)合多年本科生教學(xué)實踐經(jīng)驗,通過改革教學(xué)方法、豐富教學(xué)內(nèi)容,完善教學(xué)目標(biāo),以理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合,課堂教學(xué)和課外自學(xué)相結(jié)合,創(chuàng)新能力和自主能力培養(yǎng)相結(jié)合,進而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力。通過該教學(xué)模式的實踐,使學(xué)生全面掌握有機化合物譜學(xué)的學(xué)習(xí)思路和研究方法,進而提高學(xué)生對藥學(xué)和中藥學(xué)事業(yè)的熱愛,樹立為我國藥學(xué)事業(yè)奮斗的志向和自主創(chuàng)業(yè)的精神。
關(guān)鍵詞:藥學(xué)有機化合物光譜解析;教學(xué)方法;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)目標(biāo)
中圖分類號:G642.0 ? ? 文獻標(biāo)志碼:A ? ? 文章編號:1674-9324(2015)47-0118-03
《藥學(xué)有機化合物波譜解析》是一門研究有機化合物結(jié)構(gòu)與其波譜性質(zhì)相關(guān)性,并進而確定未知有機化合物結(jié)構(gòu)的學(xué)科。學(xué)生通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練應(yīng)該熟練掌握常見結(jié)構(gòu)類型的有機化合物光譜和波譜性質(zhì),并能夠掌握解析未知化合物結(jié)構(gòu)的基本思路和方法,可以解析簡單的有機化合物,借助文獻和資料可以確定復(fù)雜化合物的分子結(jié)構(gòu)。本課程對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求高于對課本內(nèi)容的簡單記憶,而目前課堂理論教學(xué)的現(xiàn)狀,不能完全滿足以上教學(xué)需求。本文以學(xué)生能力培養(yǎng)為重點,以實踐教學(xué)為突破手段,對教學(xué)方法、內(nèi)容和考評制度等進行了系統(tǒng)的改革研究,取得了預(yù)期的效果。
一、教學(xué)內(nèi)容的完善與實踐
(一)注重教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿相結(jié)合
目前,《藥學(xué)有機化合物波譜解析》在課堂上主要以介紹紫外、紅外、核磁共振波譜和質(zhì)譜的基本原理以及不同結(jié)構(gòu)類型化合物的譜學(xué)特點為主。隨著波譜學(xué)測試技術(shù)和新的測試方法的不斷出現(xiàn),在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)該注重基礎(chǔ)知識與前沿科學(xué)技術(shù)的銜接,及時將有機化合物波譜解析方面的新方法、新知識和新技術(shù)融入教學(xué)當(dāng)中。例如,將教學(xué)大綱中雖沒做要求的,但在解決化合物絕對構(gòu)型方面起非常重要作用的(circular dichroism,CD)譜、(optical rotatory dispersion,ORD)譜[1]以及Mosher法作為附加內(nèi)容介紹給學(xué)生,讓學(xué)生們了解立體化學(xué)的現(xiàn)代研究方法和手段[2]。
(二)注重教學(xué)內(nèi)容與科研實際相結(jié)合
高校教師一般都是教學(xué)和科研雙條腿走路、相輔相成,那么在課堂上講授波譜學(xué)知識的同時,應(yīng)注重將自己的學(xué)術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容。例如,將自己在科研工作過程中獲得的結(jié)構(gòu)新穎、圖譜特征鮮明、易于解析的化合物作為實例在課堂上進行結(jié)構(gòu)分析討論,加深學(xué)生對典型化合物結(jié)構(gòu)特征的記憶,也有助于學(xué)生對于新型骨架化合物的了解。
此外,還可以篩選本學(xué)科優(yōu)秀的碩士、博士論文,作為學(xué)生課外的學(xué)習(xí)材料,以補充現(xiàn)有教材內(nèi)容上學(xué)科前沿介紹的不足,進一步豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容,增強學(xué)生有機化合物結(jié)構(gòu)解析的實踐能力[3]。通過以上幾個方面及時不斷調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容,保持了課程教學(xué)內(nèi)容的先進性、科學(xué)性。
二、教學(xué)方法和教學(xué)手段的完善
(一)加強學(xué)生對實際測試譜圖的分析能力
傳統(tǒng)的教學(xué)方式基本是從四大波譜的測試數(shù)據(jù)推導(dǎo)結(jié)構(gòu),與實際工作從圖譜—數(shù)據(jù)—結(jié)構(gòu)有一定距離,因此,學(xué)生對實際測試譜圖的解析能力較差。針對此問題,教師在講解理論知識的基礎(chǔ)上,將具體化合物的實際測試譜圖,如核磁共振圖譜、紅外圖譜、質(zhì)譜等,通過幻燈片的形式展示給學(xué)生。讓學(xué)生們辨認譜圖上的目標(biāo)化合物信號、溶劑峰信號以及雜質(zhì)信號,結(jié)合理論知識,仔細研究并推敲,增強實際譜圖解析能力。與此同時,教師在講授過程中也要改變傳統(tǒng)的單向知識傳授“教學(xué)型”的教學(xué)模式,積極探索并大膽嘗試解決問題式、課堂討論式等啟發(fā)式教學(xué)方法。在圖譜解析過程中學(xué)生可以積極發(fā)言、自由討論,通過這種生動活潑的教學(xué)模式,使學(xué)生更加深入、靈活地掌握理論知識與實踐解析能力[4]。
(二)現(xiàn)代化的教學(xué)手段融入教學(xué)過程
眾所周知,有機化合物的立體結(jié)構(gòu)不僅影響其理化性質(zhì),而且也會影響化合物的生物學(xué)活性。因此,必須增強學(xué)生對三維空間分子結(jié)構(gòu)和有機立體化學(xué)知識的理解。為了實現(xiàn)此目標(biāo),教師在課堂授課過程中,應(yīng)多采用多媒體、實物投影和分子模型等輔助教學(xué)手段[5]。并且在課件制作過程中,應(yīng)積極與計算機相關(guān)專業(yè)教師合作,采用現(xiàn)代多媒體技術(shù)和各種信息軟件技術(shù)(如Chem office、Chem win、Flash等)相結(jié)合,有效提高傳授給學(xué)生信息知識的質(zhì)與量,增強學(xué)生對有機化合物平面和空間結(jié)構(gòu)的理解[6]。
(三)設(shè)置學(xué)生自主設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié)
為了與上述理論課教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng),理論課教學(xué)應(yīng)設(shè)置4學(xué)時學(xué)生開放性和自主設(shè)計式的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。教師事先將學(xué)生分成若干個小組,把優(yōu)秀的碩士、博士論文中代表性的不同結(jié)構(gòu)類型的化合物圖譜復(fù)印給各組同學(xué)。學(xué)生以小組為單位在課下對代表性化合物進行討論和分析,自主設(shè)計解析過程并制作多媒體課件,在課堂上各組同學(xué)分別介紹自己化合物譜圖的特點,不同譜圖解析結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢以及結(jié)構(gòu)解析具體分析過程。學(xué)生利用此開放性的教學(xué)過程,積極探索、各抒己見,結(jié)合教師對問題的歸納與點評,增強學(xué)生自我學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題和數(shù)據(jù)歸納推理等能力[7,8]。
三、課程評價體系的改革
針對《藥學(xué)有機化合物波譜解析》課程注重培養(yǎng)學(xué)生實際結(jié)構(gòu)解析能力的特點,該課程的考試制度也需要進行相應(yīng)的調(diào)整與完善,改變過去期末一張考卷定成績的傳統(tǒng),實施“三個結(jié)合”的考試制度,即開卷閉卷相結(jié)合、期末平時相結(jié)合、理論實踐相結(jié)合的評定方式。這種評定方式更加突出學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng),更好地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在“三個結(jié)合”的評定方式中,要特別注重理論知識掌握程度評估和學(xué)生實踐應(yīng)用(未知化合物結(jié)構(gòu)解析)能力的評估,使得對學(xué)生能力的評估,更加真實、合理[9,10]。
此外,作為平時成績的考評內(nèi)容,我們嘗試了每位學(xué)生針對有機化合物波譜解析的知識點擬一套考試題,并給出標(biāo)準(zhǔn)答案。通過此環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),一方面可以考察學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識及其運用的能力,另一方面學(xué)生在擬試題的過程中,也進一步加深了對理論知識的理解和掌握。
四、強化實踐教學(xué)改革
《藥學(xué)有機化合物波譜解析》的實驗教學(xué)是該課程的重要組成部分,是對教學(xué)理論加深理解和消化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實驗課教師結(jié)合理論課內(nèi)容,注重實驗教學(xué)內(nèi)容的實踐性及與理論課教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性,并不時的地針對儀器的使用注意事項,及可能出現(xiàn)問題的解決方案等內(nèi)容,讓學(xué)生思考回答,或讓學(xué)生提出問題,與教師討論解答,從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)造性思維能力[11]。在實驗課結(jié)束后,要求學(xué)生將紫外光譜、紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜的原理及其應(yīng)用進行歸納總結(jié),同時結(jié)合實際測試的四種譜圖,對測試樣品的結(jié)構(gòu)進行解析,四種譜圖相互佐證、融會貫通,增進了學(xué)生對抽象的理論課教學(xué)內(nèi)容的理解。此外,在完成教學(xué)任務(wù)之余,積極配合波普學(xué)興趣小組的同學(xué)開展自主設(shè)計性試驗,讓他們能夠了解影響圖譜測試的主要因素及二維核磁共振譜測試的基本方法,使學(xué)生們在實踐中深入掌握波譜學(xué)的原理,幫助他們進一步增強圖譜解析的實踐能力[12]。
五、加強青年教師的培養(yǎng)
師者,傳道、授業(yè)、解惑也。教師是藥學(xué)有機化合物波譜解析課程建設(shè)與完善的實施者,所以青年教師的不斷補充與培養(yǎng),形成一支學(xué)歷層次高、知識結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)效果好、可持續(xù)發(fā)展勢頭良好的教學(xué)梯隊顯得尤為必要。
(一)搞好傳幫帶,使新增師資盡快成長
青年教師一般均為相關(guān)專業(yè)畢業(yè)的博士研究生,基礎(chǔ)理論知識扎實,但缺乏一定的理論課講授經(jīng)驗。針對這一問題,青年教師必須經(jīng)過一輪的試講過程,并針對自己在講課過程中出現(xiàn)的問題,去聽取教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師的課程1~2輪,注意老教師在難點知識講解的方式與技巧,吸取經(jīng)驗不斷完善自己。此外,為了使青年教師盡快成長,為每位青年教師可以選擇本專業(yè)經(jīng)驗豐富的教授作為指導(dǎo)教師,定期交流與規(guī)范授課內(nèi)容,教授可以親臨教學(xué)課堂聽課,指導(dǎo)青年教師授課內(nèi)容與方法,并對教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題和不足隨時指正,促進青年教師成長進步[13]。
(二)建立集體備課制度
藥學(xué)有機化合物波譜解析教學(xué)團隊一直實行集體備課、學(xué)科會制度,定期召開教學(xué)研討會,探討學(xué)科前沿知識的發(fā)展與教學(xué)內(nèi)容的相應(yīng)性調(diào)整。通過集體備課制度,有計劃地組織中青年教師講授分別講授紫外、紅外、核磁共振譜和質(zhì)譜的相關(guān)章節(jié),通過集體討論,進一步明確重點掌握知識點和一般了解性知識點的范圍[14]。特別是在集體備課中邀請有經(jīng)驗的教授以及師范專業(yè)畢業(yè)的教師來講授示范課,引導(dǎo)青年教師熟悉、掌握每一個教學(xué)環(huán)節(jié)的要求和標(biāo)準(zhǔn)以及授課的技巧和方法。
(三)鼓勵青年教師教學(xué)與科研并重
鼓勵青年教師重視科學(xué)研究,一方面要鼓勵青年教師開闊眼界,在不影響本課程教學(xué)工作的前提下,到國外知名高校進一步進修和深造;另一方面,鼓勵青年教師積極參與科研課題申報和研究工作,發(fā)表研究論文,在科研實踐中不斷提高自己的業(yè)務(wù)水平[15]??梢酝ㄟ^青年教師加入教授課題組的方式,引導(dǎo)青年教師開展科學(xué)研究工作,并通過在課題組中參與一些國家級科研項目的申報和科研工作,不斷地總結(jié)經(jīng)驗,完善自己科研思路并建立自己的科研方向。此外,還要鼓勵青年教師多參加國內(nèi)外藥物化學(xué)或譜學(xué)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的學(xué)術(shù)研討會,通過在學(xué)術(shù)會議上的交流,及時掌握學(xué)科發(fā)展前沿和發(fā)展方向,促進青年教師在科學(xué)研究的道路上快速成長。反過來,青年教師在科研工作中增長了解決問題的能力和實踐經(jīng)驗,會豐富課堂教學(xué)實例,有利于教學(xué)質(zhì)量的提高,即科研反哺教學(xué)[16]。
六、討論
21世紀(jì)高等教育的一個突出特征是從人的個性出發(fā),充分調(diào)動人的創(chuàng)造力和潛能,這樣才能適應(yīng)知識經(jīng)濟時代對人才的要求。因此,高等學(xué)校的教學(xué)改革必須堅持以學(xué)生為教學(xué)中心,堅持理論課教學(xué)和實踐課教學(xué)相結(jié)合,堅持課堂教學(xué)和課外教學(xué)相結(jié)合,堅持創(chuàng)新教育和創(chuàng)業(yè)教育相結(jié)合[17]。
目前《藥學(xué)有機波譜解析》的教學(xué)計劃和課程計劃,更多于傾向于四大光譜(紫外、紅外、核磁共振譜和質(zhì)譜)的原理和有機化合物結(jié)構(gòu)類型的譜學(xué)介紹,而綜合譜學(xué)的運用以及譜學(xué)在實際科研工作中的應(yīng)用介紹較少[18]。課堂譜學(xué)理論基礎(chǔ)知識介紹多,試驗教學(xué)和課外教學(xué)內(nèi)容較少。因此,對于該課程來講,難免存在學(xué)生死記硬背,難以掌握未知化合物結(jié)構(gòu)解析思路的現(xiàn)象。甚至在后期的《天然藥物化學(xué)》和《藥物化學(xué)》的學(xué)習(xí)過程中,以至于碩士研究生的科研實踐中,對于稍復(fù)雜化合物的結(jié)構(gòu)解析仍存在困難,實踐應(yīng)用能力較差。
本文針對本科生教學(xué)總結(jié)的經(jīng)驗和《藥學(xué)有機化合物波譜解析》課程的特點,通過改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考評制度,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;同時,以理論課教學(xué)和實踐課教學(xué)相結(jié)合,課堂教學(xué)和課外自學(xué)相結(jié)合,創(chuàng)新能力和自主能力培養(yǎng)相結(jié)合,增強了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力,教會學(xué)生有機化合物解析的基本思路和研究方法,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進而提高了學(xué)生對藥學(xué)和中藥學(xué)事業(yè)的熱愛,樹立為我國藥學(xué)事業(yè)奮斗的志向和自主創(chuàng)業(yè)的精神。
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