秦世麗 ， 齊海燕 ， 王 穎 ， 高立娣 ， 初紅濤

(齊齊哈爾大學 化學與化學工程學院 ， 黑龍江 齊齊哈爾 161006)

波譜分析主要用于有機化合物結構解析及鑒定的重要方法，在科研、生產(chǎn)、公共衛(wèi)生等眾多領域的應用是其他分析方法無法替代的，是化學相關領域工作人員必須掌握的基本知識和技能。

同時為分析化學專業(yè)碩士和應用化學專業(yè)本科生開設了波譜分析課程，培養(yǎng)學生利用多種譜圖對未知化合物進行結構鑒定的能力，在畢業(yè)實習和畢業(yè)論文中發(fā)揮著重要作用。通過對在校生、畢業(yè)生和實習單位進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的波譜分析教學已經(jīng)不能完全滿足學生在畢業(yè)實習和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的需要。因此，基于OBE關于學生的學習成效是衡量教育質量重要標準的理念，確保學生具有良好的實際分析解決問題的能力，應該整合現(xiàn)有的教學資源對該課程進行改革。

1 波譜分析課程教學問題分析

1.1 課程教學與應用實例分析相脫節(jié)

課程在講授過程中，內(nèi)容偏重理論，且陳舊、單一，日常課程訓練偏重基本原理及基本內(nèi)容的講解，無法將波譜理論與實踐相結合解決實際問題。例如，紅外光譜和拉曼光譜的適用范圍不明確，找不到官能團的特征吸收峰；核磁譜中化學等價和磁等價在二取代苯中的識別應用；質譜中質核比相近的離子峰的識別等。導致這些現(xiàn)象的主要原因可能是：一方面學生對基礎知識掌握不牢固，對獨立解析得到的答案缺乏自信，模棱兩可；另一方面與課程教學中的典型例題相比，實際樣品譜圖更加復雜，解譜聯(lián)系還做得不夠。

1.2 波譜法與色譜法的綜合應用少

齊齊哈爾大學為綜合性應用型大學，以本科教育為主，教學和科學研究以服務地方為宗旨，所以畢業(yè)實習和畢業(yè)論文的教學內(nèi)容多來自于指導教師的研究課題、檢測中心以及工廠實際樣品分析。例如，實驗中常用色譜質譜聯(lián)用方法，即色譜分離、質譜檢測。要求學生能夠在優(yōu)化色譜分離條件的同時，兼顧質譜的檢測分析，特別是對于串聯(lián)質譜檢測器在整體分析中的作用，以及EI源、ESI源形成碎片離子的識別，對未知樣品的定性、定量分析尤為重要。

1.3 教學評價體系效果不完善

原波譜分析課程的評價體系為平時占10%、筆記占20%、閉卷考試占70%，屬于“一考定終身”的評價體系，學生過分注重最后期末考試的分數(shù)，出現(xiàn)背題、押題等現(xiàn)象，不利于培養(yǎng)學生靈活運用所學知識及解決實際問題的能力。

2 教學體系改革與實踐

2.1 從“抽象原理”到“思維構建”

針對波譜分析基本原理抽象、難理解等問題，教學過程中簡化理論和公式推導部分，在章節(jié)總結時多使用表格和思維導圖，并且采用由“教師構建，學生填充”的方式完成復習內(nèi)容，將“重要參數(shù)”整合起來，使學生能記住、能找到、能運用。例如，紅外光譜中波數(shù)-官能團的關系、核磁波譜中化學位移-質子類型的關系、質譜中質核比-離子峰的關系。與此同時，波譜分析課程開設時間為大三下學期，確定考研的學生約占本專業(yè)的2/3，為學生考研奠定基礎。與此同時，由于教材和大多數(shù)參考書中譜圖分析都是舊型儀器測試分析得到的，與目前分辨率高的新型儀器測試譜圖存在一定差別。本校擁有GC-MS/MS、HPLC-MS/MS、600M NMR、FT-IR、UV-vis等大型分析儀器，學生可以根據(jù)實驗內(nèi)容完成制備、提純、波譜分析全過程，得到大量的實例譜圖以供解析。例如，學生可以通過所制備分子印跡聚合物的紅外譜圖中酯基峰波數(shù)變化，探討不同溶劑(甲醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺)對聚合物交聯(lián)度的影響；新型串聯(lián)質譜儀可以獲得碎片離子峰、分子離子峰的更多信息，進而推測待測物的裂解過程和相對分子質量。

2.2 從“實例分析”到“研究性教學”

波譜分析在食品藥品分析、環(huán)境檢測、疾控防疫等領域具有十分廣泛的應用。因此，在理論基礎學習后，根據(jù)實習內(nèi)容選取實用性、時效性、趣味性強的案例設置相關問題，引導學生進行整理分析。例如，在講授紅外光譜法時，結合網(wǎng)絡視頻信息引入紅外光譜法鑒定天然祖母綠、水熱合成祖母綠和助溶劑合成祖母綠；在講授質譜法時，引入食品營養(yǎng)與安全的事件；在講授綜合譜圖解析時，結合本人工作經(jīng)歷，引入紅外和X射線衍射，剖析聚酰亞胺復合材料制件主要成分及其結合方式。與此同時，教學內(nèi)容要與時俱進，為學生考研奠定基礎。選取近期期刊文獻和教師的科研成果，增強學生的綜合譜圖解析能力，提出新問題、新方法和新思路，特別是對材料的表征具體都應用到哪些波譜方法，如何進行解析。

2.3 從“課堂教學”到“實驗室”

針對現(xiàn)代大學生缺乏主動思考、動手能力差等問題，在波譜分析實驗教學過程中，首先由老師提供實驗目標、要求及工具書；其次，讓學生分組自行制定實驗方案，教師指導修改后進行實驗；最后，在實驗中分析所應用的實驗原理、總結實驗結論，鼓勵學生的自主性和創(chuàng)新性。例如，在紫外波譜定性實驗“苯及其衍生物的鑒別”和“有機化合物發(fā)色團的鑒別”中，首先，老師提出實驗所要探究的問題[不同助色團對苯吸收帶(253 nm)的影響及溶劑極性對K帶和R帶的影響]；其次，學生根據(jù)問題選擇實驗試劑、設計實驗方案、完成預習報告，再交由老師進行修改；最后，獨立完成實驗并總結實驗結論。整體設計學習過程循序漸進，清晰合理，使學生能將理論運用到實驗中，激發(fā)了學習興趣，鍛煉了學生實驗操作能力，教學效果理想。與此同時，在實驗課程設置過程中，根據(jù)四大波譜的實際適用范圍，分清“主要”和“次要”問題。例如，在紫外和紅外波譜分析要求實驗員能夠獨立整個實驗，所以儀器原理、使用及制樣在實驗課程中都是“主要”問題，而大型核磁共振波譜儀有專業(yè)的測試人員，在實驗課程中制樣是“主要”問題，儀器操縱是“次要”問題。

2.4 從“單一考試”到“多樣考核”

OBE要求將學習產(chǎn)出的定義、實現(xiàn)與評估三個方面有機結合?？荚囀菍W期末教學評估的重要手段，對教育質量和教學活動具有指導意義。傳統(tǒng)的“一考定勝負”的評價體系，使學生盲目的背題、刷題，在后續(xù)的工作和學習中無法靈活運用所學過的知識。因此，在理論課程學習(50%)和實驗設計操作(50%)兩個環(huán)節(jié)分別設置了相應的評價體系。在理論課程學習中，包括過程考核(40%)和期末考核(60%)。其中，過程考核分別由課堂表現(xiàn)(10%)、課后作業(yè)(10%)、小組大作業(yè)(20%)構成。小組大作業(yè)不但能考察學生對綜合譜圖解析的掌握情況，而且培養(yǎng)了學生的團隊合作能力。這部分考核成績由教師和小組成員共同評價，充分調(diào)動了學生的積極性。期末考核采取閉卷考試的形式，由老師評價，根據(jù)卷面成績計入總分。實驗設計操作中包括實驗設計(20%)、小組答辯(10%)、實驗操作(40%)、實驗報告(30%)。在教學過程中，實驗設計和小組答辯形式受到學生的歡迎。實驗設計可評價學生個人的創(chuàng)新、解決分析問題的能力，小組答辯充分發(fā)揮了同伴的重要作用，也鍛煉了學生運用多媒體、語言表述等能力。

3 結語

在OBE教育理念指導下，針對如何提高學生應用波譜分析解決實際問題能力這一關鍵點，對波譜分析教學課程進行改革。實踐表明，通過思維構建、研究性教學、理論指導實踐、多樣考核等方式激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造性，新增的前沿應用元素提高學生對綜合譜圖解析和未知物結構分析測定能力。