波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革總結(jié)

1、波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革總結(jié)（2000-2004學(xué)年度）波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)從2000年為97級(jí)學(xué)生首開以來，已經(jīng)走過了四年的歷程。從開課伊始，我們就遵循厚基礎(chǔ)、重技能、寬知識(shí)、高素質(zhì)21世紀(jì)人才培養(yǎng)的指導(dǎo)思想，設(shè)想把波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)課建成化學(xué)系的特色課程，把教學(xué)改革放在一個(gè)模式、三個(gè)落腳點(diǎn)上，一個(gè)模式即用研修課的教學(xué)模式帶著學(xué)生走進(jìn)知識(shí)，將課程和科研結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容遵循波譜分析理論的科學(xué)體系，但不受教學(xué)大綱的束縛，與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)緊密聯(lián)系，開放實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新精神。三個(gè)落腳點(diǎn)即波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè)與提高學(xué)生畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)與研究能力結(jié)合起來，與提高學(xué)生的考研率結(jié)合起來，

2、與擴(kuò)大學(xué)生的就業(yè)率結(jié)合起來，以上三個(gè)方面的結(jié)合就是波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)課和進(jìn)行教學(xué)改革的目的。1、建立科學(xué)、合理的課程內(nèi)容體系，注重知識(shí)的更新波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，首要問題是如何選擇課程內(nèi)容，既要在無機(jī)、有機(jī)、分析、物化四大基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上使學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣將各門課程的知識(shí)綜合起來，又要根據(jù)本專業(yè)課程設(shè)置情況及實(shí)際需要，融進(jìn)一些有新意，能真正體現(xiàn)課程特點(diǎn)的內(nèi)容。由于波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)課國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾所高校的化學(xué)系開設(shè)了同類課程，綜合實(shí)驗(yàn)還沒單獨(dú)作為一門課程開設(shè)，因此尚無統(tǒng)一的參考教材。我們采用了回瑞華和侯冬巖教授編著，由吉林大學(xué)出版社出版的“近代有機(jī)儀器分析”做為理論課教材，同時(shí)編寫

3、了波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)講義。在具體教學(xué)內(nèi)容安排時(shí)，我們以研修式教學(xué)模式和教學(xué)理念組織教學(xué)內(nèi)容，既尊重波譜分析理論體系的完整性，又使課程內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展、教師科研項(xiàng)目、大學(xué)生科研立項(xiàng)緊密結(jié)合，與服務(wù)地方和區(qū)域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密結(jié)合，并把科研工作的基本方法引入教學(xué)中。學(xué)生學(xué)習(xí)“波譜分析”課的過程是圍繞化合物結(jié)構(gòu)分析與鑒定，綜合運(yùn)用以往所學(xué)的知識(shí)研究探索問題的途徑與方法的過程。我們以紫外可見光譜法、紅外光譜法、核磁共振波譜法和質(zhì)譜法為主要手段對(duì)有機(jī)化合物、天然有機(jī)物進(jìn)行分析和結(jié)構(gòu)鑒定，在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)，既考慮了每一類分析方法的內(nèi)在聯(lián)系性，又考慮了整體的系統(tǒng)性。這樣安排的目的是通過“波譜分析”課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在

4、綜合運(yùn)用所學(xué)的波譜分析知識(shí)的基礎(chǔ)上研究探討化合物的結(jié)構(gòu)、理化特性與分析方法之間的內(nèi)在規(guī)律上，在獨(dú)立思考獨(dú)立解決問題能力方面要有一個(gè)很大的提高。 如在波譜理論課的教學(xué)中將較新的科研成果引入教學(xué)并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖譜解析。又如將科研和綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)合，象凱氏定氮和蛋白質(zhì)的快速測(cè)定法”實(shí)驗(yàn)，就是測(cè)定我系與遼寧龍興生物科技股份有限公司合作開發(fā)鞍山地區(qū)天然產(chǎn)物可食用蛋白資源的新產(chǎn)品中蛋白質(zhì)的含量，選擇經(jīng)典凱氏定氮法與現(xiàn)代光譜法對(duì)比，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上將無機(jī)、分析、有機(jī)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容自然綜合，其中樣品的前處理及催化劑的使用需無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，樣品的進(jìn)一步處理及蒸餾需有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，結(jié)果處理及滴定需分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，蛋白質(zhì)

5、的快速測(cè)定法運(yùn)用了波譜分析實(shí)驗(yàn)技能。2、運(yùn)用現(xiàn)代發(fā)現(xiàn)式、研究式等教學(xué)方法和多媒體教學(xué)手段，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，我們根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選擇教學(xué)方法。如在波譜分析理論課教學(xué)過程時(shí)采用講授過程的系統(tǒng)性與實(shí)踐過程的順序性相一致的原則，即以系統(tǒng)論為依據(jù)，從整體與局部、局部與局部、整體與客觀環(huán)境間的相互聯(lián)系和相互作用中，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行多方面、多角度、全方位的分析，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納、綜合、演繹等方法對(duì)給出的信息進(jìn)行分析判斷和推理，使知識(shí)便于輸入學(xué)生的頭腦儲(chǔ)存加工處理輸出反饋，以便形成一個(gè)良性的閉環(huán)系統(tǒng)，使學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)的“波譜分析”知識(shí)研究探討物資的結(jié)構(gòu)、理化特

6、性與分析方法之間的內(nèi)在規(guī)律上，在獨(dú)立思考獨(dú)立解決問題的能力上要有一個(gè)很大的提高。例如：紫外-可見光譜法、紅外光譜法、核磁共振波譜法和質(zhì)譜法為主要手段對(duì)有機(jī)化合物、天然有機(jī)物進(jìn)行成分分析和結(jié)構(gòu)鑒定中既考慮了每一類分析方法的內(nèi)在聯(lián)系性，又考慮了整體的系統(tǒng)性，注意培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。同時(shí)我們靈活運(yùn)用各種方法進(jìn)行波譜分析理論和綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。如（1）、激勵(lì)法 在課程開始時(shí)，介紹“波譜分析”課的重要性和對(duì)人類的貢獻(xiàn)。例如，向?qū)W生介紹世界絕大部分諾貝爾物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)獎(jiǎng)的獲得項(xiàng)目往往直接或間接地在波譜分析方面獲得了突破，可以說誰(shuí)掌握了這一領(lǐng)域內(nèi)的最先進(jìn)的理論和實(shí)驗(yàn)技能并能充分利用它，誰(shuí)就有可能在這一領(lǐng)

7、域處于領(lǐng)先地位，如： 2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)由在質(zhì)譜和核磁共振這兩個(gè)重要領(lǐng)域的科學(xué)家們分享。獲獎(jiǎng)?wù)撸|(zhì)譜領(lǐng)域的JohnBFenn 和KoIchi Tanaka，核磁共振領(lǐng)域的Kort Wuthrich，在生物化學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。這樣可以使學(xué)生產(chǎn)生一種振撼，產(chǎn)生希望和求知欲。為使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情長(zhǎng)久保持，我們始終堅(jiān)持這種講課的方法。（2）、導(dǎo)引法 突出重點(diǎn)，講清疑點(diǎn)難點(diǎn)，留給學(xué)生自學(xué)易懂的非重點(diǎn)；注重講授的技巧性，語(yǔ)言清晰，流暢，表達(dá)生動(dòng)。語(yǔ)言簡(jiǎn)煉、規(guī)范富有邏輯性。伴隨著講授 留下一個(gè)接口，讓學(xué)生提出問題，老師解答，學(xué)生再提問題，老師再解答，直至最終得出正確的結(jié)論，鍛煉學(xué)生的擴(kuò)展思維和

8、集中思維的能力。這種啟發(fā)式教學(xué)是實(shí)現(xiàn)由“老師主導(dǎo)”向“學(xué)生自主”轉(zhuǎn)換的過渡，使學(xué)生學(xué)習(xí)氣氛活躍，主動(dòng)地學(xué)習(xí)。（3）、 圖示法 在課堂上除借助PowerPoint自編軟件外，還有意識(shí)地設(shè)計(jì)和編制解析有機(jī)化合物的紅外光譜和核磁共振波譜譜圖的流程圖，將紅外光譜和核磁共振波譜理論較深，學(xué)生難以掌握的問題，用這種流程圖找出各種譜圖中的波譜特征，然后得出結(jié)論。經(jīng)過幾次訓(xùn)練，能使學(xué)生很快學(xué)會(huì)解析譜圖的方法，并留下深刻的印象。（4）、啟迪法、發(fā)現(xiàn)-反饋法 在研修式的教學(xué)模式中, 當(dāng)學(xué)生提出問題時(shí)，教師一般不急于回答，而是給予提示，并進(jìn)行反問，讓學(xué)生自己解答出來；有時(shí)還讓學(xué)生換另外的方法來解答問題；發(fā)現(xiàn)一些好的

9、解答問題的方法時(shí)，就在課上加以總結(jié)介紹，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)良性循環(huán)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)逆向思維和轉(zhuǎn)向思維的方法。（5）、理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)法 波譜分析是一門理論高深、實(shí)驗(yàn)性、學(xué)科交叉很強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，必須從大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)中找出規(guī)律，建立理論再反過來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。例如：波譜分析理論課的紅外光譜中態(tài)效應(yīng)是影響峰強(qiáng)峰位變化的因素之一，即同一化合物在不同的物理聚集態(tài)下，吸收峰出現(xiàn)的峰位和強(qiáng)度不同。學(xué)生在波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)課“蘋果中黃烷醇類化合物的提取分離與結(jié)構(gòu)分析”中，由蘋果中提取分離的黃烷醇類粉末樣品進(jìn)行紅外光譜分析時(shí)，對(duì)樣品研磨時(shí)間不同，即物理聚集態(tài)不同，其紅外光譜測(cè)定結(jié)果不同（見學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告）。又如：波譜分析理論

10、課的紫外光譜中，溶劑對(duì)紫外光譜的影響因素之一，即物質(zhì)測(cè)定的光譜隨著溶液的不同出現(xiàn)很大的差異。學(xué)生在波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)課“柞蠶沙中葉綠素的提取與分析”中注意了溶劑的選擇，一位學(xué)生說：從紫外吸收光譜中看，95%提取液中雜質(zhì)較多，溶液不透明，會(huì)影響光譜測(cè)定。而90%提取液含量也較高，且雜質(zhì)少，溶液透明，所以，選用90%丙酮為提取劑，如果不注意理論的指導(dǎo)，會(huì)認(rèn)為溶劑的選擇含量越高結(jié)果越好。（6）、導(dǎo)研法 波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容廣而高深。一些內(nèi)容實(shí)際上是相關(guān)學(xué)科的前沿知識(shí)，理解和掌握這些內(nèi)容具有一定的難度，為此，我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密聯(lián)系教師科研課題的實(shí)際，緊密聯(lián)系產(chǎn)、學(xué)、研基地，緊密聯(lián)系本地區(qū)科研、生產(chǎn)

11、和產(chǎn)品開發(fā)主戰(zhàn)場(chǎng)，使學(xué)生身在實(shí)驗(yàn)室，而思維導(dǎo)向科研、生產(chǎn)實(shí)際，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，使他們分析問題、解決問題的能力得到了提高，更加激發(fā)了學(xué)生們的求知欲望和探索精神，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生思維的敏捷性及創(chuàng)造性。（7）、對(duì)比教學(xué)法 波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生比較重視大型現(xiàn)代儀器的操作和使用，教師在介紹新的方法同時(shí)，要求學(xué)生將現(xiàn)代方法與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行比較。例如：對(duì)于有機(jī)化合物中氮的測(cè)定，：凱氏定氮和蛋白質(zhì)的快速測(cè)定法，選擇經(jīng)典凱氏定氮法與現(xiàn)代光譜法對(duì)比。在討論中，一位學(xué)生深有感慨地說：凱氏定氮法經(jīng)歷了100多年仍被認(rèn)為是測(cè)定蛋白質(zhì)含量的經(jīng)典方法在使用，其測(cè)定的準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性和廣泛性，說明了

12、重大科學(xué)成果的創(chuàng)建和形成，經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐，在得到反復(fù)驗(yàn)證后才被承認(rèn)。而科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)代光譜快速測(cè)定法與經(jīng)典凱氏定氮法對(duì)比，具有快速，靈敏，準(zhǔn)確，簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn)，特別是與經(jīng)典凱氏定氮法對(duì)比無環(huán)境污染，因此具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。（8）、研討式 波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)涉及的一些內(nèi)容實(shí)際上是相關(guān)學(xué)科的前沿知識(shí)，理解和掌握這些內(nèi)容是具有一定的難度，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察和記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通過研討，構(gòu)造一個(gè)敢想、敢說、互相啟發(fā)的良好學(xué)術(shù)空間，使學(xué)生在研討中得到互相啟發(fā)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，使他們分析問題、解決問題的能力得到了提高，激發(fā)了學(xué)生們探索精神。例如：在乙酸異戊酯的合成及結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)討論中，一位學(xué)生

13、說：在萃取分離過程，為什么要用碳酸氫鈉萃取多次，而不用強(qiáng)堿一次萃??？經(jīng)過激烈的討論，弄清了機(jī)理，有的同學(xué)說：這個(gè)問題的提出是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象敏銳的觀察。（9）、開放式教學(xué)法 波譜分析綜合實(shí)驗(yàn)課中開設(shè)了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，我們采用開放式教學(xué)法。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要考慮到使學(xué)生的知識(shí)和要求解決的實(shí)際問題兩者之間達(dá)到最佳匹配。理想的情況是：題目要有挑戰(zhàn)性，例如“膠粘劑溶劑的波譜分析” 題目來源于鞍山生產(chǎn)實(shí)際中發(fā)生的膠粘劑溶劑的問題，經(jīng)過學(xué)生的努力、實(shí)驗(yàn)探討與研究得到解決，又如金銀花是2003年專家們?cè)谥嗅t(yī)藥預(yù)防“非典型肺炎”的推薦用藥，我們密切結(jié)合預(yù)防非典型肺炎的實(shí)際，增設(shè)了“抗病毒草藥金銀花的波譜分析”內(nèi)容

14、，提高了學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)，同時(shí)也增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感和使命感。五年來，在使用現(xiàn)代教育技術(shù)手段方面，我們經(jīng)歷了從無到有，從低水平到較高水平的漸進(jìn)過程。開始，我們主要以投影儀為主，增加信息量，增強(qiáng)直觀性。中期，開始制作簡(jiǎn)單的教學(xué)軟件并用于教學(xué)，經(jīng)過不斷地努力，進(jìn)一步研制了全程教學(xué)軟件并將其制成光盤，融聲、象、圖為一體使波譜分析理論課實(shí)現(xiàn)了多媒體教學(xué)?，F(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用，為教學(xué)效果起到了傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的特殊作用。3、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 為了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究能力和科研能力，我們非常重視實(shí)踐教學(xué)，建立了較為完善的實(shí)踐教學(xué)體系。（1）以研修式教學(xué)為切入點(diǎn)，組織學(xué)

15、生進(jìn)行教學(xué)研討 波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)自開設(shè)以來，逐漸被學(xué)生熟悉和喜愛，很多同學(xué)對(duì)天然產(chǎn)物的提取與分離、大型精密分析儀器的操作使用產(chǎn)生了濃厚的興趣，我們經(jīng)常組織課程組教師為學(xué)生搞天然產(chǎn)物有機(jī)化學(xué)、生物有機(jī)化學(xué)、波譜分析在環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)等方面的知識(shí)講座，組織學(xué)生進(jìn)行研討，將相關(guān)的國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議的信息與學(xué)生交流，讓學(xué)生及時(shí)了解本學(xué)科的發(fā)展前沿，開闊視野，提高綜合素質(zhì)。（2）開放實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究能力和科研能力。為了給學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究能力，化學(xué)系大型精密儀器實(shí)驗(yàn)室、綜合實(shí)驗(yàn)室、遼寧龍興生物科技股份有限公司研發(fā)中心面向?qū)W生開放，學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室開放，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究、大學(xué)生科研立項(xiàng)、參與教師科研和產(chǎn)品開發(fā)，一方面提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，另一方面培養(yǎng)和提高了學(xué)生獨(dú)立科研和創(chuàng)新能力，因材施教，注重學(xué)生個(gè)性發(fā)展，為優(yōu)秀學(xué)生提供了發(fā)展空間，近三年先后有20余人考取了研究生，一部分學(xué)生公開發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。（3）鼓勵(lì)學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐，進(jìn)行地方資源調(diào)查，開展科學(xué)研究。根據(jù)波譜分析與綜合實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)， 結(jié)合地方和區(qū)域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展及學(xué)科發(fā)展方向，利用暑期社