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试论能力培养的“有机波谱解析”课程教学实践

时间:2013-10-19 15:29来源: 作者:   &n点击:
  论文摘要:对“有机波谱解析”课程教学的改革,使学生的学习兴趣增强,对“有机波谱解析”的基本概念和基本理论知识的理解和运用能力大大提高,学生的创新能力和实践能力有了进一步的提高。 
  论文关键词:有机波谱解析;创新能力;实践能力 
  “机波谱解析”对于化学和化工类相关专业的毕业生来说既是一门基本的核心理论课程,又是一门重要的实践课程。该课程特点:第一是课程的理论知识比较抽象,主要是因为应用于微观领域研究的一些基本概念和基本理论比较多;第二是课程内容涉及的范围比较广,如机械、电子、自动化、物理学、化学、计算机等多个学科的知识;第三是课程的理论体系的系统性不强,给教学带来一定的难度,特别是学生自学难度较大。所以,在教材选择和教学内容的整合上,必须精心选择,合理安排,使之具有一定的系统性、逻辑性。在教学方式上要多样化、简单化、便于同学们理解和掌握课程中的基本理论与实践技能。 
  创新是社会不断向前发展的灵魂,创新只有在实践的基础上不断获得内生发展动力。创新能力和实践能力的提高是学生在掌握有机波谱解析课程基本的知识体系基础上才能够实现的,是他们综合素质能力不断提高的体现方式之一,是他们发现问题和解决问题能力提高的必然要求,是他们更好地适应社会、满足社会需求、解决社会生产和生活中存在问题的需要。 
  创新能力和实践能力的培养是“有机波谱解析”课程教学的深化,经过多年的探索与实践,摸索出一套行之有效的方法,对同学们的创新能力和实践能力的提高有很大的帮助,下面详细地介绍创新能力和实践能力的培养的具体办法和措施。 
  一、精选教材、强化内容的系统性 
  “有机波谱解析”课程教材要精选,因为好的教材,其内容的系统性、逻辑性相对较好,既可以提高同学们自学教材的兴趣,提高其自学能力和自觉学习的积极性,还可以帮助老师节省教案内容整理所需的时间,以强化教案内容的系统性、科学性和趣味性。因此教材的精选无论是对老师还是对学生都显得非常重要,因为它是学生掌握和理解有机波谱解析课程基本概念和基础理论知识的基础,是他们创新能力和实践能力提高的基础。 
  在教材选择上有两种方案,方案一:教材是先介绍质谱,然后按照发生跃迁能级差由小到大的顺序来进行内容介绍的;方案二:教材是按照发生跃迁能级差由大到小的顺序来进行的,最后介绍质谱。至于选择哪种方案介绍,要视当年学生的相关情况来确定,如果他们的有机化学、大学物理、机械基础理论等相关学科基础较好时,可以选用方案一的教材进行教学,反之,就要选用方案二的教材进行教学。另外还要加强不同教材之间相同内容部分的知识整合,使之知识体系更系统,知识内容更有趣味性和通俗性,以便于同学们理解和掌握基本概念与基本理论,增强他们学习有机波谱解析课程的信心,激发他们的学习热情。通过实践探索,教学效果比较好。因此,教学内容的系统性、趣味性能使同学们更好地掌握和理解有机波谱解析课程的基本概念和基本理论,为他们创新能力和实践能力的提高打好基础。 
  二、教学内容语言表达尽量通俗易懂 
  有机波谱解析课程中,内容描述有的比较抽象、难理解,在教学时,要想办法尽量把抽象的内容形象化、规范化来表达,以便于同学们理解和掌握,同时还可以培养他们的创新思维能力。 
  在介绍核磁共振条件时,有关量子理论方面内容,采用规范化方式教学,只要求同学们知道结果,而没有要求他们知道其原因。因为此部分内容涉及量子理论,而同学们又没有相关量子理论的基础,所以当用量子理论来解析时,他们理解更加困难。但是要让他们知道是用量子理论来解释和推导的,还可提供相关文献,以便于有些学生自学,方便查找相关文献,来解决自己所遇到的问题,有利于这些学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力提高。 
  在质谱内容介绍中,涉及有机化合物裂解规律时,采用形象化方式教学。有机化合物的裂解就相当于警察抓捕罪犯一样。警察抓捕罪犯,首先要研究罪犯的一些特点,找出他们各自不同的弱点,利用他们各自不同的弱点来进行抓捕,这样破案率就比较高。那么有机化合物裂解,首先要找到有机化合物中的薄弱环节,化学键能越小处也就是它的薄弱环节,有机化合物最有可能裂解部位是其薄弱环节的化学键。所以教学内容的通俗易懂表达方式不仅可以提高同学们学习的兴趣,还可以启迪他们用创新思维方式解决复杂抽象的问题,以提高他们的创新思维能力和实践能力。 
  三、教学形式多样化 
  教学形式多样化,是便于同学们掌握理解所讲的内容,同时也使他们了解到抽象问题形象化、直观化的一些方法。 
  谱图解析多采用多媒体教学,使抽象内容直观化、明确化。首先,同学们要学会看各种不同类型的谱图,并能做到简单、准确的判断,判断的依据主要是从谱图的形状和横坐标、纵坐标关系等;其次,同学们要学会分析不同谱图的典型特征,质谱图中,质荷比最大的峰位置数值,有可能是有机化合物的分子量;在核磁共振谱图中,要学会谱图的简化方法,简化谱图目的主要是排除其他原子核的共振干扰和1H、13C核之间发生的偶合裂分;红外光谱图中,主要是寻找有机化合物中各种特征官能团在第1、第2、第3特征官能团区域出现的特征峰情况,包括峰形、峰位、峰的强弱,来判断有机化合物可能含有的特征基团;紫外光谱图中,主要关注具有紫外吸收的不饱和基团和苯环或杂环类有机化合物等。 
  基本概念与理论多采用板书法教学,板书教学法可以给同学们留有一定的时间思考理解所讲的内容,同时也为后续讲解内容的理解打好基础。板书教学法,能够做到重点突出,使学生抓住重点,集中精力掌握和理解比较重要的基本概念与基本理论,为更好地理解谱图,从谱图中获取更多的信息打好基础,从而不断地提高他们的抽象思维能力、分析问题和解决问题的能力,这样他们在掌握理解知识的同时,也受到了创新思维和实践能力的训练。 
  四、习题与试卷内容形象化与抽象化相结合 
  平时每个章节讲完之后,都要精心准备一些习题。习题一般有四种类型,如判断改错题,简答题,设备组成、功能与操作题和谱图分析题。判断改错题主要考查学生对基本概念与基本理论的理解,物质分析中设备的选择程序判断,实验方案的正确选择等;简答题主要针对一些重要的基本理论,谱图简化方法,样品制作注意事项与适用范围,设备组件的功能问题,各种谱图测试分析的优缺点等;设备组成、功能与操作题主要是针对相关谱图测试中用到的仪器设备结构、原理、组成与功能,仪器的正确选择方法与操作步骤,仪器在工程实践中的应用选择,仪器使用中的优缺点,仪器的维护与保养方法等;谱图分析题有单个谱图的简单分析题和复杂分析题与多个谱图的简单分析题和复杂分析题,以适应不同层次学生,让不同层次的学生都有一定的成就感,在自觉与不自觉中不断提高他们的分析能力和解决实践问题的能力。从不同的角度对大纲中要求掌握的重要内容进行考核,用不同的题型反复进行训练,抽象内容形象化考核,以提高他们的创新思维能力。课程讲完之后,要进行总体考核,试卷命题的原则也是要使抽象内容形象化、规范化。重点加强对同学们的分析问题和解决问题能力有帮助的试题训练,加强对他们自己设计和自己动手能力培养的训练,使他们养成创新思维的良好习惯,更好地为实践服务。 
  五、突出教材中实践较强的内容 
  教材中每个章节的内容,在讲解时不可能面面俱到,而是对重点难点内容详细讲解。一般内容让同学们自学,但对他们自学的内容,要有要求和目标,让他们带着问题去阅读和理解自学部分内容,以提高他们的自学能力和实践能力,从而增强他们的创新能力。 
  每个章节中都涉及相关的仪器设备,在介绍这部分内容时,通常有两个标准要求,最低标准要求是所有同学都要知道这些仪器有哪些作用,存在哪些优缺点,以及其适用范围,都要能从谱图中识别出谱图类型和这种谱图是用哪种仪器测试的。概括地讲就是要学会选择仪器,识别谱图。最高标准是要求某些同学既要知道有关仪器设备的组成、结构、功能,还要知道仪器的使用方法。对使用仪器的测试条件及其注意事项要有比较好的了解,能够从谱图中分析出测试过程中可能存在的问题以及纠正的措施和办法等。概言之,就是要学会选择仪器、使用仪器,学会分析谱图识别谱图可能存在的问题,分析仪器的误差情况。 
  在讲解核磁共振中影响化学位移的因素时,围绕内因与外因两种因素来介绍,用唯物辩证法详细阐述内因与外因的关系,其中内因是事物变化的最根本的影响因素,外因对事物的变化、发展作用较小,外因是通过内因起作用的。但外因在特定条件下,对事物的发展、变化,有时也有较大的影响。因此,化学位移变化的内因,是由于核外围电子绕核运动而对核产生不同程度的屏蔽作用所引起的。这种变化与核外围电子云形状离核的远近有关。当有机化合物中某一元素与不同元素或基团形成价键时,由于不同元素的核或基团对成键电子的约束能力大小不同,会导致该元素核的外围电子云密度发生变化,从而导致其化学位移发生变化。例如:HF、HCl、HBr、HI中,HF的化学位移值最大,HI化学位移值最小。在CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中,CCl4的化学位移值最大,CH3Cl化学位移值最小。所以要重点地从内因上去讲解,便于同学们抓住主要矛盾,但是外因的影响也要注意,所以次要矛盾也不能忽略,也要注意解决,解决得好可以促进主要矛盾的解决。例如温度、浓度、pH值、溶剂等因素的影响。温度的影响主要是由于成键原子核运动程度不同而导致成键核之间的距离发生变化,从而使核外围的电子云密度发生变化。浓度影响主要是由于相邻分子中对核的外围电子云密度的影响。pH值主要是针对与氢形成氢键的核的影响。溶剂主要是针对能与氢形成氢键的溶剂,能使相邻核之间距离发生变化。 
  六、课程教学评估改革 
  按照传统的教学考核办法,一般是平时成绩占综合成绩的30%,期终考核成绩占综合成绩的70%,而平时成绩包括学生出勤考核、课堂纪律考核、课堂作业考核等。所以这种考核办法缺乏对同学们主观能动性的考核,他们是被动地接受考核,没有主动地参与考核,因此,他们的学习积极性还没有被充分地发挥出来,使得教与学没有很好地形成一个统一整体。教学中没有真正做到以学生为本,做好服务工作,如传授、释疑、解惑、引领、设计规划、交流沟通等方面的服务,没有真正帮助同学们解决在学习过程中可能遇到各种问题和难题,以实现充分调动他们学习的积极性、主动性和自觉性。 
  有机波谱解析改革,主要从“以人为本”的理念出发,强化服务意识,制定服务程序。一是要做好知识的传授,要做到所传授的知识具有精品性、前瞻性、科学性、实践性和趣味性,使同学们乐于学习,主动学习;二是做好对知识的释疑,及时有效地帮助同学们化解自主学习过程中遇到的难题;三是解惑,帮助同学们解决思想上、生活上、学习上等方面存在的困惑;四是引领,在前三项服务的基础上,同学们的自学能力、发现问题和解决问题的能力有了不同程度的提高,此时需要对他们学习目的、人生目标和价值观加以正确地引导,解决他们产生内动力学习和实践的机制;五是设计规划,帮助同学们进行学业设计规划,解决他们了解在未来学习、工作可能需要具备的知识和能力,让他们按照人生不同发展阶段的需要进行自觉、主动地培养自己所需要的各种能力,特别是创新思维能力和实践能力;六是交流服务,交流服务是同学们心理上、情感上、学习上的需要,它是同学们能够敞开心扉的基础,也是提高他们自己发现问题能力、解决问题能力和增强他们思维能力的一种训练方式。因此,评估时前三项是期终考试的主要考核内容,占综合成绩65%,后三项与出勤考核、课堂纪律考核、课堂作业考核等一起成为平时成绩的考核依据,占综合成绩的35%。 
  从这几年的运行情况来看,在同届学生的横向比较中,他们的自学能力、创新能力和实践能力等都有不同程度的提高,而与往届学生纵向对比中,则有较大的提高。 
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(责任编辑:论文发表老师)

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