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能力培養的有機波譜解析課程教學(xué)實(shí)踐教育論文
論文摘要：對“有機波譜解析”課程教學(xué)的改革，使學(xué)生的學(xué)習興趣增強，對“有機波譜解析”的基本概念和基本理論知識的理解和運用能力大大提高，學(xué)生的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力有了進(jìn)一步的提高。
論文關(guān)鍵詞：有機波譜解析；創(chuàng )新能力；實(shí)踐能力
“機波譜解析”對于化學(xué)和化工類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)既是一門(mén)基本的核心理論課程，又是一門(mén)重要的實(shí)踐課程。該課程特點(diǎn)：第一是課程的理論知識比較抽象，主要是因為應用于微觀(guān)領(lǐng)域研究的一些基本概念和基本理論比較多；第二是課程內容涉及的范圍比較廣，如機械、電子、自動(dòng)化、物理學(xué)、化學(xué)、計算機等多個(gè)學(xué)科的知識；第三是課程的理論體系的系統性不強，給教學(xué)帶來(lái)一定的難度，特別是學(xué)生自學(xué)難度較大。所以，在教材選擇和教學(xué)內容的整合上，必須精心選擇，合理安排，使之具有一定的系統性、邏輯性。在教學(xué)方式上要多樣化、簡(jiǎn)單化、便于同學(xué)們理解和掌握課程中的基本理論與實(shí)踐技能。
創(chuàng )新是社會(huì )不斷向前發(fā)展的靈魂，創(chuàng )新只有在實(shí)踐的基礎上不斷獲得內生發(fā)展動(dòng)力。創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的提高是學(xué)生在掌握有機波譜解析課程基本的知識體系基礎上才能夠實(shí)現的，是他們綜合素質(zhì)能力不斷提高的體現方式之一，是他們發(fā)現問(wèn)題和解決問(wèn)題能力提高的必然要求，是他們更好地適應社會(huì )、滿(mǎn)足社會(huì )需求、解決社會(huì )生產(chǎn)和生活中存在問(wèn)題的需要。
創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的培養是“有機波譜解析”課程教學(xué)的深化，經(jīng)過(guò)多年的探索與實(shí)踐，摸索出一套行之有效的方法，對同學(xué)們的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的提高有很大的幫助，下面詳細地介紹創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的培養的具體辦法和措施。
一、精選教材、強化內容的系統性
“有機波譜解析”課程教材要精選，因為好的教材，其內容的系統性、邏輯性相對較好，既可以提高同學(xué)們自學(xué)教材的興趣，提高其自學(xué)能力和自覺(jué)學(xué)習的積極性，還可以幫助老師節省教案內容整理所需的時(shí)間，以強化教案內容的系統性、科學(xué)性和趣味性。因此教材的精選無(wú)論是對老師還是對學(xué)生都顯得非常重要，因為它是學(xué)生掌握和理解有機波譜解析課程基本概念和基礎理論知識的基礎，是他們創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力提高的基礎。
在教材選擇上有兩種方案，方案一：教材是先介紹質(zhì)譜，然后按照發(fā)生躍遷能級差由小到大的順序來(lái)進(jìn)行內容介紹的；方案二：教材是按照發(fā)生躍遷能級差由大到小的順序來(lái)進(jìn)行的，最后介紹質(zhì)譜。至于選擇哪種方案介紹，要視當年學(xué)生的相關(guān)情況來(lái)確定，如果他們的有機化學(xué)、大學(xué)物理、機械基礎理論等相關(guān)學(xué)科基礎較好時(shí)，可以選用方案一的教材進(jìn)行教學(xué)，反之，就要選用方案二的教材進(jìn)行教學(xué)。另外還要加強不同教材之間相同內容部分的知識整合，使之知識體系更系統，知識內容更有趣味性和通俗性，以便于同學(xué)們理解和掌握基本概念與基本理論，增強他們學(xué)習有機波譜解析課程的信心，激發(fā)他們的學(xué)習熱情。通過(guò)實(shí)踐探索，教學(xué)效果比較好。因此，教學(xué)內容的系統性、趣味性能使同學(xué)們更好地掌握和理解有機波譜解析課程的基本概念和基本理論，為他們創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力的提高打好基礎。
二、教學(xué)內容語(yǔ)言表達盡量通俗易懂
有機波譜解析課程中，內容描述有的比較抽象、難理解，在教學(xué)時(shí)，要想辦法盡量把抽象的內容形象化、規范化來(lái)表達，以便于同學(xué)們理解和掌握，同時(shí)還可以培養他們的創(chuàng )新思維能力。
在介紹核磁共振條件時(shí)，有關(guān)量子理論方面內容，采用規范化方式教學(xué)，只要求同學(xué)們知道結果，而沒(méi)有要求他們知道其原因。因為此部分內容涉及量子理論，而同學(xué)們又沒(méi)有相關(guān)量子理論的基礎，所以當用量子理論來(lái)解析時(shí)，他們理解更加困難。但是要讓他們知道是用量子理論來(lái)解釋和推導的，還可提供相關(guān)文獻，以便于有些學(xué)生自學(xué)，方便查找相關(guān)文獻，來(lái)解決自己所遇到的問(wèn)題，有利于這些學(xué)生的自學(xué)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力提高。
在質(zhì)譜內容介紹中，涉及有機化合物裂解規律時(shí)，采用形象化方式教學(xué)。有機化合物的裂解就相當于警察抓捕罪犯一樣。警察抓捕罪犯，首先要研究罪犯的一些特點(diǎn)，找出他們各自不同的弱點(diǎn)，利用他們各自不同的弱點(diǎn)來(lái)進(jìn)行抓捕，這樣破案率就比較高。那么有機化合物裂解，首先要找到有機化合物中的薄弱環(huán)節，化學(xué)鍵能越小處也就是它的薄弱環(huán)節，有機化合物最有可能裂解部位是其薄弱環(huán)節的化學(xué)鍵。所以教學(xué)內容的通俗易懂表達方式不僅可以提高同學(xué)們學(xué)習的興趣，還可以啟迪他們用創(chuàng )新思維方式解決復雜抽象的問(wèn)題，以提高他們的創(chuàng )新思維能力和實(shí)踐能力。
三、教學(xué)形式多樣化
教學(xué)形式多樣化，是便于同學(xué)們掌握理解所講的內容，同時(shí)也使他們了解到抽象問(wèn)題形象化、直觀(guān)化的一些方法。
譜圖解析多采用多媒體教學(xué)，使抽象內容直觀(guān)化、明確化。首先，同學(xué)們要學(xué)會(huì )看各種不同類(lèi)型的譜圖，并能做到簡(jiǎn)單、準確的判斷，判斷的依據主要是從譜圖的形狀和橫坐標、縱坐標關(guān)系等；其次，同學(xué)們要學(xué)會(huì )分析不同譜圖的典型特征，質(zhì)譜圖中，質(zhì)荷比最大的峰位置數值，有可能是有機化合物的分子量；在核磁共振譜圖中，要學(xué)會(huì )譜圖的簡(jiǎn)化方法，簡(jiǎn)化譜圖目的主要是排除其他原子核的共振干擾和1H、13C核之間發(fā)生的偶合裂分；紅外光譜圖中，主要是尋找有機化合物中各種特征官能團在第1、第2、第3特征官能團區域出現的特征峰情況，包括峰形、峰位、峰的強弱，來(lái)判斷有機化合物可能含有的特征基團；紫外光譜圖中，主要關(guān)注具有紫外吸收的不飽和基團和苯環(huán)或雜環(huán)類(lèi)有機化合物等。
基本概念與理論多采用板書(shū)法教學(xué)，板書(shū)教學(xué)法可以給同學(xué)們留有一定的時(shí)間思考理解所講的內容，同時(shí)也為后續講解內容的理解打好基礎。板書(shū)教學(xué)法，能夠做到重點(diǎn)突出，使學(xué)生抓住重點(diǎn)，集中精力掌握和理解比較重要的基本概念與基本理論，為更好地理解譜圖，從譜圖中獲取更多的信息打好基礎，從而不斷地提高他們的抽象思維能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這樣他們在掌握理解知識的同時(shí)，也受到了創(chuàng )新思維和實(shí)踐能力的訓練。
四、習題與試卷內容形象化與抽象化相結合
平時(shí)每個(gè)章節講完之后，都要精心準備一些習題。習題一般有四種類(lèi)型，如判斷改錯題，簡(jiǎn)答題，設備組成、功能與操作題和譜圖分析題。判斷改錯題主要考查學(xué)生對基本概念與基本理論的理解，物質(zhì)分析中設備的選擇程序判斷，實(shí)驗方案的正確選擇等；簡(jiǎn)答題主要針對一些重要的基本理論，譜圖簡(jiǎn)化方法，樣品制作注意事項與適用范圍，設備組件的功能問(wèn)題，各種譜圖測試分析的優(yōu)缺點(diǎn)等；設備組成、功能與操作題主要是針對相關(guān)譜圖測試中用到的儀器設備結構、原理、組成與功能，儀器的正確選擇方法與操作步驟，儀器在工程實(shí)踐中的應用選擇，儀器使用中的優(yōu)缺點(diǎn)，儀器的維護與保養方法等；譜圖分析題有單個(gè)譜圖的簡(jiǎn)單分析題和復雜分析題與多個(gè)譜圖的簡(jiǎn)單分析題和復雜分析題，以適應不同層次學(xué)生，讓不同層次的學(xué)生都有一定的成就感，在自覺(jué)與不自覺(jué)中不斷提高他們的分析能力和解決實(shí)踐問(wèn)題的能力。從不同的角度對大綱中要求掌握的重要內容進(jìn)行考核，用不同的題型反復進(jìn)行訓練，抽象內容形象化考核，以提高他們的創(chuàng )新思維能力。課程講完之后，要進(jìn)行總體考核，試卷命題的原則也是要使抽象內容形象化、規范化。重點(diǎn)加強對同學(xué)們的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力有幫助的試題訓練，加強對他們自己設計和自己動(dòng)手能力培養的訓練，使他們養成創(chuàng )新思維的良好習慣，更好地為實(shí)踐服務(wù)。
五、突出教材中實(shí)踐較強的內容
教材中每個(gè)章節的內容，在講解時(shí)不可能面面俱到，而是對重點(diǎn)難點(diǎn)內容詳細講解。一般內容讓同學(xué)們自學(xué)，但對他們自學(xué)的內容，要有要求和目標，讓他們帶著(zhù)問(wèn)題去閱讀和理解自學(xué)部分內容，以提高他們的自學(xué)能力和實(shí)踐能力，從而增強他們的創(chuàng )新能力。
每個(gè)章節中都涉及相關(guān)的儀器設備，在介紹這部分內容時(shí)，通常有兩個(gè)標準要求，最低標準要求是所有同學(xué)都要知道這些儀器有哪些作用，存在哪些優(yōu)缺點(diǎn)，以及其適用范圍，都要能從譜圖中識別出譜圖類(lèi)型和這種譜圖是用哪種儀器測試的。概括地講就是要學(xué)會(huì )選擇儀器，識別譜圖。最高標準是要求某些同學(xué)既要知道有關(guān)儀器設備的組成、結構、功能，還要知道儀器的使用方法。對使用儀器的測試條件及其注意事項要有比較好的了解，能夠從譜圖中分析出測試過(guò)程中可能存在的問(wèn)題以及糾正的措施和辦法等。概言之，就是要學(xué)會(huì )選擇儀器、使用儀器，學(xué)會(huì )分析譜圖識別譜圖可能存在的問(wèn)題，分析儀器的誤差情況。
在講解核磁共振中影響化學(xué)位移的因素時(shí)，圍繞內因與外因兩種因素來(lái)介紹，用唯物辯證法詳細闡述內因與外因的關(guān)系，其中內因是事物變化的最根本的影響因素，外因對事物的變化、發(fā)展作用較小，外因是通過(guò)內因起作用的。但外因在特定條件下，對事物的發(fā)展、變化，有時(shí)也有較大的影響。因此，化學(xué)位移變化的內因，是由于核外圍電子繞核運動(dòng)而對核產(chǎn)生不同程度的屏蔽作用所引起的。這種變化與核外圍電子云形狀離核的遠近有關(guān)。當有機化合物中某一元素與不同元素或基團形成價(jià)鍵時(shí)，由于不同元素的核或基團對成鍵電子的約束能力大小不同，會(huì )導致該元素核的外圍電子云密度發(fā)生變化，從而導致其化學(xué)位移發(fā)生變化。例如：HF、HCl、HBr、HI中，HF的化學(xué)位移值最大，HI化學(xué)位移值最小。在CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中，CCl4的化學(xué)位移值最大，CH3Cl化學(xué)位移值最小。所以要重點(diǎn)地從內因上去講解，便于同學(xué)們抓住主要矛盾，但是外因的影響也要注意，所以次要矛盾也不能忽略，也要注意解決，解決得好可以促進(jìn)主要矛盾的解決。例如溫度、濃度、pH值、溶劑等因素的影響。溫度的影響主要是由于成鍵原子核運動(dòng)程度不同而導致成鍵核之間的距離發(fā)生變化，從而使核外圍的電子云密度發(fā)生變化。濃度影響主要是由于相鄰分子中對核的外圍電子云密度的影響。pH值主要是針對與氫形成氫鍵的核的影響。溶劑主要是針對能與氫形成氫鍵的溶劑，能使相鄰核之間距離發(fā)生變化。
六、課程教學(xué)評估改革
按照傳統的教學(xué)考核辦法，一般是平時(shí)成績(jì)占綜合成績(jì)的30%，期終考核成績(jì)占綜合成績(jì)的70%，而平時(shí)成績(jì)包括學(xué)生出勤考核、課堂紀律考核、課堂作業(yè)考核等。所以這種考核辦法缺乏對同學(xué)們主觀(guān)能動(dòng)性的考核，他們是被動(dòng)地接受考核，沒(méi)有主動(dòng)地參與考核，因此，他們的學(xué)習積極性還沒(méi)有被充分地發(fā)揮出來(lái)，使得教與學(xué)沒(méi)有很好地形成一個(gè)統一整體。教學(xué)中沒(méi)有真正做到以學(xué)生為本，做好服務(wù)工作，如傳授、釋疑、解惑、引領(lǐng)、設計規劃、交流溝通等方面的服務(wù)，沒(méi)有真正幫助同學(xué)們解決在學(xué)習過(guò)程中可能遇到各種問(wèn)題和難題，以實(shí)現充分調動(dòng)他們學(xué)習的積極性、主動(dòng)性和自覺(jué)性。
有機波譜解析改革，主要從“以人為本”的理念出發(fā)，強化服務(wù)意識，制定服務(wù)程序。一是要做好知識的傳授，要做到所傳授的知識具有精品性、前瞻性、科學(xué)性、實(shí)踐性和趣味性，使同學(xué)們樂(lè )于學(xué)習，主動(dòng)學(xué)習；二是做好對知識的釋疑，及時(shí)有效地幫助同學(xué)們化解自主學(xué)習過(guò)程中遇到的難題；三是解惑，幫助同學(xué)們解決思想上、生活上、學(xué)習上等方面存在的困惑；四是引領(lǐng)，在前三項服務(wù)的基礎上，同學(xué)們的自學(xué)能力、發(fā)現問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有了不同程度的提高，此時(shí)需要對他們學(xué)習目的、人生目標和價(jià)值觀(guān)加以正確地引導，解決他們產(chǎn)生內動(dòng)力學(xué)習和實(shí)踐的機制；五是設計規劃，幫助同學(xué)們進(jìn)行學(xué)業(yè)設計規劃，解決他們了解在未來(lái)學(xué)習、工作可能需要具備的知識和能力，讓他們按照人生不同發(fā)展階段的需要進(jìn)行自覺(jué)、主動(dòng)地培養自己所需要的各種能力，特別是創(chuàng )新思維能力和實(shí)踐能力；六是交流服務(wù)，交流服務(wù)是同學(xué)們心理上、情感上、學(xué)習上的需要，它是同學(xué)們能夠敞開(kāi)心扉的基礎，也是提高他們自己發(fā)現問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力和增強他們思維能力的一種訓練方式。因此，評估時(shí)前三項是期終考試的主要考核內容，占綜合成績(jì)65%，后三項與出勤考核、課堂紀律考核、課堂作業(yè)考核等一起成為平時(shí)成績(jì)的考核依據，占綜合成績(jì)的35%。
從這幾年的運行情況來(lái)看，在同屆學(xué)生的橫向比較中，他們的自學(xué)能力、創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力等都有不同程度的提高，而與往屆學(xué)生縱向對比中，則有較大的提高。
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