農(nóng)林院校天然產(chǎn)物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與思考

摘 要：分析了天然產(chǎn)物化學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在新的教學(xué)模式下存在的問題，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)手段多方面闡述了天然產(chǎn)物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革路徑。實(shí)踐證明，天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革取得了較好的效果，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合實(shí)驗(yàn)技能。

關(guān)鍵詞：天然產(chǎn)物化學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方 教學(xué)手段

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0188-02

天然產(chǎn)物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)方法研究天然產(chǎn)物中化學(xué)成分的一門學(xué)科[1]，是化學(xué)類專業(yè)的一門必修課，在整個(gè)化學(xué)教育體系中具有十分重要的作用和地位。隨著我國藥學(xué)事業(yè)的飛速發(fā)展以及崇尚“自然”之風(fēng)的回歸，《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程顯得更加重要。

天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程是學(xué)生在完成了基礎(chǔ)化學(xué)課程以及有機(jī)化學(xué)、有機(jī)分析化學(xué)、精細(xì)化工工藝學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)基本操作的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的紐帶，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和應(yīng)用技術(shù)的有效手段，對提高培養(yǎng)質(zhì)量以及將來學(xué)生的就業(yè)和從業(yè)都起著舉足輕重的作用，但由于天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，教學(xué)當(dāng)中不可能面面俱到，因此如何選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及采用有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段顯的更加關(guān)鍵。為此，我們對天然產(chǎn)物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了探索，取得了一些有益經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還有許多方面有待于進(jìn)一步深入探索和實(shí)踐。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 時(shí)代化

隨著科技的快速發(fā)展（天然產(chǎn)物產(chǎn)品發(fā)展尤為迅速）和學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的變化，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，一些相關(guān)領(lǐng)域的新知識和新技術(shù)不能及時(shí)引進(jìn)，不利于激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)性和積極性，不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，同時(shí)容易挫傷學(xué)生的專業(yè)興趣，為調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，選取一些和日常生活聯(lián)系密切的綜合性實(shí)驗(yàn)。如我們在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中開設(shè)了大黃中大黃素的提取實(shí)驗(yàn)，既讓學(xué)生了解大黃素在生活中的具體應(yīng)用，又鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技巧，并且通過大黃素的紅外鑒定使學(xué)生掌握大型儀器的使用，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)更加感興趣。

1.2 本土特色化

農(nóng)林院校天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)課程要以農(nóng)業(yè)為優(yōu)勢和特色開展實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，一方面體現(xiàn)農(nóng)學(xué)類課程優(yōu)勢；另一方面為學(xué)生就業(yè)打下特色基礎(chǔ)，因此在實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置上可以適當(dāng)結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品開展天然產(chǎn)物相關(guān)實(shí)驗(yàn)。比如，紫甘薯是當(dāng)前流行的甘薯特有品種，其紫甘薯色素是一類用作食用色素的天然花青素類色素[2]，對于緩解肝功能障礙、調(diào)節(jié)血壓有顯著作用[3]。由于無毒副作用，可用作安全無毒的食品著色劑，是一類極具前途的功能型食品添加劑和保健食品基料，因此在實(shí)驗(yàn)中開展紫甘薯色素的提取加強(qiáng)了學(xué)生天然產(chǎn)物農(nóng)學(xué)特色化的理念。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

2.1 多媒體

天然產(chǎn)物化學(xué)涉及單體成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)、提取分離流程、光譜鑒定數(shù)據(jù)等，傳統(tǒng)板書既浪費(fèi)時(shí)間、又容易出錯(cuò)，而經(jīng)多媒體教學(xué)以生動(dòng)形象的圖、文、聲、動(dòng)畫等信息來表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程，圖文并茂，文字清晰，生動(dòng)直觀，便于理解，動(dòng)態(tài)的提取分離過程更利于學(xué)生掌握，從多方位刺激學(xué)生對知識的理解和接受，顯著提高學(xué)生的興趣性和參與性[4～6]。比如說在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)到的一些裝置如：浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流法等操作技術(shù)所需設(shè)備儀器、使用溶劑、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)采用多媒體的形式演示出來，不僅能給學(xué)生較深的直觀印象，而且動(dòng)態(tài)的演示對于學(xué)生后續(xù)獨(dú)立動(dòng)手操作也有較好的指導(dǎo)作用了，為后期實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容地順利完成提供保證。

2.2 比較化

傳統(tǒng)天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)為流程式操作，具有連續(xù)性特點(diǎn)，難以在一次實(shí)驗(yàn)課內(nèi)完成，加之實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，那么如何在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，做到既能達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，又能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，增加其動(dòng)手、動(dòng)腦機(jī)會(huì)，就顯得十分重要。因此，我們對傳統(tǒng)的單一實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行了改革，建立了同步比較實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。該模式是指在同一?shí)驗(yàn)室、同一時(shí)間內(nèi)同步進(jìn)行2種實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗤?，但?shí)驗(yàn)方法不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如在齊墩果酸的提取、分離和鑒定實(shí)驗(yàn)中，一半的學(xué)生采用索氏提?。涣硪话氲膶W(xué)生采用連續(xù)回流提取，并比較兩種提取方法在提取效率上的不同，索氏提取效果高的結(jié)論不僅是對課堂理論的印證，使學(xué)生在比較中形成了科學(xué)的思維方法，提高了分析問題的能力；而且擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)范圍，同時(shí)也使學(xué)生對兩種操作深有體會(huì)，使學(xué)生在理論與實(shí)踐的結(jié)合中鞏固了所學(xué)知識。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段更新

3.1 開放型實(shí)驗(yàn)

所謂“開放性實(shí)驗(yàn)”，就是在設(shè)計(jì)時(shí)開始由老師為學(xué)生集體命題，由學(xué)生從中選題，然后查閱相關(guān)資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，計(jì)劃所需的儀器、試劑，老師組織學(xué)生對各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論，選擇可行性實(shí)驗(yàn)方法，并且要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對自己所選的工藝路線和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論分析[7]。如連翹中連翹苷的提取、分離和鑒定，在給定學(xué)生命題后由學(xué)生自己查閱資料，自行設(shè)計(jì)提取方案，經(jīng)教師把關(guān)后開展實(shí)驗(yàn)。通過方案的設(shè)計(jì)，學(xué)生進(jìn)一步鞏固了理論課堂上的相關(guān)內(nèi)容，切實(shí)了解每種試劑的具體作用；通過實(shí)驗(yàn)的完成，既鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力又鍛煉了小組成員間協(xié)同工作的能力。開放型實(shí)驗(yàn)不僅改變了教師在實(shí)驗(yàn)中從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)步驟"一包到底"的被動(dòng)局面，而且是學(xué)生對所學(xué)知識的一個(gè)獨(dú)立綜合應(yīng)用，是他們由不獨(dú)立走向獨(dú)立工作崗位的一個(gè)實(shí)踐平臺，因此在一定程度上開展此類實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生的就業(yè)是有極大幫助的。

3.2 項(xiàng)目化

傳統(tǒng)開設(shè)的天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)周中，通常是1個(gè)人或者2個(gè)人一組，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案雖是自己依據(jù)參考文獻(xiàn)制定，但大都沿用了文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)，依葫蘆畫瓢的重復(fù)一遍，只知其然，不知其所以然，因此對于即將進(jìn)入大四做畢業(yè)論文或者找工作的同學(xué)來說進(jìn)行如何解決實(shí)驗(yàn)中問題的訓(xùn)練勢在必行。另外學(xué)生的合作意識不強(qiáng)，因此為了改變此現(xiàn)象，鍛煉學(xué)生的解決問題的能力和團(tuán)隊(duì)意識，將每個(gè)班級的學(xué)生分成5個(gè)小組，每組6人。分組時(shí)不考慮學(xué)生的成績以及相互間關(guān)系等因素，只按班級學(xué)生名單上的先后順序依次劃分。以大黃中大黃素的提取為例：其中兩人負(fù)責(zé)提取，期間包括提取條件的篩選及提取條件的優(yōu)化；另外兩人負(fù)責(zé)大黃素的提純，其中包括純化方法的選擇及條件的篩選；最后兩人負(fù)責(zé)大黃素檢測條件的建立。通過分組并摸索實(shí)驗(yàn)條件，一方面學(xué)生能明白文獻(xiàn)或書籍上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是如何來的，知數(shù)據(jù)的所以然；另外一方面通過實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練也鍛煉了他們分析解決的實(shí)際操作能力，對大四的論文工作或者與畢業(yè)后進(jìn)入單位進(jìn)行研究工作都是很有幫助的。另外也可以結(jié)合"比較化"實(shí)驗(yàn)，使兩兩大組對同一實(shí)驗(yàn)命題，不同方法獲得的結(jié)果進(jìn)行橫向比較，并作其優(yōu)缺點(diǎn)及使用范圍分析，這樣在同一實(shí)驗(yàn)內(nèi)既有統(tǒng)一性（命題的統(tǒng)一），又有差異性（方法的不同），讓學(xué)生充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性。

3.3 微型化

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是美國的Mayo博士和他的同事們于1982年基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論思維上的微型化為減少資源消耗和化學(xué)污染而發(fā)展起來的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法、新技術(shù)，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革開辟一條新的途徑[8]。天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)中所用試劑通常屬于易揮發(fā)、有毒害氣體，相對于其它實(shí)驗(yàn)而言消耗量大，不僅污染環(huán)境，而且在藥品回收處理上費(fèi)時(shí)費(fèi)力。比如在連翹中連翹苷的提取實(shí)驗(yàn)中，本來從連翹殼中進(jìn)行提取分離連翹苷，實(shí)驗(yàn)中不僅乙醇等消耗量大，而且富集起來困難，因此我們把實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革，改成連翹葉中進(jìn)行提取，在保證收率的情況下50%的減少了試劑的用量。因此在當(dāng)今大力提倡綠色化學(xué)教育的情況下，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅完全符合綠色化學(xué)的教育目標(biāo)，充分體現(xiàn)了環(huán)境友好的原則；而且可降低實(shí)驗(yàn)成本，節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。

實(shí)踐證明，通過這種從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)手段多方面的教學(xué)改革，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的語言表達(dá)能力，查閱文獻(xiàn)、分析問題及解決問題的能力，而且也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，此改革有效可行。

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