探索天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)學(xué)生操作技能和認(rèn)知能力的影響

(山西衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030012)

天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分的一門(mén)學(xué)科[1]。這是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，課程要求學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握天然藥物有效成分的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、理化性質(zhì)、提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定等。實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生掌握理論知識(shí)有切實(shí)的輔助作用，同時(shí)也能提高學(xué)生的動(dòng)手能力。本文就天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)學(xué)生操作技能和認(rèn)知能力的影響展開(kāi)研究，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前大部分醫(yī)學(xué)院校天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，存在一些問(wèn)題主要有：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中往往按照規(guī)定操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很少動(dòng)腦筋思考實(shí)驗(yàn)條件、操作流程是如何制定出來(lái)的，實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理又是什么；個(gè)別學(xué)生甚至不親自動(dòng)手操作，抄襲同組員的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，亦能寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大多數(shù)學(xué)生課前不預(yù)習(xí)，需要實(shí)驗(yàn)教師在課堂上反復(fù)講解，學(xué)生“填鴨式”接受，既縮短了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，又不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性；天然藥物化學(xué)成分復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)程序性強(qiáng)，總體要按照有效成分的提取、分離(純化)、鑒定的步驟完成，在有限的課時(shí)里教師忙于指導(dǎo)學(xué)生操作，極少時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生分析失敗原因，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力；大多數(shù)學(xué)生過(guò)于關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否，較少分析操作步驟之間的內(nèi)在聯(lián)系以及實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[2]。這些問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約了天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課作用的發(fā)揮。

2 天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要內(nèi)容

2.1 增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)師生雙向互動(dòng)

目前，山西衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院天然藥物化學(xué)教研室根據(jù)理論課的教學(xué)重點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)數(shù)等情況設(shè)定了三個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，分別為大黃中游離蒽醌的提取、分離與鑒定(12學(xué)時(shí))；槐米中蘆丁的提取、分離與鑒定(8學(xué)時(shí))；防己中生物堿的提取、分離與鑒定(10學(xué)時(shí))。以大黃中游離蒽醌的提取、分離與鑒定實(shí)驗(yàn)為例，利用蒽醌苷在酸性條件下能水解成游離蒽醌，游離蒽醌能溶于熱三氯甲烷的性質(zhì)采用20%硫酸和三氯甲烷混合液進(jìn)行雙向酸水解—有機(jī)溶劑提取法提??；利用游離蒽醌類(lèi)化合物酸性強(qiáng)弱的明顯差異，可溶于不同強(qiáng)度的堿溶液，采用pH梯度萃取法進(jìn)行分離；利用其理化性質(zhì)的差異運(yùn)用薄層色譜法對(duì)其進(jìn)行鑒定。針對(duì)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和要求對(duì)其進(jìn)行了改革。改革流程見(jiàn)表1。

表1 大黃中游離蒽醌的提取、分離與鑒定實(shí)驗(yàn)改革介紹

改革后，以提取、分離與鑒定大黃中游離蒽醌作為題目，按照實(shí)驗(yàn)分組組成項(xiàng)目小組，讓學(xué)生在1周時(shí)間內(nèi)運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，先進(jìn)行組內(nèi)討論。每組選一個(gè)代表將組內(nèi)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案報(bào)告給教師和全班學(xué)生，教師和學(xué)生提出意見(jiàn)，讓學(xué)生進(jìn)行修改。修改后的實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)教師確定是否可行，在確定方案時(shí)，教師有意識(shí)引導(dǎo)每組采用不同的實(shí)驗(yàn)方案。每組學(xué)生須獨(dú)立完成自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，實(shí)驗(yàn)完成后根據(jù)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。每組選代表給全班同學(xué)匯報(bào)本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析報(bào)告，讓學(xué)生比較不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，教師再進(jìn)行總結(jié)。經(jīng)過(guò)各小組搜集相關(guān)資料及操作實(shí)踐，證明除實(shí)驗(yàn)教材中提供的方法之外，提取大黃中游離蒽醌還可以采用乙醇回流提取法、堿提酸沉法；還可通過(guò)柱色譜(大孔吸附樹(shù)脂)分離各類(lèi)游離蒽醌；還可利用化學(xué)檢識(shí)對(duì)其進(jìn)行鑒定。

2.2 引進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代化教學(xué)手段，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)不足

計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用，改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，它將信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的具體形象[3]。目前高校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)操作與企業(yè)的工業(yè)化大生產(chǎn)還存在一定的差距，僅僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還不能很好地滿足學(xué)生將來(lái)的就業(yè)需求。為推進(jìn)職業(yè)教育教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程的對(duì)接，學(xué)院引進(jìn)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代化教學(xué)手段，中藥提取模塊以中藥制劑的生產(chǎn)過(guò)程為主線，模擬企業(yè)生產(chǎn)車(chē)間整體的運(yùn)作流程，設(shè)有提取、醇沉、乙醇回收等6個(gè)崗位，通過(guò)三維立體仿真模型，學(xué)生可以從多個(gè)角度了解設(shè)備構(gòu)造、運(yùn)行原理及生產(chǎn)的工藝流程。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用4個(gè)學(xué)時(shí)讓學(xué)生模擬崗位角色，通過(guò)“角色扮演”真實(shí)感受、體驗(yàn)生產(chǎn)企業(yè)提取中藥的過(guò)程，縮短實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生產(chǎn)企業(yè)中藥提取的差距。

3 改革成效

實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后對(duì)16級(jí)普高藥學(xué)班和對(duì)口藥學(xué)班的學(xué)生開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，內(nèi)容包括學(xué)習(xí)天然藥物化學(xué)的態(tài)度、興趣，對(duì)天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的評(píng)價(jià)、難易程度，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的評(píng)價(jià)、對(duì)仿真模擬實(shí)驗(yàn)的感受等多個(gè)方面。調(diào)查結(jié)果顯示，96%的學(xué)生認(rèn)為天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課對(duì)理論知識(shí)掌握有幫助，87%的學(xué)生愿意選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，91%的學(xué)生認(rèn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)更能提高實(shí)踐能力，98%的學(xué)生表示對(duì)仿真模擬實(shí)驗(yàn)感興趣。

另外，通過(guò)對(duì)比2016級(jí)和2015級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，平均成績(jī)漲幅達(dá)13%。

4 討論

從調(diào)查數(shù)據(jù)和學(xué)生的座談反饋意見(jiàn)來(lái)看，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊ぐl(fā)了學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能；將仿真模擬平臺(tái)引入到天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性和靈動(dòng)性，有力推動(dòng)了天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和教學(xué)質(zhì)量的提高。

但在具體實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題：進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題時(shí)一定要考慮實(shí)驗(yàn)室的條件，盡可能選擇天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室能開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)；一定要重視實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往存在實(shí)驗(yàn)試劑用量不足的現(xiàn)象，這就要求實(shí)驗(yàn)教師的準(zhǔn)備工作一定要做到細(xì)致到位；仿真模擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的模塊數(shù)量存在一定的局限性，下一步應(yīng)引進(jìn)更豐富的資源。

隨著科技的高速發(fā)展，新儀器、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，要使學(xué)生能夠盡快掌握新方法和新技術(shù)，就必須不斷增加更新相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法。只有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中各個(gè)環(huán)節(jié)跟上時(shí)代的進(jìn)步、學(xué)科的前沿，才能更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)中的優(yōu)勢(shì)作用。 在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，會(huì)結(jié)合學(xué)院自身的特色，繼續(xù)探索發(fā)掘有利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法，培養(yǎng)出更多創(chuàng)新型實(shí)用型藥學(xué)人才。