構(gòu)建有機(jī)化學(xué)多元化實(shí)踐體系，培養(yǎng)創(chuàng)新型中醫(yī)藥人才

王 濤，何建峰，陳傳兵，龍泳伶，李熙燦

（廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006）

當(dāng)前，一個國家的競爭力取決于其創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱，作為世界上最具競爭力的經(jīng)濟(jì)體——美國之所以擁有強(qiáng)大的創(chuàng)新力，主要原因有兩點(diǎn)：一是擁有需要創(chuàng)新且具有活力的國內(nèi)市場，二是教育系統(tǒng)通過提供獎學(xué)金和良好的科學(xué)環(huán)境支持創(chuàng)新人才培養(yǎng)[1]。可見，創(chuàng)新教育是提升組織、個人創(chuàng)新能力，提高國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的有效途徑[2]。我國政府已經(jīng)把創(chuàng)新上升到重大發(fā)展的戰(zhàn)略高度，十八大以來，教育部在推進(jìn)教育現(xiàn)代化創(chuàng)新實(shí)踐中采取了多種措施，先后出臺了《教育部財政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計劃的意見》《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2015—2018年）》《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等，為高校教育改革帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

中醫(yī)藥院校是國家高等教育系統(tǒng)中的重要一員，作為中醫(yī)藥人才培養(yǎng)的主要陣地，肩負(fù)著繼承與發(fā)展中醫(yī)藥的重大歷史使命。為適應(yīng)當(dāng)前改革創(chuàng)新的新要求，各中醫(yī)藥院校結(jié)合自身?xiàng)l件、學(xué)科特點(diǎn)等，在人才培養(yǎng)模式方面開展了多種有益的探索。目前常見的人才培養(yǎng)模式有基地培養(yǎng)模式、復(fù)合人才培養(yǎng)模式及創(chuàng)業(yè)教育培養(yǎng)模式等[3]。為踐行“以學(xué)生為中心”的人才培養(yǎng)模式，山東中醫(yī)藥大學(xué)構(gòu)建了“三堅(jiān)守、四融合”個性化中醫(yī)藥人才培養(yǎng)方案，取得了顯著效果，如課程建設(shè)水平長足發(fā)展，教學(xué)方法與手段不斷豐富，教學(xué)管理模式不斷創(chuàng)新[4]。實(shí)踐教學(xué)在中醫(yī)藥院校學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)中發(fā)揮出舉足輕重的作用，已經(jīng)越來越受到各個中醫(yī)藥院校的重視[5]，科教結(jié)合成為創(chuàng)新型中醫(yī)藥人才培養(yǎng)的主要模式之一[6]。遼寧中醫(yī)藥大學(xué)通過搭建中醫(yī)藥創(chuàng)新型人才培養(yǎng)平臺，采取多種措施提升學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)造能力：（1）以實(shí)驗(yàn)室為教學(xué)基地，增設(shè)實(shí)踐選修課；（2）依托教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目，鼓勵學(xué)生參與其中，以研促教；（3）開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵學(xué)生開展科研活動。在這幾種舉措相互結(jié)合、相互補(bǔ)充的背景下，百余名學(xué)生參與了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，撰寫多篇論文，且多個項(xiàng)目獲得全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練大賽一等獎。針對當(dāng)前中醫(yī)藥院校培養(yǎng)方式落后、經(jīng)費(fèi)和資源投入不足、缺乏相應(yīng)的師資配備及機(jī)制等問題，實(shí)施科研導(dǎo)師制是科教結(jié)合人才培養(yǎng)的有效手段，不僅拓展了學(xué)生的思維，實(shí)施之后取得的成效也十分顯著[7]?？梢姡瑸檫m應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需要，構(gòu)建各課程立體化實(shí)踐教學(xué)體系迫在眉睫。

1 我校有機(jī)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

有機(jī)化學(xué)是中醫(yī)藥院校一門不可或缺的專業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)踐教學(xué)至關(guān)重要，可使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。但目前多數(shù)中醫(yī)藥院校有機(jī)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)仍以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主導(dǎo)，具有單調(diào)、被動等缺點(diǎn)[8]。教學(xué)過程中，教師作為主體講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?nèi)容及操作要點(diǎn)，學(xué)生照搬實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行驗(yàn)證，由于被動操作，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象難以理解，對實(shí)驗(yàn)原理缺乏思考，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不好，解決問題能力低下，難于滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求。而不少教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)證明，實(shí)踐教學(xué)方法改革是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的必由之路[9]，因此，我們在有機(jī)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)中開展了教學(xué)模式改革探索。

1.1 加大課程體系改革力度，增加實(shí)踐課時，提高學(xué)生動手能力

2010年之前，我校有機(jī)化學(xué)課程體系整體設(shè)計不合理，實(shí)驗(yàn)總學(xué)時偏少，各專業(yè)有機(jī)實(shí)驗(yàn)一般只有24～48學(xué)時。極其有限的學(xué)時影響了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)，各專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目僅包含基礎(chǔ)操作技能實(shí)驗(yàn)、有機(jī)合成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及提取驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三大類。2010年，針對實(shí)踐教學(xué)課時偏少的現(xiàn)象，我們重新修訂了中藥（藥學(xué)）人才培養(yǎng)教學(xué)計劃，將理論課時與實(shí)踐課時比例由2∶1調(diào)整至1∶1，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也進(jìn)行了整合與更新，加強(qiáng)了基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練，并在原有類別基礎(chǔ)上增加了設(shè)計性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。我校中藥（藥學(xué)）專業(yè)2010年前后有機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目見表1。表1顯示，我校有機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在近年呈現(xiàn)出數(shù)量上的增長，涵蓋類型也更加全面，而且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計“由淺入深、循序漸進(jìn)”，加深了學(xué)生對理論知識的理解，動手能力也有很大提升。以乙酸冰片酯的合成設(shè)計為例，實(shí)驗(yàn)前期要求學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，根據(jù)獲取的信息分組討論，形成具體的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)室?guī)Ы探處熍唽?shí)驗(yàn)方案后提出整改意見，經(jīng)修正后學(xué)生再按照實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)。通過這一設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生初步了解了科學(xué)研究的基本流程、酯化和酰化研究的最新進(jìn)展，提高了基本操作技能及解決實(shí)際問題能力。減少理論課時，把教學(xué)重點(diǎn)集中在基本知識傳授和技能訓(xùn)練上，突出“技術(shù)教育”改革方案的實(shí)施，取得了一定成效。近年來用人單位對我校藥學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生反饋評價良好，一致認(rèn)為大部分畢業(yè)生操作能力、動手能力和解決實(shí)際問題能力較以往有了很大提升，能較好地滿足崗位需要。

表1 2010年前后我校有機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對比

同時，依托我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和教師隊(duì)伍科研能力，以教學(xué)大綱為指導(dǎo)，結(jié)合專業(yè)特色，開設(shè)有機(jī)化學(xué)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)（共35課時）。該綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)在藥學(xué)（中藥）相關(guān)專業(yè)學(xué)生已具備有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能（大四第二學(xué)期）的前提下開設(shè)，是對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及應(yīng)用的深化。具體實(shí)施中，學(xué)生根據(jù)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的合成目標(biāo)要求查閱文獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計實(shí)驗(yàn)路線，選擇實(shí)驗(yàn)方法和步驟，選用儀器設(shè)備，提交設(shè)計性實(shí)驗(yàn)方案，并經(jīng)任課教師審核同意后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作、目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征及實(shí)驗(yàn)小論文。立足于我校藥學(xué)（中藥）專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)各專業(yè)特色我們設(shè)置了兩個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生選擇：局麻藥苯佐卡因的設(shè)計合成，從肉桂皮中提取肉桂醛的設(shè)計研究。兩個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別具有合成路線多種、提取方法多樣的特點(diǎn)，學(xué)生通過對比分析各種路線及提取方法的優(yōu)劣，選擇合成及提取效率高的實(shí)驗(yàn)方案，從而提高文獻(xiàn)綜合分析能力；兩個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展過程中鼓勵學(xué)生進(jìn)行工藝探討，開拓思維，提高實(shí)驗(yàn)技能和綜合運(yùn)用知識能力。另外，目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化及結(jié)構(gòu)表征進(jìn)一步完善了學(xué)生開展藥物和中藥研發(fā)的整體思路，為其今后從事藥學(xué)或中藥研發(fā)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 利用學(xué)校教務(wù)處教學(xué)平臺開放科研實(shí)驗(yàn)室，方便藥學(xué)（中藥）相關(guān)專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施

我校有機(jī)化學(xué)課程共有4名專任教師，2名實(shí)驗(yàn)室教輔人員，科研方向主要有3個：（1）先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)和生物活性評價；（2）特異分子識別的高分子材料研究及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用；（3）中藥及其制劑藥效物質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價體系。結(jié)合這幾個研究方向，一方面鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生在學(xué)校教務(wù)處教學(xué)平臺申報，參與到相關(guān)教師的科研項(xiàng)目中；另一方面以學(xué)生個人興趣為主導(dǎo)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識為目標(biāo)，組織優(yōu)秀學(xué)生參與省、校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目申報及研究工作。在科研實(shí)驗(yàn)室開放過程中，課程教師還鼓勵正在進(jìn)行本科畢業(yè)論文寫作的學(xué)生參與其中，利用課余時間自行前往相關(guān)科研實(shí)驗(yàn)室開展研究工作，在負(fù)責(zé)教師及研究生的共同指導(dǎo)、協(xié)助下，完成項(xiàng)目研究。一系列措施的實(shí)施不僅有效提高了科研實(shí)驗(yàn)室的利用率和設(shè)備使用率，還取得了豐碩的成果。近5年，我校學(xué)生在國內(nèi)外期刊發(fā)表相關(guān)研究論文十多篇，多人參加“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技作品競賽、全國大學(xué)生“藥苑論壇”并獲多項(xiàng)獎勵。

2 多元化實(shí)踐體系的構(gòu)建

針對我校有機(jī)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀和中醫(yī)藥專業(yè)人才培養(yǎng)模式具體情況，我們在原有教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，擬對當(dāng)前信息技術(shù)、環(huán)境支持下的教學(xué)方式加以整合，在優(yōu)化、更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時建立多媒體實(shí)驗(yàn)素材庫，開發(fā)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)平臺和立體化教學(xué)評價體系，構(gòu)建體現(xiàn)我校中醫(yī)藥人才培養(yǎng)特色的有機(jī)化學(xué)多元化實(shí)踐體系（見圖1）。通過構(gòu)建有機(jī)化學(xué)多元化實(shí)踐體系，可以逐漸實(shí)現(xiàn)以下幾個目標(biāo)。

圖1 有機(jī)化學(xué)多元化實(shí)踐體系

2.1 改變已有設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的僵化模式，充分利用專業(yè)特色進(jìn)一步擴(kuò)充、更新設(shè)計性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，全面開放實(shí)驗(yàn)室，使人才培養(yǎng)符合社會需求

綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)開設(shè)初期，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性、提高學(xué)生應(yīng)用理論知識自主解決問題及培養(yǎng)科學(xué)研究素養(yǎng)等方面發(fā)揮了顯著作用。但由于受實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新不及時等的影響，綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)經(jīng)多年實(shí)踐逐漸形成僵化模式，參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生直接采用高年級學(xué)生歸納出的完整的實(shí)驗(yàn)方案，使得綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)失去了開設(shè)的意義。因此，優(yōu)化、更新綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)及研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是重點(diǎn)。另外，目前我校實(shí)驗(yàn)室只在上課時段開放，大多數(shù)時間處于閑置狀態(tài)，基礎(chǔ)儀器設(shè)備利用率普遍不高，加之高端大型儀器設(shè)備數(shù)量不足，僅能滿足教師及研究生開展科研使用，無法大規(guī)模應(yīng)用于教學(xué)，導(dǎo)致參與綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)及研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)十分有限。構(gòu)建多元化實(shí)踐體系，采用教師負(fù)責(zé)、研究生主管模式，逐步實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的全面開放，也是改革的另一重要內(nèi)容。只有采取“雙管齊下”的改革手段，才能為多元化實(shí)踐體系的構(gòu)建提供保障。

2.2 充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢開發(fā)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，作為原有教學(xué)模式的有效補(bǔ)充，全方位提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

利用現(xiàn)代先進(jìn)信息技術(shù)開發(fā)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容深度和廣度的拓展，是當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展趨勢。紫羅蘭酮的制備是適應(yīng)藥學(xué)（中藥）專門人才培養(yǎng)要求的經(jīng)典有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)，涉及回流、常壓蒸餾、減壓蒸餾、萃取等多個基本操作，屬于綜合性實(shí)驗(yàn)范疇。在傳統(tǒng)教學(xué)中，該實(shí)驗(yàn)使用甲苯做溶劑易導(dǎo)致環(huán)境污染，減壓蒸餾不當(dāng)可能導(dǎo)致安全事故等，影響了實(shí)驗(yàn)的順利開展。另外，受教學(xué)時數(shù)的限制，多數(shù)高校無法完整實(shí)施該實(shí)驗(yàn)操作，只選取部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，致使教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量不盡如人意。為解決上述問題，依據(jù)真實(shí)實(shí)驗(yàn)場景，我校有機(jī)化學(xué)課程組聯(lián)合北京微瑞集智科技有限公司使用Maya和3DMax軟件進(jìn)行整體實(shí)驗(yàn)室建模，基于3D虛擬技術(shù)開發(fā)了交互式、可視化紫羅蘭酮制備虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺（見圖2）。

圖2 紫羅蘭酮制備虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

該虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的搭建，可為學(xué)生精準(zhǔn)展示羥醛縮合原理及其應(yīng)用，建立有機(jī)化合物制備、純化及鑒定整體思路，并改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，最終使線上、線下兩種教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合，突破了時間、空間的限制，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.3 建立立體化評價體系，為全面、準(zhǔn)確評價學(xué)生創(chuàng)新能力提供依據(jù)

結(jié)果考核和過程考核是評價實(shí)踐教學(xué)效果的兩個重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)只側(cè)重結(jié)果忽視了過程監(jiān)督，常以學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告質(zhì)量作為實(shí)驗(yàn)實(shí)施情況的重要指標(biāo)，不僅不能真實(shí)評價學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的掌握程度，而且不利于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度和綜合能力的培養(yǎng)，具有一定的片面性。在有機(jī)化學(xué)多元化實(shí)踐體系中，將終結(jié)性教學(xué)評價（實(shí)驗(yàn)報告、線上及線下實(shí)驗(yàn)考核等）與探究性形成性評價（實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計及陳述、實(shí)驗(yàn)操作及記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論等）相結(jié)合，構(gòu)建立體化評價體系。立體化評價體系是深化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革和提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與度與執(zhí)行情況，能更為客觀地反映學(xué)生的綜合能力。

3 結(jié)語

有機(jī)化學(xué)多元化實(shí)踐體系是基于多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，借鑒兄弟院校開展多元創(chuàng)新教學(xué)模式的成果[10]，專門針對中醫(yī)藥人才培養(yǎng)進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)方面的有益探索。在具體教學(xué)中，從學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)際出發(fā)，通過整合3部分內(nèi)容（原有模式、現(xiàn)有模式、評價體系）搭建多元化實(shí)踐教學(xué)平臺，通過充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，切實(shí)提高實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題能力，從而達(dá)到培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。