新醫(yī)科背景下有機化學(xué)案例教學(xué)探索

蔡 東，張志華，趙桂芝*

（1.錦州醫(yī)科大學(xué)公共基礎(chǔ)學(xué)院，遼寧 錦州 121001；2.遼寧工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001）

醫(yī)學(xué)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程一般在大學(xué)一年級開設(shè)，此階段是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習習慣、思維方式和專業(yè)情感的最佳時期，公共基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量直接影響整個本科期間的教學(xué)質(zhì)量。有機化學(xué)作為醫(yī)學(xué)類專業(yè)的一門重要的公共基礎(chǔ)課程，可為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程夯實知識基礎(chǔ)。同時，高效利用這一關(guān)鍵時期，以有機化學(xué)知識為載體，積極探索專業(yè)關(guān)聯(lián)度高、體現(xiàn)新醫(yī)科特色的教學(xué)案例，科學(xué)合理地拓展課程的廣度和深度，可有效提升學(xué)生科學(xué)與人文素養(yǎng)，促進高階思維能力的形成，推進“醫(yī)學(xué)＋X”多學(xué)科背景的復(fù)合型創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)[1]。

1 案例教學(xué)的應(yīng)用價值分析

1.1 深化職業(yè)素養(yǎng)教育

講授有機化學(xué)“烷烴的鹵代反應(yīng)”章節(jié)[2]，很多化學(xué)反應(yīng)條件是光照，比如烷烴的自由基鹵代反應(yīng)在黑暗中通常不易發(fā)生，但光線照射下反應(yīng)很劇烈。此類反應(yīng)屬于光化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物吸收光能，分子從基態(tài)轉(zhuǎn)化為化學(xué)性質(zhì)活潑的激發(fā)態(tài)，發(fā)生自由基化學(xué)反應(yīng)。在精講烷烴在光照條件下的鹵代反應(yīng)知識點后，可結(jié)合臨床藥物引起的光毒性和多種藥品需要避光保存這一內(nèi)容，設(shè)置討論型案例，留出時間讓學(xué)生查閱資料、提煉觀點，采用翻轉(zhuǎn)課堂方式展開討論。讓學(xué)生從案例中切身體會臨床上嚴格按藥品說明書存放和使用藥品的必要性，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習有機化學(xué)課程的興趣，用所學(xué)有機化學(xué)知識指導(dǎo)未來臨床規(guī)范用藥，并引導(dǎo)學(xué)生就醫(yī)用藥物的使用、存儲、配伍禁忌等相關(guān)化學(xué)知識對一個醫(yī)護工作者的重要性進行討論，以培養(yǎng)學(xué)生高度的責任心和一絲不茍的敬業(yè)精神。

案例:藥物引起的光毒性反應(yīng)是藥物不良反應(yīng)中不可忽視的現(xiàn)象，大多數(shù)氟喹諾酮類藥物患者服用后能產(chǎn)生光毒性反應(yīng)，表現(xiàn)為紅斑、水腫、脫屑、脫皮和色素沉積甚至出現(xiàn)水疙，個別情況下還可引起DNA鏈的斷裂，具有致癌性。在能引起光毒性反應(yīng)的氟喹諾酮類藥物中，司帕沙星的光毒性反應(yīng)最強。

一般認為在紫外線（320～420 nm）照射下，氟喹諾酮類藥物分子從紫外線吸收能量，在水溶液中釋放出氟自由基，再和O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成活性氧（ROS），ROS激活了皮膚成纖維細胞中的蛋白激酶C和酪氨酸激酶，二者又激活環(huán)氧合酶，引起前列腺素等物質(zhì)的合成，從而引起皮膚細胞的損傷和炎癥[3]。

日光特別是紫外線對藥品的分解和破壞作用最強，臨床上一些藥物光照后有效成分容易分解，從而使藥效降低，有的分解產(chǎn)物還會引起不良反應(yīng)。例如，對氨基水楊酸鈉注射液[4]光照下會發(fā)生脫羧反應(yīng)形成間氨基酚，繼續(xù)氧化生產(chǎn)二苯醌類化合物，使溶液變成紅棕色，毒副作用增加導(dǎo)致不可再行注射。

1.2 培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力

講授有機化學(xué)第五章“環(huán)烴”中芳香烴內(nèi)容涉及苯等化合物，可以結(jié)合目前人們“談苯色變”的社會現(xiàn)實設(shè)置討論型案例，讓大學(xué)生從苯環(huán)的化學(xué)性質(zhì)和取代苯類化合物的水溶性等方面考慮，學(xué)會理智思考和全面分析問題，學(xué)會用辯證方法處理實際問題。

案例:苯及其同系物是一種常見的有機溶劑與工業(yè)原料。長期接觸苯類衍生物可造成DNA損傷及細胞凋亡等，引起再生障礙性貧血、白血病等疾病。研究表明，結(jié)構(gòu)簡單的苯及其同系物如甲苯等，在人體內(nèi)會慢慢轉(zhuǎn)化為氫醌、酚和鄰苯二酚等代謝物，而這些代謝物都具有不同程度的遺傳毒性。另外，氯苯、苯酚的毒性明顯增強，并且氯取代的毒性要大于羥基，其中4-氯苯酚毒性最大。但是苯環(huán)片段卻可以用來設(shè)計藥物，如抗炎藥物布洛芬、解熱鎮(zhèn)痛藥物阿司匹林等。此外，為了延長食品的保存期限和增強食品的口感，我國目前主要采用苯甲酸鈉（或苯甲酸）作為食品防腐劑[5]。

1.3 推進基礎(chǔ)課程思政

講授有機化學(xué)第九章“醛、酮、醌”中還原反應(yīng)知識點時，可結(jié)合黃鳴龍的生平事跡，將Kishner-Wolff-黃鳴龍還原法設(shè)置為描述性案例?？山榻B化學(xué)家黃鳴龍如何在常規(guī)操作失敗后努力尋找原因，后對此類反應(yīng)做出重大改進，鼓勵學(xué)生在科學(xué)探索過程中不輕言放棄、勇于嘗試。

案例:我國科學(xué)家黃鳴龍先生有關(guān)醛酮還原反應(yīng)的研究成果，在化學(xué)、制藥領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠而廣泛的影響[6-7]。中華人民共和國成立不久，黃鳴龍先生決然回國，不畏艱苦的條件，在甾體藥物生產(chǎn)研發(fā)上碩果累累。黃鳴龍作為“中國甾體口服避孕藥之父”，所研制的炔諾酮藥物目前還在市場上廣泛使用[6]?？梢詫ⅫS鳴龍先生當年的實驗室與如今我校有機化學(xué)實驗室做對比，使學(xué)生有代入感，激發(fā)科技報國的熱情，增強民族自信心。

1.4 推動中醫(yī)藥教育

講授有機化學(xué)第十章“羧酸及其衍生物”內(nèi)容時，可以將減肥茶致中草藥腎?。–hinese Herb Nephropathy）事件設(shè)置為討論型案例。在國家“一帶一路”倡議下，中醫(yī)“走出去”已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。教師可通過此案例對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生滲透中醫(yī)藥教育，讓學(xué)生了解目前阻礙我國中醫(yī)藥國際化的主要因素，以嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和方法來研究傳統(tǒng)中醫(yī)藥，以辯證思維看待中草藥在新發(fā)展階段的新機遇和新挑戰(zhàn)。同時，組織“中草藥好還是西藥好”的討論，強化學(xué)生的批判性思維能力培養(yǎng)。

案例:2017年10月18日，Science子刊 Science Translational Medicine以封面故事形式報道了中草藥的黑暗面（毒副作用）[8]，其主角便是馬兜鈴酸（Aristolochic Acids）。馬兜鈴酸類物質(zhì)是天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)的一類具有菲骨架結(jié)構(gòu)的羧酸，來自新加坡和臺灣地區(qū)的研究人員發(fā)現(xiàn)，馬兜鈴酸類物質(zhì)可以與DNA結(jié)合產(chǎn)生腎臟毒性、致癌等毒副作用。一些中藥減肥茶中含馬兜鈴酸成分，德國等國都報道過中草藥腎病病例，這種疾病就是由于患者服用了富含馬兜鈴酸的馬兜鈴科植物引起的。馬兜鈴酸類物質(zhì)在各藥材中含量差別很大，科研工作者要明確藥材中毒性成分，對主要毒性成分進行臨床評價，然后探索安全合理的用藥劑量和限量標準。

中藥的良好發(fā)展和贏得國際認可是基于客觀科學(xué)的態(tài)度，只有采用“取精華、去糟粕”的傳承和發(fā)展方式，才能提高全世界對中醫(yī)藥的認可程度。目前，一些中醫(yī)研究者用不相干的科學(xué)理論來解釋中醫(yī)和運用中醫(yī)藥，實則違背了科學(xué)精神和科學(xué)研究規(guī)律，使公眾對中醫(yī)產(chǎn)生更多誤解。

1.5 推動醫(yī)工理文多學(xué)科交叉融通

講授有機化學(xué)第十二章“含氮有機化合物”中胺的結(jié)構(gòu)知識點時，提到美沙酮維持治療法（Methadone Maintenance Treatment，MMT）。教師要淡化課程意識，以美沙酮和海洛因的部分結(jié)構(gòu)具有空間相似性，引出藥物化學(xué)的藥效團概念；以3D動畫形式演繹其與人體內(nèi)酶的作用方式，利用已學(xué)過的有機化學(xué)知識，推斷美沙酮在體內(nèi)的代謝方式和代謝產(chǎn)物，使學(xué)生直觀獲取藥理學(xué)知識。此案例注重學(xué)科的交叉融合，以基礎(chǔ)課程教學(xué)助力“醫(yī)學(xué)+X”復(fù)合型高層次醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)。另外，還可以對毒品知識進行拓展，引導(dǎo)學(xué)生認識毒品的種類、特征及對人體造成的危害，將禁毒知識納入教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)生進行禁毒教育。

案例:美國國立衛(wèi)生研究院報告認為，結(jié)合相關(guān)支持性服務(wù)的美沙酮維持治療法是現(xiàn)階段治療阿片類成癮最有效的方法。目前，MMT也是我國降低毒品危害和改善吸毒者社會功能的重要措施之一[9-10]。與海洛因比較，美沙酮具有作用時間較長和藥物依賴性低等特點，可以從二者的結(jié)構(gòu)特點來分析為什么美沙酮具有治療海洛因依賴脫毒和替代維持治療的藥效作用。海洛因的藥效團結(jié)構(gòu)特征為平坦的芳環(huán)結(jié)構(gòu)和含有哌啶或類似哌啶的結(jié)構(gòu)，而美沙酮結(jié)構(gòu)中叔胺片段上氮原子帶有的未共用電子對和帶部分正電荷的羰基碳原子具有相互吸引作用，導(dǎo)致美沙酮此結(jié)構(gòu)片段也會呈現(xiàn)類似海洛因的哌啶結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定了二者具有相似的藥理性質(zhì)。

2 新醫(yī)科背景下有機化學(xué)案例教學(xué)的思考

目前，我國醫(yī)學(xué)教育偏重于生物醫(yī)學(xué)模式，人文教育嚴重缺失。教育部等部門發(fā)布《加強醫(yī)教協(xié)同實施卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》，強調(diào)加強學(xué)生交流溝通能力培養(yǎng)，提升團隊合作能力。

教師自身的精神面貌、價值取向、治學(xué)態(tài)度和人文素養(yǎng)等會對學(xué)生產(chǎn)生深遠影響，尤其是授課時的言行舉止，對學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)影響巨大。只有文化底蘊深厚的教師才能在與學(xué)生互動的每個環(huán)節(jié)，無聲地浸潤學(xué)生的心田。當前的醫(yī)患危機多始于對話，所以教師在案例教學(xué)環(huán)節(jié)靈活運用詢問性、撫慰性等語言進行引導(dǎo)、感染學(xué)生，合理運用指令性語言，杜絕使用傷害性語言，讓學(xué)生體會在信息不對等的前提下，人與人之間正確的交流溝通方式。在學(xué)生案例討論過程中，教師要有意營造開放的交流氛圍，小組代表發(fā)言時注意其儀表舉止，培養(yǎng)學(xué)生謙遜禮貌的好習慣。

案例內(nèi)容和問題設(shè)置要以學(xué)生為認知主體，不可超越學(xué)生的認知能力和知識領(lǐng)域，還要注意學(xué)生的層次性，使不同層次的學(xué)生都有思考的興趣、進步的空間。不可以在教學(xué)過程中沒有教學(xué)計劃和目的地隨心添加案例，擠占學(xué)生緊張的課堂學(xué)習時間，達不到應(yīng)有的教學(xué)效果。

地方高等醫(yī)學(xué)院校的大一新生自主探究能力一般，多數(shù)學(xué)生來自鄉(xiāng)鎮(zhèn)，性格內(nèi)向，不愿意發(fā)言。多年的案例教學(xué)經(jīng)驗表明，課程前半段適用描述性教學(xué)法，實施過程中教師做好構(gòu)思，掌控好課堂，提出與案例相關(guān)的問題，用心引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會解決問題的方法。課程中后期，可以應(yīng)用以學(xué)生為主體、以問題為導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，鼓勵學(xué)生運用所學(xué)知識分析和解決問題，培養(yǎng)終身學(xué)習等能力。

3 結(jié)語

新醫(yī)科背景下，在有機化學(xué)課程中實施案例教學(xué)，以專業(yè)培養(yǎng)方案為導(dǎo)向，有目的地設(shè)置不同的教學(xué)案例，拓展有機化學(xué)課程的廣度、深度，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹、理性的科學(xué)態(tài)度和終身學(xué)習能力，樹立正確的人生觀，提升綜合素質(zhì)。多年來，本教研室在臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)（卓越班）有機化學(xué)課程中實施案例教學(xué)，學(xué)生連續(xù)兩年考試及格率>95%，高于臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)其他傳統(tǒng)授課班級10余個百分點。學(xué)生多反映知識記憶更深刻，提高了人文素養(yǎng)。學(xué)生課堂參與度較高，課后興趣小組自創(chuàng)了《有機化學(xué)知識之歌》，自制了思政小視頻等，主動內(nèi)化所學(xué)知識。此外，我校臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)有機化學(xué)課程于2020年被評為遼寧省線上線下混合式一流本科課程。