藥物化學實驗課程創(chuàng)新教學的探索

＊張晶晶 徐勇 顧曉利

（南京林業(yè)大學化學工程學院 江蘇 210037）

藥物化學是關于藥物的發(fā)現(xiàn)過程以及研究藥物作用方式的一門學科[1]。新藥的設計和合成是藥物化學學習的重要內(nèi)容，包括理論和實驗兩個重要組成部分。藥物化學實驗課程的學習是引領學生從藥物化學的理論知識走向藥物研發(fā)的必經(jīng)之路，也是將本科學生培養(yǎng)為具有一定藥學研究能力研究人員的重要課程。隨著生命科學的飛速發(fā)展，生命科學的研究成果也促進了新藥的研究[1]。為了跟進快速發(fā)展的新藥研究，在理論教學方面，藥物化學理論授課教材也與時俱進，增添了很多新的教學內(nèi)容[1]。然而，在藥物化學實驗課程方面所做的改進相對有限，存在實驗教材的實驗方法缺乏新意、實驗內(nèi)容過時以及實驗設施陳舊等問題。針對這些問題，已有藥學工作者從教學內(nèi)容、教學設施、實驗技術、成績評估等各個方面進行了探索[2-4]。本文主要從責任心的培養(yǎng)、“以教助學”和“開放式”教學模式以及雙語教學四個新的角度對藥物化學實驗課程的改革提出創(chuàng)新性探索，并以《藥物化學實驗與指導》[5]一書中的磺胺醋酰鈉的合成實驗為例，進行實例分析。

1.藥物化學實驗教學現(xiàn)狀分析

在傳統(tǒng)的藥物化學實驗課程中，“責任”這一重要元素往往不在授課內(nèi)容之列。然而，只有學生有了責任之心，才能明白課程所學之意義所在，才能以嚴謹和嚴肅的態(tài)度對待這門課程。因此，本文從責任的角度出發(fā)，對課程改革提出一定的建議。此外，目前藥物化學實驗課程的教學方法比較單一，常采用老師授課示范、學生學習的傳統(tǒng)方法[2]。這種通過老師示范實驗過程，學生重復實驗的傳統(tǒng)方法，容易導致學生缺乏實驗積極性，并對實驗內(nèi)容缺少深入的思考和理解，從而使學生的思維能力和創(chuàng)新能力無法得到全面的鍛煉和提高。本文將從“以教助學”和“開放式”教學模式兩方面展開討論，期望通過這兩種新的教學模式來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和能力。另外，在現(xiàn)代化藥物化學人才培養(yǎng)方面，雖然對藥物化學實驗教材進行了雙語編寫，然而在實際授課過程中，師生之間直接英語的交流有限，學生的英語應用較少，大部分學生僅僅是在寫實驗報告時對課本英文內(nèi)容進行簡單的摘抄，無法在運用英文描述實驗原理和步驟、進行實驗討論等方面得到實質(zhì)性的英文訓練。針對此教學現(xiàn)狀，本文對藥物化學實驗課程的雙語教學方式提出了實質(zhì)性實踐的建議。

因此，基于上述藥物化學實驗教學現(xiàn)狀，本文對藥物化學實驗課程的改革進行了創(chuàng)新性的探索，旨在全面提高學生的實驗能力，為現(xiàn)代化醫(yī)藥人才的培養(yǎng)打好基礎。

2.創(chuàng)新教學改革探索

(1)責任心的培養(yǎng)

“責任”是藥學職業(yè)道德的基本內(nèi)容之一，是指藥學工作人員對患者、對他人、對社會的責任感[6]。在藥學專業(yè)學生的培養(yǎng)過程中，應注重責任心的培養(yǎng)。首先，“安全”是實驗教學的重中之重，是實驗能夠順利進行的基本保障。在藥學研發(fā)的過程中，難免會使用到有毒、易爆或者有腐蝕性的試劑和藥品。在教學過程中，要樹立學生對化學的敬畏之心。教育學生在實驗過程中注意安全，不僅是對自己的安全負責任，而且可以避免誤傷其他同學，也是對他人安全負責任的體現(xiàn)。此外，可以從保護環(huán)境的角度加強學生的責任感。在實驗過程中會產(chǎn)生化學廢棄物，有可能對環(huán)境造成影響。為了保護環(huán)境，學生應該嚴格按照要求，將化學廢棄物回收到指定的容器中，切不可隨意將化學廢棄物倒入水池或生活垃圾桶中，避免對環(huán)境的破壞。

筆者具有多年的藥物化學實驗課程的授課經(jīng)驗。安全教育是藥物化學實驗課程的第一堂課授課內(nèi)容。不同于以往僅僅是強調(diào)實驗安全注意事項的授課模式，而是從“責任心”切入，培養(yǎng)學生的責任感。當有了責任感后，學生的態(tài)度也有了明顯的變化，在進行安全教育時，也更嚴肅認真。比如，安全的裝備是安全實驗的基本保障，學生進入實驗室必須穿好實驗服、佩戴安全眼鏡和手套，并帶上口罩，禁止穿拖鞋和涼鞋。責任感使學生能夠自覺做到每次穿戴符合要求，無需老師的多次提醒，沒有發(fā)生由于穿戴不規(guī)范而回宿舍重新?lián)Q衣的現(xiàn)象。又比如，在磺胺醋酰鈉的合成實驗中，通過磺胺跟醋酐在堿性條件下發(fā)生反應，然后通過調(diào)節(jié)酸堿度，來獲得純的終產(chǎn)物。此實驗需要使用到具有刺激性氣味的酸酐以及有強腐蝕性的濃鹽酸等液態(tài)化學藥品，在使用過程中，如若將殘留液倒入水池，不僅可能被自己或他人誤吸而對呼吸道系統(tǒng)造成損傷，而且有可能腐蝕下水管道，造成環(huán)境污染。因此，在實驗開始前必須要強調(diào)這些注意事項，分析利害關系，要求學生必須將殘留液倒入相應的回收容器內(nèi)。此外，在實驗結(jié)束時，安排值日生將實驗室打掃干凈，使下一批使用實驗室的學生能夠正常開展實驗，并養(yǎng)成結(jié)束實驗離開實驗室時，檢查實驗室相應的設備是否關閉，保證實驗室的安全環(huán)境。

只有在平時的實驗培訓中養(yǎng)成好的實驗習慣，樹立學生對人、對己以及對我們所生活環(huán)境的責任之心，學生在未來從事藥學工作時，才能夠自然成習慣，遵守藥學職業(yè)的基本道德，對患者、對他人、對社會承擔起藥學工作者的責任，做一位有擔當?shù)乃幓恕?/p>

(2)“以教助學”的新型教學模式

在以往藥物化學實驗課程的教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，部分學生在上課前沒有做好充分的預習，缺乏對實驗原理的深刻理解，對實驗中的注意點沒有引起關注，甚至對所需要的試劑用量沒有提前進行計算，導致在實驗過程中出現(xiàn)失誤。雖然要求學生在課前對實驗進行預習，但是部分學生僅對實驗課本內(nèi)容進行簡單的摘抄，從而無法從根本上克服上述問題。因此，本文提出“以教助學”的新型教學模式。傳統(tǒng)藥物化學實驗教學中，實驗課授課教師在實驗開始前對當天實驗內(nèi)容進行講授，隨后進行實驗示范。在“以教助學”的新型教學模式中，采用隨機點名和自愿講解相結(jié)合的方式，并輔以課程成績的激勵政策，改由學生來講解當天實驗內(nèi)容，包括實驗原理、實驗步驟、實驗過程中的注意點以及所需原料用量。

接下來，筆者以磺胺醋酰鈉的合成實驗為例，分析“以教助學”如何幫助學生理解實驗過程中的注意點，避免實驗的失誤。本實驗中，需要通過多次的pH值的調(diào)節(jié)以及過濾操作來純化終產(chǎn)物。具體如下：磺胺和醋酐在pH值為12～13的堿性條件下發(fā)生反應后，生成了含有磺胺醋酰鈉、磺胺雙醋酰鈉和磺胺鈉的混合溶液；接著，用濃鹽酸將pH值調(diào)為7，磺胺鈉變?yōu)榛前窂娜芤褐谐恋沓鰜?，過濾將其去除，保留濾液；然后，將濾液pH值繼續(xù)用濃鹽酸調(diào)為4～5，磺胺醋酰鈉、磺胺雙醋酰鈉轉(zhuǎn)變?yōu)榛前反柞：突前冯p醋酰從溶液中沉淀出來；過濾后，保留磺胺醋酰和磺胺雙醋酰固體，將其分散在10%的鹽酸中，pH值＜1時，磺胺醋酰被鹽酸化從而溶解于10%鹽酸中，而磺胺雙醋酰不溶；過濾后可獲得鹽酸化的磺胺醋酰的鹽酸溶液，向溶液中加入40%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值至5，將鹽酸化的磺胺醋酰轉(zhuǎn)變?yōu)榛前反柞３恋砦?；最終，將磺胺醋酰用少量水潤濕后，加熱至90℃，滴加20%的氫氧化鈉溶液至恰好溶解，趁熱過濾，濾液轉(zhuǎn)至小燒杯中冷卻后，可析出最終產(chǎn)物磺胺醋酰鈉。如上所訴，在純化過程中，需要多次過濾，有時需要保留濾液，有時需要保留濾餅。在以往教學過程中，由于某些學生對實驗過程和實驗原理缺乏深刻的理解，容易發(fā)生誤將所需的濾液或濾餅丟棄的現(xiàn)象，導致實驗的失敗。在“以教助學”的新型教學模式中，由于采取隨機點名的方式，且不同的部分可以由不同的同學來講解，使每個同學都有可能有機會上臺講解，且有平時成績的加分激勵，因此每位同學都會認真準備，而且學生的積極性也比較高，課堂氣氛活躍。在這個過程中，學生自然而然地對實驗內(nèi)容以及注意點有了深刻的印象，在實驗中的失誤也相應的大大降低。

這種新型的“以教助學”教學模式，一方面，能夠保證每個學生能夠認真預習，深刻理解所學內(nèi)容；另一方面，這種角色的轉(zhuǎn)換，可以提高學生的積極性，增加課堂的趣味性。

(3)“開放式”教學模式

在傳統(tǒng)的實驗課程中，學生都是按照實驗課本中的實驗步驟，在老師的示范教學下，按部就班完成相應的實驗，僅僅在實驗操作上進行了練習。然而，在對學生思維能力的鍛煉方面，僅限于學生對課本上思考題的回答。由于缺乏對問題的直觀理解，學生往往無法正確回答所有的問題。學生的科研思維能力、創(chuàng)新能力以及合作能力在這種傳統(tǒng)的藥物化學實驗課程授課方式下無法得到全面的鍛煉和提升。因此，筆者提倡采用“開放式”教學模式，在實驗課本部分的實驗完成之后，根據(jù)教學的情況，鼓勵學生進行“開放性”實驗探索，提高學生的解決問題的能力、創(chuàng)新能力以及相互合作的能力。比如，將部分思考題以實驗的形式呈現(xiàn)出來，讓學生通過實際操作、觀察和分析，從實驗中去探索問題的答案。這種教學方式，不僅將思考題更直觀的體現(xiàn)，而且讓學生在實驗過程中加深對問題的理解，并對問題的答案印象更深刻。此外，鼓勵學生根據(jù)自己在實驗中出現(xiàn)的問題，去思考發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，提出解決問題的方法，并支持學生依據(jù)解決方案，通過實驗去驗證問題是否可以得到解決，而不是僅僅在實驗討論部分“紙上談兵”。除上述情形外，鼓勵學生在對實驗深刻理解的基礎上，對課本的實驗方法提出自己的看法，比如實驗是否有不足或者可以改進的地方，同學之間相互交流，設計新的實驗方案，并支持學生通過相互合作，進行相應的實驗驗證。

以磺胺醋酰鈉的合成為例，在此實驗中，pH值的調(diào)節(jié)是實驗是否能夠成功的關鍵，尤其是第一步磺胺和醋酐在pH值為12～13的堿性條件下發(fā)生的反應，反應液的堿性很重要。堿性過弱生成的磺胺雙醋酰較多，磺胺醋酰次之，磺胺較少。堿性太強時，磺胺較多，磺胺醋酰次之，而磺胺雙醋酰較少。若pH值調(diào)節(jié)不準，往往導致實驗失敗或產(chǎn)率很低。筆者在授課時發(fā)現(xiàn)，當提問學生這一步反應中，pH值對實驗有何影響時，很多學生都無法很快正確的回答，甚至有學生將結(jié)果答反，比如堿性太強時，磺胺雙醋酰較多，磺胺醋酰次之，磺胺較少。這主要歸因于學生對pH值偏大或者偏小對實驗造成的結(jié)果沒有直觀的觀察和了解。針對這種情況，可以將學生分為三組，進行對照實驗，第一組的實驗條件為正常的pH值：12～13，第二組pH值偏大，第三組pH值偏小。根據(jù)實驗結(jié)果，分別鑒定出目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物的含量，各組之間就目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物的產(chǎn)量進行比較，從而對結(jié)果有比較直觀的印象。

通過“開放式”教學模式，鼓勵學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，有利于培養(yǎng)學生的科研思維能力和創(chuàng)新能力。此外，這種教學模式，可以加強學生之間的相互合作，培養(yǎng)學生的團隊精神。

(4)雙語教學

為了加強學生對實驗課程相關英語的學習，首先在“以教助學”環(huán)節(jié)，要求學生用英文講解，使學生對所學內(nèi)容的英文描述有一定的了解。其次，老師在授課過程中盡量使用英文。由于在“以教助學”環(huán)節(jié)學生已經(jīng)熟悉了相關課程的英文內(nèi)容，因而學生能夠聽明白老師英文的描述或提問。同時老師應該耐心地鼓勵學生課堂上用英文交流。除了培養(yǎng)學生的英文交流能力，在英文寫作方面也不能忽視。這方面的能力鍛煉，主要體現(xiàn)在實驗報告環(huán)節(jié)。學生不應該只是對課本英文內(nèi)容進行簡單的摘抄。老師鼓勵學生在理解實驗內(nèi)容的基礎上，用自己的方式用英文將實驗內(nèi)容呈現(xiàn)，寫作方式不限，只要所寫內(nèi)容具有邏輯性。此外，實驗討論部分是學生體現(xiàn)對實驗的理解程度，自由發(fā)揮個人水平的很好的機會。應鼓勵學生用英文進行實驗討論，并以增加課程成績進行激勵。

在實際雙語教學實施過程中，筆者發(fā)現(xiàn)“鼓勵”和“激勵”在雙語教學中扮演著重要的角色。在初步嘗試時，僅有個別的同學在實驗報告中用英文去回答問題并進行討論。在課堂上，筆者會對這些同學的努力進行表揚，并明確對其實驗報告成績加分。這樣，不僅保持這些同學的積極性，也會激勵其他同學的嘗試。此外，在用英文進行實驗討論的過程中，學生會突破課本中的詞匯量，通過查閱文獻資料，拓寬自己實驗相關的英文知識儲備。在課程結(jié)束時，有更多的學生愿意嘗試英語的應用，并獲得一定的成就感。

藥物化學實驗課程的雙語教學，可以讓學生對實驗試劑、實驗步驟以及實驗原理的英文表達有所了解，為將來的英文文獻的閱讀以及科研論文的撰寫打好基礎。英文文獻的閱讀和寫作，是現(xiàn)代化藥學人才的必備技能。

3.結(jié)語

本文針對目前藥物化學實驗傳統(tǒng)教學現(xiàn)狀，以培養(yǎng)具有責任心的現(xiàn)代藥物化學人員為目標，從責任心的培養(yǎng)、“以教助學”的新型教學模式、“開放式”的新型教學模式以及雙語教學四個方面，對藥物化學實驗課程的教學改革提出建議，期望培養(yǎng)學生的責任心，激發(fā)他們學習積極性，提高教學質(zhì)量，為新一代的藥物化學研究人員的培養(yǎng)打好堅實的基礎。