藥學(xué)類專業(yè)天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革探索*

文 瑤

(廣東藥科大學(xué)藥學(xué)院，廣東 廣州 510006)

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要任務(wù)是通過(guò)驗(yàn)證的方式配合和強(qiáng)化理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生提取、分離、精制及鑒定天然產(chǎn)物的能力。天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)非常實(shí)用的學(xué)科，對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的應(yīng)用型藥學(xué)人才特別重要。為培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的應(yīng)用型藥學(xué)人才，現(xiàn)有的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在授課內(nèi)容、模式等方面已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代高素質(zhì)藥學(xué)人才培養(yǎng)需要。因此，改革實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)體系，在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的過(guò)程中極為重要[1, 2]。在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，如何在有限的課時(shí)數(shù)內(nèi)，高效率地組織天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立性、創(chuàng)新性的目的是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。在原有的天然藥物化學(xué)教學(xué)體系中，教師專注于理論課程的教學(xué)，往往忽視實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)則是通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握與鞏固，在實(shí)踐過(guò)程中幫助本科生掌握研究天然藥物化學(xué)的基本方法，并且培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力[3]。

1 天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀

原有天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在授課內(nèi)容、方式和考核環(huán)節(jié)等方面已嚴(yán)重滯后于現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新和發(fā)展的要求。主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，課堂訓(xùn)練目的不夠明確，學(xué)生往往認(rèn)為此課程就是完成老師布置的任務(wù)，對(duì)學(xué)生主動(dòng)探究能力的培養(yǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。第二，授課模式比較單一，教學(xué)內(nèi)容單調(diào)。傳統(tǒng)的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)模式多是教師以板書(shū)的形式講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生在沒(méi)有深入理解實(shí)驗(yàn)原理的情況下就按部就班地做實(shí)驗(yàn)。深受應(yīng)試教育的影響，現(xiàn)代大學(xué)生的“學(xué)”部分還很被動(dòng)，在這種授課模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不高，學(xué)習(xí)效率低，教學(xué)效果不好。第三，實(shí)驗(yàn)考核模式單一。原先的做法就是通過(guò)一整個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)，教師根據(jù)學(xué)生的出勤率、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告給出評(píng)分。為此我們做了積極的嘗試，以專業(yè)需要和發(fā)展為本，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。通過(guò)優(yōu)化與改革天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，制定科學(xué)合理的考核體系，注重應(yīng)用型實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生開(kāi)闊視野，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，提高獲取應(yīng)用新知識(shí)、分析和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)未來(lái)職業(yè)要求和崗位環(huán)境的理解加深，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)涵建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 改革的基本思路

2. 1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)緊跟本學(xué)科領(lǐng)域前沿科學(xué)進(jìn)展，將新技術(shù)、知識(shí)融入天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使學(xué)生了解本專業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，熟悉和掌握天然藥物化學(xué)前沿的理論知識(shí)和操作技能[4]。我們?cè)黾恿恕堆a(bǔ)骨脂中異補(bǔ)骨脂素和補(bǔ)骨脂素的提取、分離與鑒定》和《女貞子中齊墩果酸的提取與鑒定》兩個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的獨(dú)立性和創(chuàng)造力得到增強(qiáng)。我們按“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)層次展開(kāi)教學(xué)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則以研究課題為重點(diǎn)，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)研究能力，主要以學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)和查閱相關(guān)中英文文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師所給的實(shí)驗(yàn)題目的方案，再經(jīng)教師點(diǎn)評(píng)后開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使學(xué)生透徹理解所學(xué)的理論知識(shí)，如天然藥物中有效成分的提取、純化和結(jié)構(gòu)鑒定等。

根據(jù)學(xué)生的專業(yè)不同，對(duì)應(yīng)的課程學(xué)時(shí)不同(包括45學(xué)時(shí)和54學(xué)時(shí))。我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)數(shù)和天然藥物化學(xué)理論課的教學(xué)重點(diǎn)設(shè)置了一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。這三個(gè)具有代表性的實(shí)驗(yàn)涉及天然藥物化學(xué)研究中的所有實(shí)驗(yàn)操作，基本可以保證學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)動(dòng)手能力和檢驗(yàn)理論課所學(xué)內(nèi)容的要求。藥物制劑和藥物分析專業(yè)的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課為45學(xué)時(shí)，由《槐花米中蘆丁的提取、分離與鑒定》(18學(xué)時(shí))、《黃連中鹽酸小檗堿的提取、分離與結(jié)構(gòu)鑒定》(18學(xué)時(shí))和《女貞子中齊墩果酸的提取與鑒定》(9學(xué)時(shí))三個(gè)具有代表性的實(shí)驗(yàn)組成。藥學(xué)、藥物化學(xué)和制藥工程專業(yè)的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為54學(xué)時(shí)，由《槐花米中蘆丁的提取、分離與結(jié)構(gòu)鑒定》(18學(xué)時(shí))、《黃連中鹽酸小檗堿的提取、分離與結(jié)構(gòu)鑒定》(18學(xué)時(shí))和《補(bǔ)骨脂中異補(bǔ)骨脂素和補(bǔ)骨脂素的提取、分離與結(jié)構(gòu)鑒定》(18學(xué)時(shí))三個(gè)具有代表性的實(shí)驗(yàn)組成。重點(diǎn)講解實(shí)驗(yàn)中的基本概念、原理、方法和操作。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以掌握天然藥物中化學(xué)成分的常用提取(溶劑提取法、超聲輔助提取法、回流提取法、堿溶酸沉法和酸溶堿沉法等)、精制(重結(jié)晶法和鹽析法等)和分離純化(氧化鋁柱層析、硅膠柱層析等)方法，同時(shí)掌握紙層析和薄層層析(硅膠薄層和聚酰胺薄膜等)等色譜鑒定法和常用化學(xué)檢識(shí)法。

2.2 改進(jìn)課程教學(xué)方法與手段

2.2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

原有的封閉式、注入式和程序化教學(xué)法不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。教學(xué)方法改革后，通過(guò)構(gòu)思教學(xué)理念、教學(xué)方案和教學(xué)方法，實(shí)施開(kāi)放式、探究式和啟發(fā)式教學(xué)計(jì)劃。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以學(xué)生自主操作為中心，老師指導(dǎo)為輔，倡導(dǎo)探索性、合作和自主學(xué)習(xí)，以彰顯學(xué)生的主體地位。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)學(xué)生根據(jù)已學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，查閱中英文文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，調(diào)配實(shí)驗(yàn)試劑，調(diào)試儀器，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄并整理原始數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和自主科研能力。在綜合性實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和?nèi)容，并撰寫(xiě)詳細(xì)的預(yù)習(xí)報(bào)告，讓學(xué)生帶著問(wèn)題做實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。

以增加的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)《補(bǔ)骨脂中異補(bǔ)骨脂素和補(bǔ)骨脂素的提取、分離與結(jié)構(gòu)鑒定》為例，具體實(shí)施步驟如下：實(shí)驗(yàn)前2周將任務(wù)布置下去，每2位同學(xué)為一組，要求每一組同學(xué)根據(jù)已學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，查閱中英文文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。要求學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案具體內(nèi)容共5大部分內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器與試劑(儀器規(guī)格、試劑劑量)、實(shí)驗(yàn)步驟(提取、精制、柱層析分離、化學(xué)鑒定和薄層色譜鑒定)和參考文獻(xiàn)。隨后指導(dǎo)教師修改學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案，并提出建議。指導(dǎo)教師返回給學(xué)生修改后的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生修改后重新打印交給老師。隨后每組學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，調(diào)配實(shí)驗(yàn)試劑，調(diào)試儀器，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄并整理原始數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課后，學(xué)生們互相交流，比較各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.2.2 引進(jìn)類比法教學(xué)

類比法教學(xué)是將未知和已知實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些相同或相似方面進(jìn)行比較并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。例如，在槐花米蘆丁的提取實(shí)驗(yàn)中采用熱水提取；在黃連鹽酸小檗堿、女貞子齊墩果酸、補(bǔ)骨脂異補(bǔ)骨脂素和補(bǔ)骨脂素的提取實(shí)驗(yàn)中分別采用超聲輔助酸性水提取和超聲輔助/乙醇回流提取。運(yùn)用3種不同的提取純化方法的原理與藥材中活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征具有一定的聯(lián)系，學(xué)生把握活性成分的種類及結(jié)構(gòu)特征，可依據(jù)相似相溶的原理，針對(duì)性地選取提取和分離純化方法。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引入類比法，根據(jù)已知內(nèi)容推理未知內(nèi)容，比較不同內(nèi)容并進(jìn)行傳授，鍛煉學(xué)生剖析問(wèn)題的本領(lǐng)。

2.2.3 運(yùn)用高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作技巧

改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，運(yùn)用信息技術(shù)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的現(xiàn)代化，以增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)放性、靈活性和高效性，使問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，化抽象為形象。在授課方式上同時(shí)采用傳統(tǒng)教學(xué)手段和多媒體技術(shù)，把學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。過(guò)去的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是寫(xiě)在黑板上，老師現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這種陳舊的教學(xué)模式，有的學(xué)生看不清教師操作。我們以板書(shū)和多媒體教學(xué)的形式進(jìn)行教學(xué)，將抽象的文字信息轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的圖像、視頻，讓學(xué)生更直觀地理解實(shí)驗(yàn)原理和操作，高效調(diào)動(dòng)起學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。根據(jù)多媒體教學(xué)的原理，開(kāi)拓現(xiàn)代教育技術(shù)創(chuàng)新。例如，利用功能完善的學(xué)習(xí)軟件，將教師多媒體課件上傳，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)；建立討論板塊，實(shí)現(xiàn)師生線上互動(dòng)。課堂上還可應(yīng)用“翻轉(zhuǎn)教學(xué)法”[5]，互換學(xué)生與老師的角色，學(xué)生是主角，老師只是指導(dǎo)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。還可通過(guò)計(jì)算機(jī)制作實(shí)驗(yàn)仿真課件[6, 7]，通過(guò)真實(shí)演示和人機(jī)交互進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。采用多媒體教學(xué)，在學(xué)生面前直觀地展示中藥材植物圖像和藥用部位照片；利用多媒體技術(shù)模擬儀器的原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，顯示各種儀器結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)演示提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定過(guò)程；使用視頻錄像記錄真人演示儀器操作過(guò)程和注意事項(xiàng)。運(yùn)用多媒體規(guī)范實(shí)驗(yàn)的基本操作和技巧，可強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)知。例如，在實(shí)踐操作的教學(xué)流程中，通過(guò)引導(dǎo)在模擬、仿真、虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作，促進(jìn)模擬、仿真、虛擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合；通過(guò)提供開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生按照自身的實(shí)際需求選取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和儀器設(shè)備等，增加實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、空間、方法和項(xiàng)目?jī)?nèi)容等方面的開(kāi)放程度。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的掌握能力，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)格縝密的科學(xué)素質(zhì)和優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)室工作習(xí)慣。通過(guò)這些教學(xué)方式的改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了很大的提高，同時(shí)教學(xué)目標(biāo)也得以實(shí)現(xiàn)。

2.3 建立合理的考核體系

實(shí)驗(yàn)考核是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的有效措施，也是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度的可靠方法。原先的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方法較簡(jiǎn)單，僅從實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)情況進(jìn)行評(píng)定打分，造成一部分學(xué)生懶惰，逃課或不進(jìn)行實(shí)際操作，僅靠抄襲其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告蒙混過(guò)關(guān)，這種方法往往不能客觀地反映學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)考核改革后，將出勤率、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、方案設(shè)計(jì)與衛(wèi)生情況等綜合到實(shí)驗(yàn)成績(jī)中，讓動(dòng)手能力強(qiáng)、準(zhǔn)備充分的學(xué)生得到應(yīng)有的獎(jiǎng)勵(lì)是公平公正的考核準(zhǔn)則。具體實(shí)施步驟如下：提前2周時(shí)間將期末考試題目和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目布置下去，要求每一位同學(xué)都要完成一份實(shí)驗(yàn)方案，在操作考試時(shí)根據(jù)自己制定的實(shí)驗(yàn)方案具體實(shí)施。將實(shí)驗(yàn)方案與考試報(bào)告一起作為期末考核，要求在操作考試中一起完成。這樣就避免了原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一刀切的缺陷，可以綜合考查學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α４蚍诌^(guò)程是教師對(duì)每個(gè)學(xué)生逐一進(jìn)行打分，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)操作是分組進(jìn)行的，考核實(shí)驗(yàn)操作是每個(gè)人獨(dú)立完成的，所以有些評(píng)分項(xiàng)目根據(jù)整組表現(xiàn)情況打分，其他的都是根據(jù)個(gè)人表現(xiàn)打分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課考核體系的改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)責(zé)任感得到了增強(qiáng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了提高，學(xué)生的操作能力和提出及解決問(wèn)題的能力得到了強(qiáng)化，使學(xué)生知識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和技能得到發(fā)展。

2.4 開(kāi)展“第二課堂” “科研導(dǎo)師制”等課外科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

學(xué)校的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)與導(dǎo)師制相結(jié)合。教師根據(jù)項(xiàng)目研究計(jì)劃和研究進(jìn)展，結(jié)合學(xué)生的具體情況，制定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求。一個(gè)老師教幾個(gè)學(xué)生，師生一起探索[8]。在這種模式下，教師有充足的時(shí)間與學(xué)生相處，不僅拉近了師生間的距離，師生交流機(jī)會(huì)多，而且在一個(gè)輕松的環(huán)境下，師生間交流容易。通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)論文等方法，進(jìn)一步豐富天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，使本科生創(chuàng)新思維和科研能力得到發(fā)展。通過(guò)天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，建立多媒體課件、BB平臺(tái)教學(xué)等先進(jìn)的教學(xué)工具，抽象的教學(xué)內(nèi)容被形象化、多維化和立體化，豐富實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，使教學(xué)質(zhì)量得到提高。通過(guò)構(gòu)建課外科學(xué)實(shí)踐體系，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于藥學(xué)類專業(yè)中重要的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，我們積極探索本課程的教學(xué)改革，提出了優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)課程教學(xué)方法與手段、建立合理的考核體系及開(kāi)展“第二課堂” “科研導(dǎo)師制”等課外科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的改革思路，希望能為天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革提供參考。