淺談藥物化學實驗教學質量的提高和創新能力的培養

楊新平 李芳耀 林家遜 阮 方

（桂林醫學院藥學院，廣西 桂林 541004）

淺談藥物化學實驗教學質量的提高和創新能力的培養

楊新平 李芳耀 林家遜 阮 方

（桂林醫學院藥學院，廣西 桂林 541004）

藥物化學實驗是藥學專業《藥物化學》課程的重要組成部分，是藥學專業一門重要的專業實驗課，根據課程特點和存在的問題，從強化學生基本操作和技能的訓練、重視基本能力的訓練、改革考核方式、精心設計實驗等內容，提高實驗教學質量，采用討論式教學方法加強學生創新能力的培養。

實驗教學質量；創新能力；實驗教學考核；討論式教學

藥物化學實驗是藥學專業《藥物化學》課程的重要組成部分，也是藥學專業一門重要的專業實驗課，目的是通過實驗加深對藥物化學的基本理論和基本知識的理解，掌握當代合成藥物的基本方法和對藥物進行結構修飾的基本方法。在實驗內容上除了鞏固和驗證所學過的理論知識及基本操作外，還要在學習了藥物化學理論課及有關基礎理論課的基礎上加強學生在分析問題、解決問題的創新能力方面的培養。根據課程特點和實驗教學中存在的問題，實驗帶教老師要重視研究如何提高實驗課教學的質量、如何培養學生創新能力。

（一）實驗教學過程中存在的主要問題

部分學生實驗基本操作基本技能不扎實，表現在實驗過程中操作不夠規范，隨意性較大，動手能力差；實驗教學中都是老師講解，學生被動應付，習慣按照實驗指導書上的步驟邊看邊操作，不注重實驗過程，只注重最終結果；學生對實驗理論和操作方法理解不深，實驗中表現出動手能力差、缺乏解決問題的能力。因此，對實驗中出現的現象不主動去思考，以致遇到問題時就不知該如何處理，從而起不到實驗教學應有的效果。所以在實驗過程中有必要采取措施解決這些問題，調動起學生學習的主動性、積極性，逐步提高學生的創新能力。

（二）實驗教學質量提高的途徑

1.強化學生基本操作和技能的訓練。學生綜合能力的培養，必須建立在扎實的基礎知識、熟練的基本操作技能之上。大學生雖然具備了一定的自學能力和理解能力，但知識結構不完整，能力結構不完善，在實驗過程中由于對實驗原理和操作方法不太了解，易出現盲從、依賴、模仿等心理障礙，以致操作不規范、動手能力差。所以要強化學生對實驗原理的理解和對基本操作和技能的訓練，使學生掌握正確操作，提高動手能力。藥物化學實驗是建立在相關化學實驗基礎上的實驗課程，學生具有扎實的基礎知識、熟練的基本操作技能有利于保證藥物化學實驗課程的順利開展，有利于綜合能力的提高。在實驗教學中，把藥物化學實驗課所需的實驗技能（實驗裝置、提取、純化技能等）具體化，與基礎化學課（特別是有機化學課）的老師溝通，基礎化學實驗的老師在實驗課開設時對實驗內容統一安排、有所選擇，對這些基礎知識、基本技能有針對性的訓練。學生在進行藥物化學實驗之前就具備了相應的實驗操作技能，同時在藥物化學實驗課中再對這些基本的操作技能進一步強化鞏固，使學生能更好的掌握這些藥物合成的方法、技能，把所學的基本技能系統化，提高了綜合運用能力。其次藥物化學實驗教學前開設實驗技能訓練總論課。在每個學期的第一次課安排實驗技能訓練總論課，要求學生熟悉基礎化學的實驗教材（特別是有機化學實驗教材），教師引導學生把實驗教材中的裝置、操作、技能等進行歸納分類，對學生的實驗技能再次強化。再次通過具體的實驗，教師手把手糾正學生的錯誤操作，規范實驗操作，督促學生養成科學嚴謹的作風；同時每次實驗后，教師對實驗進行歸納總結，指出實驗過程中學生操作存在問題，加深學生對正確操作和實驗過程的印象，進一步鞏固基本操作和技能。

2.重視基本能力的訓練。在規范實驗操作的同時，更重視對學生的實驗能力的訓練、培養，只有學生具備了這種能力，學會了怎樣做實驗，養成了良好的實驗習慣，才會在此基礎上更好的培養出獨立工作、獨立思考、獨立解決問題的能力。在前面訓練、規范學生實驗技能的實驗的基礎上，對實驗的三個階段，即實驗前、實驗中、實驗后三個階段，通過這些具體的實驗內容明確藥物化學實驗課各個階段要做的工作和具體要求。實驗前的準備階段，要求學生做這樣一些工作，如查工具書、文獻弄清楚實驗原理、反應條件及影響因素；原料試劑的用量計算（各原料摩爾數、各原料之間的摩爾數比、沒給出用量的物料的用量計算等）；用手冊、工具書、物質理化性質數據庫查出實驗所用試劑藥品的理化性質，記錄在實驗預習本上；考慮實驗中要采用的實驗裝置、操作等項目的訓練。實驗過程中要求觀察實驗現象變化，思考實驗中所出現的現象的原因，怎樣進行實驗記錄，并要求規范記錄內容（包括實驗操作、資料來源、所用試劑、現象、后處理、結果的記錄）。實驗結束后訓練怎樣書寫實驗報告，包括實驗報告的格式、實驗操作部分的書寫、實驗的討論部分的內容書寫等。通過多次具體的實驗訓練后，學生基本掌握了藥物化學實驗各個階段要做的工作和具體要求，同時在后期的每個實驗都要求學生按這些要求做，并將這種基本能力的養成作為實驗成績的一部分。通過在五屆本科學生的追蹤調查發現，經過這些訓練后，在后期做綜合性實驗時大部分學生都能自覺的按平時訓練的實驗要求來做，養成了良好的實驗習慣；在學生畢業實習期間都能以這種良好的實驗習慣獨立開展實驗工作。

3.精心設計實驗內容。結合本專業的特點和實際情況，精心設計了一些實驗，所有實驗的設計都是考慮從藥物合成的各個環節（反應的實施、反應進度監測、產品純化、產品的理化鑒定等）對學生加以訓練。具體到一些實驗又有不同的訓練目標，如藥物結構修飾實驗，氟哌酸鋅的制備（成鹽反應）、甲酚磺酸鈉的合成（磺化反應），使學生規范實驗操作、明確藥物化學實驗課的具體要求、了解藥物結構修飾理論和方法。通過這些訓練后，學生基本掌握了藥物化學實驗的具體要求，動手能力也得到了訓練，接下來開設出2～3個綜合性實驗，從實驗原理到實驗路線的設計、實驗條件的選擇、實驗方案的選擇、反應的監測、實驗后處理方法的設計、產物的鑒定等方面進行討論，讓學生真正的理解怎樣做實驗，怎樣做好一個實驗，進一步體會要做好實驗需做好哪些準備工作，加深對實驗課具體要求的理解。還開設了個別能反應實驗新技術的實驗，如扁桃酸的合成（用到相轉移催化劑），讓學生關注新技術在藥物化學實驗中的應用，拓寬學生知識面。為提高學生的專業英語閱讀能力，在實驗的內容選擇時增加了英文實驗內容，部分實驗內容以雙語形式出現，實驗教學時先要求學生翻譯，然后在學生間進行交流，最后在課堂上由老師進行講解，再由學生實施實驗。

4.改革考核方式。以往的實驗考核只注重考學生的基本操作，或對做過的實驗的理解，改革后，不僅考學生的基本操作、基本技能，還將學生對實驗要求的掌握、實驗課的態度、科學態度養成等納入考核的內容。考核的內容包括每一個實驗的操作成績、是否按實驗課的要求做到（實驗預習要求、實驗記錄的要求、實驗報告的書寫要求）養成了良好的科學態度、操作和實驗技能考核幾個部分的成績組成。通過實驗考核的改革，同學們更重視對每次實驗課的學習，更重視基本能力的訓練，實驗課的教學取得了較好的效果，也較客觀地評估了同學的實驗技能和科研素養。

（三）通過討論式教學進行創新能力的培養

實驗教學除了讓學生掌握基本實驗方法和原理，還必須逐步培養學生的科研思維方式和創新意識，培養學生分析問題和解決問題的能力。如何在實驗教學中發揮學生學習的積極性、主動性，調動學生思考問題、解決問題的自主性，實驗教學中進行了多種嘗試，采用討論式教學方法，取得了較好的教學效果。所謂討論式教學方法，即教師提出問題，讓學生帶著問題去尋找理論依據，鼓勵學生提出問題，展開討論，而后返回來指導實驗；通過討論，既有利于師生之間的交流，調動起學生學習的積極性，又有利于發揮學生學習的主觀能動性，化被動為主動，從而引導培養學生發現問題、解決問題的能力。采用討論式教學方法可以從以下方面進行。

1.在實驗預習的基礎上，討論預測實驗中可能出現的實驗現象、采取的后處理方法的依據。在預習的基礎上，針對實驗內容，教師提問，讓學生討論并推測在反應過程中可能有那些現象產生，并強調在實驗過程中要注意觀察現象，看自己的推測是否與實際相符；再就是針對實驗中采取的后處理方法，教師有目的的設計一些問題，讓學生討論這些后處理方法的理論依據。通過這樣的訓練，培養學生用已有的知識去解決實驗中出現的現象和問題，使學生由被動接受實驗操作流程，向主動了解、掌握所需知識，體驗如何將理論與實踐相結合，進行創新性實踐轉變，使得學生既有扎實的理論知識又有一定的實踐能力。例如苯佐卡因合成中的氧化反應步，老師提問為什么加濃H2SO4在攪拌下于30min內加完？滴加時會出現什么實驗現象？學生通過討論了解到因濃H2SO4滴加到水中產生大量的熱量，在 30min內攪拌下滴加是稀釋熱量，以防止反應過于猛烈；反應物對硝基甲苯和產物對硝基苯甲酸均不溶于水，前者 mp51.9℃，后者 mp242℃，可以推測在反應開始時，有油狀物浮于反應液表面，隨著反應的進行，固體的析出不斷增多，而事實也的確是這樣。再如苯佐卡因合成的還原步（用 NH4Cl-鐵粉法）為什么反應結束后用飽和碳酸鈉調pH至弱堿性，然后加三氯甲烷萃取，接下來又用稀鹽酸萃取三氯甲烷層，萃取液最后再用堿調pH8，實驗為什么這樣進行處理？在課前老師提出這些問題，讓學生預習后與在同學中討論，通過討論弄清楚了每一步操作的目的，這樣才進一步加深學生對實驗步驟、實驗方案設計的理解，拓展了培養學生發現問題、解決問題能力的途徑。

2.引導學生討論、拓展新方法新技術的應用。對實驗中學到新方法新技術（如相轉移催化技術、微波化學反應、有機光化學反應等），結合后期教學中具體的實驗內容進行提問，在學生中討論，引導學生拓展這些新方法技術的應用，有利于拓寬學生的思維，培養學生發現問題、解決問題的能力。例如在扁桃酸的合成中使用了相轉移催化劑，學習了相轉移催化的理論。在做磺胺醋酰鈉合成實驗時老師提問，能否用相轉移催化劑來加速磺胺酰化步反應速度、提高產率？讓學生進行討論，因為酰化步磺胺與濃堿反應生成的磺酰胺負離子是處于水相，醋酐是處于有機相，用相轉移催化劑能否加速這兩種處于不同相的反應物之間的反應速度，在教學時引導學生進行討論，鼓勵學生重新設計出實驗路線，在開放實驗室時進行嘗試，開展第二課堂研究，與實驗教材上的方法進行對比。再如在苯佐卡因合成的氧化反應步，該反應的原理是隨著濃硫酸滴加到重鉻酸鈉水溶液中釋放出大量的熱量，對硝基甲苯成熔融狀態，進而與氧化劑發生反應。老師在課前可提問：氧化劑重鉻酸鈉及濃硫酸是溶于水在水相，對硝基甲苯熔融后不溶于水，處于有機相，在本實驗中采用相轉移催化劑能否加速反應速度、提高產率？讓學生進行討論，并鼓勵學生在實驗中進行不同組的對照實驗。

3.對綜合性實驗路線設計進行討論。比如在苯佐卡因合成實驗教學時，對實驗的合成路線不是簡單的按實驗講義操作，而是在實驗教學前，教師首先提出如下問題，氧化反應可采用哪些氧化劑來氧化？酯化反應有哪些方法？還原反應有哪些方法？讓學生先查閱文獻，引導學生針對本實驗的目標化合物結構特點，自行設計合成路線，然后在學生間進行討論，確定一條合適的合成路線。通過這些訓練，學生發現問題、解決問題的能力得到了很好的提高。

綜上所述，為了提高實驗教學質量、培養學生的創新能力，需要教師在更廣泛的領域繼續探索和改革。在實驗教學中教師要重視實驗教學工作的研究，研究如何加強基本操作基本技能的鞏固，研究各種知識能力如何獲取的訓練培養，研究如何發揮學生的主觀能動性、調動起學生的學習積極性；并在實驗中積極總結經驗，勇于實踐，大膽探索，扎扎實實落實好每一環節的工作，這樣才能做到全面提高實驗教學水平，提高學生的綜合素質和創新能力。

[1]羅艷,周玉平,張萬金,等.在藥物化學實驗中加強技能訓練[J].醫學教育探索,2008,7(10):1046.

[2]吳艷芬,于亭,雷小平.藥物化學實驗教學方法探索[J].藥學教育,2003,19(2):47.

G424.31

A

1008-1151(2011)04-0158-02

2011-01-11

楊新平（1971- ），男，廣西桂林人，桂林醫學院藥學院有機藥化、天然藥化教研室副主任，講師，從事藥物化學教學和科研。