農林院校天然產物化學實驗教學改革與思考

摘 要：分析了天然產物化學傳統實驗教學在新的教學模式下存在的問題，從實驗教學內容、實驗教學方法和實驗手段多方面闡述了天然產物化學實驗教學的改革路徑。實踐證明，天然產物實驗教學的改革取得了較好的效果，充分調動了學生的積極性和主動性，提高了學生的動手能力和綜合實驗技能。

關鍵詞：天然產物化學實驗 教學內容 教學方 教學手段

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0188-02

天然產物化學是運用現代科學理論和技術方法研究天然產物中化學成分的一門學科[1]，是化學類專業的一門必修課，在整個化學教育體系中具有十分重要的作用和地位。隨著我國藥學事業的飛速發展以及崇尚“自然”之風的回歸，《天然產物化學》課程顯得更加重要。

天然產物實驗教學課程是學生在完成了基礎化學課程以及有機化學、有機分析化學、精細化工工藝學、化學反應工程等專業基礎課和專業課學習及實驗基本操作的基礎上開設的一門專業實驗課，是理論與實踐相結合的紐帶，是培養學生實驗操作技能和應用技術的有效手段，對提高培養質量以及將來學生的就業和從業都起著舉足輕重的作用，但由于天然產物實驗課時較少，教學當中不可能面面俱到，因此如何選擇實驗教學內容及采用有效的實驗教學手段顯的更加關鍵。為此，我們對天然產物化學實驗教學改革進行了探索，取得了一些有益經驗，同時還有許多方面有待于進一步深入探索和實踐。

1 實驗教學內容改革

1.1 時代化

隨著科技的快速發展（天然產物產品發展尤為迅速）和學生知識結構的變化，實驗內容不能進行及時的調整，一些相關領域的新知識和新技術不能及時引進，不利于激發學生對實驗課的主動性和積極性，不利于激發學生的創新性思維，影響了實驗教學的質量，同時容易挫傷學生的專業興趣，為調動學生的積極性，選取一些和日常生活聯系密切的綜合性實驗。如我們在實驗內容中開設了大黃中大黃素的提取實驗，既讓學生了解大黃素在生活中的具體應用，又鍛煉了學生的實驗技巧，并且通過大黃素的紅外鑒定使學生掌握大型儀器的使用，使學生對實驗更加感興趣。

1.2 本土特色化

農林院校天然產物實驗課程要以農業為優勢和特色開展實驗課程教學，一方面體現農學類課程優勢；另一方面為學生就業打下特色基礎，因此在實驗課程的設置上可以適當結合農產品開展天然產物相關實驗。比如，紫甘薯是當前流行的甘薯特有品種，其紫甘薯色素是一類用作食用色素的天然花青素類色素[2]，對于緩解肝功能障礙、調節血壓有顯著作用[3]。由于無毒副作用，可用作安全無毒的食品著色劑，是一類極具前途的功能型食品添加劑和保健食品基料，因此在實驗中開展紫甘薯色素的提取加強了學生天然產物農學特色化的理念。

2 實驗教學方法改革

2.1 多媒體

天然產物化學涉及單體成分的化學結構、提取分離流程、光譜鑒定數據等，傳統板書既浪費時間、又容易出錯，而經多媒體教學以生動形象的圖、文、聲、動畫等信息來表現教學內容和教學過程，圖文并茂，文字清晰，生動直觀，便于理解，動態的提取分離過程更利于學生掌握，從多方位刺激學生對知識的理解和接受，顯著提高學生的興趣性和參與性[4～6]。比如說在實驗中設計到的一些裝置如：浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流法等操作技術所需設備儀器、使用溶劑、適用范圍和優缺點采用多媒體的形式演示出來，不僅能給學生較深的直觀印象，而且動態的演示對于學生后續獨立動手操作也有較好的指導作用了，為后期實驗教學內容地順利完成提供保證。

2.2 比較化

傳統天然產物實驗為流程式操作，具有連續性特點，難以在一次實驗課內完成，加之實驗學時有限，那么如何在有限的實驗學時內充分利用實驗室資源，做到既能達到課程標準的基本要求，又能更好地調動學生的積極性，增加其動手、動腦機會，就顯得十分重要。因此，我們對傳統的單一實驗模式進行了改革，建立了同步比較實驗模式。該模式是指在同一實驗室、同一時間內同步進行2種實驗目的相同，但實驗方法不同的實驗項目。比如在齊墩果酸的提取、分離和鑒定實驗中，一半的學生采用索氏提取；另一半的學生采用連續回流提取，并比較兩種提取方法在提取效率上的不同，索氏提取效果高的結論不僅是對課堂理論的印證，使學生在比較中形成了科學的思維方法，提高了分析問題的能力；而且擴展了實驗范圍，同時也使學生對兩種操作深有體會，使學生在理論與實踐的結合中鞏固了所學知識。

3 實驗教學手段更新

3.1 開放型實驗

所謂“開放性實驗”，就是在設計時開始由老師為學生集體命題，由學生從中選題，然后查閱相關資料，獨立設計實驗方案，計劃所需的儀器、試劑，老師組織學生對各種設計方案進行討論，選擇可行性實驗方法，并且要求學生在實驗報告中對自己所選的工藝路線和實驗結果進行討論分析[7]。如連翹中連翹苷的提取、分離和鑒定，在給定學生命題后由學生自己查閱資料，自行設計提取方案，經教師把關后開展實驗。通過方案的設計，學生進一步鞏固了理論課堂上的相關內容，切實了解每種試劑的具體作用；通過實驗的完成，既鍛煉了學生動手能力又鍛煉了小組成員間協同工作的能力。開放型實驗不僅改變了教師在實驗中從實驗目的、原理、實驗步驟"一包到底"的被動局面，而且是學生對所學知識的一個獨立綜合應用，是他們由不獨立走向獨立工作崗位的一個實踐平臺，因此在一定程度上開展此類實驗對于學生的就業是有極大幫助的。

3.2 項目化

傳統開設的天然產物實驗周中，通常是1個人或者2個人一組，學生的實驗方案雖是自己依據參考文獻制定，但大都沿用了文獻中的數據，依葫蘆畫瓢的重復一遍，只知其然，不知其所以然，因此對于即將進入大四做畢業論文或者找工作的同學來說進行如何解決實驗中問題的訓練勢在必行。另外學生的合作意識不強，因此為了改變此現象，鍛煉學生的解決問題的能力和團隊意識，將每個班級的學生分成5個小組，每組6人。分組時不考慮學生的成績以及相互間關系等因素，只按班級學生名單上的先后順序依次劃分。以大黃中大黃素的提取為例：其中兩人負責提取，期間包括提取條件的篩選及提取條件的優化；另外兩人負責大黃素的提純，其中包括純化方法的選擇及條件的篩選；最后兩人負責大黃素檢測條件的建立。通過分組并摸索實驗條件，一方面學生能明白文獻或書籍上的實驗數據是如何來的，知數據的所以然；另外一方面通過實驗的訓練也鍛煉了他們分析解決的實際操作能力，對大四的論文工作或者與畢業后進入單位進行研究工作都是很有幫助的。另外也可以結合"比較化"實驗，使兩兩大組對同一實驗命題，不同方法獲得的結果進行橫向比較，并作其優缺點及使用范圍分析，這樣在同一實驗內既有統一性（命題的統一），又有差異性（方法的不同），讓學生充分發揮實驗的主觀能動性。

3.3 微型化

微型化學實驗是美國的Mayo博士和他的同事們于1982年基于化學實驗理論思維上的微型化為減少資源消耗和化學污染而發展起來的一種化學實驗的新方法、新技術，為化學實驗教學改革開辟一條新的途徑[8]。天然產物實驗中所用試劑通常屬于易揮發、有毒害氣體，相對于其它實驗而言消耗量大，不僅污染環境，而且在藥品回收處理上費時費力。比如在連翹中連翹苷的提取實驗中，本來從連翹殼中進行提取分離連翹苷，實驗中不僅乙醇等消耗量大，而且富集起來困難，因此我們把實驗進行了改革，改成連翹葉中進行提取，在保證收率的情況下50%的減少了試劑的用量。因此在當今大力提倡綠色化學教育的情況下，微型化學實驗不僅完全符合綠色化學的教育目標，充分體現了環境友好的原則；而且可降低實驗成本，節約實驗經費。

實踐證明，通過這種從實驗教學內容、實驗教學方法和實驗手段多方面的教學改革，不僅培養了學生的語言表達能力，查閱文獻、分析問題及解決問題的能力，而且也培養了學生團隊協作能力，此改革有效可行。

參考文獻

[1] 姚新生.天然藥物化學[M].北京：人民衛生出版社，2002：11

[2] 朱美娟，姚勇芳，韓雪釵，等.紫薯色素的提取及穩定性的研究[J].安徽農業科學，2009，37（36）：17885-17887.

[3] ZHU Hongmei，ZHAO Meng. Study on chemical constituents and antioxidan activty of anthocyanins from Ipomoea batatas L （purple sweet potato）[J].Chemistry and Industry of Forest Products，2009，29（1）：39-45.

[4] 連國清.多媒體教學好處多[J].中國教育技術裝備，2009，22：198-199.

[5] 方君.Flash課件在多媒體教學中的應用[J].考試周刊，2009，33：155-156.

[6]亢臨生，田晉平，王玉蓮.充分運用現代教育技術手段進行計算機輔助教學[J].高等理科教育，2003，S2：194-196.

GINA M B，RAYMOND W K.Galanth amine derivatives for the treatment of Alzheimer's disease[J].Drugs Future，1996，21：621-635.

[7] 王舉濤，劉金旗，汪路明，等.《天然藥物化學》課程教學改革的探討[J].安徽醫藥，2009，13（4）：463-464.

[8] 曹曉群，朱曉慧，王玉民.化學實驗微型化的改革與實踐[J].實驗室科學，2008（1）：24-25.