農(nóng)林院?！短烊划a(chǎn)物化學(xué)》教學(xué)內(nèi)容和方法改革探討

張梁

摘 要：天然產(chǎn)物化學(xué)是一門側(cè)重于天然物質(zhì)化學(xué)研究的化學(xué)類課程，其目的是給學(xué)生傳授主要天然產(chǎn)物化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì)及提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)。該文以農(nóng)林院校的食品專業(yè)為例，剖析近年來《天然產(chǎn)物化學(xué)》教學(xué)過程中存在的主要問題，相應(yīng)地提出了一些解決和應(yīng)對辦法。通過對《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容和方法的改革和探索，并取得了一定的成效，建立了適合于農(nóng)林院校的《天然產(chǎn)物化學(xué)》教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：農(nóng)林院校；天然產(chǎn)物化學(xué)；教學(xué)；改革

中圖分類號 G427 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）05-114-03

《天然產(chǎn)物化學(xué)》是一門研究自然界植物、動物、微生物以及礦物質(zhì)中天然化學(xué)成分的課程[1-2]，其研究內(nèi)容與人們的生活息息相關(guān)，例如傳統(tǒng)藥用植物化學(xué)成分，食品功能成分和微生物代謝產(chǎn)物等。近年來，隨著人們對于食品、保健品和藥品等產(chǎn)品安全性的日益關(guān)注，天然產(chǎn)物化學(xué)研究技術(shù)和方法在這些領(lǐng)域的作用尤顯突出，其在化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)性作用也備受重視。農(nóng)業(yè)院校的許多專業(yè)都開設(shè)《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程，例如食品科學(xué)、茶學(xué)等專業(yè)。但是，由于缺乏相適應(yīng)的教材，這些專業(yè)的天然產(chǎn)物化學(xué)課程教學(xué)一直存在許多問題。課程內(nèi)容往往包含了大量的化學(xué)結(jié)構(gòu)式的簡單羅列，而對于化學(xué)結(jié)構(gòu)式的講解過于刻板生硬，缺乏合理有效的教學(xué)方式，使得學(xué)生學(xué)習(xí)該課程覺得枯燥乏味，學(xué)習(xí)效果不佳，關(guān)鍵知識點(diǎn)理解掌握不夠[3-4]。

為了提高學(xué)生對《天然產(chǎn)物化學(xué)》的學(xué)習(xí)效果，就要針對目前教學(xué)內(nèi)容和方式上存在的問題進(jìn)行相應(yīng)的改革與探索，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容與方法。

1 天然產(chǎn)物化學(xué)課程教學(xué)中存在的主要問題

通過與學(xué)生的課下交流，以及課堂反映，《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程教學(xué)存在的主要問題有如下3個方面。

1.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理 在教學(xué)過程中，許多學(xué)生反映對化學(xué)結(jié)構(gòu)的理解和掌握難度較大，特別是一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物。另外，還有一些專業(yè)的學(xué)生有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)掌握不夠，缺乏扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識，所以影響了對于化學(xué)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和理解。這種普遍存在的現(xiàn)象與農(nóng)林高等院校化學(xué)類基礎(chǔ)課程的設(shè)置有關(guān)。許多農(nóng)林院校選用的教材主要有姚新生主編的《天然藥物化學(xué)》、高錦明主編的《植物化學(xué)》及劉湘主編的《天然產(chǎn)物化學(xué)》，對于非化學(xué)類專業(yè)來說，這些教材內(nèi)容偏多、偏難，沒有突出農(nóng)林院校專業(yè)的特色。而且教師在講授時，通常按照教學(xué)大綱中安排的教學(xué)內(nèi)容及先后順序，沒有針對專業(yè)的實(shí)際情況選取講授核心知識。

1.2 教學(xué)方式方法有待改進(jìn) 目前，食品科學(xué)專業(yè)《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程的教學(xué)方式仍以課堂講授為主，課堂上理論教學(xué)往往難以提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這就要求教師在理論課講授上要講究方式方法，旁引佐證，提高學(xué)生對于知識的接受程度。而本課程一般都是采用多媒體教學(xué)方式，每一節(jié)課的多媒體課件包含了大量的化學(xué)結(jié)構(gòu)式、理化性質(zhì)與波譜學(xué)特點(diǎn)，以及大量的文字表達(dá)內(nèi)容，學(xué)生無法在短短的幾個課時內(nèi)接受并且理解這些復(fù)雜的化學(xué)知識。

1.3 缺乏相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)輔助 《天然產(chǎn)物化學(xué)》是一門以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)、緊密聯(lián)系現(xiàn)代研究成果的課程。本課程的核心知識都源于有機(jī)化學(xué)的基本概念和內(nèi)容，而其它大量的課程內(nèi)容都是與近100a來天然產(chǎn)物化學(xué)的研究結(jié)果直接相關(guān)。例如黃酮類化學(xué)成分的內(nèi)容往往是來源于傳統(tǒng)中藥植物化學(xué)研究結(jié)果，而皂苷類化學(xué)成分包含了名貴藥材人參的化學(xué)研究結(jié)果。由此可見，《天然產(chǎn)物化學(xué)》既是一門基礎(chǔ)性和應(yīng)用性并重的化學(xué)課程，也是一門與實(shí)踐密切結(jié)合的研究性綜述課程。而在教學(xué)過程中，教師講解這些枯燥的化學(xué)知識時過于書面化，而缺乏動態(tài)的以及實(shí)踐操作的環(huán)節(jié)，使得教學(xué)的響應(yīng)率較低。

2 農(nóng)林院校《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程教學(xué)改革措施

2.1 突出關(guān)鍵的內(nèi)容，去除冗余的部分 以食品科學(xué)專業(yè)為例，其基礎(chǔ)課程《食品化學(xué)》部分內(nèi)容與《天然產(chǎn)物化學(xué)》內(nèi)容重疊，例如《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程中的多糖類、蛋白質(zhì)類以及氨基酸類的內(nèi)容與前述的重復(fù)，所以可將這些內(nèi)容刪除。此外，每個章節(jié)中都介紹了大量的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，但是這些結(jié)構(gòu)式數(shù)量的增加并沒有提高學(xué)生對于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)母核的掌握能力。例如生物堿這一章介紹了大量的生物堿結(jié)構(gòu)類型的分類，約有10種不同類型的生物堿，而且每一個類型還列出了2～5種化學(xué)結(jié)構(gòu)式，數(shù)量很大，然而關(guān)鍵內(nèi)容不夠突出。為了讓學(xué)生能夠掌握關(guān)鍵的核心內(nèi)容，在教學(xué)過程中，我們刪除了與食品科學(xué)專業(yè)關(guān)系不密切的5個類型生物堿結(jié)構(gòu)的介紹，而突出介紹與食品密切相關(guān)的嘌呤類（咖啡堿）、異喹啉類（罌粟堿）和有機(jī)胺類（麻黃堿）。結(jié)果顯示3個核心生物堿的關(guān)鍵母核結(jié)構(gòu)講解，并且輔助以相關(guān)植物的圖片介紹，能夠顯著提高學(xué)生的知識點(diǎn)掌握能力。

食品科學(xué)專業(yè)《天然產(chǎn)物化學(xué)》在教學(xué)內(nèi)容上要突出其專業(yè)特色，既要講授經(jīng)典的天然產(chǎn)物，如黃酮、生物堿、皂苷等，又要講授其在具有代表性的食品如大豆、水果以及蔬菜中的化學(xué)結(jié)構(gòu)。以往的教學(xué)內(nèi)容由于參考植物化學(xué)和天然藥物化學(xué)的講授，其重點(diǎn)集中在介紹具有顯著藥理活性的天然產(chǎn)物的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定方面，沒有體現(xiàn)食品科學(xué)專業(yè)特色，教學(xué)內(nèi)容針對性不強(qiáng)，沒有選取講授的核心知識。由于某些食品如大豆中含有異黃酮類，柑橘水果中含有多甲氧基黃酮類，葡萄中含有花青素類等，這些都屬于黃酮類化學(xué)成分的范疇，因此在教學(xué)中可重點(diǎn)講授黃酮類化學(xué)結(jié)構(gòu)，更能突出食品專業(yè)的特點(diǎn)。

2.2 采用互動式課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力 《天然產(chǎn)物化學(xué)》理論課中的天然產(chǎn)物基本結(jié)構(gòu)部分均以教師講解為主，學(xué)生往往難以掌握基本概念。改進(jìn)教學(xué)方法后，利用一半的課時，由教師講解關(guān)鍵的基礎(chǔ)知識，如化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和波譜學(xué)特征等，然后利用另一半的課時，提出一些與植物天然產(chǎn)物化學(xué)相關(guān)的題目，讓學(xué)生自主選擇，查閱文獻(xiàn)，并且自己準(zhǔn)備多媒體材料進(jìn)行課堂講解。這種互動教學(xué)方式有助于培養(yǎng)學(xué)生自我總結(jié)歸納的能力，并且能夠增加學(xué)生對于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)類型的反復(fù)接觸次數(shù)，提高學(xué)生對于枯燥化學(xué)結(jié)構(gòu)的掌握能力。如《天然產(chǎn)物化學(xué)》每章都涉及到很多化學(xué)結(jié)構(gòu)，要重點(diǎn)講授并分析重要的結(jié)構(gòu)式，并督促學(xué)生學(xué)習(xí)記憶，其他化學(xué)結(jié)構(gòu)式則簡單介紹或讓學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生掌握最基本和最重要的天然產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，如小檗堿、蘆丁、樟腦、綠原酸、大黃素、齊墩果酸等常見、常用的天然產(chǎn)物。

2.3 優(yōu)化組合，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué) 《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)項目較多，但由于受到課時和經(jīng)費(fèi)的限制，所有的實(shí)驗(yàn)項目不可能全部開設(shè)，而且《天然產(chǎn)物化學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程所需要的設(shè)備經(jīng)常與食品專業(yè)課《食品化學(xué)》的相同。在此情況下，為了節(jié)約成本，優(yōu)化組合，提高效率，通過結(jié)合食品專業(yè)其它相關(guān)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，將實(shí)驗(yàn)中的回流、索氏提取、超聲、微波、薄層色譜、紙色譜、柱色譜等基本方法和基本操作技術(shù)融合于關(guān)鍵性的1～2個綜合實(shí)驗(yàn)中，減少實(shí)驗(yàn)方案的數(shù)量，增加實(shí)驗(yàn)課程的頻率[5]。以教師傳授基本的實(shí)驗(yàn)操作為基礎(chǔ)，大膽鼓勵學(xué)生主動設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，組成實(shí)驗(yàn)小組，開展實(shí)驗(yàn)并且思考解決實(shí)驗(yàn)過程中的問題。學(xué)生從資料搜集、技術(shù)路線的確定、實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的準(zhǔn)備以及溶液試劑的配制等過程全部由學(xué)生自主完成。

3 《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程教學(xué)模式

根據(jù)近年來《天然產(chǎn)物化學(xué)》教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和體會，以總課時40個課時為例，總結(jié)探索出適合于農(nóng)業(yè)院校的《天然產(chǎn)物化學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容和方法（見表1）。

4 小結(jié)

《天然產(chǎn)物化學(xué)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教師不僅要傳授基本的知識和技術(shù)，還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會主動思考和解決自然科學(xué)中化學(xué)問題的基本思路和方法。通過以上教學(xué)改革，學(xué)生不僅熟悉某一天然產(chǎn)物的提取分離技術(shù)路線，并且掌握了基本的科研思路，提高了動手能力以及分析、解決問題的能力。另外，教師在指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的同時還應(yīng)重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、做研究、做學(xué)問的方式方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

參考文獻(xiàn)

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