《藥物合成反應》實驗教學中開設演示實驗的設想

張 杰，劉俊岐，李進京

(佳木斯大學 藥學院，黑龍江 佳木斯 154007)

藥物合成反應是制藥工程專業一門重要的專業基礎課，其基本理論可應用于藥物設計與合成、分子的結構修飾與改造、中間體制備、合成工藝優化、合成天然產物以及制備藥物分析的對照品等，有很強的理論性和實踐性[1]。實驗是對課堂理論教學的重要補充，通過實驗教學，可加深學生對反應機理的理解，掌握單元反應的操作步驟，熟悉產物的精制、質量控制過程以及終產物的定性、定量分析方法等[2]。本文針對實驗教學中存在的問題，提出開設演示實驗的設想，旨在對實驗教學進行適當改革，以改善實驗教學效果，提高教學質量。

1 藥物合成反應實驗教學現狀分析

《藥物合成反應》課程理論教學內容包括鹵化、烴化、酰化、縮合、重排、氧化、還原等常見的單元反應和藥物合成設計原理等內容[3]。在設計實驗教學內容時，會依據理論教學內容安排4～5個單元反應實驗和1個綜合實驗。實驗中涵蓋較多的單元操作，如蒸餾、升華、回流、萃取、常壓過濾、抽濾、重結晶、TLC跟蹤、柱層析、固體干燥及溶劑回收等，需要學生有良好的有機化學知識儲備和勇于探索、一絲不茍的實驗素養。然而由于開設有機化學的時間與本課程間隔過長，學生對有機合成學習興趣不高，實驗內容設計枯燥乏味等多種因素共同作用下，學生在進行藥物合成實驗時，有些力不從心，出現較多的疲于應付的學習狀態。

2 實驗教學中存在的問題

2.1 安全和自我保護意識亟待提高

化學藥品多為易燃、易爆，有毒。在初次接觸某種危險品且未做充分預習的情況下，貿然使用便有較大的安全隱患。由于不了解其毒性，出現很多違規操作。例如在依匹唑的合成(見以下方程式)實驗中，會用到水合肼 (N2H4·H2O)，其蒸氣 (肼氣) 或液體可經呼吸道、消化道、皮膚吸收進入體內，引起中樞神經系統病變、皮炎、眼的永久性損害[4]。但在實驗過程中，依然會出現學生手持打開蓋子的水合肼瓶子在實驗室到處走動的現象。最后一步反應所用硫酸二甲酯的暴露途徑有呼吸道吸入、皮膚接觸和消化道吸收，短時間的暴露就可引起局部刺激癥狀和全身中毒，對其違規操作的現象也時有發生。實驗過程中實驗臺面無人看守，也有一定的安全隱患。

2.2 實驗態度敷衍了事，疲于應付

由于學時所限，課時安排緊張，學生學習壓力大。對新知識還未充分消化吸收，就已經開始了下一節內容，這使很多同學失去信心，使理論知識學習不扎實。同時實驗學時少，涉及的單元操作多，學生沒有充足的時間鍛練規范的操作，不能得到正確的實驗結果，最終喪失了學習興趣。在此情況下，很多學生是為了完成課堂任務，急于完成實驗，敷衍了事，試驗報告互相抄襲等問題也屢見不鮮。

2.3 實驗操作不規范，隨意性大

在實驗過程中，學生們由于急于完成實驗，時常會忽略一些細節問題。比如稱量時不在意試劑性質隨意的量取，加料順序隨意調整，用普通托盤天平稱量少量催化劑，溫度超出設定范圍等。

2.4 無目的性盲目機械操作

合成實驗不但要嚴格規范操作過程，還需要對實驗過程中出現的問題和結果進行深入分析和思考。教學過程中，常出現這樣一種現象：學生操作十分規范，但始終不能得到預期實驗結果，這種現象極有可能是由于無目的性盲目機械操作導致的。例如用薄層層析(TLC)監測反應進程時，很多同學并未真正理解其原理，只是機械地盲從老師和同學的操作方法，導致嚴重脫尾、分離不佳、Rf值過小或過大等，TLC結果也就失去了對反應完成程度的監測意義。柱層析時，也存在類似的問題，盲從別人的流動相比例、流速和柱壓都會使分離效果大打折扣。

3 對策——演示實驗

針對實驗教學中存在的問題，我們設想在實驗教學中開設1次演示實驗。從基本理論入手，通過展示規范的實驗操作，記錄詳細的實驗過程，解釋過程中的實驗現象，規避潛在的風險等，引導學生討論、思考、總結實驗經驗，規范自己的操作，提高實驗水平。

3.1 演示實驗的必要性

從教育生理和心理學及信息學的原理考慮，人們單從聽覺所獲得的知識中能記憶的信息僅15%，單從視覺獲得的知識中能記憶的是25%，而把視聽結合起來，記憶可達65%[5]。演示實驗具有積累感性認識、引發學生思考、激勵學習興趣、訓練動手實踐技能、培養優良品格等多種教育教學功能[6-7]。因此在實驗教學中，開設演示實驗是很有必要的，演示實驗與學生自主實驗可形成互為補充又密切聯系的關系，對藥物合成反應實驗教學可起到很好的輔助作用。

3.2 演示實驗的內容設想

首先，要強調做好預習工作，先讓學生了解所制備的藥物及所涉及試劑的用途，結構，性質，性狀，明白反應中涉及的機理，猜想在實驗中會出現的現象和可能遇到的問題。然后在老師主導下，和學生一起討論實驗的操作步驟及注意事項，解釋每一步的作用和意義。再由老師演示正確、安全、規范的操作方法；反應進行中，及時觀察實驗現象，并且演示從哪幾個方面進行記錄，如溶液顏色變化，溶液狀態變化和溫度變化等；之后討論每個實驗現象出現的原因，并與原來的猜想進行比較，引導學生進行深層次原因；實驗結束后，演示根據所記錄的實驗現象對實驗結果進行分析，找出實驗的關鍵影響因素，討論如何進一步優化實驗方案。

通過理論講解和演示實驗的進行，使學生了解怎樣正確規范的完成一個完整的實驗，不僅可提高學生的動手操作能力和安全意識，也可糾正學生對實驗的態度，培養學生對實驗的興趣。

4 結語

演示實驗在藥物合成反應實驗教學中有開設的必要性，對調動學生的學習積極性、提高實驗操作能力都有一定的意義。盡管開設演示實驗還是一個設想，但對實驗教學內容和方法的不斷改革，一定有利于提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而提升學生的科學素養。