趙啟鐸 舒樂新 何永志


摘要:教學設計是根據專業培養目標,依據教學大綱,分析學情和課程性質后進行的教學方案的設計,文章以中藥化學第二章一般提取分離方法章節為例,對教學設計進行探討。
關鍵詞:教學設計;中藥化學;提取分離方法
中藥化學在中藥學專業課程設置中占有非常重要的地位,是在一些基礎化學的學習后進行的,也為后面的專業課程奠定基礎。教學設計的目的是促進教師的教和學生的學,解決教與學之間的問題,是教與學之間溝通的橋梁。教學設計一般包括學情分析和教學預測、教學內容分析(教學目標、教學重點和難點)、學習資源、板書設計、教學互動環節、教學策略和方法選擇、課外自主學習設計、教學效果評價、教學效果反思與改進?,F以第二章中藥化學成分提取分離的一般方法為例,對教學設計的內容和環節進行探討。
1教學內容分析
1.1教學目標:知識、技能(能力)、學習態度與價值觀(情感)
知識目標從以下幾個方面著手:掌握中藥化學成分的類型、一般理化性質、提取方法(包括浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續回流法、超臨界流體提取法、水蒸氣蒸餾法、超聲法、微波法、酶法、仿生法等)、分離方法(包括溶劑法:酸堿溶劑法、溶劑分配法;沉淀法;分餾法;膜分離法;升華法;結晶法;色譜分離法)。熟悉中藥化學成分結構研究的一般程序及波譜法在結構研究中的應用(理化性質、分子量分子式的確定、官能團及結構的確定)。了解中藥化學成分主要生物合成途徑。
技能目標從以下方面著手:學生通過掌握中藥化學成分的類型、一般理化性質、提取、分離的一般方法,具有能夠獨立設計常用中藥有效成分提取分離方案的能力。學生了解中藥化學成分生物合成及結構鑒定的一般方法,具有一般化合物結構鑒定的初步能力。
從學習態度與價值觀考慮,本章是學習的重點內容,通過學習讓學生明白這門課程是有難度的,要有好的基礎,并讓學生做好心理準備,要在學好這門課程上下功夫,使學生養成積極、主動的學習態度。通過本章煎煮法等傳統提取方法的學習及對煎煮法科學性的探討,使學生理解中藥特色、復方的相互作用、先煎后下等,培養學生的中醫藥思維,樹立專業自信;科學不斷進步發展,提取分離技術日新月異,通過學習新方法和新技術,使學生建立創新意識,不斷追求和探索。通過提取方法之間的差異分析,培養學生獨立思考和分析問題的能力,建立學生批判性思維。通過改變教學內容的呈現形式,聯系學生生活和社會實際,使教學內容情感化。通過有機溶劑的講解,加強學生的環保意識。
1.2教學的重點和難點
本章的教學重點為常用提取方法(溶劑提取法:浸漬法、煎煮法、滲漉法、回流法及連續回流法;超臨界流體萃取法;水蒸氣蒸餾法等);常用分離方法(溶劑法:酸堿溶劑法、溶劑分配法;沉淀法;分餾法;膜分離法;升華法;結晶法;色譜分離法)。難點為柱色譜的操作;疑點為不同裝柱方法和上樣方法的區別、各種色譜的原理和吸附色譜、分配色譜的區別。
2學情分析及教學預測
2.1學情分析
已經學習第一章緒論的內容和第二章前半部分內容,學生了解該課程的基本內容和常見化學成分類型及其基本性質,理解該課程的難度,具備學習該課程的心理準備。學生對中藥化學課程有一定的認識和興趣,有繼續學習的愿望,參與教學活動的積極性較高。通過與基礎化學教研室和分析化學教研室的教師集體備課,了解到本專業的學生在無機化學、有機化學和物理化學等方面基礎知識較好,有利于本課程的學習,但分析化學中關于色譜和波譜內容掌握不理想。班級學習氣氛較濃。
2.2教學預測
詳略安排:常見化學成分類型及生物合成途徑容易掌握,略講;常用提取方法正常講,常用分離方法如溶劑法、結晶法、色譜法不易掌握,詳細講。興趣激發:通過單純的理論講解,學生對常用提取方法和分離方法理解的可能不夠深入,需結合自身實踐經驗,深入總結和歸納,激發學生學習興趣和積極性,并引導學生能夠深入思考。學生對色譜分離的學習可能存在難度,需適當補充分析化學相關內容(5min)。
3教學策略與方法選擇
本章內容涉及中藥化學最基本的理論和操作,是本課程學習的重點內容,為以后學習其他章節知識打下基礎,要求學生能夠充分理解和掌握。本章的教學內容需要把理論和實際操作結合,細化每個提取方法和分離方法的原理、具體操作、注意事項。要結合自身的科研實踐和實驗經驗,進行總結融匯后傳遞給學生。如化學成分常見類型以講授為主,主要采用化學結構結合說明的方法進行,并結合現在研究的熱點成分,如著重介紹多糖、皂苷等。常用提取方法學生容易理解,主要分析各自的優勢和缺點,采用提問、討論和歸納等方法進行。常用分離方法是本章的重點,也是難點,尤其是色譜分離法,各種色譜的區別是疑點,采用比較分析、總結歸納、板書演示等方法,從原理——操作——注意事項,來加強學生的理論認識和實踐能力。要求學生在這部分內容課前復習相關基礎課程,如分析化學、有機化學、無機化學、物理化學等。并對上課內容在課前進行預習,做到帶著問題上課,有針對性的聽講,并在教學前提問題,考察學生基礎知識掌握情況。結構研究方法部分內容較難,采用自主式學習和課堂講授相結合進行。首先要求學生復習相關基礎課程內容,發現問題帶到課堂,經過聽課解決問題。結合結構實例,講解結構分析過程,只要求學生能夠把常見的波譜有所了解和熟悉即可,為后面具體章節中化學成分結構解析做鋪墊。做好教學預案,通過提問,如發現學生色譜的基礎知識不扎實,就要及時調整教學策略,用5-10min復習相關基礎知識。
4學習資源
首先,從難點、疑點及學習興趣方面提供學習資源,有針對性地提供近幾年的中英文文獻。其次從整體上提供學習資源,包括教學參考書、多媒體課件、教材、網絡學習資源等。再次,在課外自主學習設計方面,給學生提供可供參考的研究方向,引導學生設計研究課題,如中藥有效成分提取工藝優化研究(以某單味藥為例)、基于生脈散的中藥復方組分配伍研究、基于揮發油的乳劑穩定性研究。
5板書設計
利用黑板書寫靈活、演示過程方便的特點,把PPT上不易呈現及需要著重強調的內容,以板書形式體現,以補充一貫的PPT呈現形式,使學生產生視覺變化,調度學生思維模式。板書手寫的模式能讓學生精力集中,深入思考,學生對知識的印象深刻,尤其是一些具體操作。
現代信息媒體設計,利用PPT承載信息量大、便于處理圖片、利于內容的整體闡述等特點,結合本章的內容制作符合學科特點的多媒體課件。重點內容用醒目的方式加強學生的注意,如采用飛人動作、字體加粗、字體顏色、聲音提示等。中藥化學成分簡介以圖片表示,讓學生從整體認識常見成分類型和常用提取溶劑(如下圖)。
中藥化學成分結構的研究方法(理化性質、分子量分子式的確定、官能團及結構的確定)部分主要采用板書畫圖演示,讓學生對常用波譜有全面的了解和認識,為后面具體結構的分析做鋪墊。最后利用多媒體將本章的重點進行歸類、強調、總結,布置課后討論題目。
6教學互動環節設計
6.1課上互動
化學成分類型較多,可以首先從糖類人手,把哪些是糖?是哪類糖?引入本節內容。以與學生聯系密切的多糖為重點,如透明質酸是保濕因子,硫酸軟骨素是潤滑劑,肝素是溶栓劑,甲殼素是手術縫合線等;還可以通過介紹靈芝多糖。來了解靈芝孢子粉的情況。通過上述互動,引起學生的學習興趣,引導學生有進一步深入學習和探究的愿望。
常用提取方法中設計問題,并給學生思考空間。在常用溶劑中設計問題:“如果乙醇和水不互溶了,那么白酒分層,我們喝上層還是下層?”從而引出親脂性有機溶劑的性質是不與水任意比例互溶,作為萃取中的有機相。提取方法中設計討論題目:“傳統用藥習慣是煎煮法,它的科學性?脂溶性有效成分能否被提?。看嬖谑裁从绊懸蛩??”通過上述設計,使學生對知識點印象深刻,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力,培養學生正確認識中醫藥、樹立中醫藥理論的自信。常用分離方法中設計討論問題,如吸附色譜原理和規律、比較薄層色譜中Rf值大小,并隨機提問。通過以上問題的設計,了解學生關于色譜知識的基礎,同時使學生能夠理解吸附色譜和分配色譜的區別,解決難點和疑點問題。
6.2課下互動
給學生布置作業,包括名詞解釋、選擇題、簡答題;總結H1、C13-NMR中不同類型的常見H、C的化學位移規律;預習下一章內容,下次課及時反饋學生的學習效果。
7教學效果評價
學生出勤較好,對本章內容感興趣。課堂上學生的反應強烈、學生的聽課精力集中,問題的回答基本正確,參與討論的積極性較高,大部分學生掌握了提取分離的常用方法。學生對洗脫順序、RF值大小等問題的回答質量較好,學生理解了各種色譜的基本原理、基本操作、注意事項。從Blackboard教學平臺的討論情況看,學生的參與度不高。從作業的完成情況和質量看,大部分學生能獨立完成作業,少數學生有抄襲現象,總體上看學生基本掌握了本章的內容。從學生課下反映看,學生基本了解中藥化學成分結構研究的一般程序及波譜法,但實際應用欠缺。學生的自主學習能力較強,以自主學習的題目為基礎成功申報校級大學生創新基金3項:“丹參中丹參素提取工藝研究”“中藥大薊抗菌活性成分研究”“蒼耳子抗炎有效成分研究”。
8教學反思與改進
課堂適時提問,讓少數注意力不集中的學生的情緒和精力回到課堂上。加強Blackboard教學平臺建設,把學生的參與度和平時成績掛鉤。對作業抄襲給予批評和懲罰。后面課程中涉及結構研究的實際化合物類型時,加強基礎知識的復習,強化結構研究實際應用。設計合理科學的課上提問和討論問題,可以讓學生集中精力和掌握學習方法,以后應繼續。堅持自主學習設計和引導,使學生在某個方向有所深入研究。總之,教學設計要隨著專業要求、課程性質、學情變化及實踐檢驗進行豐富和完善。