以創新為導向的天然藥物化學實驗教學探索

王彧博，于 玲，王亞娟

（錦州醫科大學藥學院，遼寧 錦州 121000）

高等教育的主要任務是培養創新型人才[1]。對于藥學專業而言，可以通過教學理念、教學方法的創新等，培養學生創新能力。天然藥物化學是一門運用現代科學理論與方法研究天然藥物化學成分的學科，是高等醫藥院校藥學相關專業的主干學科，主要研究內容包括不同類型天然藥物的結構特征、物理化學性質、提取分離方法、結構鑒定以及生物活性等[2]，實踐性很強。天然藥物化學實驗課程是本科實踐教學的重要組成部分，對藥學相關學科的學習、藥學生產實踐以及新藥研發具有重要指導意義。為了更好地實現創新型人才培養目標，我們以創新為導向積極探索優化天然藥物化學教學模式，并將其應用于教學實踐。

1 以創新為導向的教學模式及應用

以創新為導向探索天然藥物化學教學模式，強調以學生為主體，通過對實驗環節設計以及實驗內容的改革，充分調動學生參與實驗課程的積極性，進一步提高天然藥物化學實驗教學質量，強化學生專業技能，培養創新思維以及良好的科學素養。具體研究中，探索改革經典實驗設計環節，應用自主設計與異法同步相結合的實驗模式，引入社會熱點問題或科研成果作為實驗素材，優化形成性評價機制，并將意識教育貫穿始終。

1.1 實驗設計環節與實驗內容改革

1.1.1 異法同步法在經典實驗項目中的應用 異法同步實驗是指在同一實驗室、同一時間同步進行兩種目的相同但方法不同的實驗項目[3]。將該方法應用于經典實驗項目中，可以在有限的時間內極大地豐富課堂內容，開闊學生視野。

結合目前我校經典實驗項目，在傳統講授基礎上，在每個實驗的提取、分離、鑒別等不同環節運用異法同步法教學模式。例如在蘆丁提取實驗中，可以采取沸水提取、堿水提取等方法；在小檗堿柱層析分離中，可以選擇不同加樣、裝柱方法，以及用不同的洗脫系統洗脫等多種層析方法。

以“黃連中小檗堿、掌葉防己堿的提取與分離”實驗為例，我校自編教材中小檗堿分離采用干法硅膠柱層析方法。柱層析方法是天然藥物化學實驗中非常重要的分離手段，為了讓學生更加深刻地理解柱層析特點、適用范圍等內容，筆者采取異法同步法進行實驗教學，不斷總結優化，最后確定了一種可操作性強、可以調動全體學生積極性的實驗方案。首先教師講授柱層析的各種不同加樣、裝柱方法理論知識，通過多媒體、示范教學等手段演示實驗基本操作，特別強調各種方法的優缺點。學生分組，每組3～4人，在充分了解各種方法的利弊之后，組內協商選擇一種柱層析裝柱方法。教師提醒各小組成員明確分工，巡回指導，及時發現問題并解決。濕法裝柱的優勢在于裝柱均勻，分離效果較好，干法裝柱則操作簡便快捷，二者都能夠實現生物堿的分離。實驗過程中，學生對兩種不同柱層析方法的特點有了最直觀的認識。教師組織學生進行組間觀摩，學生對本組的實驗結果以及組間觀摩結果進行分析討論，確保掌握兩種柱層析方法。這種教學模式下學生不僅自己選擇實驗方案，還進行組間對比，因此積極性很高，對實驗技能掌握也更好。

1.1.2 設計性實驗與異法同步法相結合在新增實驗項目中的應用 完成經典實驗后，為進一步提升學生學以致用的綜合能力，培養創新能力，教師可選定一種可行的設計性實驗項目。課前，學生分組查閱文獻，根據已有的經驗以及文獻調研結果，在給定實驗條件的情況下自主設計實驗方案。教師在課堂上指導學生修正實驗方案。學生自己完成預實驗后進行項目實施，觀察實驗現象，記錄實驗過程以及結果，并分析討論。

我校前期初步建立了有關教學方法的模型，現結合預實驗進一步優化教學方法，力爭在有限的課堂時間內充分挖掘學生的潛力。例如，在完成本學期經典實驗后，對2016級藥學專業4個班級開設了設計性實驗“橙皮苷的提取、分離和鑒定”。在開課前兩周，教師布置題目，讓學生查閱相關文獻。學生以小組形式結合文獻及所學理論知識設計實驗方案，以電子文檔形式上交指導教師，并準確標注參考文獻。課上，指導教師首先對橙皮苷的性質做簡要介紹，然后由各組選派代表向全班學生介紹自己的實驗思路，要求論據充分，鼓勵學生以PPT形式展示實驗方案。學生充分運用中國知網、萬方數據庫等收集相關文獻，并結合課堂所學理論知識設計自己認可的最佳實驗方案。從上交的實驗方案來看，各小組實驗流程很少有重復，尤其是提取分離方法，包括堿提取酸沉淀法、超聲法、乙醇回流提取法或將幾種方法混合。即便有小組選擇了相同原理的提取分離方法，所涉及的細節也不盡相同。比如同樣采用堿提取酸沉淀法，但選擇的溶液、劑量等不同，或者去除雜質的方法不同等。教師對每組學生的方案進行點評修正，對發現的閃光點給予充分肯定，鼓勵學生大膽嘗試、勇于探索，同時，對典型錯誤及時指正。實驗實施過程中學生表現出了前所未有的積極性，由于學生自主設計實驗方案，他們都迫切期待驗證。大多數小組會得到滿意的實驗結果，也有少數小組實驗結果不理想，這種情況下他們會積極分析，查找原因，在教師指導下及時調整實驗方案或對結果進行分析討論。各小組對不同方法進行綜合評比、分析總結，能夠極大地調動學生積極性，主動參與，發現問題，解決問題，并在此過程中不斷實現創新突破。

1.1.3 綜合設計性實驗及科研創新成果的應用 綜合設計性實驗實現了天然藥物化學、生藥學、藥物分析學、藥劑學、藥理學等多個學科實驗的整合，使學生更直觀全面地認識藥學學科。例如，針對以上科目，開設了某中成藥膠囊劑制作實驗。此外，鼓勵優秀學生提出科研計劃申請大學生創新項目，或參與到教師的科研設計中，是培養學生創新能力的有效途徑。例如，筆者結合教師研究課題，指導藥學專業6名學生開展了某中藥有效成分的分離及體外活性篩選工作，開闊了學生的視野，提升了科研素養。

1.2 形成性評價與反饋總結

實驗課程結束后，在選定的若干題目中隨機抽題對學生進行測試，對其學習情況進行檢驗。測試包括實驗方案設計和實驗技能考核，教師及時指出學生的共性或個性問題，以強化基本技能操作。這種評價模式加強了學生對實驗基本技能的掌握，由于考核過程中每個學生單獨隨機考核，所有學生都最大限度地參與，在考核后又通過反饋總結得到了進一步提升。

1.3 意識教育

整個實踐教學過程中，注重對學生進行意識教育，培養獨立、創新、嚴謹、實事求是的科學態度，增強團隊合作意識。強化安全意識教育，在學校大力支持下實驗室升級改造，我們充分利用這一優勢增強學生有毒試劑應用操作等安全意識，養成廢液及時回收的習慣。在課堂教學中融入傳統文化、大局意識、家國情懷，天然藥物化學和中醫藥存在著密切聯系，教師有責任引導學生關注傳統文化，正確理解并弘揚、傳承中醫藥文化。

2 教學體會

（1）學生自由設計實驗對授課教師與實驗準備教師提出了更高要求。教師要具備豐富的知識，認真備課，緊跟課堂，及時做好課后反思，通過靈活應對、正確引導培養創新型人才。

（2）教學過程中，學生可能會對本小組的實驗操作模式比較熟悉而對其他操作模式沒有特別深刻的印象。針對這一問題，我們要加強討論，及時總結強化，并適當調整考核環節，最終使學生掌握所有實驗方法。

（3）教學中發現學生文獻調研能力要好于預期，但是普遍對參考文獻引用規范不重視。因此，教師要對學生上交的實驗方案中參考文獻的書寫等嚴格要求，引導學生樹立正確的科學觀念，提升科研素養。

（4）中醫藥是我國文化的瑰寶，天然藥物化學與中醫藥密切相關。授課過程中發現藥學專業學生中醫基礎理論相對薄弱，結合課程內容融入相關知識十分必要。