药学类专业天然药物化学实验课程的教学改革探索_文瑶.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.52药学类专业天然药物化学实验课程的教学改革探索*文瑶(广东药科大学药学院，广东广州510006)摘要:天然药物化学实验是药学类专业的必修课，是天然药物化学的重要组成部分。结合药学类专业的特点及自身的教学实践，针对天然药物化学实验教学的现状做了一系列的教学改革探索，通过优化教学内容、改进教学方法、建立合理的考核体系及开展“第二课堂”、“科研导师制”课外科学实践活动等一系列教学改革措施，为药学类专业天然药物化学实验课程的改革提供参考。关键词:药学;天然药物化学实验;教学改革中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0187 03Exploration on Teaching eform of Natural Medicinal ChemistryExperimental Courses in Pharmacy Majors*Wen Yao(School of Pharmacy，Guangdong Pharmaceutical University，Guangdong Guangzhou 510006，China)Abstract:Natural medicinal chemistry experiment is a compulsory course for pharmacy majors，and an important part of natural medicinal chem-istry Combined with the characteristics of pharmacy and our teaching practice，a series of teaching reforms have been explored according to thecurrent situation of natural medicinal chemistry experimental teaching Through a series of teaching reform measures such as optimizing theteaching content of natural medicinal chemistry experiment courses，improving course teaching methods and means，establishing a reasonable as-sessment system，and carrying out extracurricular scientific practice activities such as“Second Classroom”and“Scientific esearch Tutor Sys-tem”，it will provide a reference for the reform of natural medicinal chemistry experimental courses for pharmacy majorsKey words:pharmacy;natural medicinal chemistry experiment;teaching reform天然药物化学实验课程的主要任务是通过验证的方式配合和强化理论教学内容，培养学生提取、分离、精制及鉴定天然产物的能力。天然药物化学实验是一门非常实用的学科，对培养具有创新意识和实践能力的应用型药学人才特别重要。为培养具有创新意识和实践能力的应用型药学人才，现有的天然药物化学实验课程在授课内容、模式等方面已远不能满足现代高素质药学人才培养需要。因此，改革实验技能培养体系，在培养应用型人才的过程中极为重要1，2。在天然药物化学实验教学过程中，如何在有限的课时数内，高效率地组织天然药物化学实验，达到培养学生独立性、创新性的目的是一个迫切需要解决的问题。在原有的天然药物化学教学体系中，教师专注于理论课程的教学，往往忽视实验课程的教学。天然药物化学实验则是通过实验教学加深学生对理论知识的掌握与巩固，在实践过程中帮助本科生掌握研究天然药物化学的基本方法，并且培养学生的动手能力3。1天然药物化学实验课程现状原有天然药物化学实验课程在授课内容、方式和考核环节等方面已严重滞后于现代实验教学创新和发展的要求。主要有以下几个问题:第一，课堂训练目的不够明确，学生往往认为此课程就是完成老师布置的任务，对学生主动探究能力的培养远远不够。第二，授课模式比较单一，教学内容单调。传统的天然药物化学实验课程学习模式多是教师以板书的形式讲授实验内容，学生在没有深入理解实验原理的情况下就按部就班地做实验。深受应试教育的影响，现代大学生的“学”部分还很被动，在这种授课模式下，学生学习的主动性不高，学习效率低，教学效果不好。第三，实验考核模式单一。原先的做法就是通过一整个学期的实验，教师根据学生的出勤率、实验结果和报告给出评分。为此我们做了积极的尝试，以专业需要和发展为本，加强培养学生的实践能力和创新精神。通过优化与改革天然药物化学实验的教学内容，增加综合性和设计性实验，制定科学合理的考核体系，注重应用型实践能力的培养，使学生开阔视野，强化创新意识，提高获取应用新知识、分析和解决问题的能力，使学生对未来职业要求和岗位环境的理解加深，加强教学内涵建设，提高人才培养质量。2改革的基本思路2.1优化课程教学内容天然药物化学实验教学内容应紧跟本学科领域前沿科学进展，将新技术、知识融入天然药物化学实验教学中，使学生了解本专业的发展趋势，熟悉和掌握7812023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1天然药物化学前沿的理论知识和操作技能4。我们增加了 补骨脂中异补骨脂素和补骨脂素的提取、分离与鉴定和 女贞子中齐墩果酸的提取与鉴定两个设计性实验，使学生的独立性和创造力得到增强。我们按“设计性实验和综合性实验”两个层次展开教学。设计性实验则以研究课题为重点，训练学生的科学研究能力，主要以学生所学的理论知识和查阅相关中英文文献为基础，设计指导老师所给的实验题目的方案，再经教师点评后开展实验。综合性实验注重培养学生的实验能力，使学生透彻理解所学的理论知识，如天然药物中有效成分的提取、纯化和结构鉴定等。根据学生的专业不同，对应的课程学时不同(包括 45 学时和 54 学时)。我们根据实验课的学时数和天然药物化学理论课的教学重点设置了一个设计性实验和两个综合性实验。这三个具有代表性的实验涉及天然药物化学研究中的所有实验操作，基本可以保证学生通过实验增强动手能力和检验理论课所学内容的要求。药物制剂和药物分析专业的天然药物化学实验课为 45 学时，由 槐花米中芦丁的提取、分离与鉴定(18 学时)、黄连中盐酸小檗碱的提取、分离与结构鉴定(18 学时)和 女贞子中齐墩果酸的提取与鉴定(9 学时)三个具有代表性的实验组成。药学、药物化学和制药工程专业的天然药物化学实验课程为 54 学时，由 槐花米中芦丁的提取、分离与结构鉴定(18 学时)、黄连中盐酸小檗碱的提取、分离与结构鉴定(18 学时)和 补骨脂中异补骨脂素和补骨脂素的提取、分离与结构鉴定(18 学时)三个具有代表性的实验组成。重点讲解实验中的基本概念、原理、方法和操作。通过以上实验教学内容，学生可以掌握天然药物中化学成分的常用提取(溶剂提取法、超声辅助提取法、回流提取法、碱溶酸沉法和酸溶碱沉法等)、精制(重结晶法和盐析法等)和分离纯化(氧化铝柱层析、硅胶柱层析等)方法，同时掌握纸层析和薄层层析(硅胶薄层和聚酰胺薄膜等)等色谱鉴定法和常用化学检识法。2.2改进课程教学方法与手段2.2.1优化实验教学方法原有的封闭式、注入式和程序化教学法不能调动学生学习的积极性和主动性。教学方法改革后，通过构思教学理念、教学方案和教学方法，实施开放式、探究式和启发式教学计划。在实验过程中，以学生自主操作为中心，老师指导为辅，倡导探索性、合作和自主学习，以彰显学生的主体地位。在设计性实验中，通过学生根据已学的相关理论知识，查阅中英文文献，设计实验方案，准备实验材料，调配实验试剂，调试仪器，观察实验现象，记录并整理原始数据，分析实验结果，可以培养学生创造性思维能力和自主科研能力。在综合性实验中，通过学生提前预习实验目的、原理和内容，并撰写详细的预习报告，让学生带着问题做实验，培养学生发现、分析和解决问题的能力。以增加的设计性实验 补骨脂中异补骨脂素和补骨脂素的提取、分离与结构鉴定为例，具体实施步骤如下:实验前 2 周将任务布置下去，每 2 位同学为一组，要求每一组同学根据已学的相关理论知识，查阅中英文文献，设计实验方案。要求学生设计的实验方案具体内容共 5 大部分内容，包括实验目的、实验原理、仪器与试剂(仪器规格、试剂剂量)、实验步骤(提取、精制、柱层析分离、化学鉴定和薄层色谱鉴定)和参考文献。随后指导教师修改学生提交的实验方案，并提出建议。指导教师返回给学生修改后的实验方案，学生修改后重新打印交给老师。随后每组学生准备实验材料，调配实验试剂，调试仪器，独立完成实验，观察实验现象，记录并整理原始数据，分析实验结果，完成实验报告。课后，学生们互相交流，比较各个实验方案的优缺点。2.2.2引进类比法教学类比法教学是将未知和已知实验对象的某些相同或相似方面进行比较并通过实验检验。例如，在槐花米芦丁的提取实验中采用热水提取;在黄连盐酸小檗碱、女贞子齐墩果酸、补骨脂异补骨脂素和补骨脂素的提取实验中分别采用超声辅助酸性水提取和超声辅助/乙醇回流提取。运用 3 种不同的提取纯化方法的原理与药材中活性物质的结构特征具有一定的联系，学生把握活性成分的种类及结构特征，可依据相似相溶的原理，针对性地选取提取和分离纯化方法。在实验教学中，引入类比法，根据已知内容推理未知内容，比较不同内容并进行传授，锻炼学生剖析问题的本领。2.2.3运用高效的实验教学模式，加强实验操作技巧改革传统的实验教学模式，运用信息技术促进实验教学模式的现代化，以增强实践教学的开放性、灵活性和高效性，使问题化繁为简，化抽象为形象。在授课方式上同时采用传统教学手段和多媒体技术，把学生的学习积极性和主动性充分调动起来。过去的实验内容都是写在黑板上，老师现场进行实验操作，这种陈旧的教学模式，有的学生看不清教师操作。我们以板书和多媒体教学的形式进行教学，将抽象的文字信息转化为生动的图像、视频，让学生更直观地理解实验原理和操作，高效调动起学生主动学习的积极性。根据多媒体教学的原理，开拓现代教育技术创新。例如，利用功能完善的学习软件，将教师多媒体8812023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1课件上传，供学生课后复习;建立讨论板块，实现师生线上互动。课堂上还可应用“翻转教学法”5，互换学生与老师的角色，学生是主角，老师只是指导，让学生自主设计实验方案并完成实验。还可通过计算机制作实验仿真课件6，7，通过真实演示和人机交互进行模拟实验，帮助学生从被动接受转变为主动学习。采用多媒体教学，在学生面前直观地展示中药材植物图像和药用部位照片;利用多媒体技术模拟仪器的原理和实验过程，显示各种仪器结构，动态演示提取分离、结构鉴定过程;使用视频录像记录真人演示仪器操作过程和注意事项。运用多媒体规范实验的基本操作和技巧，可强化学生的感性认知。例如，在实践操作的教学流程中，通过引导在模拟、仿真、虚拟环境中进行操作，促进模拟、仿真、虚拟实验与传统实验的有机融合;通过提供开放的实验教学平台，使学生按照自身的实际需求选取实验项目、实验时间和仪器设备等，增加实验室在时间、空间、方法和项目内容等方面的开放程度。增强学生对于理论知识的掌握能力，促进学生养成严格缜密的科学素质和优秀的实验室工作习惯。通过这些教学方式的改革，学生的学习主动性得到了很大的提高，同时教学目标也得以实现。2.3建立合理的考核体系实验考核是激发学生学习热情和培养学生良好的实验习惯的有效措施，也是检验学生对知识和实验技能的掌握程度的可靠方法。原先的天然药物化学实验考核方法较简单，仅从实验报告的书写情况进行评定打分，造成一部分学生懒惰，逃课或不进行实际操作，仅靠抄袭其他学生的实验报告蒙混过关，这种方法往往不能客观地反映学生的实际实验能力。实验考核改革后，将出勤率、实验结果、实验报告、方案设计与卫生情况等综合到实验成绩中，让动手能力强、准备充分的学生得到应有的奖励是公平公正的考核准则。具体实施步骤如下:提前 2 周时间将期末考试题目和设计性实验题目布置下去，要求每一位同学都要完成一份实验方案，在操作考试时根据自己制定的实验方案具体实施。将实验方案与考试报告一起作为期末考核，要求在操作考试中一起完成。这样就避免了原有实验教学中一刀切的缺陷，可以综合考查学生的综合实验能力。打分过程是教师对每个学生逐一进行打分，设计性实验操作是分组进行的，考核实验操作是每个人独立完成的，所以有些评分项目根据整组表现情况打分，其他的都是根据个人表现打分。通过实验课考核体系的改革，学生的学习责任感得到了增强，学生的学习主动性得到了提高，学生的操作能力和提出及解决问题的能力得到了强化，使学生知识、创新意识和技能得到发展。2.4开展“第二课堂”“科研导师制”等课外科学实践活动学校的开放式实验与导师制相结合。教师根据项目研究计划和研究进展，结合学生的具体情况，制定教学内容和教学要求。一个老师教几个学生，师生一起探索8。在这种模式下，教师有充足的时间与学生相处，不仅拉近了师生间的距离，师生交流机会多，而且在一个轻松的环境下，师生间交流容易。通过研究实验、撰写论文等方法，进一步丰富天然药物化学实验的教学内容，使本科生创新思维和科研能力得到发展。通过天然药物化学实验教学新模式，建立多媒体课件、BB 平台教学等先进的教学工具，抽象的教学内容被形象化、多维化和立体化，丰富实践教学过程，使教学质量得到提高。通过构建课外科学实践体系，培养了学生的创新精神和实践能力。3结语对于药学类专业中重要的天然药物化学实验课程，我们积极探索本课程的教学改革，提出了优化课程教学内容、改进课程教学方法与手段、建立合理的考核体系及开展“第二课堂”“科研导师制”等课外科学实践活动的改革思路，希望能为天然药物化学实验的教学改革提供参考。参考文献:1 刘李，缪明星，刘晓东，等 基于创新能力提升的药学开放性实验教学平台研究 J 药学教育，2014，30(6):62 65 2 苏春梅，杨红，武佳，等 改革药学专业实验教学培养学生创新能力 J 中华医学教育杂志，2006，26(6):83 84 3 康文艺，王金梅，关爱民，等 自主设计法在天然药物化学实验教学中的应用 J 药学教育，2011(3):55 57 4 刘文宝，刘玉峰 高校本科生天然药物化学实验教学探索 J 生物工程学报，2022，38(3):1248 1256 5 蔺聪聪，王立波 翻转课堂教学法在天然药物化学实验中的应用 J 中国中医药现代远程教育，2020，18(4):28 29 6 吕晓庆 药物化学虚拟仿真实验教学的构建与探索 以嘉兴学院为例 J 嘉兴学院学报，2018，30(6):136 140 7 赵惠茹，靖会，关丽，等 天然药物化学虚拟仿真实验教学项目建设与思考 J 山东化工，2021，50(21):204 205+207 8 张潇予，王新新，尉文新，等 高年级本科生带教创新实验新模式的探讨 J 实验室研究与探索，2012，31(5):95 98收稿日期:2022 07 05*基金项目:2021 年度广东省中医药局科研项目(20212119);广东省医学科学技术基金项目(B2021051);广东省基础与应用基础研究基金项目(2021A1515110565)。作者简介:文瑶(1991 )，女，湖南株洲人，博士，广东药科大学药学院讲师，主要从事天然药物化学成分研究。E mail:1120217855 981