“六卓越一拔尖”2.0视角下中医药院校《有机化学》课程内容重构与应用实践.pdf

2023 年 第 16 期 广 东 化 工 第 50 卷 总第 498 期 223“六卓越一拔尖六卓越一拔尖”2.0 视角下中医药院校视角下中医药院校有机化学有机化学课程内容重构与应用实践课程内容重构与应用实践刘雄伟，刘畅，姚震，林冰*刘雄伟，刘畅，姚震，林冰(贵州中医药大学 药学院，贵州 贵阳 550025)摘 要“六卓越一拔尖”计划 2.0 是建设高水平本科教育和提高人才培养质量的重要战略。在“质量革命”和“质量中国”的推动下，对基础课程内容重构既是全面实现高等教育内涵式发展的需求，也是培养高层次人才的关键。在此革命背景下，对有机化学课程内容进行了重构，打造了以“基础理论知识-药效物质基础结构研究-反应机理解析-中药新药”为主线，集“知识传授-能力培养-素质提升-人格塑造”四位一体的课程教学内容，助力培养厚德明志，笃学力行的高质量中药学人才。关键词六卓越一拔尖；有机化学；课程内容；人才培养中图分类号TQ 文献标识码A 文章编号1007-1865(2023)16-0223-03Course Content Reconstruction and Application Practice ofOrganic Chemistry in Traditional Chinese Medicine Colleges fromthe Perspective of“Six Excellence and One Top”Plan 2.0Liu Xiongwei,Liu Chang,Yao Zhen,Lin Bing*(College of Pharmacy,Guizhou University of Traditional Chinese Medicine,Guiyang 550025,China)Abstract:“Six Excellence and One Top”Plan 2.0 is an important strategy for building high-level undergraduate education and improving the quality of talent training.Driven by the“quality revolution”and“quality China”,the reconstruction of basic curriculum content is not only the demand for the comprehensive realization of the connotative development of higher education,but also the key to training high-level talents.Under this revolutionary background,the curriculum content of Organic Chemistry has been reconstructed,and the curriculum content of“basic theoretical knowledge-research on the basic structure of pharmacodynamic substances-analysis of complex reaction mechanism-new drug creation”has been created,which integrates“knowledge teaching-ability cultivation-quality improvement-personality shaping”as the main line,helping to cultivate high-quality Chinese pharmacy talents who are virtuous,ambitious,committed to learning and practicing.Keywords:six excellence and one top；organic chemistry；course content；personnel training实施“六卓越一拔尖”计划 2.0 是新时代全面振兴本科教育、打造教育“质量中国”的战略一招、关键一招1，它的实施关键在于教学，而基础课程的改革建设是创建“质量中国”的重要环节，课程的内容及教学模式决定了教学质量和效果。贵州中医药大学中药学为国家一流建设学科，有机化学课1.1 紧跟十四五脚步，需要课程内容不断更新，与时俱进2020 年新冠疫情爆发以来，我国已有五十余个新冠药物获批进入临床试验阶段，新冠药物的研发，壮大了中药新药的中国力量。同时，随着药品管理法临床价值为导向的抗肿瘤药物研发指导原则 和 国务院关于改革药品医疗器械审贵州中医药大学中药学为国家一流建设学科，有机化学课程主要是学习有机物的结构、性质和反应2，是中药学专业的重要基础必修课程。为适应新时代背景下的人才培养需求，我们近年来坚持以学生为中心，以团队为基础，以问题为导向，秉承“夯实基础理论，强化专业知识、深化中医药思维、厚德明志、笃学力行”的教学理念，紧紧围绕立德树人根本任务和培养守正创新、传承发展的中医药人才目标，对有机化学课程内容进行了重构，并应用于教学实践中，打通“三全育人”的最后一公里，着力培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人3。1 有机化学课程有机化学课程当前面临的挑战当前面临的挑战构建新分子结构是中药新药的重要环节，是保证药物临床有效性、安全性、经济性、创新性、可及性、适宜性的基础，也是保障以天然产物为先导的创新药物可持续发展的生命线，更是制药企业和学研界关注的焦点。创新药物如较为稀缺的青蒿素类抗疟药联苯双酯保肝降转氨酶药是以天然产物为先导肿瘤药物研发指导原则 和 国务院关于改革药品医疗器械审评审批制度的意见 的颁布和实施，对中药新药的理念和技术提出了更高的要求。因此，在讲授过程中，应当及时更新课程内容，将最新的科学前沿知识、研究背景以及国家政策传授给学生。1.2 一流的中药学人才肩负着传承精华，守正创新的使命，要求课程“双思维”并重作为国家一流专业的中药学人才，要遵循中医药发展规律，传承精华，守正创新，切实承担起发展中医药事业的重任。药物创新应以临床价值为导向是中药新药的宗旨和路径。无论首创性药物或是仿创性药物都是为了满足患者对无药可治或更加安全有效的药物需求。这就要求中药新药工作者必须在中医药理论指导下，紧扣临床需求。在课程讲授过程中，教师需培养学生们的中医药、科研双思维。只有这样，才能让学生在了解最新的科学前沿知识的基础上，真正理解中医药理论指导下中药新药的深层含义，才能让学生充分理解中药学专业学习有机化学课程的真正意义所在。通过学习该课程，同学们可以针对目前中药、新药中出现的问题，学会如何用机理思维解析的成功药物。后来研究者们采用了骨架迁越和保持药效团的策略，开启了创制药时代。因此，培养能够从事中药新药的研究及应用型高层次人才已成为当务之急，有机化学课程主要是学习有机物的结构、性质和反应。在“六卓越一拔尖”2.0背景下，新的行业需求对有机化学的课程内容提出了更高的要求。针对目前中药、新药中出现的问题，学会如何用机理思维解析有机反应，用结构思维预测反应产物，用逆向思维设计合成路径和用系统思维解决综合性问题。不仅能激发同学们学习相关课程的兴趣，还培养了其分析问题与解决问题的能力。1.3 立德树人是教育的根本任务，注重学生价值观的引领中药新药研究目的是满足患者对无药可治或更加安全有效药物的需求，药物的安全问题关系到人民群众生命安全，因此，中药新药人才需要具备过硬的思想政治素质。因此在“六收稿日期 2023-02-07基金项目 贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目(贵中医教学工程合字(2021)14 号)作者简介 刘雄伟(1991-)，女，湖南娄底人，博士研究生，讲师，主要研究方向为有机合成。*为通讯作者。广 东 化 工 2023 年 第 16 期 224 第 50 卷 总第 498 期 卓越一拔尖”2.0 视角下，应以立德树人为根本任务，以“学生为中心”的教育理念。在中医药理论的指导下，兼顾经典和现代有机化学知识点，通过思政案例、课程实践和学科前沿的引入，将高校思想政治教育融入到课程教学的各方面和环节中，培养学生科学精神、科学伦理和社会责任感，遵守职业道德规范，践行“四个自信”和社会主义核心价值观。引领同学们形成正确的价值观念，是培养一流中药学人才的迫切要求。2“四位一体”有机化学课程内容重构“四位一体”有机化学课程内容重构 在“质量革命”和“质量中国”的推动下，以培养一流的中药学人才为目标，重视学生创新思维、专业知识技能及德育综合素养的培养，基于此，我们对有机化学这门课程的教学内容进行了重构。在教学设计中，打造了以“基础理论知识-药效物质基础结构研究-反应机理解析-中药新药”为主线，集“知识传授-能力培养-素质提升-人格塑造”四位一体的课程教学内容，为一流的中药学人才的全方位培养提供了有力保障(图1)。图图1 以“基础理论知识以“基础理论知识-药效物质基础结构研究药效物质基础结构研究-反应机理解反应机理解析析-中药新药”为主线，集“知识传授中药新药”为主线，集“知识传授-能力培养能力培养-素质提升素质提升-人人格塑造”四位一体的课程教学内容格塑造”四位一体的课程教学内容 Fig.1 With the main line of“basic theoretical knowledge-Research on the basic structure of pharmacodynamic substances-analysis of reaction mechanism-Traditional Chinese medicine and New drugs”,it integrates the teaching content of“knowledge impartation-ability cultivation quality improvement-personality building”2.1 经典和现代有机化学知识点并重 在“六卓越一拔尖”2.0视角下，一流的中药学人才培养理念需从面向应用的传统培养理念转向于应用创新模式，因此有机化学专业基础课程内容应与时俱进，教师应拓展思维方式，将经典和现代有机化学知识点结合。具体更新的内容见表1。2.2 兼并中医药思维和科研思维 中药新药研发体系是在中医药理论指导下，紧密围绕中药新药创新布局的。因此，培养一流的中药学人才，需在基础课程内容中融入中医药思维和基本理论。引导学生从药效出发，开发中药单体化合物，从结构修饰、配伍角度开发复方新药，启发学生辩证地思考中药新药的研发方法。在教育教学中内化中医药思维，通过融入案例分析与思政，引导同学们可以辩证、整体的分析问题。找准课程章节知识的思维切入点，系统地构建同学们的中医药思维。同时，以“科研反哺教学”为抓手，教师在教学过程中，传授学生专业知识的同时，也可将最新研究背景、前沿知识、相关科研成果以案例或者课外自学的形式分享给学生，注重塑造学生的科研思维能力。将新冠肺炎防控的相关知识融入到教学内容中，医用口罩及N95口罩、乙醇等消毒剂、抗击新冠肺炎的典型药物如磷酸氯喹、羟氯喹和瑞德西韦等药物都与有机化学息息相关，让学生们不仅能感受到有机化学乃至整个科学知识改造世界的伟大力量，也能认识到“科学改变命运”的力量。借此鼓励学生多看科研文章，分析研究思路，积极申报大学生创新创业项目，积极参与教师的科研项目，以期提高学生的自主思考能力、分析能力和解决问题的能力。每章采用的案例见表1。2.3 案例和思政元素协同润物无声 针对有机化学课程的知识体系特点、思维方法和价值理念，采用思维可视化导图的顶层设计，遵循有机化学课程-章节-知识点-案例-思政-育人目标的纵深发展理念进行教学设计，找准课程中思政映射和融入点，通过科学前沿知识点、教师的科学研究、概念的比拟联想、科学史(有机化学名人故事)、诺贝尔奖背后的故事、存在生活中的生活案例、热点突发事件等来深度挖掘案例和思政元素，凝练课程的核心价值观。经过多次研讨，目前已形成了系统的有机化学思政案例库，并将其有机的融入到了专业知识的讲授课程中，并结合Blackboard、雨课堂、MOOC、微课、云端等新型教学工具，将传统的讲授式教学法(Lecture-Based Learning，LBL)、以案例为中心的教学法(Case-Based Learning，CBL)、以问题为导向的教学法(Problem-Based Learning，PBL)、以团队为基础的教学法(Team-Based Learning，TBL)及成果导向教育(Outcome-Based Education，OBE)等方法综合应用于有机化学课程，充分发挥多种教学方法在课程案例和思政建设中的推动作用。以学生为中心，系统地、针对性地将思政元素融入专业课的混合式教学中，引导学生自觉去感知、讨论、反思，形成线上线下、课上课下相结合的丰富多彩的案例和思政教学模式，让学生感悟日常生活中接触的有机化学知识，激发同学们的学习兴趣，培养学生的中医药思维和科学思维，实现学生自我教育，达到我们培养具备正确的社会主义核心价值观的育人目标。同时也让学生认同有机化学在社会发展、中医药事业发展中的推动作用，实现案例和思政元素协同润物无声的育人效果。表表1 围绕主线“四位一体”的教学内容在各章节中的体现围绕主线“四位一体”的教学内容在各章节中的体现 Tab.1 Around the main line of“four in one”teaching content in each chapter“双思维”培养 章节内容 引入经典与现 代有机化学知识 中医药思维切入点 科研思维培养 育人目标 第一章 绪论“生命力学说”的 突破，尿素的合成 贵州素有“黔地无闲草，夜郎多灵药”之称，开发单体化合物，并对其进行结 构改造，从中筛选配伍，研究由单体组成 的复方新药。以期找到药效更好的新药。讨论：火星救援中马特 如何合成尿素种土豆？实事求是，不畏权威，勇于质疑 第二章 烷烃 雾霾PM2.5的 形成，引入自 由基反应机理 从中医药角度思考如何预 防雾霾PM2.5对人体的危害 雾霾PM2.5的形成机制是如 何的？治理可采取哪些举措？从身边小事做起，像保 护眼睛一样保护生态环 境，营造健康的生态环境 第三章 烯烃 马尔科夫尼科夫规 则(Markovnikov Rule)氯乙烷具有冷冻麻醉作用，从而使局 部产生快速镇痛效果；与三七、延胡 索、黄柏、麝香组成复方溶于乙醇 中，能增强消肿止痛作用且药效持久。案例：运动场上的化学大夫“氯乙烷”)，导引出合成的 必要性，拓展超共轭效应的 电子效应作用及诺贝尔化学奖 再现Markovnikov规则的发 现过程，启发学生创新思维 第八章 双分子亲 核取代 SN2亲核取代反应机理 许多药在有效的同时，也表现出 很强的毒性，引导学生的辩证思维 案例：以世界冠军傅园慧“洪荒之力”为引导，激发 兴趣，引发思考，利用SN2亲 核取代反应机理解读肾上腺素 融入家国情怀，运动精神，科学精 神。理论知识从实践中来，再指导 实践的循环过程。引导学生们养成 勤于观察，善于思考的好习惯。2023 年 第 16 期 广 东 化 工 第 50 卷 总第 498 期 225 续表1“双思维”培养 章节内容 引入经典与现 代有机化学知识 中医药思维切入点 科研思维培养 育人目标 第九章 苯酚知 识点 贵州的五大名片 之一茶，最主要 的成分是苯多酚 结合中医养生角度和茶中的化 学成分变化来辩证的看待茶文化 隔夜茶能不能喝？其中亚硝酸 含量是不是随着放置时间越长 含量就越多？对人体有何危害？自古以来，茶都是中国人的待客 之道。茶的含蓄内敛和酒的热 烈奔放代表了品味生命、解读 世界的两种不同方式。正所谓 酒逢知己千杯少，品茶品味品 人生。进一步了解中国茶文化，礼之用，和为贵的核心理念。第十章 醛酮 哮喘，引入格 式试剂与醛酮的 亲核加成反应 类比顺尔宁(孟鲁司特钠)和开喉剑 喷雾剂，从药性、功能主治等角度 辩证的看待中医药和化学药的区别 利用亲核加成反应机理，解读哮 喘常用药顺尔宁(孟鲁司特钠)的 合成过程，引导学生的科学思维 引入格式试剂之父主格林尼 亚背后的故事，引导当代大 学生要扣好人生第一粒扣子 第十六章 杂环 化合物 青蒿素结 构和性质 屠呦呦开创性地从中草药中 分离出青蒿素应用于疟疾治 疗，增强学生对专业的自信 中国医药学是一个伟大 的宝库，应当努力挖掘 优秀文化传承与开拓创新，增 强学生民族自豪感，增强文化 自信；锲而不舍的科研态度和潜 心钻研、淡泊名利的科学精神 3 教学应用实践教学应用实践 基于重组后的课程内容，我们修订了 有机化学 教材(人民卫生出版社)和教学大纲，并在超星平台建立了有机化学共享课程，用于贵州中医药大学中药学专业有机化学课程的教学。下面将以醛酮醌这一章知识点为例。醛酮醌这一章是学生在接触了一个学期的有机化学后的新学内容，已具备基本的有机化学思维。故通过引导迁移，去引导学生掌握醛酮的化学性质，尤其是亲核加成反应。同时培养学生对有机化学的学习热情和兴趣，以及严谨、系统、科学的学习和科研思维。利用生物医学界永远热门的研究领域：抗癌药物的研发，导引出中药新药创制的必要性。以抗癌一线药物“紫杉醇”为例，从紫杉醇的简介、研发过程、独特的药理作用机制等方面介绍，引出紫杉醇开发的关键问题，即药源问题和药效问题，从人工栽培到寻找红豆杉的替代物，最后重点讲解化学合成方法，通过对紫杉醇结构修饰和改造，改变紫杉醇的水溶性。以此引导学生对自己所学专业重要性的认识，能济世救人，使学生牢固树立济世救人的思想，认识到所学专业的重要性，培养学生强烈的使命感。再以课题组申请的专利“一种紫杉醇侧链苯基异丝氨酸衍生物及其制备方法及应用”为实例，拓展中药新药创制的合成方法，培养学生热爱科学，追求科学的精神；培养学生勤于思考、独立思考、勇于创新的攀登科学精神。进一步拓宽学生眼界、激发学生探索新知识的兴趣，教师和学生间的互动和协作会更加紧密，教学效果也会大大提高。图图2 课程思政、中医药思维有机融合的教学设计课程思政、中医药思维有机融合的教学设计 Fig.2 Teaching design of organic integration of ideology and politics and TCM thinking 4 教学反馈与效果教学反馈与效果 图图 3 以中药学专业为试点，对该课程进行了问卷调查以中药学专业为试点，对该课程进行了问卷调查 Fig.3 Taking Chinese pharmacy major as the pilot,questionnaire survey was carried out on this course 依托本教学思想，97.78%的同学在教学反馈中表示学会了在中医药基本理论的指导下，分析问题和解决问题，同时对药物的合成有了更深一层的认识。本文第一作者于2022年指导本科生获得国家级大学生创新创业项目2项，省级大学生创新创业项目1项。参考文献参考文献 1教育部：全面振兴本科教育打造教育“质量中国”J年轻人，2019，(05)2陈传兵，何建峰，王涛，等 基于案例教学的有机化学课程思政研究J 卫生职业教育，2022，19(40)：70-72 3张树鹏，董伟，郝艳霞，等有机化学教学中的“三融合、二反思、四进阶”创新教学模式J化学教育(中英文)，2022，43(10)：41-45 (本文文献格式：刘雄伟，刘畅，姚震，等“六卓越一拔尖”2.0 视角下中医药院校有机化学课程内容重构与应用实践J广东化工，2023，50(16)：223-225)