刘玉明,李彩文

天津理工大学化学化工学院制药工程系,天津 300384

天然药物化学教学方法的探讨

刘玉明,李彩文

天津理工大学化学化工学院制药工程系,天津 300384

天然药物化学是药学专业和制药工程专业中一门重要的专业课程,随着中药现代化和国际化的发展趋势,其重要性不容忽视。本文对讲好第一节课,突出主线、详解重点、多媒体和板书有机结合,课前导入和课中高潮法、比较、联系、归纳教学方法,课后布置习题、综合考核知识和能力等理论课教学方面和增开设计性实验,安排综合性实验等实验课教学方面的认识进行了探讨。

天然药物化学;教学方法;探讨

天然药物化学是高等院校药学专业和制药工程专业的必修课程,是一门运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的学科;是药学课程体系中沟通传统中医药理论与现代科学技术的桥梁,在中药现代化、国际化进程中发挥着不可替代的作用;处于创新药物研发的龙头地位。其研究内容包括各类天然药物化学成分(主要是生理活性成分或药效成分)的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定知识等。此外,还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。为了适应当前科技发展所需人才的要求,培养学生成为具有扎实理论基础和实验技能的人才,近年来笔者通过自身探索,借鉴国内同行的教学经验[1-5],采用了以下几种教学方法,收得了较好的教学效果。

1 理论课教学方法和思路

1.1 讲好第一节课至关重要

第一章总论的绪论一般为天然药物化学课程的开场白,此部分如果照用教材中有关的内容讲授,学生必会觉得索然无味,如同嚼蜡。为了引起学生的兴趣,使学生认识到天然药物化学就在身边,明白要“学什么”,笔者列举了本学科国内知名院士学者,如于德泉院士、孙汉董院士、周俊院士、姚新生院士、罗士德研究员、马百平研究员等的学科成就;为了使学生了解本学科对水溶性、不稳定、微量成分研究的重视,分别进行了复方丹参滴丸成功研发的基础、鲜药促成了青蒿素的发现、百万分之二含量紫杉醇的分离等实例的介绍。最后介绍了与一些本学科相关的书籍,如《中草药有效成分提取与分离》和主要中英文期刊,如《中草药》,《中国中药杂志》,Journal of Natural Products,Planta Medica,Phytochemistry 等,鼓励学生课下积极阅读。通过第一节课的讲授,学生们兴趣盎然,提高了学习的积极性和主动性,为后续课程的讲授打下了良好基础。

1.2 主线突出,详解重点

天然药物化学内容多,体系繁杂,涉及到药用植物学、有机化学、分析化学、药理学等多门学科知识,故教师授课时应紧紧围绕教学大纲,交待学习的主线,即化学结构决定理化性质,理化性质决定提取分离,结构鉴定运用理化性质,鉴定的结构成分具有药用活性等。重点、难点部分详细讲解,为了弥补分析化学课程相关知识的不足,学校提前开设了选修课应用光谱解析,以方便学生在讲授结构鉴定部分时能够更好地理解掌握。

1.3 多媒体和板书结合使用

多媒体教学以生动形象的图、文、声、动画等信息来表现学科教学内容,具有清晰、美观、生动、信息量大的特点,非常有利于天然药物化学的教学,因本课程的特点是中药材图、各类化合物的复杂结构、提取分离流程图、化学反应过程、各种化合物的谱图较多,而采用传统的板书既浪费时间又难以讲清,如果经多媒体直观而清晰的演示后,学生就非常容易理解了,而且印象深刻。但在重点、难点的部分辅以板书,将板书和多媒体有机结合起来,可避免多媒体教学中信息量过多过快而使学生来不及思索的弊端[6]。

1.4 课前有导入,课中有高潮

在每章节的学习中,以学生熟悉的药物或现象为导入点,循序渐进地引导学生产生浓厚的学习兴趣。如在讲解香豆素时,首先描述有些枯死的柳树晚上会泛着蓝色荧光,随后介绍在六十年代末江苏省镇江一位患急性胆囊炎的农妇,肚涨如鼓,滴水不进,但喝完此种柳树皮煮成的水大吐一番后竟然痊愈,导致发现了其中有荧光的药用成分亮菌甲素。讲解黄酮时首先介绍长期饮用豆浆,特别是女性,可以延缓衰老。因为大豆中含有大豆异黄酮,而大豆异黄酮是天然植物雌激素,可以调节女性内分泌,治疗男性青春痘,延缓衰老。那什么是大豆异黄酮呢?随后导出黄酮的结构类型。在讲授强心苷类时,以中国西南和海南一带的“见血封喉”树开始,介绍古时少数民族用这种树的汁液涂在箭头上以达到很快杀死猎物的目的,为什么呢?随后引出强心苷类成分。这样一开始同学们注意力都高度集中,课堂气氛也非常活跃。

每次课中老师精心制造一些活泼气氛也很必要,如讲到糖类1H-NMR鉴定时告诉学生首先应找到每个糖的“脑袋”(即端基氢)和(或)它的“尾巴”(即末端甲基)。讲到某些微量成分提取分离时以某老师从一大马车的草药中分离到表面皿中白色“小米粒”似的一纯化合物为例,描述此老师兴高采烈,叫旁边研究生前来观看,笑声不断,突然不小心把化合物吹到湿地上找不到了。这样既活跃了课上气氛又增加了学生的有关知识,也增进了老师和学生之间的互动,达事半功倍的效果。

1.5 采用比较、联系、归纳方法,提高教学效果

天然药物化学是系统性很强的学科,通过比较、联系、归纳,非常有助于学生掌握有关内容,提高教学效果。如黄酮、香豆素与醌类都属芳香化合物,在进行这三类化合物的比较时很容易发现其性状、颜色、酸性、提取分离方法的相似性,以及各自独立的显色反应与波谱特征,如三萜和甾体结构相近,它们的1H-NMR因为所含甲基的位置和个数的不同,在高场区域就以通过甲基峰的个数和形状,对两者结构加以判断。再如通过酸性类化合物碱溶酸沉提取法和碱性类化合物酸溶碱沉提取法的分析总结,学生很容易加深理解,记忆深刻。

1.6 布置精选的习题练习

多数学生在每章内容学完之后只能从表面上理解,但深度和广度不够,如果布置适当数量和难度的习题,让学生经过分析、推理、比较、归纳,必可加深印象、巩固记忆、活学活用。习题可分为三种类型:一是基本原理类。该类习题旨在强化学生对基本原理的理解和记忆,一般可在教材中直接或间接找出答案。二是分析应用类。该类习题旨在使学生学习应用基本原理分析解决具体问题。如相同取代基的黄酮类和二氢黄酮类两个化学成分,如何利用化学显色反应或波谱特征区别。三是综合类。该类习题旨在培养学生应用基本原理,连贯前后知识,解决综合性问题。如给出多糖、叶绿素、酸性不同的一组黄酮类化合物,自己设计分离方案进行分离精制。再如结合化学性质和波谱数据推测该化学成分结构。通过这些练习,定会使学生在全面掌握和深刻理解上受益颇多。教师在认真批阅后除指出学生习题中的问题外,更重要的是在学生知识水平的基础上,更高层次、更广角度地讲解部分习题,尤其是综合类习题,从而使学生知识得到升华。因采用的《天然药物化学》教材[7]中没有习题训练,目前除根据教师科研中遇到的问题而自编的习题外,主要参考吴继洲教授主编的《天然药物化学习题集》。

1.7 基本知识和运用能力综合考核

在学生的结课考试的试卷中,主要从基本理论知识和综合运用能力方面进行出题,考核学生真正掌握知识的能力。如客观性质的单选或多选题占20%,基础知识占30%,运用基本理论综合解析结构知识占20%,运用综合知识设计提取分离知识占30%。通过考核引导学生注重综合运用所学知识进行分析解决问题的能力。

2 实验课教学方法与思路

2.1 增开设计性实验

在以往的实验教学中,学生习惯按照实验大纲规定的步骤,按部就班地进行实验,这种方式只能使学生熟练操作流程,并没有调动学生的积极性和主动性,实验效果不理想,实验似乎与现实生活距离很远,因此达不到培养应用型、创新型学生的目标。为了培养学生的创新性思维,进一步提高学生的实践能力,我们增开了设计性实验,即学生自主设计技术路线并实施的实验[8]。

在设计性实验项目药材的选择上,要求符合以下两点:①药材中药效成分稳定并有一定含量;若药材中成分含量低即购买其提取物,如豆芽提取物。②药材为常用草药,有的已开发成上市的新药,如葛根、两面针、穿山龙、山药提取物等。在实验前,教师要给出待选的实验题目,向学生作必要的讲解。然后,学生以实验小组为单位,在待选的实验题目中任选一个,并根据所选题目查阅相关文献资料,自主设计实验方案,然后将方案及所需仪器设备交给指导教师,教师对实验方案进行审查并给予点评后进行实验,实验完成后提交实验报告,教师批阅并进行总结。开展设计性实验后,学生积极性很高,积极利用机动时间走进阅览室、图书馆,查资料、做记录、分析、思考,通过查阅大量资料,也开阔了视野,转变了观念,进一步巩固了专业思想,增强了自信心。

2.2 尝试安排多学科的综合性实验

天然药物化学本身就是一个交叉学科,需要很多门知识的融会贯通和灵活运用。为此我们在专业实验中安排了有天然药物化学、药剂学、药物分析等多个学科知识组成的综合性实验,如开展了按照我国2010年版《中国药典》一部中的一清颗粒和双黄连口服液编成的由提取分离、制剂成型、分析检测等实验构成的两个大的实验,这样学生不仅对单个学科的理论和操作更加熟悉,而且对几年来学习的药学专业的各门课程有了一个新的整体把握和认识,这方面的探索和实践将会对完成整个药学专业四年的教学计划和培养目标起到很大的推动作用。

总之,在教学活动中要时刻注意以学生为主体,以教师为主导,利用多种教学形式和手段,精心安排教学(理论课及实验课)过程,以培养学生学习能力作为教学的主线,“授之以渔”。同时在教学活动中要注重加强与相关的基础课程的联系,让学生在学的过程中逐渐领会知识的相关性、连贯性和系统性,使教学质量得到不断提高。

[1]武佳,谭桂莲,解云霞,等.三年制高职药学专业天然药物化学课程教学探讨[J].药学教育,2009,25(2):23-25.

[2]舒晓宏,刁云鹏,甄宇红,等.天然药物化学教学方法的探讨[J].大连医科大学学报,2006,28(6):511.

[3]徐迪,霍理坚.天然药物化学教学中学生学习兴趣的培养[J].科技创新导报,2009,(21):226.

[4]赵建泽.结构-天然药物化学教学主因[J].卫生职业教育,2005,23(16):183.

[5]杨云,冯卫生,雷高明,等.天然药物化学实验教学改革与实践[J].中国中医药现代远程教育,2010,8(21):45-46.

[6]周永.教师与多媒体教学方法在教学中的辨证关系[J].广西医学,2005,27(11):1877-1878.

[7]吴立军.天然药物化学[M].5版.北京:人民卫生出版社,1988.

[8]田京,于博.袁金学.论教学方法的多样性[J].中国现代医生,2007,45(10):119-120.

Discussion of teaching methods of natural product chemistry

LIU Yuming,LI Caiwen
Department of Pharmaceutical Engineering,College of Chemistry and Chemical Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384

Natural product chemistry is an important specialty course of pharmacy and pharmaceutical engineering professions.It becomes more and more important with the development of the modernization and internationalization of Traditional Chinese Medicine.The paper has introduced the understanding of natural product chemistry from the classroom teaching,such as the theory class teaching of having the first lesson well,highlighting the main line,elucidating major parts,combining multimedia with blackboard-writing,importing before class,having a climax among class,teaching methods of comparisons,connection and generalization,assigning exercises,examinating knowledge and abilities comprehensively,and the experiment class teaching of adding designing experiments,arranging comprehensive experiments,and so on.

Natural product chemistry;Teaching methods;Discussion

G712

C

1673-7210(2011)09(b)-120-03

刘玉明(1968-),男,博士,从事天然药物化学研究与教学工作。

2011-04-27)