硕士研究生课程《天然源农药研究方法》的教学体会

田永清，徐汉虹 (华南农业大学昆虫毒理研究室，天然农药与化学生物学教育部重点实验室，广东广州510640)

硕士研究生课程《天然源农药研究方法》的教学体会

田永清，徐汉虹 (华南农业大学昆虫毒理研究室，天然农药与化学生物学教育部重点实验室，广东广州510640)

《天然源农药研究方法》是华南农业大学为天然源农药方向的硕士研究生开设的一门必修课程，该课程的教学目的是培养实验操作技能、提高综合研究能力。从培养学生的研究素质、教学内容、教师自身的专业积累3个方面介绍了《天然源农药研究方法》的教学体会。

天然源农药；天然源农药研究方法；教学

《天然源农药研究方法》是华南农业大学为天然源农药方向的硕士研究生开设的一门专业课，目的是让新生建立天然源农药的理论体系、培养实验操作技能，提高综合研究能力，使他们在修完此课程后能够初步开展实验。天然源农药虽然应用了很长时间，但是由于1940年代以后有机合成农药盛行没有受到普遍重视，现在由于环保、食品安全等多方面的原因重新受到重视，故只有少数历史较长的农业院校在本科阶段开设了这一课程，这决定了多数研究生新生没有天然源农药的理论基础，相关的实验操作经历就更少，要把教育背景不一、没有天然源农药研究经历的新生培养得能够独自开展研究工作确非易事。近年来报考天然源农药方向的研究生在增加，很多高校新开设了天然源农药课程，如何做好该课程的教学工作值得探讨。笔者多年研究天然源农药，对研究工作的难度、细节、研究者必备的理论基础和研究素质等有较深感受，主讲《天然源农药研究方法》也有数年时间，在此谈几点教学体会，希望能起到抛砖引玉的作用，共同做好该课程的教学工作。

1 培养学生的研究素质

研究天然源农药是繁琐、费时、风险性大、难度高的工作，研究者具备相关素质后才能做好这一工作，笔者认为要结合教学内容，重点培养学生如下5项研究素质。

第一项素质是耐心。虽然所有的科学实验都要耐心，但是在天然源农药的研究中耐心显得更为重要。分离天然产物是十分费时的工作，要求研究者必须经得住时间的煎熬。有些研究生做了一两年的工作没有进展，直到毕业前的几个月才取得重要结果；还有些研究生分离六、七十个化合物后才发现一个新化合物，这是从事天然源农药研究的常见现象，要求研究者必须有耐心。

第二项素质是细心。研究天然产物的很多环节，成败就在一瞬间，要求研究者细心、再细心。例如向层析柱中加洗脱剂时一定要用玻璃棒将洗脱剂缓缓加入柱中，稍不小心就冲坏平整的柱面导致局部样品被先冲下，本来能够分开的物质又混在一起了。又如，用薄板制备法纯化样品时，若将目标带的上下边带入，即使是很少量的杂质，也可能给图谱增加很多干扰信号，成为鉴定结构的大障碍。

第三项素质是专心。研究天然产物需要处理很多细节，一般没有太长的间断时间，要求全身心投入，不能打算忙里偷闲。间断时间较长的，例如对材料作第一次层析分离，每流分可以接200～400 mL，所需时间为20～30 min，这种情况下才可以离开数分钟；间断时间较短的情况例如用反相柱或用凝胶柱纯化样品时，一般每瓶流分只有数毫升，接一瓶只需几分钟，如此短的间隙时间是不允许操作者离开的。但有的研究生利用这种间隙到实验室外听音乐、聊天或打电话，很容易超过允许的时间，结果是层析柱中的洗脱剂早已流干、流分或已提纯的化合物溶液早已溢出瓶外，导致前功尽弃。

第四项素质是恒心。研究天然源农药有一些捉摸不定的现象，例如用活性跟踪法追踪流分中的活性成分时，材料粗提物的活性很好，但是经过两三次柱层析后活性便消失了。这种情况经常发生，要求研究者要有恒心，经得起失败的打击。

第五项素质是信心。研究天然源农药不仅是劳力的工作，而且是劳心的工作，要求研究者不仅要花时间做好实验，而且要补充学习很多理论知识。最典型的是用于鉴定化合物结构的“四谱”理论——核磁共振谱、质谱、红外光谱、紫外光谱，这些理论较深奥，使不少研究生产生畏惧感，但有的研究生通过潜心学习最终掌握了这些理论，他们的独特素质就是学习的信心。课堂上要以这些成功的学生为例，教育新生克服畏难情绪、树立信心。

2 精心安排教学内容

研究天然源农药一般包括确定研究对象、测定活性、分离活性成分、鉴定活性成分的结构、查新及撰写论文等环节，应该紧扣这些环节安排教学内容，具体应从以下几方面开展教学工作。

2.1 补充相关学科知识，建立理论知识体系

研究天然源农药需要农药学、化学、天然产物化学等多方面的知识作为支撑，所以无论哪种专业背景的新生在理论体系上都是不完备的。天然源农药是植物保护学科下的研究方向，本科为植物保护专业的新生具备相对较好的基础，只需加强化学、天然产物化学等基础知识；而本科为农学、林学、生物学等专业的新生需要补充的知识面更广一些。待补充的基础知识在很多教材上可以查到，但是分布零散，学生自学时有眼花缭乱之感，需要组织重点内容讲授，给学生建立一个有机的理论体系。对多数新生而言，经过本科阶段的学习和复习备考的准备一般在化学和农药学方面有了一定的基础，讲授理论课时只需对与研究工作密切相关的知识点作重点介绍，如生物活性测定方法、氢键理论、异构类型等，其它的内容要求自学。天然产物化学一般没有作为硕士研究生入学考试的必考课程，在本科阶段一般也没有作为必修课，新生在这方面的基础最差，需要补充的内容有各类天然产物的结构类型、显色特征、生物活性、在自然界的分布等。没有这些必备的理论基础就不可能形成正确的研究思路。

2.2 注重培养文献检索能力

检索文献贯穿于整个研究过程。绝大多数新生不会查文献，所以需要特别注重培养他们的文献检索能力。首先，要求学生能熟练使用几种常用的数据库和网站，如SciFinder Schcolar、Elsevier SDOL、AGRICOLA(Agricultural Online Access)等。其中SciFinder Schcolar是最重要的数据库，收集的资料最齐全，并且具有实时更新功能。在SciFinder Schcolar上可以用某一关键词查到关于它的所有文章，用SciFinder Schcolar找到相关摘要后再通过其它电子期刊数据库或纸质刊物查找到原文，在确定研究对象、鉴定化合物的结构和查新时这项工作至关重要。其次，还要求学生熟悉天然产物领域的主要期刊，中文期刊有《中国药物化学杂志》、《天然产物研究与开发》、《药学学报》、《沈阳药科大学学报》等，外文期刊有《Journal of Natural Products》、《Phytochemistry》、《Journal of Asian Natural Products Research》、《Chinese Chemical Letters》、《Fitoterapia》、《Bioorganic and Medicinal Chemistry》、《Tetrahedron Letters》、《Tetrahedron》、《Journal of Herbal Pharmacotherapy》等。

学会检索文献后，必须要求学生多看文献，这不仅是开阔眼界的需要，还是对基础知识的重要补充。有的研究生在看文献的过程中便获得了很多有用的信息，顺利地确定了研究方向，走好了研究工作的第一步。此外，多看文献还有利于提高英文写作水平、掌握各种期刊的内容要求，为发表研究论文作好准备。

2.3 透彻讲授实验细节，亲身传授实验经验

本课程的主要目的是提高学生的实验技能，所以实验中的注意点是课程教学的重点内容，特别是往届研究生的失误及从中可吸取的经验教训，这些内容对于新生至关重要，能够避免重蹈覆辙。例如，在讲述“用叶碟法测试植物的杀虫活性”时，要提醒学生注意配制药液时一般要加入适量的丙酮，丙酮与水的体积比在15∶85左右，这个含量的丙酮有助于药物附着在叶片上，又不致于使叶片过度失水，丙酮过多或过少都会导致实验失败。又如，在讲授“记录实验结果”时，要提醒学生注意假象，以测定某化合物对斜纹夜蛾的拒食活性为例，如果用已接近蜕皮的斜纹夜蛾幼虫作为试虫，由于接近蜕皮的幼虫会自然减少取食量，就会给出高拒食率的假象。这里仅仅列举了活性测定中的2个细节，需要注意的细节还有很多，例如挑选研究对象时要考查它的来源、通过检索文献弄清楚它的背景资料、有无特殊性质、采集运输时有无特殊要求；提取时要弄清溶剂的来源、是否已被污染；分步萃取粗提物时要防止乳化；在进行柱层析时要准备好合乎标准的层析柱，然后小心上样、耐心层析，并且随时注意洗脱剂的极性；显色时一定要用多种显色方法，通过薄板层析鉴定纯度时一定要用硫酸显色，特别注意样点周围有无阴影或拖尾现象；对化合物进行核磁共振图谱、质谱等检测前要注意样品中的水分、溶剂是否已蒸发干，样品是否必须避光，等等。如果不透彻讲授这些细节，学生在开展实验后可能要走很多弯路。由于前述的各种细节及注意点是笔者在一线科研的心得体会和笔者所在教研室前辈们的经验总结，书本上一般没有记载，有时决定实验成败的又恰恰是这些细节，所以讲授这些内容时学生几乎都在聚精会神地听课，下课后还在争相提问或谈自己的感受，教学效果无疑是很好的。

理论课上的讲授已给了学生很深的印象，但是实验科学的很多现象仅仅用语言描述是不够的，还要通过实验加强感性认识，“百闻不如一见”就是这个意思。实验课上老师先操作示范并对各种现象一一讲解，然后学生自己操作。学生从实验课上能够直观地看到很多难以用语言描述清楚的现象，如活性测定中试虫的吐水现象、萃取中的乳化现象、各种化合物纯品的形状、层析显色时的各种颜色等。有了理论课的基础和教师的示范实验，学生通过独自实验训练基本可以学会常规的操作，能够初步开展实验。

3 教师自身的专业积累

“要给学生一杯水，自己要准备一桶水”，这句俗语的意思是教师必须要有充足的知识储备才能上好课。教师有了足够的专业积累后，上课时便能左右逢缘、旁征博引，做到理论知识与实践有机结合，增强学生感性认识，活跃课堂气氛，使学生在很愉悦的氛围中完成学习任务。《天然源农药研究方法》这门课的主要目标是培养学生的实验操作技能，故教师自身必须自己坚持一线科研，总结经验和教训，不断充实教学内容。

4 小结

研究天然源农药是一项实践性很强的工作，而且需要多学科的基础，《天然源农药研究方法》正是根据这一性质而开设的一门研究准备课。绝大多数研究生新生在修完此门课后不仅具备了天然源农药的系统理论知识，而且在文献检索能力、实验操作技能方面有很大提高，能够较顺利地开展学位论文研究工作，不少研究生在二年级末便基本完成硕士学位论文。此门课程还大大提高了学生研究天然源农药的兴趣，以天然源农药研究作为毕业论文选题的研究生逐年增多，有的研究生获得硕士学位后继续攻读该方向的博士学位，该校草业、生态学等专业也有一些研究生选修此课。根据跟踪调查结果和反馈信息，笔者从前述的几个方面考虑授课内容和讲授方法，的确起到了教学相长的作用。

G423.04

A

1673-1409(2009)02-S097-03

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.02.028

2008-11-06

华南农业大学实验教学示范中心建设项目(2008)；华南农业大学教育教学改革与研究项目(2009)

田永清(1973-)，男，湖北松滋人，农学博士，讲师，主要从事天然源农药研究.