浅谈药物化学实验教学质量的提高和创新能力的培养

杨新平 李芳耀 林家逊 阮 方

（桂林医学院药学院，广西 桂林 541004）

浅谈药物化学实验教学质量的提高和创新能力的培养

杨新平 李芳耀 林家逊 阮 方

（桂林医学院药学院，广西 桂林 541004）

药物化学实验是药学专业《药物化学》课程的重要组成部分，是药学专业一门重要的专业实验课，根据课程特点和存在的问题，从强化学生基本操作和技能的训练、重视基本能力的训练、改革考核方式、精心设计实验等内容，提高实验教学质量，采用讨论式教学方法加强学生创新能力的培养。

实验教学质量；创新能力；实验教学考核；讨论式教学

药物化学实验是药学专业《药物化学》课程的重要组成部分，也是药学专业一门重要的专业实验课，目的是通过实验加深对药物化学的基本理论和基本知识的理解，掌握当代合成药物的基本方法和对药物进行结构修饰的基本方法。在实验内容上除了巩固和验证所学过的理论知识及基本操作外，还要在学习了药物化学理论课及有关基础理论课的基础上加强学生在分析问题、解决问题的创新能力方面的培养。根据课程特点和实验教学中存在的问题，实验带教老师要重视研究如何提高实验课教学的质量、如何培养学生创新能力。

（一）实验教学过程中存在的主要问题

部分学生实验基本操作基本技能不扎实，表现在实验过程中操作不够规范，随意性较大，动手能力差；实验教学中都是老师讲解，学生被动应付，习惯按照实验指导书上的步骤边看边操作，不注重实验过程，只注重最终结果；学生对实验理论和操作方法理解不深，实验中表现出动手能力差、缺乏解决问题的能力。因此，对实验中出现的现象不主动去思考，以致遇到问题时就不知该如何处理，从而起不到实验教学应有的效果。所以在实验过程中有必要采取措施解决这些问题，调动起学生学习的主动性、积极性，逐步提高学生的创新能力。

（二）实验教学质量提高的途径

1.强化学生基本操作和技能的训练。学生综合能力的培养，必须建立在扎实的基础知识、熟练的基本操作技能之上。大学生虽然具备了一定的自学能力和理解能力，但知识结构不完整，能力结构不完善，在实验过程中由于对实验原理和操作方法不太了解，易出现盲从、依赖、模仿等心理障碍，以致操作不规范、动手能力差。所以要强化学生对实验原理的理解和对基本操作和技能的训练，使学生掌握正确操作，提高动手能力。药物化学实验是建立在相关化学实验基础上的实验课程，学生具有扎实的基础知识、熟练的基本操作技能有利于保证药物化学实验课程的顺利开展，有利于综合能力的提高。在实验教学中，把药物化学实验课所需的实验技能（实验装置、提取、纯化技能等）具体化，与基础化学课（特别是有机化学课）的老师沟通，基础化学实验的老师在实验课开设时对实验内容统一安排、有所选择，对这些基础知识、基本技能有针对性的训练。学生在进行药物化学实验之前就具备了相应的实验操作技能，同时在药物化学实验课中再对这些基本的操作技能进一步强化巩固，使学生能更好的掌握这些药物合成的方法、技能，把所学的基本技能系统化，提高了综合运用能力。其次药物化学实验教学前开设实验技能训练总论课。在每个学期的第一次课安排实验技能训练总论课，要求学生熟悉基础化学的实验教材（特别是有机化学实验教材），教师引导学生把实验教材中的装置、操作、技能等进行归纳分类，对学生的实验技能再次强化。再次通过具体的实验，教师手把手纠正学生的错误操作，规范实验操作，督促学生养成科学严谨的作风；同时每次实验后，教师对实验进行归纳总结，指出实验过程中学生操作存在问题，加深学生对正确操作和实验过程的印象，进一步巩固基本操作和技能。

2.重视基本能力的训练。在规范实验操作的同时，更重视对学生的实验能力的训练、培养，只有学生具备了这种能力，学会了怎样做实验，养成了良好的实验习惯，才会在此基础上更好的培养出独立工作、独立思考、独立解决问题的能力。在前面训练、规范学生实验技能的实验的基础上，对实验的三个阶段，即实验前、实验中、实验后三个阶段，通过这些具体的实验内容明确药物化学实验课各个阶段要做的工作和具体要求。实验前的准备阶段，要求学生做这样一些工作，如查工具书、文献弄清楚实验原理、反应条件及影响因素；原料试剂的用量计算（各原料摩尔数、各原料之间的摩尔数比、没给出用量的物料的用量计算等）；用手册、工具书、物质理化性质数据库查出实验所用试剂药品的理化性质，记录在实验预习本上；考虑实验中要采用的实验装置、操作等项目的训练。实验过程中要求观察实验现象变化，思考实验中所出现的现象的原因，怎样进行实验记录，并要求规范记录内容（包括实验操作、资料来源、所用试剂、现象、后处理、结果的记录）。实验结束后训练怎样书写实验报告，包括实验报告的格式、实验操作部分的书写、实验的讨论部分的内容书写等。通过多次具体的实验训练后，学生基本掌握了药物化学实验各个阶段要做的工作和具体要求，同时在后期的每个实验都要求学生按这些要求做，并将这种基本能力的养成作为实验成绩的一部分。通过在五届本科学生的追踪调查发现，经过这些训练后，在后期做综合性实验时大部分学生都能自觉的按平时训练的实验要求来做，养成了良好的实验习惯；在学生毕业实习期间都能以这种良好的实验习惯独立开展实验工作。

3.精心设计实验内容。结合本专业的特点和实际情况，精心设计了一些实验，所有实验的设计都是考虑从药物合成的各个环节（反应的实施、反应进度监测、产品纯化、产品的理化鉴定等）对学生加以训练。具体到一些实验又有不同的训练目标，如药物结构修饰实验，氟哌酸锌的制备（成盐反应）、甲酚磺酸钠的合成（磺化反应），使学生规范实验操作、明确药物化学实验课的具体要求、了解药物结构修饰理论和方法。通过这些训练后，学生基本掌握了药物化学实验的具体要求，动手能力也得到了训练，接下来开设出2～3个综合性实验，从实验原理到实验路线的设计、实验条件的选择、实验方案的选择、反应的监测、实验后处理方法的设计、产物的鉴定等方面进行讨论，让学生真正的理解怎样做实验，怎样做好一个实验，进一步体会要做好实验需做好哪些准备工作，加深对实验课具体要求的理解。还开设了个别能反应实验新技术的实验，如扁桃酸的合成（用到相转移催化剂），让学生关注新技术在药物化学实验中的应用，拓宽学生知识面。为提高学生的专业英语阅读能力，在实验的内容选择时增加了英文实验内容，部分实验内容以双语形式出现，实验教学时先要求学生翻译，然后在学生间进行交流，最后在课堂上由老师进行讲解，再由学生实施实验。

4.改革考核方式。以往的实验考核只注重考学生的基本操作，或对做过的实验的理解，改革后，不仅考学生的基本操作、基本技能，还将学生对实验要求的掌握、实验课的态度、科学态度养成等纳入考核的内容。考核的内容包括每一个实验的操作成绩、是否按实验课的要求做到（实验预习要求、实验记录的要求、实验报告的书写要求）养成了良好的科学态度、操作和实验技能考核几个部分的成绩组成。通过实验考核的改革，同学们更重视对每次实验课的学习，更重视基本能力的训练，实验课的教学取得了较好的效果，也较客观地评估了同学的实验技能和科研素养。

（三）通过讨论式教学进行创新能力的培养

实验教学除了让学生掌握基本实验方法和原理，还必须逐步培养学生的科研思维方式和创新意识，培养学生分析问题和解决问题的能力。如何在实验教学中发挥学生学习的积极性、主动性，调动学生思考问题、解决问题的自主性，实验教学中进行了多种尝试，采用讨论式教学方法，取得了较好的教学效果。所谓讨论式教学方法，即教师提出问题，让学生带着问题去寻找理论依据，鼓励学生提出问题，展开讨论，而后返回来指导实验；通过讨论，既有利于师生之间的交流，调动起学生学习的积极性，又有利于发挥学生学习的主观能动性，化被动为主动，从而引导培养学生发现问题、解决问题的能力。采用讨论式教学方法可以从以下方面进行。

1.在实验预习的基础上，讨论预测实验中可能出现的实验现象、采取的后处理方法的依据。在预习的基础上，针对实验内容，教师提问，让学生讨论并推测在反应过程中可能有那些现象产生，并强调在实验过程中要注意观察现象，看自己的推测是否与实际相符；再就是针对实验中采取的后处理方法，教师有目的的设计一些问题，让学生讨论这些后处理方法的理论依据。通过这样的训练，培养学生用已有的知识去解决实验中出现的现象和问题，使学生由被动接受实验操作流程，向主动了解、掌握所需知识，体验如何将理论与实践相结合，进行创新性实践转变，使得学生既有扎实的理论知识又有一定的实践能力。例如苯佐卡因合成中的氧化反应步，老师提问为什么加浓H2SO4在搅拌下于30min内加完？滴加时会出现什么实验现象？学生通过讨论了解到因浓H2SO4滴加到水中产生大量的热量，在 30min内搅拌下滴加是稀释热量，以防止反应过于猛烈；反应物对硝基甲苯和产物对硝基苯甲酸均不溶于水，前者 mp51.9℃，后者 mp242℃，可以推测在反应开始时，有油状物浮于反应液表面，随着反应的进行，固体的析出不断增多，而事实也的确是这样。再如苯佐卡因合成的还原步（用 NH4Cl-铁粉法）为什么反应结束后用饱和碳酸钠调pH至弱碱性，然后加三氯甲烷萃取，接下来又用稀盐酸萃取三氯甲烷层，萃取液最后再用碱调pH8，实验为什么这样进行处理？在课前老师提出这些问题，让学生预习后与在同学中讨论，通过讨论弄清楚了每一步操作的目的，这样才进一步加深学生对实验步骤、实验方案设计的理解，拓展了培养学生发现问题、解决问题能力的途径。

2.引导学生讨论、拓展新方法新技术的应用。对实验中学到新方法新技术（如相转移催化技术、微波化学反应、有机光化学反应等），结合后期教学中具体的实验内容进行提问，在学生中讨论，引导学生拓展这些新方法技术的应用，有利于拓宽学生的思维，培养学生发现问题、解决问题的能力。例如在扁桃酸的合成中使用了相转移催化剂，学习了相转移催化的理论。在做磺胺醋酰钠合成实验时老师提问，能否用相转移催化剂来加速磺胺酰化步反应速度、提高产率？让学生进行讨论，因为酰化步磺胺与浓碱反应生成的磺酰胺负离子是处于水相，醋酐是处于有机相，用相转移催化剂能否加速这两种处于不同相的反应物之间的反应速度，在教学时引导学生进行讨论，鼓励学生重新设计出实验路线，在开放实验室时进行尝试，开展第二课堂研究，与实验教材上的方法进行对比。再如在苯佐卡因合成的氧化反应步，该反应的原理是随着浓硫酸滴加到重铬酸钠水溶液中释放出大量的热量，对硝基甲苯成熔融状态，进而与氧化剂发生反应。老师在课前可提问：氧化剂重铬酸钠及浓硫酸是溶于水在水相，对硝基甲苯熔融后不溶于水，处于有机相，在本实验中采用相转移催化剂能否加速反应速度、提高产率？让学生进行讨论，并鼓励学生在实验中进行不同组的对照实验。

3.对综合性实验路线设计进行讨论。比如在苯佐卡因合成实验教学时，对实验的合成路线不是简单的按实验讲义操作，而是在实验教学前，教师首先提出如下问题，氧化反应可采用哪些氧化剂来氧化？酯化反应有哪些方法？还原反应有哪些方法？让学生先查阅文献，引导学生针对本实验的目标化合物结构特点，自行设计合成路线，然后在学生间进行讨论，确定一条合适的合成路线。通过这些训练，学生发现问题、解决问题的能力得到了很好的提高。

综上所述，为了提高实验教学质量、培养学生的创新能力，需要教师在更广泛的领域继续探索和改革。在实验教学中教师要重视实验教学工作的研究，研究如何加强基本操作基本技能的巩固，研究各种知识能力如何获取的训练培养，研究如何发挥学生的主观能动性、调动起学生的学习积极性；并在实验中积极总结经验，勇于实践，大胆探索，扎扎实实落实好每一环节的工作，这样才能做到全面提高实验教学水平，提高学生的综合素质和创新能力。

[1]罗艳,周玉平,张万金,等.在药物化学实验中加强技能训练[J].医学教育探索,2008,7(10):1046.

[2]吴艳芬,于亭,雷小平.药物化学实验教学方法探索[J].药学教育,2003,19(2):47.

G424.31

A

1008-1151(2011)04-0158-02

2011-01-11

杨新平（1971- ），男，广西桂林人，桂林医学院药学院有机药化、天然药化教研室副主任，讲师，从事药物化学教学和科研。