天然药物化学实验课程改革探讨

邵建华++李斯慧++赵春超

摘要 从天然药物中寻找活性成分是研制新药的有效途径，近年来，我国在天然药物化学研究领域取得了可喜的进展。为适应我国中药现代化、国际化的发展趋势，提高对本科生天然药物化学课程的教学质量显得尤为重要。针对这一问题，根据天然药物化学的教学内容和教学重点设计不同的实验教学形式，以期在有限的学时内达到巩固基础、系统理论、了解前沿的效果，同时探讨了新的实验考核制度。结果表明：学生能够更加系统牢固地掌握天然药物化学基础知识和操作技能，同时具备了初步地分析和解决天然药物化学问题的能力。

关键词 天然药物化学；实验课程；改革

中图分类号 G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0278-01

Abstract Finding bioactivity compounds from Chinese herbs is becoming a new method to produce new medicine.Nowadays，there were many exciting developments in Natural Product Chemistry.To adapt the modernization and rapid developing of Chinese medicine，it is urgent to improve the teaching quality of Natural Product Chemistry.To solve the problem，we designed different instructional modes based on different teaching courses and teaching key points，in order to achieve limited period of time to consolidate the foundation，system theory，to understand the forefront of the effect，we also studied the check-up system. The results showed that students learned more system atically and firmly，and their power of problem analyzing and solving ability also increased.

Key words Natural Product Chemistry；experiment course；reform

1 天然药物化学实验课程教学改革的必要性

天然药物化学是运用现代化科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。从天然药物中获取新的有药用价值的活性成分，已经在全球范围内形成了有组织、有计划的创新行为。来自天然药物活性成分的新药已经在临床上大范围使用，全球药品市场中天然来源的药物制剂已经占临床药物的30%，青蒿素、紫杉醇等已经成为临床不可或缺的一线药物[1]。为适应这一发展需要许多药学类专业在本科生阶段开设了天然药物化学课程，以培养越来越多的研究工作者投入天然产物研究。由于学科的特殊性，天然药物化学课程的实验教学部分非常重要，很多理论教学内容必须通过实验加以验证和巩固，同时实验教学也是培养学生熟练的操作技能、严谨的科学逻辑以及创新意识、创新能力的重要途径[2]。近年来，天然药物化学领域蓬勃发展，涌现出众多的新技术、新方法，如何使学生在有限的学时内既掌握基础又接触前沿，是天然药物化学教学亟待解决的问题。针对这些问题，根据天然藥物化学的教学内容和教学重点设计不同的实验形式，采取不同的授课方式并调整了相应的考核方式，以期在有限的学时内，使学生扎实掌握天然药物化学的理论和实践操作。

2 天然药物化学实验课程教学改革的实施

2.1 专项技能训练

天然药物化学研究的经典方法为天然药物的提取分离、有效成分的结构鉴定、活性化合物的化学修饰方法。这部分内容逻辑性强，富有连贯性，内容也较为生动，学生理论知识掌握得比较扎实。在实际操作中，由于天然药物化学研究周期长，一味药材的深入研究需要1年甚至几年的时间，其中任何一个步骤操作失误都有可能导致整个实验的失败，所以必须严格训练学生的基本实验操作技能。选取经典实验设计，侧重于某几种操作技能的训练：如“黄连中的小檗碱的提取、分离、鉴定”实验[3]，重点进行以下几个方面的训练：提取液的pH值调控、盐析过程操作及控制要点、薄层层析法的操作和结果判定，紫外灯的使用。在一个经典实验中将天然产物分离的分离、分析和制备过程中涉及的常规基本技能加以强化训练。专项技能训练对于减少或避免学生在后期科研过程中犯不必要的错误以及造成不必要的损失具有重要的决定性意义。

2.2 科研思维训练

在专项技能训练完成后，开展一项自选设计实验，要求学生自主查阅文献，设计实验流程，确定关键因素。由教师选定一个天然产物提取的中间产物，由学生自主设计、精细完成其中某种物质的提取制备。例如“大黄中蒽醌类成分的提取、分离、鉴定”实验，主要包括回流提取、pH值梯度萃取、柱层析分离和重结晶等内容。针对大课题，将学生分组，每组设定不同的实验方案，开展均匀设计及方差设计，考察不同实验因素如温度、pH值、溶剂配比的不同水平对于实验结果产生的影响。汇总全班的实验结果，以讨论形式确定最佳实验方案。通过这样的学习，每组同学都会体会到不同实验条件对实验结果产生的不同影响，通过进行交流讨论，相当于进行了一次实验的均匀设计，从而培养学生的综合设计能力，形成正确的科学思维。

2.3 半程参与实验

针对耗时长的药材提取实验，以半程参与形式展开。由学生进行主要操作，中间过程由教辅人员完成，实验结束后，学生分组讨论实验结果。例如氧化苦参碱的提取采用渗漉法：其中苦参根的粉碎、渗漉桶的装填等工作由学生完成；缓慢的渗漉过程由教辅人员帮助完成；氧化苦参碱的重结晶过程耗时较长，由教辅人员看管。学生根据实验结果，讨论实验关键条件的设置，总结实验操作中的关键步骤及影响实验结果的因素。

2.4 虚拟仿真实验教学

随着生物学、物理学、高分子合成分离材料和计算机技术的发展和在药物化学研究应用，天然药物化学的涉及领域越来越广泛，对多种学科研究方法的应用程度也不断加深，例如超临界萃取技术、Xpress多维纯化系统等，是非常有应用前景的提取、纯化技术。但是由于经费及实验条件等原因的限制，不可能给学生逐一开展相关的实验。这时利用虚拟仿真实验教学的形式展示和讲解，有利于开拓学生视野。

2.5 加强科学史的讲授

在进行关键技术学习的同时，应该多向学生介绍天然药物化学学科研究成果的研究史，有助于学生头脑中形成完整的科研思路，建立学生对于天然药物化学研究的整体感。“一个头脑成熟对科学事物有过深思熟虑的科学家，不仅有时间积聚技术上的细节，而且掌握了足以见到森林的全局观。”[4]例如：在天然活性成分的研究部分以抗疟成分青蒿素的发现为实例，讲清楚如何通过调查研究，从民间、文献中寻找、发现有价值的研究线索，以青蒿中抗疟成分青蒿素提取、分离的研究过程，讲清楚如何确定有效部位、有效部位的一般性质、有效成分的分离和设计、从青蒿中提取分离青蒿素的工艺流程，使学生熟悉从天然药物中寻找、开发新药的过程，培养他们的科研意识。加强学科重大研究成果的科学史介绍，有利于增强学生们对这门学科的全局认识，激發他们对这门学科的研究热情，而不是让他们觉得天然药物化学仅仅是枯燥无味的分离过程的排列和一堆堆复杂化学结构式的堆砌。

2.6 改革考核制度，重视综合能力的考察

改变以往只根据实验报告打分的考核情况，这种考核方式注重理论，轻视实验，很多学生的报告很完美，而实际动手操作能力较差[5]。天然药物化学注重理论与实验相结合。在实验考核上，要结合实验报告、实验理论和实验操作技能。采用平时成绩（20%）、平时实验报告（20%）、实验设计（30%）及最终实验报告（30%）的模式。实验设计是根据平时实验内容出题，让每位学生自己查阅文献资料，自行设计实验方案，独立操作完成实验，然后拿到一定量的产品，对产品进行鉴定并写出最终实验报告。这种考核制度使学生在探究过程中体验成功的喜悦，可增强其学习的动力。

3 参考文献

[1] 叶阳，李希强，唐春萍. 2006年我国天然药物化学研究进展[J]. Chin-ese Journal of Nature Production，2008，6（2）：71-79.

[2] 王举涛，刘金旗，汪路明，等.《天然药物化学》课程教学改革的探讨[J].安徽医药，2009，13（4）：463-464.

[3] 郭丽冰，谢郁峰.天然药物化学实验教学体会与改革设想[J].药学教育，1997，13（3）：35-36.

[4] W. I. B.贝弗里奇.科学研究的艺术[M].陈捷，译.北京：科学技术出版社，1979：5-6.

[5] 陈剑，刘频健.天然药物化学实验教学改革初探[J].九江学院学报（自然科学版），2006，21（1）：125-126.