天然药物化学教学模式改革与探索

赵焕新 贾献慧 唐文照 杜成林

摘 要：天然药物化学是一门综合性学科，在药学和制药工程专业的人才培养中占有重要地位。为提高天然药物化学的教育教学质量，将PBL教学法应用于天然药物化学理论课及实验课的教学过程中，为探索适合我校天然药物化学课程的教学模式提供了参考。

关键词：天然药物化学；教学模式；PBL教学

天然药物化学是研究天然药物中化学成分的一门学科，内容包含了不同类型活性成分的结构特点、理化性质、提取分离、结构鉴定以及生物活性等。由于本课程知识点繁杂、内容抽象，学生对于该门课程的学习倍感压力，普遍反映比较难学。该课程是我校药学和制药工程专业的基础课，同时也是核心课程之一，如何改革教学模式，激发学生的学习动力，使学生能够真正参与知识建构是当前天然药物化学教学改革中亟须解决的问题。PBL（Problem-Based Learning）是一种基于问题进行学习、以学生为中心的教学方法，它强调从问题入手，激发学生学习的兴趣和自主性，让学生有针对性地探索并運用理论知识，旨在培养学生的创造性思维以及独立解决问题的能力。为进一步提升教学质量，将PBL教学法应用于天然药物化学理论课和实验课的教学过程，为探索适合我校天然药物化学课程的教学模式提供了参考。

一、PBL教学法在天然药物化学理论课中的应用

PBL的核心是从问题入手进行学习，因此根据以往的教学经验并结合科研实践和社会生活，在备课过程中，针对课前、课中、课后设计若干问题，从不同角度和层面引导学生进行课程的学习。下面以萜类化合物为例介绍PBL教学法在天然药物化学理论课中的应用。

1. 课前设计问题引出教学内容。在讲萜类化合物时，并没有直接进行课本内容的学习，而是首先向学生展示了正在接受颁奖的屠呦呦、红豆杉、银杏叶、穿心莲等图片，以此抓住学生的眼球，调动起上课的积极性，然后分别引出抗疟药物青蒿素，抗肿瘤药物紫杉醇，治疗心脑血管疾病药物银杏内酯以及抗炎药物穿心莲内酯，四者的结构复杂多样、并无特征性的母核结构。当向学生说明它们均属于一类化合物时，学生既惊讶又不解，带着“为什么结构差异较大的几个化合物属于同一类？该类化合物为什么不像黄酮类化合物那样具有明显的特征性骨架？它们还有哪些特殊性质、生物活性？”等问题开始学习。

2. 课中抛出问题进行讨论点评。根据授课进度，针对概括性的内容、重点或难点设计合适的问题进行小组讨论，如“萜类化合物之间有什么联系，如何解释青蒿素、紫杉醇等差异较大，但都属于萜类化合物？为什么中药玄参、地黄在炮制加工后会变黑？穿心莲内酯的抗炎活性疗效确切，若要进一步开发成临床用药应怎么做？”等。随机抽取小组代表对讨论结果进行陈述，再由教师进行点评、总结。

3. 课后留出问题进行分析研究。在课堂后期，会对本次授课内容进行总结，明确重点及难点，同时告知下节课内容，鼓励学生提前预习，以备课上讨论时能提出问题、解决问题，增加学生在课堂活动中的参与性。此外，针对本节重点或难点，设计思考题。实践证明，在天然药物化学理论教学中采用PBL教学法，以问题为导向贯穿课前、课中、课后的学习，不仅提高了学生学习的主动性和积极性、活跃了课堂气氛，又能针对实际问题引导学生进行分析思考，培养了学生发现问题、解决问题的能力。

二、PBL教学法在天然药物化学实验课中的应用

1. 实验选择。“汉防己中汉防己甲素、乙素的提取、分离和鉴定”是天然药物化学实验中较为系统的一个实验，除涉及生物碱的一般提取分离外，还包含了萃取、柱层析、薄层层析等，能较全面地反映学生对实验的理解以及实践能力。故研究选择该实验进行PBL教学的对比研究。

2. 实验对象。选择药学专业60名学生，分为PBL组（30人）和传统组（30人），每一组再分为5个小组并设立组内负责人。

3. 实验实施。对于PBL组，于实验前两周，由教师简要讲述该实验的目的和要求后，进行相关的文献调研、小组内讨论，实验前一周进行小组汇报及教师点评，最后进行实验操作，完成实验报告。而传统组则进行实验前自主预习，教师讲授实验过程，学生进行实验操作，完成实验报告。实验结束后，根据实验过程提出下列问题进行小组测试：（1）本实验的实验原理是什么？（2）在碱沉淀后为何采用乙醚或环己烷—乙酸乙酯萃取？（3）采用硅胶柱层析进行分离时，汉防己甲素和汉防己乙素的出柱顺序是什么？（4）为何大多数生物碱需要在酸性条件下进行沉淀反应？（5）在柱层析时教材中采用了环己烷—乙酸乙酯—二乙胺系统作为洗脱溶剂，若实验室中缺少了其中的某个试剂，有无其他洗脱溶剂可以替代并举例说明？

4. 实验结果。在实验准备阶段，PBL组和传统组的学习主动性存在一定差别，前者能积极地查阅文献及相关资料，根据所学理论知识进行小组讨论确定初步实验方案，然后针对不同的问题进行组间讨论、教师点评，确定最终实验步骤。而后者的自主学习效果欠佳，大部分依赖教师的讲授，处于被动接受状态。在实验操作过程中，PBL组和传统组均能根据拟定的实验步骤完成相关实验。但传统组的实验用时较长，小组内成员的协作性较差，出现了诸如柱表面不平整、流速过快、干柱等多种问题，且对于问题的处理能力不足。小组测试结果显示，对于问题（1）、（2）和（3），PBL组与传统组均能较好地回答，两组之间差别不大；对于问题（4），课本上并没有给出详细的解释，但根据对理论知识的理解，传统组的回答率约为56%，PBL组约为63%，后者略显优势；问题（5）则属于拓展性内容，传统组对该问题基本没有回答，仅随机说出了可采用乙醚或氯仿洗脱；而PBL组的回答较为踊跃，因进行了相关的文献阅读及信息检索，除了实验教材上列出的洗脱体系外，另积累了石油醚—乙酸乙酯3∶1；二氯甲烷—甲醇9∶1等洗脱溶剂，PBL组的优势明显强于传统组。经过对比，在天然药物化学实验中，PBL法的教学效果在调动学生学习主动性，培养其发现问题、分析问题的能力，提升其沟通协作能力方面要优于传统法。

三、小结

通过天然药物化学理论课和实践课的教学实践发现，基于PBL模式的教学方法激发了学生的学习兴趣，促进了学生积极主动地参与学习，提高了其思维能力及综合素质，与传统教学相比有一定的优势。然而，该教学模式同样也有一定的不足，如耗时较多，学生虽认同PBL教学模式，但也反映增加了学习的负担；此外，当班级人数较多时，PBL的实施有些困难，特别在文献调研、小组讨论环节，自制能力差的学生往往存在依赖心理。尽管如此，PBL教学法仍为天然药物化学教学模式的改革提供了一条路径，为提高教育教学质量发挥了重要作用。

（通信作者：杜成林）

参考文献：

[1]李洪娟，王春华，侯桂革，等.天然药物化学课程教学分析[J].基础医学教育，2017，19（7）：498-501.

[2]程杉，牛静，余和芬，等.PBL教学法在基础医学专业生物化学教学中的实践[J].基础医学教育，2017，19（6）：415-419.

基金项目：济南大学教学研究项目（项目编号：J1750）；济南大学重点教学研究项目（项目编号：JZ1609）。

作者简介：杜成林，副研究员，研究方向：天然产物化学。