以创新为导向的天然药物化学实验教学探索

王彧博，于 玲，王亚娟

（锦州医科大学药学院，辽宁 锦州 121000）

高等教育的主要任务是培养创新型人才[1]。对于药学专业而言，可以通过教学理念、教学方法的创新等，培养学生创新能力。天然药物化学是一门运用现代科学理论与方法研究天然药物化学成分的学科，是高等医药院校药学相关专业的主干学科，主要研究内容包括不同类型天然药物的结构特征、物理化学性质、提取分离方法、结构鉴定以及生物活性等[2]，实践性很强。天然药物化学实验课程是本科实践教学的重要组成部分，对药学相关学科的学习、药学生产实践以及新药研发具有重要指导意义。为了更好地实现创新型人才培养目标，我们以创新为导向积极探索优化天然药物化学教学模式，并将其应用于教学实践。

1 以创新为导向的教学模式及应用

以创新为导向探索天然药物化学教学模式，强调以学生为主体，通过对实验环节设计以及实验内容的改革，充分调动学生参与实验课程的积极性，进一步提高天然药物化学实验教学质量，强化学生专业技能，培养创新思维以及良好的科学素养。具体研究中，探索改革经典实验设计环节，应用自主设计与异法同步相结合的实验模式，引入社会热点问题或科研成果作为实验素材，优化形成性评价机制，并将意识教育贯穿始终。

1.1 实验设计环节与实验内容改革

1.1.1 异法同步法在经典实验项目中的应用 异法同步实验是指在同一实验室、同一时间同步进行两种目的相同但方法不同的实验项目[3]。将该方法应用于经典实验项目中，可以在有限的时间内极大地丰富课堂内容，开阔学生视野。

结合目前我校经典实验项目，在传统讲授基础上，在每个实验的提取、分离、鉴别等不同环节运用异法同步法教学模式。例如在芦丁提取实验中，可以采取沸水提取、碱水提取等方法；在小檗碱柱层析分离中，可以选择不同加样、装柱方法，以及用不同的洗脱系统洗脱等多种层析方法。

以“黄连中小檗碱、掌叶防己碱的提取与分离”实验为例，我校自编教材中小檗碱分离采用干法硅胶柱层析方法。柱层析方法是天然药物化学实验中非常重要的分离手段，为了让学生更加深刻地理解柱层析特点、适用范围等内容，笔者采取异法同步法进行实验教学，不断总结优化，最后确定了一种可操作性强、可以调动全体学生积极性的实验方案。首先教师讲授柱层析的各种不同加样、装柱方法理论知识，通过多媒体、示范教学等手段演示实验基本操作，特别强调各种方法的优缺点。学生分组，每组3～4人，在充分了解各种方法的利弊之后，组内协商选择一种柱层析装柱方法。教师提醒各小组成员明确分工，巡回指导，及时发现问题并解决。湿法装柱的优势在于装柱均匀，分离效果较好，干法装柱则操作简便快捷，二者都能够实现生物碱的分离。实验过程中，学生对两种不同柱层析方法的特点有了最直观的认识。教师组织学生进行组间观摩，学生对本组的实验结果以及组间观摩结果进行分析讨论，确保掌握两种柱层析方法。这种教学模式下学生不仅自己选择实验方案，还进行组间对比，因此积极性很高，对实验技能掌握也更好。

1.1.2 设计性实验与异法同步法相结合在新增实验项目中的应用 完成经典实验后，为进一步提升学生学以致用的综合能力，培养创新能力，教师可选定一种可行的设计性实验项目。课前，学生分组查阅文献，根据已有的经验以及文献调研结果，在给定实验条件的情况下自主设计实验方案。教师在课堂上指导学生修正实验方案。学生自己完成预实验后进行项目实施，观察实验现象，记录实验过程以及结果，并分析讨论。

我校前期初步建立了有关教学方法的模型，现结合预实验进一步优化教学方法，力争在有限的课堂时间内充分挖掘学生的潜力。例如，在完成本学期经典实验后，对2016级药学专业4个班级开设了设计性实验“橙皮苷的提取、分离和鉴定”。在开课前两周，教师布置题目，让学生查阅相关文献。学生以小组形式结合文献及所学理论知识设计实验方案，以电子文档形式上交指导教师，并准确标注参考文献。课上，指导教师首先对橙皮苷的性质做简要介绍，然后由各组选派代表向全班学生介绍自己的实验思路，要求论据充分，鼓励学生以PPT形式展示实验方案。学生充分运用中国知网、万方数据库等收集相关文献，并结合课堂所学理论知识设计自己认可的最佳实验方案。从上交的实验方案来看，各小组实验流程很少有重复，尤其是提取分离方法，包括碱提取酸沉淀法、超声法、乙醇回流提取法或将几种方法混合。即便有小组选择了相同原理的提取分离方法，所涉及的细节也不尽相同。比如同样采用碱提取酸沉淀法，但选择的溶液、剂量等不同，或者去除杂质的方法不同等。教师对每组学生的方案进行点评修正，对发现的闪光点给予充分肯定，鼓励学生大胆尝试、勇于探索，同时，对典型错误及时指正。实验实施过程中学生表现出了前所未有的积极性，由于学生自主设计实验方案，他们都迫切期待验证。大多数小组会得到满意的实验结果，也有少数小组实验结果不理想，这种情况下他们会积极分析，查找原因，在教师指导下及时调整实验方案或对结果进行分析讨论。各小组对不同方法进行综合评比、分析总结，能够极大地调动学生积极性，主动参与，发现问题，解决问题，并在此过程中不断实现创新突破。

1.1.3 综合设计性实验及科研创新成果的应用 综合设计性实验实现了天然药物化学、生药学、药物分析学、药剂学、药理学等多个学科实验的整合，使学生更直观全面地认识药学学科。例如，针对以上科目，开设了某中成药胶囊剂制作实验。此外，鼓励优秀学生提出科研计划申请大学生创新项目，或参与到教师的科研设计中，是培养学生创新能力的有效途径。例如，笔者结合教师研究课题，指导药学专业6名学生开展了某中药有效成分的分离及体外活性筛选工作，开阔了学生的视野，提升了科研素养。

1.2 形成性评价与反馈总结

实验课程结束后，在选定的若干题目中随机抽题对学生进行测试，对其学习情况进行检验。测试包括实验方案设计和实验技能考核，教师及时指出学生的共性或个性问题，以强化基本技能操作。这种评价模式加强了学生对实验基本技能的掌握，由于考核过程中每个学生单独随机考核，所有学生都最大限度地参与，在考核后又通过反馈总结得到了进一步提升。

1.3 意识教育

整个实践教学过程中，注重对学生进行意识教育，培养独立、创新、严谨、实事求是的科学态度，增强团队合作意识。强化安全意识教育，在学校大力支持下实验室升级改造，我们充分利用这一优势增强学生有毒试剂应用操作等安全意识，养成废液及时回收的习惯。在课堂教学中融入传统文化、大局意识、家国情怀，天然药物化学和中医药存在着密切联系，教师有责任引导学生关注传统文化，正确理解并弘扬、传承中医药文化。

2 教学体会

（1）学生自由设计实验对授课教师与实验准备教师提出了更高要求。教师要具备丰富的知识，认真备课，紧跟课堂，及时做好课后反思，通过灵活应对、正确引导培养创新型人才。

（2）教学过程中，学生可能会对本小组的实验操作模式比较熟悉而对其他操作模式没有特别深刻的印象。针对这一问题，我们要加强讨论，及时总结强化，并适当调整考核环节，最终使学生掌握所有实验方法。

（3）教学中发现学生文献调研能力要好于预期，但是普遍对参考文献引用规范不重视。因此，教师要对学生上交的实验方案中参考文献的书写等严格要求，引导学生树立正确的科学观念，提升科研素养。

（4）中医药是我国文化的瑰宝，天然药物化学与中医药密切相关。授课过程中发现药学专业学生中医基础理论相对薄弱，结合课程内容融入相关知识十分必要。