中药学专业有机化学教学探索与实践*

2023-01-15周子丹张精安区洁美

广州化工 2022年14期

周子丹，张精安，区洁美

(1 广东药科大学药学院，广东广州 510006； 2 广东药科大学中药资源学院，广东广州 510006)

中医药是中华民族的瑰宝，也是打开中华文明宝库的钥匙。中药学是研究中药科学与临床应用的学科，中药的化学成分与结构相对复杂。有机化学是研究化合物结构、性质及其反应的重要学科，也是一门理论丰富且实践性较强的基础课程，是中药学专业必修的基础课程之一[1]。有机化学对中药有效成分的分离、化学结构鉴定与活性研究的理论和实践都有重要的指导作用。如何提高中药学专业有机化学课程的教学质量，从中药学专业学生的实际出发，提高学生的能力和素质，成为有机化学教学改革的重要课题。

1 树立文化自信，立德树人，实现正确价值观传递

“中医药文化是中国传统文化的活化石”，我国拥有数千年的中医药文化历史。到目前，中医药的天人合一理论、人与自然的整体观、中医的辩证施治与治未病，仍然是先进的医学理念。因此，在课堂上帮助学生树立中医药文化自信，传递正向的价值观是非常重要的。例如，我国药学家屠呦呦用乙醚提取青蒿素治疗疟疾获得诺贝尔奖就是很好的范例，以立德树人为根本目标，在教授学生有机化学知识的同时实现传统文化和价值观的传递，使学生树立文化自信心和正确的价值观，这是培养学生的前提条件，这样才能让学生更好地学习知识和掌握本领[2]。很多中药的活性成分是有机化合物，这些化合物的成分分离、结构鉴定和性质都与有机化学密不可分。在有机化学课程开始时就要讲清楚有机化学与中药学的关系，突出有机化学课程的重要性，让学生在思想上重视有机化学这门课程。

2 因材施教，突出教学大纲的重点内容

首先，要选择适用于中药学专业的教材，结合专业培养方案和教学大纲，因材施教[3-4]。对于中药学专业的学生，课程与中药相关的知识要有所侧重。例如，当课程讲到胺与生物碱这一章时，可举几个例子引入这章的教学内容，如很多中药材的主要活性成分是生物碱，麻黄中的麻黄碱是脂肪仲胺，具有扩张支气管、止咳、平喘和发汗的功效。可用于预防支气管哮喘发作和治疗轻度哮喘等疾病；黄连中的黄连素是季胺碱，具有抗菌、消炎的功效。可以治疗眼结膜炎、化脓性中耳炎、肠胃炎和细菌性痢疾等疾病；由金鸡纳树提取的奎宁是含喹啉环及脂氮杂环抗疟疾药，有良好的退热作用[5]。其次，对学生需要重点掌握的知识要详细讲解，同时给予足够的时间让学生消化理解；对于知识难点教师要充分备课，讲清楚相关知识点，要由浅入深、丝丝入扣，可以通过例题讲解和习题练习等方式让学生掌握知识难点。有机化学学科具有逻辑鲜明，理论丰富和主线清晰的特点。课程中涉及碳原子杂化轨道理论、路易斯酸碱理论、电子云和电子效应等概念和理论。学生只有学习好这些基础理论，弄清楚有机化学中化合物的反应机制，才能更加深刻地掌握知识。在此基础上，学习以官能团分类的化合物各章节内容就变得容易了。

3 要讲好有机化学中的故事，激发学生学习兴趣

在有机化学教学实践中，要讲好有机化学中的故事，以此激发学生的学习兴趣和热情。例如，著名的德国化学家凯库勒提出苯的环状结构学说，为有机化学发展作出了巨大的贡献，至今仍然采用凯库勒式表示苯的结构。我国的科学家全合成出结晶牛胰岛素，是世界上首次人工合成与天然胰岛素分子相同化学结构，同时具有完整生物活性的蛋白质，为人类在探索生命奥秘征途中迈出了关键的一步；我国的有机化学家黄鸣龙改良了Kishner-Wokff还原法，国际上称之为黄鸣龙还原法，被写入各国的有机化学教材，该合成方法在国际上已广泛采用。这两个例子都动地说明了我国在有机化学学科发展中的重要贡献。“兴趣是最好的老师”，培养学生的学习兴趣和探索精神，以学生为主体，教师则发挥好引导的作用，对学生进行启发性地教学，因势利导，激发学生的学习兴趣和学习热情，以实现“润物细无声”的教学效果，并获得优异的教学质量。

4 改进常规线下教学的方式，采用线上与线下教学结合新模式

随着互联网的高速发展和高等教育改革的推进，传统的有机化学线下面授教学方式难以满足现有的教学需求[6]。因此，有机化学线上线下混合教学作为一种创新的教学模式应运而生。在疫情常态化的大环境下，线上教学是线下面授教学的有力支持与补充，帮助学生和老师打破时空的限制。线上教学具有简单易行的特点，同时能够更好地整合互联网上的教学资源[7]。在线上教学中，学生可以更加主动学习知识。教师对学生加以引导，与学生线上互动过程中，能够发现线上教学当中的薄弱环节，进而补充教学，使课堂效率得以提高。教师可以借助学习通等线上教学的软件，设计一些启发性的题目，让学生自主和更加积极主动地学习相应的知识。此外，线上和线下教学可以通过软件腾讯会议同时进行，使线下面授教学资源共享，能更好地整合教学资源。

5 结合有机化学实验范例，理论联系并指导实践

根据有机化学课程实践性突出的特点，有机化学实验课程安排设置要合理，使得理论与实践并行，理论指导实践[8-9]。以乙酰苯胺的重结晶实验为例，学生在做完实验后能够掌握重结晶原理与方法，可以更好地理解有机化学理论知识。当学生遇到类似的问题时，如阿斯匹林(乙酰水杨酸)制备实验中涉及的重结晶，就能够很好地对这种固态的有机化合物进行分离和提纯，把所学的有机化学知识运用到具体的实践当中，真正地实现学以致用。

当课程讲到卤代烃的物理性质这部分内容时，可以结合有机实验课程正溴丁烷的制备。正溴丁烷的纯化恰好是利用了大多数卤代烃的密度大于1，且难溶于水的性质，将正溴丁烷进行分离纯化，此时可提出问题，“用水洗涤正溴丁烷粗品时，是否会出现分层现象？有机相与水相分层后，有机层在上层还是下层？” 又如，当课程讲到苯酚和羧酸衍生物酸酐的化学性质时，可结合阿斯匹林的制备实验，实验采用乙酸酐和水杨酸作为反应原料，实验原理是乙酸酐与水杨酸之间能够发生亲核取代反应，也可将其视为酸酐的醇解反应，合成目标产物阿斯匹林。产物的纯度可采用三氯化铁溶液检验，利用了酚可以与三氯化铁溶液发生显色反应的性质。此时也可以提出问题，“如果取少量所制备的阿斯匹林滴加三氯化铁溶液，出现了紫红色的实验现象说明产物中是否含有未反应完全的水杨酸？”通过提问题互动的方式，能够增加课堂活跃度，让学生运用所学理论知识解决实际的问题，更加深刻地体会到有机化学是研究有机化合物的结构、性质及其变化规律的学科内涵。这样，学生不仅学习了理论知识，锻炼了思维，同时可将理论结合实际，其提出问题、分析问题和解决问题的能力均得以提高，教师也达到了“授之以渔”的教学目的。此外，根据疫情环境变化，教师结合实际情况，可以把验证性的有机实验放在线上教学，借鉴有机理论课程的线上授课方式，将探索性的实验放在线下教学中，灵活地安排相关课程。

6 结合有机化学学科当前研究热点，培养学生科学探索精神

在有机化学教学的过程中，应适当地引入本学科当前的研究热点，培养学生的科学探索精神。研究热点是有机化学学科中的前沿问题，把科学研究热点介绍给学生，可以让学生更加清晰地理解有机化学在实际中的应用。教师可以通过在教学的过程中设计问题的方式引入热点问题，让学生进行启发性的思考。例如，天然冰片属于哪类有机化合物，如何对天然冰片进行提取与纯化？如何利用天然化合物合成聚乳酸，聚乳酸的应用为何符合当前我国现在大力倡导的低碳经济？为什么冠醚类化合物可以用于金属离子的检测与分离？在课程中提出热点问题对学生进行启发，学生会认真地思考为什么，这样能够培养学生科学探索精神，让学生更深刻地理解所学知识，也会让绿色化学等理念深入人心，不仅可为学生打下良好的基础，而且在未来能够更好地运用有机化学创造价值。