谢伟容
(漳州卫生职业学院,漳州 363000)
天然药物化学是本院药学专业的必修课程,是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科,主要的研究内容是各种天然药物化学成分和活性成分的结构特点、理化性质、提取方法及结构鉴定等,是一门实验性很强的学科。目前,学院开设的天然药物化学实验课课时数几乎与理论课课时数相当,可见实验对于本门课程的重要性。实验课开设的目的主要是通过实验检验课堂上所学的理论知识,使学生对理论知识的理解更加深入,掌握得更加牢固;通过实验,训练学生的基本操作技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生获得从事天然药物化学科研工作的基本训练;通过设计性实验,培养学生独立从事科研工作的能力。大多数同学反应本课程的理论知识内容繁杂、较难掌握,但通过实验课的学习,确实能够理解和巩固理论知识。现结合本院高职高专药学专业天然药物化学实验教学做总结与探讨。
实验内容的安排是根据教学内容中重点章节,有目的地选择了一些具有代表性的天然药物设计实验,主要是学习各类药物中成分的提取分离技术。如黄连中的生物碱类成分、芦丁中的黄酮类、大黄中的蒽醌以及丁香中的挥发油。在提取方法方面,基本涉及了常用的提取方法,分别采用了酸水提取法、碱水提取法、索氏提取法以及水蒸气蒸馏提取挥发油的方法,并从中体验到了不同溶剂提取的优缺点。在检识和鉴别实验中,除了各类成分的基本化学鉴别外,还要求学生掌握的纸色谱法、薄层色谱法等方法。实验的目的是使实验尽可能地涉及各种基本实验方法和操作技术,使学生掌握煎煮、回流、浓缩、减压过滤、萃取、层析等操作和基本原理,养成良好的操作习惯,培养严谨的科学作风。
在实验过程中,要培养学生的基本操作能力,必须对学生实验技能严格要求,并且细化每个操作要点。如实验中用到比较多的回流提取,应要求学生选择合适的玻璃仪器,说出每个部件的名称和用途;安装装置时检查学生是否按照从下至上安装,同组间的同学是否配合;接冷凝水时,是否按照下进上出的规律连接;提取结束后,拆卸装置时,检查是否从上到下的顺序拆;最后检查仪器的归位以及实验台面是否干净整洁。总之,教师应该从各个细节规范学生。
在平常的实验课中,多为验证性实验,实验流程清晰,结果明确。实验课前大多数学生没有充分预习,主要是根据老师的讲解进行实验,对老师的依赖性很强;但遇到不懂的问题时,学生往往缺乏主动思考,对实验的积极性不高。因此,应该要求学生探索学习,例如可以布置学生查找含有小檗碱的药材有哪些,提取的方法是什么,各种方法的优缺点是什么,最终该如何确定实验方案等。在实验中,学生要互相配合,明确分工;记录观察到的实验现象,思考遇到的问题并尝试解决;实验失败的同学可以通过小组讨论或与老师探讨,找出实验失败的原因。
此外,本院增加了天然药物化学的系统预实验,以提高学生分析和解决问题的能力。系统预试验,即选用定性试验及薄层层析等方法,对中药中各类化学成分进行比较全面的检查,然后进行综合分析,初步判断检品是否有那些成分。做法主要是:将不同药材提供给不同的实验小组,小组拿到药材后,先判定药材的名称,含有的主要化学成分;其次根据中药中所含的化学成分在不同溶剂中溶解度不同,分别采用极性不同的水、乙醇、石油醚进行提取,得到三组供试液;然后再选用各类成分的定性反应(包括沉淀反应和显色反应等)及层析法(TLC、PC等)检查;最后进行分析判断,初步确定药材中的化学成分。比如某组得到药材后,先进行提取,得到的提取液与生物碱沉淀剂发生反应,出现了生物碱阳性反应,则初步认为该药材中含有生物碱,反之则不含有生物碱,之后再进行进一步验证。探索性实验其结果对学生来说是未知的,可以让学生利用所学理论知识进行思考和实验,提高学生自主学习能力,培养学生的科研兴趣。
天然药物化学实验内容较多,实验过程较长,学生常常草率完成实验,并且出现实验报告抄袭事件,教师通过传统的批改实验报告很难对学生的实验技能做出客观评价。这就需要建立较为全面、合理的考核指标,从多方面综合考核学生的实验能力。考核的目的是为了检查学生是否掌握了一定的理论基础和操作技能,是检验学生学习效率的方法和手段。
根据本课程的特点,实验考核的内容如下:①预习报告检查:在实验课之前,通知学生预习,并且整理报告,教师通过检查实验报告,考察学生是否认真预习了实验内容。②平时实验操作检查:在实验过程中,教师检查每组同学是否规范实验操作,防止出现不必要的差错。③实验报告检查:检查实验报告书写是否认真和规范,是否存在明显的抄袭现象;对于实验讨论部分,是否有合理的总结;对于出现实验失败的,是否思考和总结实验失败的原因。④期末实验考核:考核时每位学生抽取一道试题,主要是考察平时实验中的基本操作,如索氏提取器装置的安装,检查学生是否规范地做好每一步,并且说明在实验过程中需要注意的事项。考核指标的细化对教师也是一种考验,要求老师在平常多督促学生的学习。对于预习报告和平时实验操作的检查,老师需要根据每次实验进行打分并登记;在完成一次完整实验后,要求学生提交实验报告并进行批改;期末考核是对考核当场的表现进行评判。最后综合各项考核结果,得出最终的实验课成绩。教学实践证明,这样的考核指标能够全面、客观地考察学生的理论知识掌握程度以及实验操作技能。
绿色化学对于实验教学的理念是,使用试剂应做到“5 R”,即减量(reduce)、重复使用(reuse)、拒用(rejection)、回收(recycling)和再生(regeneration)[1]。天然药物化学实验中需要用到大量易燃、易爆、有毒的有机溶剂,以及各种酸碱溶液。这些试剂不仅污染周围环境,腐蚀排水管道,并且对老师和学生的身体健康也存在危害。因此,老师和学生要有较强的安全意识,防止出现着火、爆炸等事故,还需要倡导实验过程中的绿色化学,加强学生的环保意识[2,3]。
实验过程中可以选择经济实用的药材,并且减少药材使用量,如芦丁的提取,由于槐米中芦丁的含量较高,以槐米为原料提取芦丁可以减少药材的使用量,进而减少了溶剂的使用量;能用水提取的实验尽量用水提取,水是最经济、无毒的溶剂,又减少实验的危险性;选择毒性低、价格实惠的溶剂,如进行薄层色谱展开剂的选择时,尽量避免用毒性大的苯类试剂,改用毒性较低的石油醚等;回收可再利用的有机溶剂,如乙醇是实验中用到较多的提取溶剂,可以通过旋转蒸发仪浓缩回收得到一定乙醇,经过浓度调配,在下次进行相同实验内容时作为提取溶剂使用;回流提取时,可将同两组同学的回流装置串联,减少冷凝水的使用;废液分类收集,有机废液和无机废液分开存放,并且标明废液种类,以利于废液公司处理;实验中使用到浓盐酸等具有挥发性气体的试剂时,应在通风橱中进行,减少废气的排放并降低污染;药材经提取得到的提取物,如盐酸小檗碱,可统一回收后,继续利用于中药药剂实验,制成盐酸小檗碱片等。
总之,天然药物化学实验课程的教学重点是加强对学生基本操作技能的训练,包括提取分离方面及鉴定方面,其次是开展探索性、开放性实验,培养学生的基本科研能力。当然,教学工作还需要不断的改进和探索,真正提高教学质量,以培养高质量、高标准的药学人才。对于实验指导老师要多进行教学反思,多寻找对学生学习有效的教学方法,激发学生主动学习的热情;实验课的教学还需要实验准备老师的支持和帮助,准备的越充足,越有利于实验课的开展。
1王建壮,郑荣杰,程力惠,等.在天然药物化学实验课中强化“绿色化学”的理念[J].广东化工,2012,39(3):224
2傅海珍,陈红霞,夏国华.天然药物化学实验的教学心得[J].考试周刊,2011,(89):173
3依明·尕哈甫,米仁沙·牙库甫.绿色化学理念在天然药物化学实验教学中的渗透与应用[J].中国民族民间医药,2013,(3):46