翁裕馨 陈湘宏 宋青云
(青海大学医学院药学系,青海 西宁 810001)
天然药物化学是我校药学、药剂学、中药学和藏药学专业的一门重要专业基础课程。天然药物化学是运用现代的科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科,包括这些成分的结构类型、理化性质、提取分离和结构鉴定以及生物合成等方面,在中药现代化、国际化进程中发挥着不可替代的作用,是创新药物研发的重要途径[1]。学好这门课程对于更好地掌握和理解其他药学专业课知识以及从事天然药物研究和生产等药学工作具有重要意义。
天然药物化学实验教学是天然药物化学课程中的一个重要的组成部分。在贯彻素质教育,培养创新能力的过程中,实验课比理论课起着更重要的作用,如何在有限的时间内,让学生得到更多的能力训练,真正把实验室建成启发学生创新思维的摇篮,提高学生综合素质的基地,是可行的实验教改思路[2]。综合设计性实验教学是一种非常重要的手段。结合我校天然药物化学教学的实际条件,我们对传统的天然药物化学实验教学内容进行了改革,实践探索综合设计性实验在天然药物化学实验教学的开展,以期为天然药物化学实验教学改革提供一些有意义的经验。
传统的天然药物化学实验教学模式是教师在课堂上对实验目的、原理、步骤和注意事项进行全面细致的讲述,学生则被动的接受与理解教师所讲的内容,学生只知道做实验,“照方抓药”,而不知道为什么这么做,做的是什么。实验结束一哄而散,学生没有交流和总结。这种做法极大地束缚了学生的创新精神和实践能力。为使实验教学从“教师为中心”向“学生为中心”转化,我们尝试在天然药物化学实验中开展综合设计性实验是非常必要而且紧迫的。因天然药物化学的实验性质所决定,他具有实验周期长,操作繁琐,耗费大,产率低的特点。如何能在课时有限,经费紧张的情况下,选择既要包括重要的天然药物化学成分类型,同时又兼顾本学科的实验基本技能,还能在较短时间完成,并获得产品的实验内容,是这次我们天然药物化学实验教学改革中开展综合设计性实验的难题。
综合设计性实验的具体实施在各个学校、各门课程是不尽相同的,结合本校实际条件,本门课程的综合设计性实验内容来自于现有实验内容的重新设计与筛选。
以大黄中蒽醌类化合物的提取分离和鉴定这个实验内容为例对我们实施整个设计性实验的教学过程进行说明。
大黄中蒽醌类化合物的提取分离和鉴定是一个非常传统的学生实验,这个实验我校学生原来仅仅是用20%H2SO4水解(大黄粉末)3~4h后,再用CHCl3连续回流提取3~4h,CHCl3提取液在石油醚:乙酸乙酯(7:3)展开条件下近水平或直立展开,在紫外灯下观察斑点,然后再对提取液做些检识反应实验结束。学生在不断等待和重复操作中没有加入更多的天然药物化学实验基本技能的培养,也没有认真考虑其他细节问题,如原来实验中用到的氯仿,普通的薄层展开、检识反应是否必要等等问题。所以我们和学生一起对这个实验重新设计并增加很多内容和基本技能,经过几周的教学实践,达到了预期的教学目的。
在实验教学中我们通过实验的开展模拟科研过程,首先让学生明确本实验要达到的目标是掌握回流提取的基本操作;蒽醌类化合物的酸性;制备薄层色谱的分离基本原理和操作。要求学生自己设计薄层制备分离方法所需的展开条件(洗脱剂,色谱方法等)。另外在检识反应这部分我们也做了改革,让学生思考含有羟基蒽醌类成分及考察羟基的相互位置关系,该检识反应可用试管和滤纸两种方式进行,进而提高学生分析和解决问题的能力以及实践操作能力。首先让学生进行文献资料的查阅和总结,结合所学理论和资料,对具体实验内容选择或设计合理的提取分离鉴定方法和流程。教师和学生共同讨论每一种方法的优缺点及可行性。本着节约经费,操作方便,安全无毒的原则,确定最佳的流程进行操作。之后对薄层板进行制备并摸索展开条件,薄层板展开时展开剂的选择影响最终层析结果,有利于培养学生辩证思维能力。学生通过摸索选择最佳展开条件,确定色带位置,刮下色带再行分离操作。最后让学生对分离得到的样品进行鉴定。在具体实验教学过程中,教师要注意引导学生独立思考,与学生互相讨论,共同学习。尤其是制备薄层板展开条件的选择上,让学生自行设计,最后通过薄层层析对分离效果自己进行判断。实验结束后,让学生进行总结,进一步巩固实验课效果。
综合设计性实验让学生主动参与到实验中来,从实验的流程设计、实验过程的实施到实验结束的小结都由学生自己做主,教师只是引导者,不是命令者,不要过多干预。学生会对自己设计的实验条件在实验过程中产生的现象有足够的重视和极大的兴趣,为了实验的成功,为了能看到被分离的物质,他们会主动查资料进行思考,使学生创新能力和团队协作精神都得以提高。实验报告上也不像以往那样千篇一律,而是注重实验的讨论和分析,锻炼了学生的科研素质。教师在整个综合设计性实验的教学过程中,和学生共同分析在实验中出现的一些现象的原因,也是对自身素质的极大提高。
通过以上探索实践,天然药物化学实验中开展综合设计性实验对激发学生学习的积极性和主动性和提高实验教学质量方面取得了良好效果。但是,如何根据我校现有的实验条件,在实验经费和实验学时有限的情况下,选择最优的综合设计性实验课题,使得综合设计性实验能一直开展下去并且能达到良好的教学效果,这是我们下一步所要努力研究的方向。
[1]杨工昶.天然药物化学教育中的素质教育[J].药学教育,2008,24(4):46-48
[2]杨怀瑾.项目教学法在天然药物化学实验教学中的应用[J].药学教育,2009,25(6):48-50