天然药物概论课程设计及教学方法初探

熊娟，胡金锋

复旦大学药学院(上海201203)

天然药物概论课程设计及教学方法初探

熊娟，胡金锋

复旦大学药学院(上海201203)

为适应我国中药现代化进程和国际化发展趋势，亟须培养大量综合型和创新型的专业人才，因此在生物医药相关专业进行天然药物相关课程教学的需求也越来越大。该文对在生物技术专业开设天然药物概论课程所涉及的教学内容和教学方法进行讨论。

天然药物概论;课程设计;教学方法

随着近年来国际上“崇尚绿色、回归自然”潮流的涌起，以及我国中药现代化的发展，天然药物产业已成为21世纪最具发展潜力的朝阳产业之一。众所周知，天然药物在新药发现中占有非常重要的地位，是新药研发的重要来源［1］，也是目前我国创新药物研发的主要特色之一。我国拥有丰富的天然药物资源和深厚的传统用药经验积累，中药现代化进程的推进使得天然药物化学领域得到了长足的发展。然而由于缺少创新型的创业群体，我国天然药物产业在质量、规模上仍远逊于发达国家。为了加快中药的创新研究及中药现代化进程，必须依靠现代化技术与思维来实现中药创新的目标［2］。因此，如何在传统的教育模式上进行突破，为我国天然药物领域培养和输送顺应时代潮流的综合型、创新型的高层次人才，是目前天然药物化学教育者亟待探讨和解决的一个重要问题［3］。与此同时，与生物医药相关的各类专业学生也对天然药物化学产生了浓厚的学习热情和兴趣。在此情况下，笔者所在学院针对其他相关专业的学生开设了《天然药物概论》课程。

作为药学专业教学中规定设置的一门主要专业课程，天然药物化学是整个药学学科中的一个重要组成部分，课程设计和教学内容已比较成熟。相比之下，《天然药物概论》课程的教学面临着更大的挑战:目前并没有通用教材，授课对象为生物相关专业学生，他们往往在与天然药物化学密切相关的基础课程(如有机化学、分析化学、有机波谱解析等)方面的学习基础较弱或缺乏。因此，笔者本着因材施教的理念来组织教学材料，在传授天然药物化学中最为核心的基础理论和研究方法的基础上，强调学科知识与学生自己专业的相关性，使学生从学科交叉的角度理解天然药物并在将来的科研或工作中灵活运用所学的相关知识，以期共同培养出具有创新性的复合型药学人才。本文将主要针对天然药物概论的课程设计和教学方法展开探讨。

1 天然药物概论课程设计

在针对药学专业本科学生的授课中，天然药物化学教学内容主要包括各类天然药物化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法、主要类型化学成分的结构鉴定及其生物合成途径和生物活性等［4］。但生物专业学生的学科知识架构与药学专业学生差异较大，因此《天然药物概论》相比于传统的天然药物化学课程在授课侧重点上应有较大调整。基于此，在课程整体定位上，旨在要求学生能掌握天然药物中主要类型成分的结构特征及基本理化性质，掌握典型天然活性成分的研究和开发过程，了解寻找中药有效或活性成分的一般途径和研发思路，从而为其日后从事生物医药相关行业奠定基础。但现阶段并没有可完全参考的教材，因此如何准确把握教学大纲，合理设计授课内容是成功开设这门课程的核心所在。

1.1 绪论部分的授课侧重

绪论起到提纲挈领的作用，能够使学生把握学科主脉［5］。非药学专业的学生，能从本课程中获得什么，可能在第一次接触时，将对他们有较大影响，因为这是建立兴趣与感性认识的重要阶段［6］。在这一部分，可向学生介绍以下几个方面的内容:①天然药物的概念以及与此相关的几个常见术语如中药、中药材、生药、草药、民间药及民族药等的概念，让学生了解彼此之间的异同之处;②天然药物的历史、发展现状和学科地位，旨在让学生了解开展天然药物研究的重要意义;③天然产物活性成分的研究方法，让学生掌握来源于天然药物的新药研发过程，并结合学生的专业特点和学科最新研究动态，重点介绍生物活性研究相关的策略与方法，让学生了解寻找中药有效或活性成分的一般途径。与此相比，对于《天然药物化学》传统教学中重点讲授的提取分离和结构鉴定技术进行适当的简化，让学生了解主要方法和整体策略即可。另外，生物合成是近年来创新药物研究的一个热点领域，同时生物技术专业的学生对此也往往比较有兴趣。因此，其相关内容可单独作为章节内容进行授课，并结合具体的研究实例和目前的前沿动态(如生物信息学、组合生物合成、微生物转化、细胞工厂构建等)向学生作更为全面的介绍。

1.2 侧重天然活性成分的典型化学结构类型的授课

在各论的教学中，对药学以外专业的学生，一个重要的教学目的就是扩充他们的知识，使他们对天然药物的基本结构类型及其特征有所了解，对每类化合物的生物活性有一定的认识，对各类化合物中临床上使用的一些代表性化合物比较熟悉［6］。基于此，在授课中，并不像针对药学专业学生那样对各种类型的天然产物结构进行面面俱到的介绍，而是只选取几大类典型结构类型展开授课，主要包括糖和苷类、黄酮类、萜类(包括三萜及其皂苷)和挥发油、甾体类及生物碱类化合物。在实际授课中发现，如果只是简单的对这些天然产物类型的分类、结构特征及代表性化合物进行讲解，学生很容易感到枯燥和无味。因此，针对生物专业学生的知识结构，一方面要做到“少而精”，即重点突出、条理清楚，另一方面在讲授代表性化合物时可结合典型的、普通人所熟知的中(草)药来讲，同时将该代表性化合物的生物活性与该味药材的药理活性相关联:如讲到苷的分类时，醇苷可以红景天及红景天苷为例，而酚苷则可以天麻和天麻苷来展开讲解。这样学生既能从宏观上把握活性天然产物的主要结构类型，又能通过典型药材及其代表性化合物的重点讲解来强化对这类天然化合物结构特点和活性的认知。

另外，各类主要结构类型的授课侧重点上也应根据授课对象的专业兴趣做适当的调整。如糖类化合物(尤其是多糖)近年来研究比较热，生物专业的学生也常常会碰到相关的内容，因此加大对糖和苷类化合物的授课力度也是非常有必要的。生物专业学生往往在糖化学方面的知识储备比较薄弱，所以通过这个章节的学习能较系统地掌握单糖的立体化学、糖和苷的分类、糖的物理化学性质及糖链的结构鉴定方法等，将为他们以后科研工作中处理相关问题提供必备的知识基础［6］。又如有些学生对食品科学或药膳等很感兴趣，那么可以在黄酮这一章节通过与日常生活息息相关的实例(如很多蔬菜水果里都富含山萘酚和槲皮素等黄酮类化合物)来对相关知识点进行扩充和详细讲解。

1.3 加强典型天然药物的药理活性及作用机制的授课

此部分应该是整个教学课案里最难的一部分，需要教师有良好的专业素养和广博的学科知识，更需要教师在广泛阅读相关文献和教材的基础上进行提炼、总结，依此来合理组织授课内容。此部分内容可以专题讲座的形式开展，以某一药理活性(如抗肿瘤、抗病毒、抗炎、心脑血管及中枢神经系统相关药物等)为中心线，围绕不同靶点，将课程中涉及的重要天然药物和实际中应用较多的药物串联起来讲。如介绍抗肿瘤天然药物时，可重点系统介绍鬼臼毒素类、长春碱类、喜树碱类和紫杉醇类抗肿瘤药物的发现、结构改造和最新研究进展，同时穿插介绍近年发展起来的美登碱、冬凌草甲素、combretastatin类以及来源于海洋的天然药物如Et-743，Eribulin等。授课过程中，注意正确把握点与面的关系，做到以点带面，串点成线，点面结合。

1.4 弱化天然产物结构鉴定的授课

天然产物的结构鉴定本是天然药物化学课程里最重要的内容之一，是针对药学专业学生的授课重点和难点。但目前我国高等院校的生物专业往往不开设有机光谱分析方面的课程，如果强行向学生灌输这些知识势必收效甚微，甚至严重挫伤他们的学习热情。因此，授课中对这部分知识进行简单介绍即可，让学生从宏观上对天然产物结构鉴定的基本思路有所认识，了解结构解析的基本流程和策略，以后科研或工作中遇到相关问题知道如何去进一步提高或解决。同时在授课中采用生动灵活的语言表达方式，而不是简单粗暴的灌输式，将有助于克服学生学习过程中的畏难情绪［7］。

2 教学方法探讨

相比于授课内容，生动灵巧的授课技巧可能更容易激发学生的学习兴趣和热情。因此，笔者在所授的《天然药物概论》课程中，也主要从以下三个方面在教学方法上做了很多有益的尝试。

2.1 寓教于乐，引入生活细节

天然药物化学内容纷繁复杂，课程本身比较枯燥和晦涩难懂。所以如果只是一味平铺直叙地讲授，很容易让学生感到枯燥乏味。如果能在适当的时机引入一些与天然药物化学知识息息相关的生活细节，则很容易将枯燥的知识变得有趣，将深奥的知识讲得浅显易懂，激起学生的学习热情，也因此会对以后的课程有种特别的期待［8］。比如，在讲授典型的黄酮醇类结构如山萘酚、槲皮素等化合物时，可穿插这些化合物与人们日常饮食习惯的紧密关系;同时可引入“为什么说女性多饮豆浆可延缓衰老”这一话题，由此引导学生对异黄酮类化合物的基本结构特征及类雌激素作用展开学习;又如，在三萜及其皂苷类这一章，可引入“为什么芦荟可以美白肌肤”、“为什么很多护肤品及化妆品里含有熊果酸”这些话题，从而导入乌苏烷型三萜类化合物的学习;在讲到木栓烷型三萜时，其代表性药材是卫矛科植物雷公藤，学生可能不太熟悉，但若将其与中国武侠小说里经常提及的“断肠草”关联起来，并阐述其如何由一味毒药发展成为目前治疗类风湿疾病的有效药物，学生势必印象更为深刻。再如，在讲授生物碱相关知识时，这类例子就更多了，类似吗啡英文名morphine的来源;为什么说“哑巴吃黄连，有苦说不出”?是因为黄连中含有喹啉类原小檗碱型生物碱;为什么食用发芽的马铃薯会中毒?是因为其中一种甾体生物碱类毒性物质——龙葵碱的含量大大增加;三国演义中华佗为关羽“刮骨疗毒”到底是何种毒，以及武侠小说中的“情花”毒性又是从何而来等等。通过穿插讲授这些生动的生活实例，让学生了解天然药物并不只是一个个干燥、抽象、复杂的化学结构，而是与我们的生活息息相关，从而对本课程产生亲切感，增强他们对天然药物化学的学习热情［8-9］。

2.2 任务驱动教学法

所谓任务驱动法强调在教学活动中以学生为中心，以任务为载体来激发学生的兴趣，以项目导向、任务驱动来提高学生分析问题、解决问题的能力。与传统讲授式教学方法相比，更能调动学生的学习兴趣和学习能动性，使学生从被动接受变为主动思考、积极参与［10］。如在学期中，安排班级学生2-3人一组，每组选取一种感兴趣的传统药材(如人参、枸杞等)，对其化学成分及药理活性研究状况进行文献调研，然后在课堂上以PPT报告的形式进行交流，同时教师引导学生进行自由讨论并适当地予以点评。笔者通过近几年的实践发现，通过这样的任务驱动方式，既加深了学生对这门课程的了解，又有助于培养他们的创新精神和团队合作意识。一方面，有助于学生加深理解和掌握前面所学天然产物基本结构类型及其生物活性等相关的基础知识;另一方面，课堂上因为时间有限，所传授的天然药物知识有一定的侧重点。而通过文献调研，可以进一步拓宽他们的知识范畴，从而更好地理解这些传统中药材的药用价值和天然药物的研究意义。如课堂上教师会重点讲解青蒿素的结构、发现的时代背景和结构改造等知识，而学生通过资料查阅和文献调研进一步了解到青蒿和黄花蒿两种基源植物的差异。更重要的是，从这样的交流与讨论活动中教师可以更直观地了解到很多学生自身相关信息，如学生主要对天然药物的哪些方面更有兴趣，他们目前阶段的知识架构系统的长处与短处，他们对前期教学内容的掌握程度等。在此基础上，根据学生群体之间的差异，因材施教，对症下药，提高教学效果。另外，笔者发现，这种形式的师生交流也具有很好的“教学相长”效果，不但学生有提高，教师也往往能从中学习到很多新的知识，实现“教”和“学”两方面的相互促进和共同发展。总之，对于具有惰性的学生而言，任务驱动法不失为一种良策。

2.3 中英文专业名词对照讲授

随着全球化的加速，如何培养具有国际化视野的学生，是当今大学教育最重要的目标之一。因此，除了在授课过程中注重向学生介绍本学科在国际上的前沿信息、国际上天然药物研发的思路和策略外，也应注重加强学生对英文专业术语的掌握程度，为其将来继续深造和工作打下良好的基础［11］。在教学过程中，通过强化中英文专业名词对照讲授，使学生能掌握本领域基础的专业术语英文，做到可基本无障碍阅读天然药物化学领域的英文文献。其实，本门课程出现的常用专业词汇中大约有三分之一属于基础英语范畴［12］，只是将其应用到了专业领域，而且专业词汇大多是复合词，只要学生掌握常见的前缀(如表示数量的mono-，di-，tri-等，表示结构变化的epi-，iso-，ent-等)、后缀(如表示结构特征的-ene，-ol，-one，-olide，-oside等)的含义，并具备一定的英文基础，学习起来也会比较轻松。在此基础上，鼓励学生课外多阅读本领域的英文文献，这将有助于他们了解本专业研究领域的学术前沿信息。在条件成熟的情况下，还可以有选择性地对部分章节开展双语教学。

3 结语

为提高《天然药物概论》这门特色课程的教学效果，需要教师用清晰严密的思路来安排教学内容，突出重点、化繁为简、以点带面，尽量讲授典型性天然药物，同时紧密联系日常生活中与天然药物相关的知识，并通过任务驱动法等方式，培养学生的兴趣，激发他们的学习热情，以期达到学有所用的教学效果。当然，成功开设这门课程最需要的是教师有丰富的生活经验，良好的专业素养以及生动灵活的授课技巧等，而这也是青年教师需要不断历练和努力的目标。以上是笔者近年在生物技术专业开授《天然药物概论》课程以来对于授课规划和授课方式、方法的总结与思考，还有诸多不完善或不妥当之处，于此只是抛砖引玉，与同仁和前辈共同探讨，以利于改进教学效果，为我国天然药物化学领域培养更多、更优秀的学生。

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［6］赵俊．天然药物概论课程的授课规划［J］．药学教育，2008，24，(2):40-42.

［7］裴刚，李斌，欧阳文，等．光谱解析课堂教学中教师语言艺术探讨［J］．药学教育，2013，29，(4):41-43.

［8］张金慧，温景峰，敬美莲．《天然药物化学》教学方法初探［J］．中医药导报，2012，18，(6):129-130.

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［10］柳立新，季婷婷，宋海南，等．基于任务驱动的《天然药物化学》教学方法改革［J］．北方药学，2014，11，(7): 139-140.

［11］史清文，李力更，霍长虹，等．天然药物化学理论课教学的改革［J］．药学教育，2008，24，(1):34-36.

［12］唐万侠，张卫民．天然药物化学课程双语教学探讨［J］．教育探索，2011，2011，(9):50-51.

Curriculum Design and Teaching Practice of Introduction to Natural Products Chem istry

XIONG Juan，HU Jinfeng
(School of Pharmacy，Fudan University，Shanghai201203，China)

In order to accelerate the modernization and internalization of Traditional Chinese Medicine (TCM)，there is a great need to cultivate a large number of high-quality comprehensive and innovative talents.Therefore，the demand of providing naturalmedicines related courses to the students in the biomedical sciences related majors is growing.Herein，the curriculum design and exploration of the teaching methods for the course of Introduction to Natural Products Chemistry in the Biotechnology specialty are discussed.

Introduction to Natural Products Chemistry;Curriculum design;Teaching Methods

2015-06-11。