中药化学课程中生物碱类化合物的教学设计探讨

赵启铎 何永志 张志国 张艳军

摘要：教学设计的目的是在知识目标和能力目标的基础上，更加重视学习态度的培养和情感目标的实现，最终体现 “以学生为中心”的教学理念，促成学生人生观、价值观、世界观的形成或改变。文章以中药化学课程中生物碱类化合物为例，对教学设计进行阐释。

关键词：教学设计;中药化学;生物碱类化合物

中药化学是中药学专业一门非常重要的专业课程。通过本课程的学习，要求学生能掌握中药中有效成分的结构类型、理化性质、提取方法、分离方法、检识方法，熟悉有效成分的结构鉴定方法，为后续的专业课程及新药开发奠定基础。

教学设计是在现代教育理论的指导下，为促进学生学习和发展而设计，最终系统解决教与学之间的问题，是教与学之间沟通的桥梁。教学设计一般包括学情分析和教学预测、教学内容分析（教学目标、教学重点和难点）、学习资源、板书设计、教学互动环节、教学策略和方法选择、课外自主学习设计、教学效果评价、教学效果反思与改进。现以生物碱类化合物为例，对教学设计进行阐述。

1 教学内容分析（包括教学目标和教学重点及难点）

1.1教学目标：知识、技能（能力）、学习态度与价值观（情感）

知识目标包括掌握生物碱的含义、理化性质、提取、分离和检识;掌握主要生物碱的结构分类，熟悉主要生物碱的生理特性;熟悉生物碱的结构研究方法;了解生物碱的生源途径、分布和生理活性。技能目标包括通过学习掌握生物碱类化合物的提取分离方法，使学生具有从中药中提取分离生物碱类成分的方案设计能力，并具有从常用中药中提取分离生物碱类成分的实际操作能力;通过熟悉生物碱类化合物的检识和结构研究的方法，具有对生物碱结构解析的初步能力。

学习态度与价值观（情感目标）意即通过学习本章，熟悉生物碱类成分的结构、分布、作用、性质、提取分离方法等内容，了解生物碱类成分发展的历史和应用的普遍性及对人类健康的重要性，引起学生对生物碱类成分的兴趣，培养学生积极、主动、端正的学习态度。变被动的接受式学习为主动探究式学习。这里面有三个层次，包括兴趣、乐学、探究。兴趣是第一位的，所以要从教学内容中让学生感兴趣，让学生产生深入学习的欲望，并进一步探究知识。如小檗碱是异喹啉类生物碱，广泛用于治疗细菌性痢疾、胃肠炎等，中医常用的黄连、三棵针、黄柏等作清热解毒药物，其中主要的有效成分即为小檗碱。现代研究表明小檗碱对糖尿病具有显著疗效，含有小檗碱的中药均具有降糖作用;如盘尼西林（青霉素）属于酰胺类生物碱，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素;如头孢菌素类抗生素是酰胺类生物碱，是一类高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。

生物碱类成分除作为有效成分外，也可作为成瘾性成分，如毒品。阐述吸毒和贩卖毒品的后果，从而引导学生树立正确的职业素养和职业道德，强化学生为人类健康服务的宗旨，引导树立正确的人生观和价值观。如麻黄碱，既是麻黄中的有效成分，也是制备冰毒的前提。如鸦片，含多种鸦片生物碱，既能镇痛，也会吸食成瘾。研究实例，采用讨论方式，让学生参与教学，培养学生的换位思考能力，使学生产生教学的真实体验。通过生物碱碱性的影响因素、强弱规律的分析和总结，培养学生分析问题、解决问题的能力，使学生明白一个结构复杂的生物碱碱性大小是各因素综合作用决定的，培养学生对待事物的整体观。

1.2教学的重点和难点

重点是生物碱的含义、结构与分类、理化性质、提取分离（总生物碱的提取、生物碱的分离、水溶性生物碱的分离）、生物碱的检识。难点是生物碱碱性的影响因素。

2学情分析及教学预测

2.1学情分析

学生已经学习了中药化学基础知识，掌握了大多数化学成分类型的结构、性质、提取分离方法;前面章节已开设实验课，学生对常用的提取分离方法，如提取方法、萃取法、色谱等操作有所掌握;进入生物碱章节接近期末，学生已经开始复习，前面基础知识较好，有利于本章的学习。生物碱类成分是临床广泛应用成分，学生对该类成分有兴趣，有继续学习的愿望，而且通过前期的学习，学生已经掌握该课程的学习方法，熟悉教师的教学方法，参与教学活动的积极性较高。

2.2教學预测

详略安排课上时间。学生对生物碱的提取分离方法、部分理化性质容易掌握，略讲;结构类型较多、生物碱的碱性性质不易掌握，细讲。通过单纯的理论讲解，学生对常用提取方法和分离方法理解可能不够深入，需结合自身实践经验，如离子交换色谱的应用。深入总结和归纳，激发学生学习兴趣和积极性，并引导学生深入思考。

3教学策略与方法选择

向学生强调教学内容的重要性。生物碱类成分是临床应用广泛的成分，是本课程的重要章节，要求学生从含义——结构——性质——提取分离到鉴定全面掌握。注重教学策略与方法，利用PPT为主、板书为辅的教学手段;以课堂讲授与讨论式、提问式、自主式学习等相结合的教学方式;实验实践、理论讲授、习题练习相结合的方法，加深学生对难点内容和重点内容的理解与掌握。以学生熟悉的化学结构入手，导入课程;以这些生物碱属于什么类型的？具有的理化性质？如何提取分离制备这些生物碱？等问题进行引导，告知学习目标。授课过程采用举例、提问、总结、练习、讨论、分析等形式，充分调动学生的积极性，培养学生对本章内容的兴趣，让学生参与教学中，成为课堂的主人，享受课堂的气氛，把情感和精力投入到学习中。同时做好教学预案，生物碱碱性部分，如发现学生基础不好，要适当补充无机化学、有机化学和分析化学相关内容。

4 学习资源

首先从整体上向学生提供学习资源，包括教材、 教学参考书、 网络学习资源、多媒体课件等。其次从难点、疑点及学习兴趣方面向学生提供学习资源，有针对性的提供近几年的中英文文献。

5 板书设计

利用黑板书写灵活，演示过程方便的特点，把PPT上不易呈现及需要着重强调的内容，以板书形式体现，来补充一贯的PPT呈现形式，使学生产生视觉变化，调整学生思维模式。板书手写的模式，能让学生精力集中，深入思考，对学习的知识，尤其是一些具体操作印象深刻。同时利用PPT承载信息量大，便于处理图片、利于内容的整体阐述等特点，结合本章的内容制作符合学科特点的多媒体课件。重点内容用醒目的方式加强学生的注意，如采用飞入动作、字体加粗、字体颜色、声音提示等。教师在讲生物碱的含义、分布、生源途径、存在形式、生理活性时，生物碱的含义是重点掌握内容，如“生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物;多具有复杂的环状结构，氮原子结合在环内;  多呈碱性，可与酸成盐;多具有显著的生理活性。”，每个分号作为一句采用逐步飞入动作。讲结构与分类时，每个结构中的具体母核用红色加深处理，讲理化性质时，不同颜色用相应颜色的字表示，溶解性采用“+”表示能溶，“-”表示不溶，碱性大小比较用“>”或“<”表示等。提取分离内容主要采用流程的方式呈现，关键条件和因素标红，色谱检识时，用实际斑点颜色来表示。最后利用多媒体将本章的重点进行归类、强调、总结，布置课后讨论题目。

6教学互动环节设计

6.1课上互动

以提问的方式引入本章内容，如以小檗碱、青霉素、头孢类抗生素、合成冰毒的原料、鸦片的成分等方面内容提出问题，然后总结小檗碱、青霉素、头孢类抗生素、麻黄碱、吗啡、可待因、罂粟碱等属于生物碱类成分，这些生物碱结构类型、理化性质、提取分离及制备方法等是重点学习的内容。通过以上设计，激发学生的学习兴趣，明确本章的学习目标。讲到生物碱的结构时，学生不易掌握，所以在这阶段要加强总结和复习，并列举实例来加强印象，后面接触到的每个结构都随机提问该成分属于哪类生物碱。通过上述设计，解决学生学习生物碱结构类型时不易掌握的难点。教师在讲授生物碱碱性影响因素后，应马上做练习，采用提问方式加强学生理解和掌握。通过上述设计，使学生掌握生物碱碱性的影响因素，并能独立分析各种生物碱的碱性大小，解决教学的难点问题。

生物碱提取分离部分（1）设计讨论内容，如：生物碱的粗分离过程中如何选择提取分离的条件。为什么用乙醇提取？为什么用酸水溶解？氯仿萃取时为什么弱碱性生物碱在氯仿层？为什么用氨水和氯化铵调pH值？

（2）设计讨论内容：板书演示多缓冲纸色谱的不同结果（如上图），让学生分析产生的原因，随机选择学生阐述讨论结果，从而引出pH梯度萃取法不同的操作过程。通过上述设计，使学生掌握生物碱的提取分离方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

6.2课下互动

教师在给学生留作业时应包括选择题，碱性比较题，判断题，鉴别题，流程题，并和课上练习相区别。简答题包括生物碱都有哪些结构类型？影响生物碱碱性的因素有哪些？利用BB平台讨论版，设置讨论题目：总结生物碱的提取分离方法;以一种常用中药为例设计生物碱的提取分离方案;阐述如何根据生物碱的理化性质合理设计提取分离方案。在互动的过程中要及时评价，及时反馈，如通过作业练习，发现学生对结构和碱性性质掌握不好，把评改后的作业返还学生，并在后面的教学中对这部分内容进行复习和总结。

7 课外自主学习设计

教师应给学生提供参考的研究方向，如生物碱含N与机体中蛋白、核酸等含N构成相关性研究;选择合适剂型促进生物碱类成分体内的生物利用度研究;紫杉醇、长春新碱等生物碱在植物中累计规律及调控机制研究;小檗碱抗肿瘤作用及构效关系研究。

8 教学效果评价

从学生的出勤情况看，大多数学生都能提前到教室，并对本章教学内容产生了兴趣。从学生听课的状态看，大多数学生能积极参与学习中，个别学生在对某个知识点的掌握感到困惑时会出现注意力不集中的情况。从学生在互動环节的表现和提出问题分析问题的质量看，大部分学生理解和掌握了生物碱类成分的含义、性质、提取分离方法等。少数学生可以针对问题和讨论进行深入分析和探究。通过生物碱碱性大小的比较，发现学生对综合因素的分析有欠缺。从实验课中学生的态度和操作能力等情况看，学生对实验课的兴趣很高，乐于在实验中投入时间和精力，大多数学生能够独立思考并解决实际问题;能够熟练掌握提取方法如回流提取法和萃取法等操作，对柱色谱的操作还有些不熟练。从BB平台上的讨论情况看，少数学生能积极参与，并发表意见。从作业的提交和完成质量看，大多数学生能较好的完成作业，从整体看，学生基本掌握了生物碱类成分这章内容。

9教学反思与改进

对迟到学生提出警告，并计入形成性评价考核中的扣分项。随时关注学生的听课状态，学生出现困惑时，及时调整策略和方法，如授课的速度，讲解的详细程度、是否增加基础知识的复习等;针对课上学生精力分散现象，要适时进行提问，把学生的情绪和精力拉回学习中，并及时调整教学策略，吸引学生的注意力，如果学生豁然开朗、身心愉悦，那就达到了好的教学效果，教师本身也会有强烈的成就感。对生物碱碱性的掌握，学生只对单一因素影响掌握较好，涉及到多个因素综合影响时容易分析错误，在这方面要加强学生对综合因素影响的总结和分析的锻炼，多练习综合影响因素的实例。理论课讲解过吸附柱色谱的原理和操作，实验课中也具体操作过。但学生对柱色谱还是比较陌生，不熟练。可以在后面的设计性实验中，引导学生把常用的柱色谱，如硅胶柱、大孔树脂柱、凝胶柱、离子交换树脂柱等设计到实验方案中，加强学生对理论的理解和操作能力的锻炼。加强BB平台建设，把学生的参与度与成绩挂钩，给予一定的平时分值。对于作业存在抄袭现象，要给予惩罚，比如相同答案，不管是抄袭者还是被抄袭者都要处理。加强理论和实验的结合，让学生在实验中理解和掌握理论知识。

总之，教学设计不是一成不变的，要随着课程性质、专业要求、学情变化及实践检验不断地总结和完善，这样才能提高教师教的能力和学生学的能力，从根本上转变教师的教学观念和学生的学习观。

参考文献：

[1]匡海学.中药化学[M].北京：中国中医药出版社，2011：1-2.

[2]王靓，李丽华，马东来，等. “三维立体”教学设计在中药化学中的应用[J].化学教育，2016，37（8）：48-51.

[3]马红梅，戴明，田树革，等.中药化学课程中苯丙素类化合物的教学设计[J].中国民族民间医药，2016 ，25（4）：169-172.