创新设计在天然药物化学实验教学中的探索*

陈 剑，凌 云，余敬谋，刘可越，张 炫

(九江学院药学与生命科学学院，江西 九江 332000)

中医药是中华民族优秀文化的瑰宝，为中华民族的繁衍生息和健康作出了不可磨灭的贡献，也是中华民族对世界人民健康的贡献。《“健康中国2030”规划纲要》提出实施中医药传承创新工程。药学专业人才不仅需要掌握专业技能，还要有与创新创业相结合的能力。《天然药物化学》是药学类的一门专业课程，实验教学是其重要环节，探索培养专业技能与创新教育结合的教学模式，具有一定的代表性和典型性。在专业课教学中我们对于实验教学进行创新设计，从教学方式、教学内容及教学评价方面进行探索，探索产-学-研的教学模式。

1 改革实验教学方式，激发学生创新意识

药学教育非常重视学生的动手能力的培养和锻炼，在创新活动中需要学生将自己掌握的基础理论和专业知识通过亲身的试验去加以验证和应用[1]。天然药物化学实验要求学生具备相关的药学专业知识，掌握化学基础学科当中的实验技能，具有一定的医学知识储备。互联网技术带来了新的教学方式，在实验课教学中采用“线上+线下”的教学方式，激发学生创新意识。

在授课前，为调动学生学习兴趣，在学习通上建立班课，将实验的重点操作以及实验原理、方法放入资源库，让学生进行预习，并通过该APP及时查阅学生的预习情况与学生进行沟通，预习情况作为学生实验成绩的一部分。发布一些讨论，各抒己见，让学生在问题的创设中激发创造性和发散性的思维。

实验课多媒体讲授，通过天然药物有效成分的临床应用激发学生的学习热情，启发学生正确理解该成分的化学结构，认知该类成分的理化性质，设计出有效成分的提取方法，培养学生创造性的思维。在教授过程中强调本次实验的重点和难点。针对本次实验难点进行多媒体的示范操作，通过动画演示让学生对此有直观性的认识。提炼实验过程中的注意事项，提醒同学注意整个实验中防止爆裂，防止触电，禁止烟火，增强同学的实验室安全意识。讲授最后对该实验的知识点进行总结。

实验过程中，对照实验目标，实验要求，对学生进行实验指导和实验考核，同时要求同学有团队协作意识。在实验过程中，引导学生对实验中的实验现象进行细致认真的观察，科学合理的分析，对实验出现的问题进行科学的处理。如：在“槐米中芦丁的提取、分离”实验中芦丁精制步骤中有同学在析晶过程中没有产品，学生根据理论课所学的结晶的条件以及制备结晶的方法等知识背景，对滤液进行处理，用探索的方法解决实际问题。引导学生多参与实验探究活动，并通过探究活动和合作学习，主动地获取知识，提高实验能力。利用多媒体技术，APP软件，虚拟教学平台等对实验内容进行补充、优化，更好的实现实验教学为理论教学服务。

实验结束后，在实验报告中学生对于实验中出现的实验现象，实验结果以及影响实验的因素等方面进行分析和讨论，在报告中体现学生科学的实验态度和精神，对问题的解决能力以及开放性的创新思维。

2 实验教学内容创新设计

遵循药学学科知识的系统性、学生认知发展的渐进性以及循序渐进的教学原则，构建创新型实验教学体系[2]，在实验教学内容上进行创新设计。

2.1 开展微型化实验教学探索

天然药物化学实验中用到的挥发性、易燃易爆、有毒有害试剂很多,一旦操作不慎易造成安全事故；同时，该课程实验涉及有效成分的提取分离纯化，所需时间较长,难在规定的学时内完成相应的教学任务。所以，针对学科特点，进行课程优化。根据本校实际情况, 采取逐步推进的方式,对目前所开设的部分污染大、实验成本较高的常规实验进行微型化改革。通过减少实验药材和试剂的用量，将常规实验微型化。将以下实验: 薄层层析、芦丁的提取、芦丁的水解，汉防己生物碱的分离等实验项目进行实验微型化教学实践。如在“芦丁的提取”实验中同学通过查阅文献，设计不同的提取方法，有“有机溶剂提取法”，“沸水提取法”，“碱提酸沉”等，将实验变为探索性，学生既能大胆的实验，又能认真仔细地操作。剂量的减少也能使学生更加关注实验条件和精度纯度,工作台、桌面也明显整洁。同时由于药材试剂的减少，实验时间缩短，学生有更充足的时间进行实验操作，对比不同的实验方案，丰富教学内容。

2.2 开展限制性实验创新设计

限制性实验设计的创新性设计是在实验室现有的条件下，设计并完成实验[3]。限制的条件是老师给出提取药材，学生自己设计实验方案。

通过文献调研及组内讨论，学生递交设计完整的实验方案，通过后开始实验操作。在工艺流程设计上，参照工业化生产，在保证实验的可操作性及时效性的前提下，通过正交科研设计优选出最佳提取工艺，在充分考虑经济效益及生产的可行性对实验流程进行综合评判。让学生体验科学探究的全过程，实现“学思结合”和“知行统一”。如在 “汉防己生物碱”的提取中，有将提取时间，提取次数，料液比等列为单因素，进行正交实验设计。也有将提取方法按照超声提取，回流提取进行工艺路线的考察。还有同学选择不同方案进行得率的考察，有醇提法，酸提碱沉，有机溶剂提取等。

由于实验现象、实验结论的不确定因素明显增多，学生开始主动思考解决问题。让学生对实验结果进行科学评判。通过限制性实验创新设计的开展，自己设计实验方案，对某一特定药材有效成分进行提取和分离，通过认真的实验操作，细致的实验观察，严谨的试验分析，对实验各个环节问题的解决，对实验结果不理想,鼓励他们检查实验操作步骤和过程，找出原因。不断提高学生的创新意识和创新能力，也正是创新型人才在学习中对科学不断探究的方式。

2.3 开展无限制的实验创新设计

天然药物中的很多有效成分可以制成制剂、化妆品及食品等。为加深学生对于所学知识的理解，学生自己查阅相关资料，就自己感兴趣的药材或者方向拟定实验方案，开展无限制的实验创新设计，内容包含天然药物研发的各个部分。开放性的实验设计过程，学生通过文献检索与分析、论文选题、实验方案的设计与实验研究等，涵盖了天然药物的提取，药物制剂的开发，药物生产车间的设计，保健食品的研发，面膜，手工皂等，体现了学生无穷的创造力和创新能力。有些选择提取一些挥发性的成分，制备成日化产品；有些模拟制药生产场景，设计提取生产线；有些从药物中有效成分的提取，药物制剂的研发，含量测定等方面进行系统研究。在无限制的实验设计中，学生将所学的专业知识有机融合，培养交叉化的科研思维和科研意识。这种教学活动与研究过程生产实践的结合，学生转变为知识的应用和创造者。

3 创新教学评价方式

天然药物化学实验评价采取多样化的实验评价方式。实验成绩分成四个部分，一是学生在实验过程及答辩过程的表现，包括老师评价，同班同学评价，同组同学评价三部分。二是学生实验报告的书写，包含书写的规范性，讨论与分析的合理性，实验结果的科学性等。三是基本实验操作技能考核。常见试验操作方式：回流，蒸馏，薄层，柱色谱，萃取等。四是综合实验技能考核，包括实验方案的确定，在规定的时间内完成实验内容、提交实验报告和产品，综合性考核学生系统科学的思维和动手能力。通过多样化的实验教学评价促进学生实验能力的提升，也使评价更为科学合理。

4 实施效果

根据培养计划，选择我校药学与生命科学学院2014，2015级药物制剂学生。通过随机的问卷调查和座谈随时了解学生的实验技能掌握情况。此外，课题组通过任课老师的集体讨论，结合对学生进行的问卷调查结果，对天然药物化学创新实验进行评价。结果显示，实施创新设计得到了同学们的认可而且达到了预期的效果。在统计学生成绩时,学生的《天然药物化学》实验课程成绩明显提高。同学们认为在创新设计中掌握了研究问题的思路和方法，专业文献检索能力，实验操作能力提高了，应变和表达能力增强。由此可见,这种创新能够调动学生学习《天然药物化学》实验课程的积极性和主动性,极大地激发了学生的学习兴趣,有效地提高了学生的实验研究能力和实验动手能力[4]。

5 结 语

培养大学生创新能力是提升高校创新人才培养质量的核心内容[5]，天然药物化学通过实验教学方式，实验教学内容，教学评价方法创新性设计，使学生创新性思维，观察分析能力以及团结协作精神得到提升。规范的使用实验仪器，仔细观察如实记录实验现象，对实验结果进行原因分析，培养学生主动解决问题的能力。希望能够通过不断探索大学生创新能力培养的途径和方法，不断更新教育理论，创新教学方法，培养出更多符合时代和社会需求的药学创新性人才[6]。