钟 嫄,王炜祺
(江苏卫生健康职业学院,江苏 南京 211800)
随着计算机网络技术的不断发展,现如今远程学习已经非常普及。全国高校的许多课程在多个平台建设了在线开放课程,开展了形式多样的线上教学[1]。本教学团队基于超星泛雅平台上的自建课程,以知识模块为单位,构建了服务于药学专业的《有机化学》课程思政资源库和丰富的教学资源,入选了超星“示范教学包”在全国推广应用。本教学团队进一步开展教学改革,从课程建设目标、价值塑造、教学设计等方面入手,建立和完善富含课程思政特色的药学专业《有机化学》线上线下相结合的混合式教学模式。着力培养学生自主学习和探究性学习的能力,并着重考查学生对《有机化学》基础知识、基本原理的掌握与应用程度。
本课程建设根据药学专业特点,注重与后续药学核心课程的联系,为学生的专业发展铺路搭桥,使学生充分认识到有机化学与药学和人类健康的关系,正确理解物质环境与有机生命体的相互作用,增强专业认同感[2]。本课程以临床经典化学药物导入课程,布置任务,以知识模块为单位,注重重难点的讲解,突出案例引导的教学方式,录制本课程教学视频建立网络共享课堂。同时结合药学专业特色,建设网络共享电子教案、教学课件,重点建设网络自测题库,并在自测体系中即时对答错的问题提供解析思路和途径,为提高学生自学效率提供多元化方式,从而有效促进学生的自学动力和提高其自学能力。
秉承“做人民健康守护者”的办学理念,我校药学院致力于培养药学应用型人才,并始终把立德树人放在第一位。在《有机化学》在线课程和教学中融入思政元素,进行贯穿于教学的整个过程的思政教学改革,一直是本教学团队尝试和努力的教学改革方向之一。教学团队从推进习近平新时代中国特色社会主义思想进教材进课堂进头脑、培育和践行社会主义核心价值观、加强中华优秀传统文化教育、深化职业理想和职业道德教育这五个方面构建独具特色的课程思政资源库。
在明确本课程的建设目标,构建课程思政资源库后,教学团队着手升级自建的在线开放课程,完善《有机化学》线上线下相结合的混合式教学设计。按照“基础理论教学要以应用为目的,以必需、够用为度,以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则,抓住有机化学的重点、难点,建立“以培养高素质的药学人才为目的,以学生为中心,以教师为主导,以问题为导向,以任务为支架,激发学生学习热情的创新教育理念”。教学团队从问题切入,在现实问题解析中加强思想引导,课程教学设计依据问题的深入程度分层,采取课前网络布置任务、课中现场提问讨论和深度剖析、课后拓展的方式进行,全程以问题作为线索统领框架,学生合作预测和探索答案,在教师的带领下层层剥笋揭秘有机化学的知识与原理。
整个课程以知识模块为单位,按照药学专业岗位需求,涵盖有机化学基本内容,结合后续《药物分析》《药物化学》等专业核心课程的需要,整合了十二大教学模块,包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇酚醚、醛酮醌、羧酸及其衍生物、立体化学、含氮有机化合物、杂环化合物和生物碱、糖类化合物、脂类、蛋白质和核酸。将十二个教学模块的内容细化为多个教学任务,如同游戏闯关般完成课程的学习。
在夯实知识传授和能力培养的基础上,根据药学专业有机化学课程的特点,教学团队注重品格塑造、价值引领,以知识模块为单位,深入发掘思政元素。包括介绍有机化学背后的名人故事,引入日常生活中的有机化学原理,结合我国自主研发的创新药物等。例如:在氨基酸知识模块,介绍我国著名有机化学家、教育家邢其毅领导团队完成结晶牛胰岛素的合成,这是人类第一个用人工合成方法得到的活性蛋白质,标志着中国科学家在蛋白质和多肽合成化学领域已经处于世界领先地位,他将自己的科研事业与祖国和人民的需要紧密联系在了一起[3]。在学习专业化学知识的同时,引导学生课下继续探索科学家们背后的感人故事和坚韧不拔的精神,激发学生的爱国热情,提高学生的民族自豪感和自信心。
以“含氮有机化合物”中“胺”的教学任务为例,探索如何在纯理论教学中完善融入药学专业特色、富含思政元素的混合式教学设计。通过胺的学习,学生将掌握胺的定义、官能团、通式、性质。其中胺的化学性质是教学的重点,也是教学的难点。通过以临床经典化学药物普鲁卡因和对乙酰氨基酚为例引入教学内容,将化学药物融入有机化学的教学中,不仅可以使基础课程的教学贴近实际生活,激发起学生的学习兴趣,而且学生也能认识到学好有机化学对未来掌握药学专业知识的重要性。围绕教学环节、教学内容、药物融入点、思政切入点四项,按照课前预习、课中实施、课后巩固的流程进行教学设计,课程教学内容及方法如表1所示。
表1 “胺”的教学设计
“胺”是“含氮有机化合物”的第二节,在第一节学生已经掌握了含氮有机化合物的定义,以及硝基化合物的命名和重要性质。学生知道硝基苯可以还原为苯胺,在此基础上教师在课前通过网络教学平台发布小组任务:现需将局麻药普鲁卡因(结构式如图1所示)制备成注射剂用于肌肉注射,如何解决其水溶性差的问题,并将小组答案上传[4]。给出学生提示:查找该药物,确认其性质;自学超星泛雅平台上课程上“胺”这一项目。
学生通常利用网络搜索普鲁卡因,会发现其结构中含有已知的苯胺结构,同时还能搜索到该药物的性状、性质、临床作用等信息。在此基础上,自学平台上的微课胺的相关内容。胺的教学处于整个有机化学课程教学的较后位置,此时学生已经较好的掌握了有机化合物的命名规则,尝试让学生通过自学来掌握胺的分类与命名,并在课堂进行练习和巩固,培养学生的学习的主动性,增强学生的自信心。
在课中,学生代表上台展示本组所找的资料,通常学生通过网络简单搜索,能找到包括普鲁卡因的百科知识、普鲁卡因的药品说明书、原料药销售网站上普鲁卡因的产品介绍等等,教师总结学生所展示的资料,做出点评,指出在临床上使用的是盐酸普鲁卡因,是普鲁卡因的盐酸盐。接下来向学生提出问题:
1) 普鲁卡因含有哪些的官能团?
2) 是哪个官能团与盐酸发生了什么反应?
3) 普鲁卡因上的芳伯氨基有哪些性质?
通过课堂互动讨论达到以下教学目的:
1) 学生讨论后得出结论,普鲁卡因含有学过的酯键、苯环,以及课前预习到的的伯胺、叔胺。通过讨论该问题,一是去巩固前面章节的知识点,酯的相关知识,如酯的水解。二是学生能够明确地辨别伯胺、仲胺、叔胺三者的区别和联系,掌握胺类化合物的结构特征。
2) 引导学生巩固胺的碱性和成盐反应。详细分析普鲁卡因上两个碱性官能团芳伯氨基和叔胺,总结胺的碱性强弱顺序,强化学生易记忆混淆的知识点。普鲁卡因上的叔胺与盐酸发生成盐反应,得到了其盐酸盐,与学生讨论将普鲁卡因制成盐酸盐的原因,引申出成盐反应是一种常用的改善碱性药物水溶性的方法。
3) 引导学生概括胺的性质,引出教学难点:芳伯氨基的性质。包括:具有还原性,易氧化变色,以及重氮化-偶合反应。
胺的性质中,与药物性质密切相关的除了成盐反应、胺的还原性,还有在药物合成中常用的酰化、磺化反应,因此针对药学专业学生重点对以上化学性质进行教学。其中,胺的氧化反应是影响药物稳定性的重要原因之一,药物变质会直接影响到药物的疗效,甚至危及生命。接下来教师继续提出问题:
4) 盐酸普鲁卡因注射剂放置一段时间后颜色为何变为淡黄色?教师用这个问题引导学生思考普鲁卡因颜色变化的原因,结合学生已掌握的有机化学知识,如酯的水解、苯甲酸的脱羧反应,讲解普鲁卡因放置过程中水解成对氨基苯甲酸和二乙氨基乙醇,其中对氨基苯甲酸进一步脱羧生成有毒的苯胺,苯胺在光线的影响下氧化生成有色物质(化学反应方程式式如图2所示)。教师进一步引导学生思考如何减慢普鲁卡因的变质,运用实例将前后的知识点结合起来,对前后知识点进行融会贯通。以普鲁卡因的变质为例,让学生初步了解到药品储存的严格要求,既是有机化学理论知识在现实中的运用实例,也能让学生了解未来所从事的药学相关工作的职业道德准则,强化了学生的社会责任与担当,如盐入水般实现立德树人的育人目标。
在药物合成中常常将酰基引入药物分子,用于增加药物的脂溶性,改善药物的吸收,降低药物的毒性。于是教师提出拓展性问题:
毒性大而不能用于临床的对氨基苯酚具有解热镇痛作用,以其为先导化合物发明了治疗感冒的常用药物对乙酰氨基酚,分析其结构改造时用到了什么化学反应?学生回顾课前自学的微课,分析出用到了胺的酰化反应,要求学生尝试自己补充完整由对氨基苯酚合成出对乙酰氨基酚的化学反应方程式(如图3所示),练习胺的酰化反应,巩固所学。将有机化学知识应用到药学专业实践中,教师引导学生认识了药物的优化过程和发现发展历史,引用习近平总书记所说:“实践没有止境,理论创新也没有止境。”在教学中不仅带领学生了解了未来所从事的药学学科的发展史,还潜移默化地融入了辩证唯物主义的世界观和方法论,让学生认识到只有通过不断观察、分析、研究、解决问题,才能推动科学技术理论和实践的创新。
通过结合药学相关工作实际,将传统的以教师讲授式为主的线下教学模式设计为能够体现“专业+思政”特色的问题驱动式混合型教学模式,学生由被动接受转变为主动思考,能够将有机化学知识迁移到药物的结构性质中[5]。教学模式的改变一方面激发学生的好奇心,提高学生学习兴趣,培养学生独立思考和团队合作的能力,另一方将教学内容与思政元素巧妙结合,增强思政元素融入教学内容的深度,有助于学生树立正确的世界观和方法论,深化职业理想和职业道德。
课后学生一方面通过网络自测题库完成教师发布的作业,进一步巩固所学的知识点,另一方面可以在讨论区留言,由教师进行答疑解惑。教师通过平台教师端跟踪管理学生的学习,给予学生学习评价。根据学生在线学习时长、在线练习次数、在线模拟测试正确率、对在线学习内容的反馈等,了解学生对有机化学的学习兴趣、态度,在学习过程中所做的努力,以及对知识的掌握程度,教师可以及时对教学进程和内容做出相应的调整。学生也通过平台看到自己的学习评价,以及在整个班级的学习排名情况,从而激发出好胜心和学习热情。
本教学团队将有机化学与药学交叉融合,精心设计课程思政教学内容,通过在线开放课程辅助教学,打造具有“专业+思政”特色的线上线下相结合的混合式教学模式,增强了教学活动的交互性,增加了学生的学习容量,促进同学之间相互良性竞争,激发学生学习的主动性,从而有效地提高药学专业《有机化学》课程的教学质量与效果。