天然藥物化學(xué)教學(xué)模式分析

時間:2022-01-10 09:39:11

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天然藥物化學(xué)教學(xué)模式分析

【提要】培養(yǎng)具有較強(qiáng)科研能力的藥學(xué)人才是高等院校藥學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的根本目標(biāo)。天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)課程,教學(xué)效果直接影響學(xué)生畢業(yè)后從事藥學(xué)相關(guān)工作的能力?;诙嗄甑膶?shí)踐,本文從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法的改革及科研途徑的拓寬三個方面,分析了如何將科研能力培養(yǎng)融入天然藥物化學(xué)教學(xué)中,從而提高教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)具有科研能力的藥學(xué)人才提供有力的支撐。

【關(guān)鍵詞】天然藥物化學(xué);科研能力;教學(xué)模式

我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入高速發(fā)展時期,但與國際發(fā)達(dá)國家相比差距還很大,新藥研發(fā)能力落后、科研與技術(shù)創(chuàng)新力量薄弱是目前我國醫(yī)藥工業(yè)明顯的劣勢。因此,培養(yǎng)具有較強(qiáng)科研能力的藥學(xué)人才是提高我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵因素,同樣也是高等院校藥學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的根本目標(biāo)[1]??蒲心芰?,即開展科學(xué)研究活動、運(yùn)用科學(xué)的方法探求事物本質(zhì)和規(guī)律所需具備的能力,包括搜集和學(xué)習(xí)文獻(xiàn)資料、獲取信息的能力,發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立思考的能力,運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力,設(shè)計(jì)、推導(dǎo)、論證、講解、闡述的能力,以及研究方案實(shí)施及動手能力[2]。因此,對學(xué)生進(jìn)行科研能力的培養(yǎng),需要對學(xué)生探索精神、溝通能力、邏輯思維能力及實(shí)踐能力等綜合素質(zhì)進(jìn)行全面培養(yǎng)。天然藥物化學(xué)是藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)重要專業(yè)課程之一。該課程的教學(xué)內(nèi)容為運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中的生物活性成分,教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生掌握天然活性產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定及開發(fā)應(yīng)用等基礎(chǔ)理論及相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能,初步奠定學(xué)生從事天然藥物研究開發(fā)的基本科研能力[3]。近年來,隨著天然藥物在藥品市場中所占份額的不斷增加及中藥現(xiàn)代化步伐的不斷加快,天然藥物化學(xué)在藥學(xué)教學(xué)中的地位愈發(fā)重要。長期以來,天然藥物化學(xué)的理論教學(xué)采用“照方抓藥”式的知識灌輸,實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,使學(xué)生學(xué)習(xí)處于被動接受的狀態(tài)[4⁃5],缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生在今后的實(shí)際工作中缺乏獨(dú)立分析和解決問題的能力,難以勝任研究開發(fā)相關(guān)崗位。因此,為了提高天然藥物化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,以更好地與藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng),學(xué)生科研能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。筆者結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和思考,從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方式改革及科研途徑拓展三個方面,就如何將科研能力培養(yǎng)融入教學(xué)之中做如下分析與總結(jié)。

1教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

1.1將科研熱點(diǎn)引入理論教學(xué)。對于科研型人才的培養(yǎng)既要立足于已有教材,又要緊跟科研發(fā)展,提升教學(xué)內(nèi)容,做到“照本”而不“宣科”[6]。教師應(yīng)不斷閱讀國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)期刊,掌握學(xué)科發(fā)展最新前沿和動態(tài)。例如,萜類和生物堿類化合物是當(dāng)今天然藥物化學(xué)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn),許多新穎的結(jié)構(gòu)類型在近幾年層出不窮。因此,在此兩章內(nèi)容的教學(xué)過程中,在立足教材知識的基礎(chǔ)上,需及時更新講課內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生了解更多的前沿內(nèi)容。在實(shí)際課程講授過程中,多以科研熱點(diǎn)事件為起點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣。例如,2015年諾貝爾獎獲得者屠呦呦發(fā)現(xiàn)的青蒿素是從黃花蒿中分離得到的倍半萜類天然藥物。因此,在萜類天然產(chǎn)物的講解中,可以以青蒿素為起點(diǎn),對其分離提取、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、理化性質(zhì)及發(fā)展歷程進(jìn)行介紹,并引導(dǎo)學(xué)生對萜類藥物的特點(diǎn)進(jìn)行思考,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。1.2教師科研課題與教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合。天然藥物化學(xué)學(xué)科發(fā)展較快,但教材中的研究示例難以及時得到更新,導(dǎo)致部分教材內(nèi)容陳舊。然而,教師的科研課題緊跟最新的科研動態(tài),更能體現(xiàn)出學(xué)科的發(fā)展趨勢。因此,將教師科研課題與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,有助于學(xué)生了解最新科研動態(tài),掌握最新的科研理論。筆者所在教學(xué)、科研團(tuán)隊(duì)長期從事天然藥物活性成分的研究,團(tuán)隊(duì)成員包括多位從事糖苷、萜類、蒽醌、甾體、生物堿等多種類型天然產(chǎn)物研究的學(xué)者。因此,在不同章節(jié)研究示例講解中,通常以教研團(tuán)隊(duì)最新的研究成果為示例,從課題來源、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定、活性測定等多個方面,對天然藥物研究的整體思路與方法進(jìn)行系統(tǒng)性講解。結(jié)構(gòu)鑒定是天然藥物化學(xué)課程的核心內(nèi)容之一,需要學(xué)生能夠熟練運(yùn)用多種譜圖信息,并推斷出化合物的結(jié)構(gòu)。然而,教材示例中的結(jié)構(gòu)鑒定過程通常只有文字描述,缺乏相應(yīng)的譜圖,使學(xué)生難以理解。如果教師使用自己科研成果進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定的講解,有大量的譜圖素材可以利用,包括紫外、紅外、質(zhì)譜、核磁譜圖等,能夠使學(xué)生對天然藥物的解析過程形成直觀的印象,不僅吸引了學(xué)生的興趣,而且顯著提高了教學(xué)效果。1.3以探索性實(shí)驗(yàn)替代驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),雖然加深了理論課的印象,卻阻止了學(xué)生的創(chuàng)新性,以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,將思維禁錮在固定的模板中[7]。筆者所在教研團(tuán)隊(duì)通過增加探索性實(shí)驗(yàn),鼓勵學(xué)生從文獻(xiàn)查閱及整理、操作步驟的確定、試劑配制、儀器準(zhǔn)備到實(shí)驗(yàn)的完成,獨(dú)立完成整個實(shí)驗(yàn)過程,激發(fā)學(xué)生的科研興趣,訓(xùn)練學(xué)生的初步科研能力和創(chuàng)新能力。例如,結(jié)合教師的研究課題,筆者所在教研團(tuán)隊(duì)選擇“桔梗中多糖組分的提取分離”作為探索性實(shí)驗(yàn)的研究內(nèi)容。學(xué)生自行查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方法,如超聲提取法、熱水浸提法、微波提取法等,分析每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及可行性,最終選定一種方法作為提取方法。通過最后的實(shí)施和結(jié)果比較,使學(xué)生對多糖類組分的提取分離有了基本的認(rèn)識。此外,筆者所在團(tuán)隊(duì)還鼓勵學(xué)生自主探索跨學(xué)科的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生受到完整的科學(xué)研究方法的初步訓(xùn)練。例如,學(xué)生在槐米提取實(shí)驗(yàn)中得到的蘆丁,可以在藥物分析實(shí)驗(yàn)中使用紫外⁃分光光度法測定其含量,也可以在藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)中作為抗氧化實(shí)驗(yàn)研究的藥品。多學(xué)科交叉滲透、相互融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大大了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以及創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

2教學(xué)方法的改革

2.1師生雙向互動式教學(xué)方法的引入。天然藥物化學(xué)涉及的化學(xué)成分種類繁多,提取分離方法各不相同,得到的有效成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)鑒定需對多種圖譜進(jìn)行綜合分析,要求學(xué)生對知識的運(yùn)用具有高度靈活性[8]。傳統(tǒng)的單向講授式教學(xué)方法,即“滿堂灌”、“填鴨式”教學(xué)方法,以教師為主體,學(xué)生處于被動接受地位,最終導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新精神和變通性,不利于學(xué)生科研思維的培養(yǎng)及綜合素質(zhì)的提高,更加影響教學(xué)效果[9]。筆者所在教研團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,對教學(xué)方法不斷進(jìn)行調(diào)整,多采用雙向互動式教學(xué)方法,如“啟發(fā)式教學(xué)法”、“案例分析法”、“小組討論法”等[10],不僅使教學(xué)形式變得靈活多樣,更有利于學(xué)生科研思維及綜合素質(zhì)的提升。例如,在講解人參皂苷之前,先對人參不同炮制品,例如白參及紅參的功效區(qū)別進(jìn)行講解[11],而后提出問題“為什么人參不同炮制品的功效有區(qū)別呢?兩種炮制品的有效成分之間有什么差別呢?”,啟發(fā)學(xué)生思考,并帶著問題聽取教師對不同人參皂苷類成分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生物活性的講解。又如,在講授香豆素類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定時,利用“小組討論法”,給出幾個具體的香豆素類化合物結(jié)構(gòu)和譜圖數(shù)據(jù),讓學(xué)生分組討論其結(jié)構(gòu),之后每組選出學(xué)生代表進(jìn)行觀點(diǎn)闡述及結(jié)構(gòu)解析,最后由教師進(jìn)行點(diǎn)評并總結(jié),不僅加深了學(xué)生對相關(guān)知識的印象,也鍛煉了學(xué)生的溝通能力和表達(dá)能力。2.2“自主教學(xué)法”的引入。“自主教學(xué)法”是一種在教學(xué)中以學(xué)生探究為主,教師根據(jù)學(xué)生的需要加以引導(dǎo)為輔的立體式教學(xué)模式。學(xué)生通過在學(xué)習(xí)過程中積極主動參與教學(xué),在探索學(xué)習(xí)的過程中構(gòu)建有意義的知識鏈接,從而掌握知識并形成解決相應(yīng)問題的能力[12]。筆者在互動式教學(xué)方法的基礎(chǔ)上,引入“自主教學(xué)法”。在確定課程目標(biāo)后,由學(xué)生自行分組,根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容自行選取教學(xué)內(nèi)容,并查閱文獻(xiàn)、相互討論、整理匯總成PPT,并在課堂上講解,教師則主要承擔(dān)檢查、指導(dǎo)及接受咨詢等工作。最終,許多學(xué)生對不同類型的天然藥物進(jìn)行了精彩的講解。如有的學(xué)生通過介紹香菇多糖的研究歷程,系統(tǒng)講解了多糖類天然藥物的理化性質(zhì)、生物活性及分離提取特點(diǎn);有的學(xué)生以鬼臼毒素為例,詳細(xì)介紹了木脂素類成分的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn);有的學(xué)生以大黃的傳統(tǒng)功效為起點(diǎn),對蒽醌類天然產(chǎn)物進(jìn)行了系統(tǒng)介紹;有的學(xué)生以鴉片戰(zhàn)爭為起點(diǎn),講解了嗎啡的藥理特性,并延伸到生物堿類天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、提取分離及藥理作用?!白灾鹘虒W(xué)法”的引入,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,提高了教學(xué)效果,而且對學(xué)生科研意識及科研思維也進(jìn)行了鍛煉。

3科研渠道的拓寬

3.1參與教師的科研課題。在教學(xué)實(shí)踐中,可采取導(dǎo)師負(fù)責(zé)制、開放式實(shí)驗(yàn)室管理的模式,積極引導(dǎo)學(xué)生參加到教師的科研課題中,給學(xué)生提供參與研究性實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。在早期階段,學(xué)生主要作為助手參與科研項(xiàng)目,在得到較為系統(tǒng)的訓(xùn)練后,可以在教師指導(dǎo)下獨(dú)立承擔(dān)科研課題的部分實(shí)驗(yàn)。對于綜合能力較強(qiáng)的學(xué)生,在教師指導(dǎo)下可以確立小型科研課題,向?qū)W校申請本科生專項(xiàng)研究經(jīng)費(fèi),如大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等。近年來,筆者及教研團(tuán)隊(duì)成員已帶領(lǐng)學(xué)生申請多個大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃,并發(fā)表研究論文多篇。通過參與教師的科研課題,學(xué)生不僅鍛煉了綜合操作技能,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣,也為畢業(yè)論文的撰寫奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.2參加科研學(xué)術(shù)活動。學(xué)術(shù)活動具有營造創(chuàng)新氛圍、開發(fā)創(chuàng)造潛能、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、塑造創(chuàng)新人格的作用,能夠?yàn)榭蒲心芰Φ呐囵B(yǎng)提供適宜的氛圍和機(jī)會[13]。筆者所在教研團(tuán)隊(duì)經(jīng)常組織學(xué)生參加天然藥物化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)講座,使學(xué)生接觸到該領(lǐng)域最新的發(fā)展趨勢和科研成果,并為學(xué)生與專家的交流提供平臺和機(jī)遇,加深學(xué)生從事天然藥物研究的興趣。此外,不定期組織學(xué)術(shù)沙龍,在輕松、自由的沙龍氛圍中,教師和學(xué)生的身份平等,對天然產(chǎn)物相關(guān)的某一科研問題,每個人都表達(dá)自己的觀點(diǎn)和看法,不僅有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,也有助于在師生之間架起平等交流和友誼的橋梁。例如,筆者所在教研團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)以“天然藥物在臨床中的應(yīng)用”為題舉辦學(xué)術(shù)沙龍,讓學(xué)生介紹自己了解的臨床使用的天然藥物,并與課本中的知識點(diǎn)相印證,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也加深了學(xué)生對天然產(chǎn)物學(xué)科的認(rèn)識。3.3促進(jìn)學(xué)生與企業(yè)的互動。目前,筆者所在學(xué)院已與多家藥企建立了研究生工作站,除了研究生在工作站完成研究工作外,也讓本科生在課外時間參與工作站的科研活動中。此外,筆者及教研團(tuán)隊(duì)的主要成員與許多天然藥物生產(chǎn)企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系,通過推薦研究能力較強(qiáng)的學(xué)生利用寒暑假進(jìn)入藥企實(shí)習(xí),讓學(xué)生熟悉藥企的科研需求,增加學(xué)生的工作經(jīng)驗(yàn),縮短學(xué)生與企業(yè)的距離,使學(xué)生的素質(zhì)能力更符合藥企需求??傊?,以科研能力為導(dǎo)向的教學(xué)模式,不僅有助于把教師的科研優(yōu)勢發(fā)揮到課程教學(xué)中,使天然藥物化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容更豐富生動,教學(xué)方法更靈活多樣,而且能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。對學(xué)生而言,科研能力的培養(yǎng),一方面有助于提升學(xué)生自身的專業(yè)水平,為今后的就業(yè)、晉升及深造等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);另一方面,也提升了學(xué)生的探索精神、溝通能力、邏輯思維能力、實(shí)踐能力等多方面的綜合素質(zhì),對培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的藥學(xué)人才具有重要的意義。

作者:范博義 陳廣通 李建林 楊 敏 李金龍 單位:南通大學(xué)藥學(xué)院