藥物化學實驗教學改革中的思考

王 潔， 王 洋

(復旦大學 藥學院 實驗教學中心，上海201203)

0 引 言

藥物化學是一門與生物學、化學、醫學等學科相互交叉滲透的應用性學科，是藥學專業重要的專業基礎課，也是一門以實驗為基礎的學科［1］。藥物化學實驗在藥物化學教學中占有非常重要的地位，它是建立在無機化學、有機化學及相關化學實驗基礎上的實驗課程［2］。它不僅要求學生能熟練掌握藥物合成中涉及的基本操作技能以及合成出符合藥典要求的藥品，也要求學生能結合理論知識的學習、通過查閱文獻、設計反應路線來合成目標產物，并能對實驗結果進行分析。這樣不僅有利于學生動手能力的培養，也有利于他們科研能力和創新意識的培養。

以往開設的藥物化學實驗對培養學生實驗操作技能，加深對理論知識理解發揮了重要作用。但由于這些實驗大多屬于驗證性實驗、設計性的較少，另外實驗中用到的技術和設備也比較傳統、單一，這對發揮學生的主觀能動性、培養創新意識有很大不足。因此，為了讓學生更好、更全面地學習這門課程，我們從本院系特點出發，根據以往教學經驗，改革現有教學模式，對藥物化學實驗課程進行了一些教學改革。

1 增加實驗新技術的訓練和先進儀器設備的使用

隨著現代藥物產業的飛速發展，不論在科研還是生產中，藥物和精細化學品的合成對實驗技術和設備的要求日益苛刻［3］。而我們以往的藥物化學實驗所采用的實驗技術和設備都是比較傳統、單一的，對學生實驗能力的進一步提高有所限制。因而為了培養學生的綜合能力及迎合社會發展的需要，我們有必要在藥化實驗教學中增加一些新的實驗技術方法和先進儀器設備。例如在實驗新技術新方法方面，我們增加了無水無氧操作技術、微波實驗等。無水無氧操作技術是最近幾十年新興起來的一門技術，在有機化學和藥物化學中有著廣泛的應用，已經成為一門必須掌握的實驗技術。主要包括三種類型:高真空線操作技術、手套箱操作技術和Schlenk 操作技術［4-5］。對這三種操作進行研究發現，Schlenk 操作起來簡單、安全、有效，且成本較低，適合應用于本科藥物化學實驗教學。我們也在實驗中增加了一些先進儀器設備的使用，例如:溫控、攪拌一體的磁力攪拌器、數字熔點測定儀、旋轉蒸發儀、中/高壓純化制備系統等。雖然部分儀器如中/高壓純化制備系統只有兩臺，沒法讓所有的學生同時使用，但我們會在課堂上進行示教，并在課后向有興趣的學生開放使用。另外我們中心也有許多其他先進的儀器設備，如GC-MS、LC-MS、HPLC-DAD-ELSD、UV、IR 等(學生們在分析實驗中學過部分儀器的使用)，我們打算在今后的實驗中增加學生產品化學結構解析以及如何使用這些儀器的示教內容，使同學們學會運用MS、NMR、UV、IR 等各種方法分析化合物結構，提高綜合科研能力。

通過增加實驗新技術的訓練和先進儀器設備的使用，改變了學生實驗技能和儀器設備的單一性局面，充分發揮了學生在學習過程中的主動性、積極性和創造性，有利于他們對實驗原理和方法的掌握以及學習興趣的提高，促進了學科之間的融合。此外，也豐富了教學內容和方法，拓寬了教師教學的新思路，使教學質量得到了進一步提高。

2 引入多媒體教學

傳統的實驗教學都是以教師先講授實驗內容及具體操作步驟，然后由學生自己完成實驗，由教師進行指導和評價。但是教師僅講授實驗內容，顯得很枯燥，部分同學在聽完講課之后仍然不知該如何進行實驗;大量的講解、板書和實驗演示也耗費實驗教師較多的時間和精力，使其在學生指導這個環節力不從心;另外由于實驗課時和實驗室條件的限制以及安全的考慮，有一些實驗無法在教學中安排，但這些實驗知識有必要讓學生了解。這些問題都可以通過多媒體教學得到很好的解決［6］。

多媒體是文字、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫和聲音的有機結合［7］。雖然目前多媒體教學已經進入課堂，但是多數僅限于使用Powerpoint 進行“電子課件”式的授課。我們認為除了ppt 電子課件的應用，多媒體教學還應包括視頻教學以及利用多媒體網絡平臺加強師生之間的交流。ppt 課件通過文字、圖形、圖像、聲音等多種元素的結合，比傳統教學方式更能增強學生的興趣和積極性。由于教師不用花大量時間在板書和實驗演示上面，他們就有更多的時間和精力指導學生實驗和介紹相關知識。視頻教學是向學生教授知識的另一種方式，目前我們教學用的視頻一部分來源于教師自己拍攝的實驗操作過程，經過后期制作，從而整理成完整的實驗視頻資料;其次就是購買一些大學或公司制作的教學光盤，從中獲取視頻資料［8］;另外我們也從網絡下載了一些公開使用的視頻資料。視頻教學能突破實驗課時、實驗室條件以及安全的限制，拓寬了學生們的知識面。學生們還可以利用多媒體網絡平臺與教師進行互動交流，建立了良好的教學關系，也拓展了學生們的學習空間和時間，使教學活動從課堂延伸到課后。例如學生們可以從實驗中心網站上下載各門課程的課件、預約實驗室、儀器的使用以及在學習中碰到的問題也可以隨時在師生互動平臺上進行提問。

3 增加設計性實驗

以往的實驗教學中，學生大多按照教師既定的實驗方法和步驟進行驗證性實驗的訓練，實驗形式單一。這種教學形式雖培養了學生的基本實驗操作能力，卻忽視了創新能力和綜合科研能力的培養，壓制了學生的積極性、主動性和創新性。為了改變這種教學形式，我們嘗試增開了設計性實驗，即學生根據老師給定的題目，自行查閱相關文獻，設計出可行的方案及實驗步驟，并在教師指導下確定最終實驗方案并實施［9］。這樣學生由被動接受知識變為主動參與實驗獲取知識，有利于綜合能力的培養。另一方面，對師資隊伍的建設以及教師教學水平的提高也有很大的幫助。

例如在氯霉素合成中，同學們通過查文獻發現氯霉素由于起始原料的不同有多種合成路線:肉桂醇路線、苯乙酮路線、苯乙烯路線、對硝基苯甲醛路線和對硝基苯乙酮路線等［10-12］。我們從原料來源、成本、儀器設備以及路線長短、文獻反應收率等幾個方面對每條合成路線進行了分析討論，建議學生采用對硝基苯乙酮路線進行實驗，取得了良好的教學效果。這種設計性實驗不但能培養學生分析問題和解決問題的能力，還能使學生更系統全面地獲得實驗的基礎知識、基本方法和基本技能。

4 加強與有機化學實驗的融合

有機化學實驗和藥物化學實驗分別是藥學專業必修的基礎實驗和專業實驗課程。兩者在教學內容、實驗設備及實驗方法和技術方面有較大的相似性，藥物化學實驗的基本原理和方法在很大程度上根植于有機化學實驗［13］。因此，為了更充分、合理、有效地利用現有教學資源，我們將這兩門實驗課進行了整合，合并了重復的內容，重新設置了各部分的比例以及各部分之間的關系等，例如將藥物化學實驗中的藥學基本實驗操作整合到有機化學實驗的基本操作實驗中去。另外，我們也將原有的《有機化學實驗》和《藥用實驗合成化學》兩本教材的內容進行了整合，重新編寫了《藥物化學實驗指導》，該教材分為3 個部分:①為有機化學實驗的一般知識和基本操作以及有機化合物的合成實驗，②為合成藥物化學實驗，③是天然藥物化學實驗。這些內容的有機結合，實現了從基礎到專業的一體化實驗教學。

5 隨堂檢查學生的實驗記錄及合理利用學生實驗產品

我們嘗試建立了學生實驗記錄隨堂檢查與討論制度，即要求學生隨堂完成實驗記錄，在實驗過程中如實記錄所有相關操作細節(時間，溫度，加料方式等)、現象(顏色、溶解、沉淀、產生氣體等)、TLC 薄層色譜圖、后處理操作(重結晶、溶劑、體積、溫度、活性炭、蒸餾等)、產品收率及性質表征(色澤、晶型、外觀等)，學生在每次實驗結束時將實驗記錄及產品交予教師檢查簽字認可，同時教師隨堂與學生進行討論并給予指導。這個制度的建立有利于增進教師與學生互動，培養學生良好的科研習慣;能快速找出化學反應的異常或失敗的原因;優化課程成績評估標準［14-15］。

以往學生實驗中得到的產品收集后，可能僅僅是儲存起來，并沒有將其再利用。這樣既不環保也是對資源的一種浪費。我們將學生實驗產品歸類整理出來，列出清單(包括產品名、結構式以及每樣產品重量)，把該清單掛在實驗中心網站上，供有需要的專業教學或科研用。這樣既避免了資源的浪費，也調動了學生的積極性，充分尊重他們的實驗成果。學生在得知自己合成的產品將提供給其他老師或學生使用時，會更積極、認真地進行實驗。

6 結 語

在藥物化學實驗課的教學過程中，教師應利用多種教學形式和手段來培養學生的綜合實驗能力，最大化地激發學生的學習興趣。使學生在學完這門課程后，具備較好的實驗基本操作能力、實驗設計能力以及綜合運用基礎知識分析問題、解決問題的能力。藥物化學實驗等實踐性課程在當代高等藥學教育中占有重要地位，要求我們不斷深化課程改革，真正使實驗藥物化學課程發揮銜接藥物化學理論與實踐的橋梁作用。

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