天然產物化學教學方法探討

吐爾孫拜克·葉爾達

摘要：本文從天然產物化學課程的特點與結合本院校的特色，根據本人的教學經驗、為了提高教學質量，完成高等教育的培養目標，在教學過程中需重視課程總論的教學，激發學生的學習興趣，重視運用多種教學方法和手段，突出化合物結構對性質的決定作用等方面進行了教學方法的探論、提出了對天然產物化學的體會與思考。

關鍵詞：天然產物化學；教學方法；教學方式；教學效果

中圖分類號：O621.3 文獻標識碼：A

天然產物化學是以各類生物為研究對象，以有機化學為基礎，以化學與物理方法為手段研究生物二次代謝的提取、分離、結構、功能、生物合成與修飾及其用途的一門學科[1]。研究內容是各類天然產物的化學成分、結構特征、理化性質、提取分離方法、結構測定以及生物合成途徑。并根據已闡明的結構成分，按植物親緣關系在植物界中探尋同類成分，以擴大植物的藥用資源，發掘新的有效成分；研究有效成分在植物體中隨生長季節、時間的變化情況等。天然產物有效成分主要來自于植物、動物、礦物、微生物和海洋生物，其中以植物來源為主，種類繁多[2]。以中草藥為例，僅《本草綱目》（明，李時珍）中就記載1892種?！侗静菥V目拾遺》（清，趙學敏）又補充1021種[3]。相信隨著科學技術的進步，這個數字還會不斷變化、發展。天然化合物結構復雜多樣，天然產物化學成分研究又涉及到很多學科的知識，因而，學生普遍感到這門課程比較抽象和枯燥，較難理解和掌握，造成學生產生厭學和抵觸情緒。我們在天然產物化學課程教學實踐中，注重理論與實踐的有機結合，從多個角度進行改革與嘗試，取得了較好的教學效果。

1. 教學方法

1.1 講授的原則是“應用式的講解”

在本課程中需要學習的內容很多，知識面也很廣，屬于一門應用學科。講授的原則是“應用式的講解、夠用”。因此，在教學過程中前期的課程及本課程的內容需要一個全面的了解，內容上的取舍要做到心中有數，重復的內容直接省去，如：色譜分析法在《分析化學》課程中已經學過，所以在該課的教學中，講授各類天然產物化學成分的色譜檢識方法時，可進行應用式的講解。這樣，在教學時間有限的情況下，可以高效的完成教學目標。

1.2 豐富內容增加學生學習興趣方法

天然產物化學這門課本身比較枯燥泛味，難懂，學生在學習時很難產生興趣，所以在學習這一類專業時，可以充分運用多媒體工具，愛課件中加入原植物、藥材的圖片，借助多媒體工具將天然產物的性狀展示出來。通過圖片來吸引學生的注意力、激發學生的學習興趣、加深對各種天然產物的印象。在學習一些重要的產物時，可以介紹它的發現過程，激起學生對天然產物研究的熱愛。如在講授萜類化合物時，我們介紹了青蒿素和紫杉醇一波三折的發現過程，鼓勵學生要克服困難，積極探索。

1.3. 舉辦講座擴展學生視野方法

現今，天然產物的研究發展很迅速，從最初的單純化學模式逐漸過渡到化學生物綜合領域。除了最基本的理論知識教學，我們還可以為學生開設講座，包括一些現代分離新技術、新的篩選方法、新的結構鑒定技術的介紹，如超臨界流體萃取技術，逆流色譜分離方法，高效液相-核磁共振聯用技術及FRET方法在天然產物活性篩選中的應用等[4]，此外，還有生物合成研究的進展及天然產物化學生物學的研究概況等。通過講座的介紹，開拓學生的視野，可以使學生更好地理解這門學科，也可以激發學生對研究的興趣，并且從事相關工作。

1.4 結合實驗教學方法

天然產物化學本身就是一門實踐性很強的學科，需要通過實驗的方法來更深的理解理論知識。傳統的實驗教學模式是學生們連續的進行實驗，完成一類化合物的提取和分離，但在過程中學生們主要是按照實驗講義進行操作，主動思考不多，失去主動性。所以針對這些情況，實驗教學方法需進行改進，首先該表傳統的教學方式，在實驗講解中結合老師自己的科研工作、學生的畢業論文等，再者學生的實驗成績不再以單純的實驗報告成績為主，可以加上學生的課堂表現，如課堂提問、學生講解、教師總結來監督學生的預習情況。最后在作業中讓學生設計単體分離實驗，確定可行的分離方法。如“從茶葉中提取咖啡因”、“從丹參中分離丹參酮”等。這樣可以鍛煉學生的自我思維能力。同時，我們在學生的綜合訓練中加入天然藥物化學內容，使學生能夠進一步了解天然產物化學和其他學科的相關性。

1.5學生實踐與教師科研相結合方法

同一般實驗教學相比，天然產物化學在科研領域的要求比較系統化。為了讓學生更好地了解天然產物化學的研究思路和方法，我們通常將實驗室對學生進行開放，同時選擇一些學生和老師一起進行科研實驗。將科研與教學相結合，不但調動了學生的學習主動性和積極性，而且有益于課題的順利進行。例如，讓學生參與到本學院的天然產物有關研究課題、“老師的國家級、省部級研究課題”等課題的研究中來，通過實踐的學習，學生可以熟練地掌握各種填料的適用范圍及各種色譜的操作方法，如高效液相色譜儀及酶標儀、紫外分光光度計等儀器的操作方法，將很多內容不再是停留在理論課上，而是將理論和實踐結合起來，這樣的模式可以達到雙贏的效果。

2.6. 聯系生活，增加實例方法

學生在面對枯燥的理論知識時，老師要做的是，去激發學生的學習興趣，調動學生的主觀能動性，我認為，再涉及理論教學時可以將一些實際的案例作為補充，讓學生們更好地掌握所學的知識，也可以豐富學生的課外知識面。如：介紹廣泛使用的、天然來源的藥物如青蒿素、奎尼丁、紫杉醇等內容，在介紹這些物質時可以聯系實際的生活，讓學生們知道天然藥物化學與生活息息相關，從而對這門課產生重視感。再如：總論部分講述中藥提取方法時，可以聯系生活中常見的煮中藥來解釋煎煮法，再以泡藥酒為例介紹冷浸法，然后引導學生對兩種方法進行對比，從而通過比較得出不同方法的優點和缺點。這樣不僅可以活躍課堂教學的氣氛，還可以引起學生的興趣，提高教學的質量。在教學過程中，通過案例使學生明白先“做人”再“學學問”的道理。在講述生物堿這一章節時，以鴉片為例，講述了各種毒品的危害，讓學生真正意識到毒品的巨大的危害，讓學生遠離毒品；同時教育他們要合理運用自己學到的化學知識，不可以制造毒品，害人害己。這樣教學不僅是“授業”，而且起到了“傳道”的作用。

1.7 . “以問題為基礎”的教學方法

我院的天然產物化學在大四年級開設，這是學生們已經有了一定的相關知識基礎。教師應該將重心放在培養學生思考問題和解決問題的能力。所以在教學過程中，教師應與學生多互動，多提問，調動學生思考問題的積極性。例如當我講述生物堿成分的時候會提問學生：“大家都知道吸煙有害健康，那大家知道是為什么嗎？”學生回答說：“因為香煙中含有尼古丁”。我接著提問：“那么尼古丁屬于我們天然藥物化學里的哪一類成分啊？”學生通過查閱資料后得出結論，是尼古丁又名煙堿，是一種生物堿。這種教學方式，鍛煉了學生迅速思考的能力。

2. 教學方式

2.1 研究式教學方式

通過實驗及創新性課題，使學生參與到實驗中，通過實驗選題、實驗方案設計和實驗課題事件中，通過對課題的研究培養學生提出問題、解決問題的能力，并鍛煉學生的創新思維能力。依托實驗教學示范中心建設，構建“綜合驗證—全面開放—自主設計—協作創新”多層次的實踐教學體系，鍛煉學生的動手能力、獨立思維能力和創新能力。

在實驗課中，降低驗證性實驗的學時，培養學生的實驗操作能力。增加綜合性實驗的比例，使學生的綜合能力得到提高。增加設計性試驗的比例，鍛煉學生的自主能力。對學有余力的學生提供實驗平臺，使他們有更多的實驗機會；在這樣的基礎上，學生們可以自行組隊、自行選題，進行創新性實驗；通過開放性實驗，充分發揮學生的創造力和想象力，為學生的創新思維提供條件，也增強了團結合作的能力。充分應用現代教育技術和網絡信息，為學生提供各種學習資料，增加師生互動平臺。

在進行本學科的教學過程中均采用多媒體課件，如flash或photoshop等軟件，使用這些多媒體工具可以使講課更生動形象，使學生更容易理解，提高學習效率。本課程講授的是天然產物的分離和提取，可以運用動畫，來幫助學生理解難以想象的流程，使虛擬的流程形象化。

2.2 開展問題討論方式

由老師提出一些實驗方面的討論題目，也可以以學生的實驗結果或實驗中的錯誤操作，引導學生進行分析并解決所提出的問題。讓學生去尋找答案，展開討論。如用20%H2SO4加熱水解蕓香苷時，為什么會出現渾濁→澄清→渾濁或沉淀現象？為什么有的實驗組產率高，有的實驗組產率低？薄層色譜時，容器空間飽和后，將容器蓋子打開來調整薄板位置，沒有重新飽和而直接展開，對色譜結果有什么影響？討論這些問題結合理論講授。

討論式教學可以促進學生們之間的合作，高效的完成任務?！叭齻€臭皮匠頂個諸葛亮”。在醌類化合物酸性、生物堿堿性的學習中可以設計討論，教師寫幾組結構式，學生分組討論，最后評估總結，學生對酸、堿性強弱的比較會有較深的理解，可以促進堿提酸沉法、酸提堿沉法的理解，進一步加深對PH梯度萃取法的掌握。

2.3 設立興趣小組學習方式

對于學有余力的學生，成立開放性實驗小組，鼓勵學生自主動手查閱資料，設計實驗思路。如2012級部分學生設計了金銀花中綠源酸的提取分離、銀杏葉中有效成分的提取，胡椒堿的提取分離，雖然結果并不是很理想，但是調動了學生學習的積極性和主動性。

2.4 激發學生學習潛力方式

我院位于伊犁河畔，有豐富的天然藥物資源，所以有條件舉辦植物圖片展活動。也可以采集藥用植物制作成標本，配上文字說明，豐富學生的課外知識，也鍛煉了實踐能力，也可以去了解植物中的化學成分，然后到化學實驗室去驗證，激發學生的探索能力。

2.5教學中存在的問題解決方式

天然產物化學是化學專業的一門專業選修課程，它是一門實驗性很強的學科。但因為課時有限、思想上不重視并且教師也只有理論性的知識，所以沒有實驗課是不行的。事實證明，通過實驗的方法有助于加深學生對基礎理論知識的理解，更能提高學生的動手能力和學生應用基礎知識分析和解決專業問題的能力。因此，在以后的天然產物化學教學工作中要安排實驗課，認真做好實驗課的課前準備工作，學生參與老師或本學院的天然產物有關課題方面給學生提供方便與條件，不但要加深學生對知識的理解，更要注重學生的實踐動手能力、理論和實際結合提高學生的專業素質與動手創新能力。

【參考文獻】

[1]吳立軍.天然藥物化學[M].5版.北京：人民衛生出版社，2008：1.

[2]楊宏健.改革實驗教學內容與方法， 創建新的實驗教學模式[J].實用預防醫學，2005，12（1）：201-203.

[3] 張金慧，溫景峰，敬美蓮.《天然藥物化學》教學方法初探[J].中醫藥導報，2012，18（6）：129-130.

[4]劉湘，汪秋安.天然產物化學[M].2版.北京：化學工業出版社，2009.

作者簡介：吐爾孫拜克.葉爾達（1962-），男，蒙古族，新疆烏蘇市人，博士學位，新疆伊犁師范學院化學與環境科學學院有機化學教研室 博士、副教授、研究生導師，研究方向：有機化學教學及天然活性物的提取與分離研究、有機合成研究，主持校級科研項目9項，省部級項目1項，國家自然科學基金項目1項.