以科研能力培養為導向的天然藥物化學教學模式探索*

范博義，陳廣通，李建林，楊 敏，李金龍（南通大學藥學院，江蘇南通 226001）

【提 要】 培養具有較強科研能力的藥學人才是高等院校藥學專業學生培養的根本目標。天然藥物化學是藥學專業重要的專業課程，教學效果直接影響學生畢業后從事藥學相關工作的能力?；诙嗄甑膶嵺`，本文從教學內容的優化、教學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融入天然藥物化學教學中，從而提高教學質量，為培養具有科研能力的藥學人才提供有力的支撐。

我國醫藥產業已進入高速發展時期，但與國際發達國家相比差距還很大，新藥研發能力落后、科研與技術創新力量薄弱是目前我國醫藥工業明顯的劣勢。因此，培養具有較強科研能力的藥學人才是提高我國醫藥產業發展水平的關鍵因素，同樣也是高等院校藥學專業學生培養的根本目標[1]。

科研能力，即開展科學研究活動、運用科學的方法探求事物本質和規律所需具備的能力，包括搜集和學習文獻資料、獲取信息的能力，發現問題、獨立思考的能力，運用理論知識解決實際問題的能力，設計、推導、論證、講解、闡述的能力，以及研究方案實施及動手能力[2]。因此，對學生進行科研能力的培養，需要對學生探索精神、溝通能力、邏輯思維能力及實踐能力等綜合素質進行全面培養。

天然藥物化學是藥學及相關專業重要專業課程之一。該課程的教學內容為運用現代科學理論與方法研究天然藥物中的生物活性成分，教學目標為培養學生掌握天然活性產物的化學結構、理化性質、提取分離、結構鑒定及開發應用等基礎理論及相關實驗技能，初步奠定學生從事天然藥物研究開發的基本科研能力[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代化步伐的不斷加快，天然藥物化學在藥學教學中的地位愈發重要。長期以來，天然藥物化學的理論教學采用“照方抓藥”式的知識灌輸，實驗教學以驗證型實驗為主，使學生學習處于被動接受的狀態[4-5]，缺乏對學生創新能力和實踐能力的培養，導致學生在今后的實際工作中缺乏獨立分析和解決問題的能力，難以勝任研究開發相關崗位。

因此，為了提高天然藥物化學的教學質量，以更好地與藥學專業培養目標相適應，學生科研能力的培養顯得尤為重要。筆者結合多年教學實踐經驗和思考，從教學內容優化、教學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融入教學之中做如下分析與總結。

1 教學內容的優化

1.1 將科研熱點引入理論教學 對于科研型人才的培養既要立足于已有教材，又要緊跟科研發展，提升教學內容，做到“照本”而不“宣科”[6]。教師應不斷閱讀國內外相關學術期刊，掌握學科發展最新前沿和動態。例如，萜類和生物堿類化合物是當今天然藥物化學研究的重點和熱點，許多新穎的結構類型在近幾年層出不窮。因此，在此兩章內容的教學過程中，在立足教材知識的基礎上，需及時更新講課內容，引導學生了解更多的前沿內容。

在實際課程講授過程中，多以科研熱點事件為起點，培養學生的科研興趣。例如，2015年諾貝爾獎獲得者屠呦呦發現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，在萜類天然產物的講解中，可以以青蒿素為起點，對其分離提取、結構特點、理化性質及發展歷程進行介紹，并引導學生對萜類藥物的特點進行思考，以提高學生的學習熱情和積極性。

1.2 教師科研課題與教學內容的結合 天然藥物化學學科發展較快，但教材中的研究示例難以及時得到更新，導致部分教材內容陳舊。然而，教師的科研課題緊跟最新的科研動態，更能體現出學科的發展趨勢。因此，將教師科研課題與教學內容相結合，有助于學生了解最新科研動態，掌握最新的科研理論。

筆者所在教學、科研團隊長期從事天然藥物活性成分的研究，團隊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物研究的學者。因此，在不同章節研究示例講解中，通常以教研團隊最新的研究成果為示例，從課題來源、提取分離、結構鑒定、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行系統性講解。結構鑒定是天然藥物化學課程的核心內容之一，需要學生能夠熟練運用多種譜圖信息，并推斷出化合物的結構。然而，教材示例中的結構鑒定過程通常只有文字描述，缺乏相應的譜圖，使學生難以理解。如果教師使用自己科研成果進行結構鑒定的講解，有大量的譜圖素材可以利用，包括紫外、紅外、質譜、核磁譜圖等，能夠使學生對天然藥物的解析過程形成直觀的印象，不僅吸引了學生的興趣，而且顯著提高了教學效果。

1.3 以探索性實驗替代驗證性實驗 傳統的天然藥物化學實驗多為驗證性實驗，雖然加深了理論課的印象，卻阻止了學生的創新性，以及發現問題和解決問題的能力，將思維禁錮在固定的模板中[7]。筆者所在教研團隊通過增加探索性實驗，鼓勵學生從文獻查閱及整理、操作步驟的確定、試劑配制、儀器準備到實驗的完成，獨立完成整個實驗過程，激發學生的科研興趣，訓練學生的初步科研能力和創新能力。例如，結合教師的研究課題，筆者所在教研團隊選擇“桔梗中多糖組分的提取分離”作為探索性實驗的研究內容。學生自行查閱文獻，設計多種實驗方法，如超聲提取法、熱水浸提法、微波提取法等，分析每種方法的優缺點及可行性，最終選定一種方法作為提取方法。通過最后的實施和結果比較，使學生對多糖類組分的提取分離有了基本的認識。

此外，筆者所在團隊還鼓勵學生自主探索跨學科的設計實驗，使學生受到完整的科學研究方法的初步訓練。例如，學生在槐米提取實驗中得到的蘆丁，可以在藥物分析實驗中使用紫外-分光光度法測定其含量，也可以在藥理學實驗中作為抗氧化實驗研究的藥品。多學科交叉滲透、相互融合的實驗教學模式大大了增強學生的學習興趣，以及創新思維和實踐能力。

2 教學方法的改革

2.1 師生雙向互動式教學方法的引入 天然藥物化學涉及的化學成分種類繁多，提取分離方法各不相同，得到的有效成分結構復雜，結構鑒定需對多種圖譜進行綜合分析，要求學生對知識的運用具有高度靈活性[8]。傳統的單向講授式教學方法，即“滿堂灌”、“填鴨式”教學方法，以教師為主體，學生處于被動接受地位，最終導致學生缺乏創新精神和變通性，不利于學生科研思維的培養及綜合素質的提高，更加影響教學效果[9]。

筆者所在教研團隊在教學過程中，根據教學內容，對教學方法不斷進行調整，多采用雙向互動式教學方法，如“啟發式教學法”、“案例分析法”、“小組討論法”等[10]，不僅使教學形式變得靈活多樣，更有利于學生科研思維及綜合素質的提升。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別進行講解[11]，而后提出問題“為什么人參不同炮制品的功效有區別呢？兩種炮制品的有效成分之間有什么差別呢？”，啟發學生思考，并帶著問題聽取教師對不同人參皂苷類成分的結構特點及生物活性的講解。又如，在講授香豆素類化合物的結構鑒定時，利用“小組討論法”，給出幾個具體的香豆素類化合物結構和譜圖數據，讓學生分組討論其結構，之后每組選出學生代表進行觀點闡述及結構解析，最后由教師進行點評并總結，不僅加深了學生對相關知識的印象，也鍛煉了學生的溝通能力和表達能力。

2.2 “自主教學法”的引入 “自主教學法”是一種在教學中以學生探究為主，教師根據學生的需要加以引導為輔的立體式教學模式。學生通過在學習過程中積極主動參與教學，在探索學習的過程中構建有意義的知識鏈接，從而掌握知識并形成解決相應問題的能力[12]。筆者在互動式教學方法的基礎上，引入“自主教學法”。在確定課程目標后，由學生自行分組，根據不同的章節內容自行選取教學內容，并查閱文獻、相互討論、整理匯總成PPT，并在課堂上講解，教師則主要承擔檢查、指導及接受咨詢等工作。最終，許多學生對不同類型的天然藥物進行了精彩的講解。如有的學生通過介紹香菇多糖的研究歷程，系統講解了多糖類天然藥物的理化性質、生物活性及分離提取特點；有的學生以鬼臼毒素為例，詳細介紹了木脂素類成分的結構類型及特點；有的學生以大黃的傳統功效為起點，對蒽醌類天然產物進行了系統介紹；有的學生以鴉片戰爭為起點，講解了嗎啡的藥理特性，并延伸到生物堿類天然產物的結構特點、提取分離及藥理作用?！白灾鹘虒W法”的引入，不僅培養了學生的學習能力，提高了教學效果，而且對學生科研意識及科研思維也進行了鍛煉。

3 科研渠道的拓寬

3.1 參與教師的科研課題 在教學實踐中，可采取導師負責制、開放式實驗室管理的模式，積極引導學生參加到教師的科研課題中，給學生提供參與研究性實驗的機會。在早期階段，學生主要作為助手參與科研項目，在得到較為系統的訓練后，可以在教師指導下獨立承擔科研課題的部分實驗。對于綜合能力較強的學生，在教師指導下可以確立小型科研課題，向學校申請本科生專項研究經費，如大學生創新項目、創業項目等。近年來，筆者及教研團隊成員已帶領學生申請多個大學生創新計劃，并發表研究論文多篇。通過參與教師的科研課題，學生不僅鍛煉了綜合操作技能，增強了學習興趣，也為畢業論文的撰寫奠定了堅實的基礎。

3.2 參加科研學術活動 學術活動具有營造創新氛圍、開發創造潛能、優化知識結構、培養創新思維、塑造創新人格的作用，能夠為科研能力的培養提供適宜的氛圍和機會[13]。筆者所在教研團隊經常組織學生參加天然藥物化學相關領域的學術講座，使學生接觸到該領域最新的發展趨勢和科研成果，并為學生與專家的交流提供平臺和機遇，加深學生從事天然藥物研究的興趣。此外，不定期組織學術沙龍，在輕松、自由的沙龍氛圍中，教師和學生的身份平等，對天然產物相關的某一科研問題，每個人都表達自己的觀點和看法，不僅有利于激發學生的創新思維，也有助于在師生之間架起平等交流和友誼的橋梁。例如，筆者所在教研團隊曾經以“天然藥物在臨床中的應用”為題舉辦學術沙龍，讓學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相印證，不僅提高了學生的學習興趣，也加深了學生對天然產物學科的認識。

3.3 促進學生與企業的互動 目前，筆者所在學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，筆者及教研團隊的主要成員與許多天然藥物生產企業建立了良好的合作關系，通過推薦研究能力較強的學生利用寒暑假進入藥企實習，讓學生熟悉藥企的科研需求，增加學生的工作經驗，縮短學生與企業的距離，使學生的素質能力更符合藥企需求。

總之，以科研能力為導向的教學模式，不僅有助于把教師的科研優勢發揮到課程教學中，使天然藥物化學課程的教學內容更豐富生動，教學方法更靈活多樣，而且能夠充分調動學生的學習積極性，激發學生的學習熱情。對學生而言，科研能力的培養，一方面有助于提升學生自身的專業水平，為今后的就業、晉升及深造等奠定了堅實的基礎；另一方面，也提升了學生的探索精神、溝通能力、邏輯思維能力、實踐能力等多方面的綜合素質，對培養適應新時代要求的藥學人才具有重要的意義。