科研教學法在天然產物化學教學中的應用探索

李萍 閆師杰 田琳 許艷玲 王英超

摘要：天然產物化學是我校應用化學專業一門重要的專業課程，在人才培養中起到重要作用。通過學習，培養學生具有從事天然產物研究的基礎知識和實驗技能，為今后從事科研和生產奠定良好的基礎。但在教學過程中尚存在諸多問題，影響學生科研意識和創新能力的提高，教學效果不理想。針對問題，運用科研教學法將教師的科研成果、科研新技術和新方法及時引入課程的理論教學和實踐環節，鼓勵學生積極參與科研活動。通過科研教學法的實施，增強了學生專業認同感和學習興趣、對培養學生科研意識、創新能力和團隊合作精神起到了積極的推動作用，同時也顯著提高了課程的教學質量。科研教學法是有效可行的教學改革新模式，值得推廣。

關鍵詞：天然產物化學;科研教學法;人才培養;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）18-0192-03

天然產物化學是研究生物有機體（植物、動物、海洋生物、微生物等）代謝產物及其變化規律的科學[1]，是我校應用化學專業一門重要的綜合性專業課程，在應用化學專業人才培養中起到重要作用。通過學習，要求學生掌握天然產物有效成分的類型、理化性質、提取、分離、結構鑒定、生理活性等方面的基礎知識和實驗技能，培養學生具有從事天然產物研究方面的能力，為今后從事科研和生產奠定良好的基礎。然而，筆者發現傳統的“灌輸式”授課模式和“死記硬背”的學習方法很難達到理想的教學效果，學生對知識的理解和掌握不牢固，科研意識和創新能力很難得到提高。針對問題，嘗試將科研教學法引入天然產物化學教學中，從理論教學內容和實踐環節滲入科研理念，增強學生專業認同感和學習熱情、科研意識、創新能力和團隊合作精神。

一、天然產物化學課程教學中存在的問題

天然產物化學課程在我校應用化學專業本科生第七學期開設，是在先修《普通化學》、《有機化學》、《分析化學》和《儀器分析》課程后開設的專業課程，理論性和實踐性都很強，內容繁多，與其他學科交叉廣泛，難度較大。在實際教學過程中，學生反映的問題主要有：理論教學內容多，多數天然產物結構復雜，檢識反應難記憶，儀器鑒定方面的知識點掌握困難;課堂教學仍然以“灌輸式”模式為主，師生互動較差，學生主觀學習熱情不高;多媒體教學傳輸的信息量過大，很難在短時間內掌握;實驗教學環節課時太少（僅占總學時的27.03%），動手能力和科研創新意識很難得到提高。以上諸多問題，也是天然產物化學教學中存在的普遍問題[2-4]。

二、科研教學法的引入

（一）運用科研教學法的教育教學理念

針對學生反映的問題，結合授課教師的科研項目，擬考慮將科研教學法引入天然產物化學教學，從理論教學內容和實踐環節滲入科研理念，將教師的科研成果、科研新技術和新方法帶入課堂。將科研教學法引入天然產物化學課程教學，運用的教育教學理念有三個：提高學生專業認同感、增強學生銳意創新的勇氣和能力、培養學生團隊精神。

1.提高學生專業認同感。對學生而言，專業認同表現為學生從情感上接受和喜歡本專業，希望將來從事與專業相關的工作。我們的調查結果發現[5]，部分同學對本專業的整體看法和學習態度存在嚴重問題，缺乏對專業的認同和全面認知，這也是學生學習專業動力不足的重要原因。

2.增強學生銳意創新的勇氣和能力。銳意進取才能有所發展，開拓創新才能適應時代需求。銳意創新是意志堅決地追求上進，不斷創新，力圖有所作為。學生要好學習書本上的知識，但又不能只限定于學好書本上的文字介紹和圖解。教學過程中，教師必須經常鼓勵和引導學生對書本知識產生質疑和拓展，就知識中的某個或某些感興趣的內容進行大膽地實踐和深入研究，力圖有所創新。我經常在課上和學生強調“成功離不開的五種好習慣”：保持激情、做事專注、堅定執行、努力學習、經常反省。鼓勵和幫助學生銳意進取、開拓創新，也經常請學生監督老師，和老師共勉。

3.培養學生團隊精神。團隊精神，就是大局意識、協作精神和服務精神的集中體現。無論是在生活中還是在學習中，甚至是在日后的工作中，都離不開團隊合作。一個沒有融入團隊的人必將是一個孤獨的人，也很難成就偉大的事業。培養學生團隊精神，不僅可以提高凝聚力，還可以提高學生的整體素養。就教師布置的與課程知識相關的專題內容，明確分工、合作完成或共同完成創新項目、科技作品等，都是培養團隊精神的重要方法。

（二）運用科研教學法的形式

1.理論教學加入科研前沿內容并增加專題講座。以天然產物化學第6章植物精油為例，植物精油的提取、組成分析及生物活性是本章的教學重點和難點，但書上只是對植物精油的定義、理化性質、提取方法做了簡要的文字介紹，實際應用示例提及很少。僅憑書上的文字介紹，學生很難體會到不同提取方法對精油組成及生物活性的影響，學習興趣不高。為此，在講解理論內容時，授課教師將自己參與的科研項目“西北特色梨和葡萄貯運保鮮特性及技術集成研究”（主要負責研發以精油為主的果蔬綠色保鮮技術，減少甚至替代傳統化學保鮮劑的使用，降低果蔬采后品質惡化，提高經濟效益）中的精油不同提取方法的實驗照片和實際測定的葡萄保鮮品質指標實驗數據及取得的科研成果、論文展示在課堂上，向學生介紹不同的提取方法對精油組成、抗菌活性影響很大，且精油的抗菌活性可以實際應用到水果保鮮中，延長水果保質期，增加經濟效益。將科研理念和科研前沿內容引入天然產物化學理論教學，有助于激發學生的專業學習興趣，增強專業認同感，讓學生感受到學以致用的樂趣[6]。

此外，在課堂教學過程中，授課教師還經常聘請學院專業教師針對自己的研究領域給學生講解專業前沿知識。例如，以諾貝爾獎獲得者屠呦呦團隊為例，講述了青蒿素的研究背景和發展歷程，希望有更多學子從事天然產物化學方面的研究;再如，從農藥好不好、農藥毒不毒、人類能不能離開農藥三個問題為同學們講解有關農藥方面的知識，提高學生對專業的認知，增強專業學習意識。再有，針對天然產物化學課本第12章天然產物的化學合成內容，將托品酮、喜樹堿、利血平、維生素A1、石竹烯和紫杉醇共6種天然產物的理化性質和最新科學研究成果布置成6個專題講座，學生10人一組，每組負責1個專題，從資料的收集、制作匯報PPT、講解，回答其他學生提出的問題等都由團隊成員共同完成。這種形式既鍛煉了學生的資料調研、總結、表達能力也激發了學生的專業學習熱情，培養銳意創新的勇氣和團隊精神。