創(chuàng)新設(shè)計(jì)在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索*

陳 劍，凌 云，余敬謀，劉可越，張 炫

(九江學(xué)院藥學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，江西 九江 332000)

中醫(yī)藥是中華民族優(yōu)秀文化的瑰寶，為中華民族的繁衍生息和健康作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，也是中華民族對世界人民健康的貢獻(xiàn)。《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》提出實(shí)施中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新工程。藥學(xué)專業(yè)人才不僅需要掌握專業(yè)技能，還要有與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相結(jié)合的能力?！短烊凰幬锘瘜W(xué)》是藥學(xué)類的一門專業(yè)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其重要環(huán)節(jié)，探索培養(yǎng)專業(yè)技能與創(chuàng)新教育結(jié)合的教學(xué)模式，具有一定的代表性和典型性。在專業(yè)課教學(xué)中我們對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)評價方面進(jìn)行探索，探索產(chǎn)-學(xué)-研的教學(xué)模式。

1 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

藥學(xué)教育非常重視學(xué)生的動手能力的培養(yǎng)和鍛煉，在創(chuàng)新活動中需要學(xué)生將自己掌握的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識通過親身的試驗(yàn)去加以驗(yàn)證和應(yīng)用[1]。天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具備相關(guān)的藥學(xué)專業(yè)知識，掌握化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)技能，具有一定的醫(yī)學(xué)知識儲備。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來了新的教學(xué)方式，在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中采用“線上+線下”的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識。

在授課前，為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)習(xí)通上建立班課，將實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)操作以及實(shí)驗(yàn)原理、方法放入資源庫，讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，并通過該APP及時查閱學(xué)生的預(yù)習(xí)情況與學(xué)生進(jìn)行溝通，預(yù)習(xí)情況作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的一部分。發(fā)布一些討論，各抒己見，讓學(xué)生在問題的創(chuàng)設(shè)中激發(fā)創(chuàng)造性和發(fā)散性的思維。

實(shí)驗(yàn)課多媒體講授，通過天然藥物有效成分的臨床應(yīng)用激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，啟發(fā)學(xué)生正確理解該成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)，認(rèn)知該類成分的理化性質(zhì)，設(shè)計(jì)出有效成分的提取方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思維。在教授過程中強(qiáng)調(diào)本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。針對本次實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)進(jìn)行多媒體的示范操作，通過動畫演示讓學(xué)生對此有直觀性的認(rèn)識。提煉實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，提醒同學(xué)注意整個實(shí)驗(yàn)中防止爆裂，防止觸電，禁止煙火，增強(qiáng)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)室安全意識。講授最后對該實(shí)驗(yàn)的知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

實(shí)驗(yàn)過程中，對照實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，實(shí)驗(yàn)要求，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)考核，同時要求同學(xué)有團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識。在實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致認(rèn)真的觀察，科學(xué)合理的分析，對實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題進(jìn)行科學(xué)的處理。如：在“槐米中蘆丁的提取、分離”實(shí)驗(yàn)中蘆丁精制步驟中有同學(xué)在析晶過程中沒有產(chǎn)品，學(xué)生根據(jù)理論課所學(xué)的結(jié)晶的條件以及制備結(jié)晶的方法等知識背景，對濾液進(jìn)行處理，用探索的方法解決實(shí)際問題。引導(dǎo)學(xué)生多參與實(shí)驗(yàn)探究活動，并通過探究活動和合作學(xué)習(xí)，主動地獲取知識，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。利用多媒體技術(shù)，APP軟件，虛擬教學(xué)平臺等對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充、優(yōu)化，更好的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為理論教學(xué)服務(wù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在實(shí)驗(yàn)報告中學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及影響實(shí)驗(yàn)的因素等方面進(jìn)行分析和討論，在報告中體現(xiàn)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和精神，對問題的解決能力以及開放性的創(chuàng)新思維。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新設(shè)計(jì)

遵循藥學(xué)學(xué)科知識的系統(tǒng)性、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的漸進(jìn)性以及循序漸進(jìn)的教學(xué)原則，構(gòu)建創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[2]，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

2.1 開展微型化實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到的揮發(fā)性、易燃易爆、有毒有害試劑很多,一旦操作不慎易造成安全事故；同時，該課程實(shí)驗(yàn)涉及有效成分的提取分離純化，所需時間較長,難在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)。所以，針對學(xué)科特點(diǎn)，進(jìn)行課程優(yōu)化。根據(jù)本校實(shí)際情況, 采取逐步推進(jìn)的方式,對目前所開設(shè)的部分污染大、實(shí)驗(yàn)成本較高的常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化改革。通過減少實(shí)驗(yàn)藥材和試劑的用量，將常規(guī)實(shí)驗(yàn)微型化。將以下實(shí)驗(yàn): 薄層層析、蘆丁的提取、蘆丁的水解，漢防己生物堿的分離等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)微型化教學(xué)實(shí)踐。如在“蘆丁的提取”實(shí)驗(yàn)中同學(xué)通過查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)不同的提取方法，有“有機(jī)溶劑提取法”，“沸水提取法”，“堿提酸沉”等，將實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍裕瑢W(xué)生既能大膽的實(shí)驗(yàn)，又能認(rèn)真仔細(xì)地操作。劑量的減少也能使學(xué)生更加關(guān)注實(shí)驗(yàn)條件和精度純度,工作臺、桌面也明顯整潔。同時由于藥材試劑的減少，實(shí)驗(yàn)時間縮短，學(xué)生有更充足的時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，對比不同的實(shí)驗(yàn)方案，豐富教學(xué)內(nèi)容。

2.2 開展限制性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

限制性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)是在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件下，設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)[3]。限制的條件是老師給出提取藥材，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

通過文獻(xiàn)調(diào)研及組內(nèi)討論，學(xué)生遞交設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)方案，通過后開始實(shí)驗(yàn)操作。在工藝流程設(shè)計(jì)上，參照工業(yè)化生產(chǎn)，在保證實(shí)驗(yàn)的可操作性及時效性的前提下，通過正交科研設(shè)計(jì)優(yōu)選出最佳提取工藝，在充分考慮經(jīng)濟(jì)效益及生產(chǎn)的可行性對實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行綜合評判。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程，實(shí)現(xiàn)“學(xué)思結(jié)合”和“知行統(tǒng)一”。如在 “漢防己生物堿”的提取中，有將提取時間，提取次數(shù)，料液比等列為單因素，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。也有將提取方法按照超聲提取，回流提取進(jìn)行工藝路線的考察。還有同學(xué)選擇不同方案進(jìn)行得率的考察，有醇提法，酸提堿沉，有機(jī)溶劑提取等。

由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不確定因素明顯增多，學(xué)生開始主動思考解決問題。讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)評判。通過限制性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的開展，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對某一特定藥材有效成分進(jìn)行提取和分離，通過認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)操作，細(xì)致的實(shí)驗(yàn)觀察，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)分析，對實(shí)驗(yàn)各個環(huán)節(jié)問題的解決，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想,鼓勵他們檢查實(shí)驗(yàn)操作步驟和過程，找出原因。不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，也正是創(chuàng)新型人才在學(xué)習(xí)中對科學(xué)不斷探究的方式。

2.3 開展無限制的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

天然藥物中的很多有效成分可以制成制劑、化妝品及食品等。為加深學(xué)生對于所學(xué)知識的理解，學(xué)生自己查閱相關(guān)資料，就自己感興趣的藥材或者方向擬定實(shí)驗(yàn)方案，開展無限制的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，內(nèi)容包含天然藥物研發(fā)的各個部分。開放性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，學(xué)生通過文獻(xiàn)檢索與分析、論文選題、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究等，涵蓋了天然藥物的提取，藥物制劑的開發(fā)，藥物生產(chǎn)車間的設(shè)計(jì)，保健食品的研發(fā)，面膜，手工皂等，體現(xiàn)了學(xué)生無窮的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。有些選擇提取一些揮發(fā)性的成分，制備成日化產(chǎn)品；有些模擬制藥生產(chǎn)場景，設(shè)計(jì)提取生產(chǎn)線；有些從藥物中有效成分的提取，藥物制劑的研發(fā)，含量測定等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。在無限制的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識有機(jī)融合，培養(yǎng)交叉化的科研思維和科研意識。這種教學(xué)活動與研究過程生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的應(yīng)用和創(chuàng)造者。

3 創(chuàng)新教學(xué)評價方式

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)評價采取多樣化的實(shí)驗(yàn)評價方式。實(shí)驗(yàn)成績分成四個部分，一是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程及答辯過程的表現(xiàn)，包括老師評價，同班同學(xué)評價，同組同學(xué)評價三部分。二是學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告的書寫，包含書寫的規(guī)范性，討論與分析的合理性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性等。三是基本實(shí)驗(yàn)操作技能考核。常見試驗(yàn)操作方式：回流，蒸餾，薄層，柱色譜，萃取等。四是綜合實(shí)驗(yàn)技能考核，包括實(shí)驗(yàn)方案的確定，在規(guī)定的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、提交實(shí)驗(yàn)報告和產(chǎn)品，綜合性考核學(xué)生系統(tǒng)科學(xué)的思維和動手能力。通過多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?，也使評價更為科學(xué)合理。

4 實(shí)施效果

根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃，選擇我校藥學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院2014，2015級藥物制劑學(xué)生。通過隨機(jī)的問卷調(diào)查和座談隨時了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能掌握情況。此外，課題組通過任課老師的集體討論，結(jié)合對學(xué)生進(jìn)行的問卷調(diào)查結(jié)果，對天然藥物化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價。結(jié)果顯示，實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)得到了同學(xué)們的認(rèn)可而且達(dá)到了預(yù)期的效果。在統(tǒng)計(jì)學(xué)生成績時,學(xué)生的《天然藥物化學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程成績明顯提高。同學(xué)們認(rèn)為在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中掌握了研究問題的思路和方法，專業(yè)文獻(xiàn)檢索能力，實(shí)驗(yàn)操作能力提高了，應(yīng)變和表達(dá)能力增強(qiáng)。由此可見,這種創(chuàng)新能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)《天然藥物化學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程的積極性和主動性,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有效地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究能力和實(shí)驗(yàn)動手能力[4]。

5 結(jié) 語

培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力是提升高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心內(nèi)容[5]，天然藥物化學(xué)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)評價方法創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，使學(xué)生創(chuàng)新性思維，觀察分析能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神得到提升。規(guī)范的使用實(shí)驗(yàn)儀器，仔細(xì)觀察如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行原因分析，培養(yǎng)學(xué)生主動解決問題的能力。希望能夠通過不斷探索大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑和方法，不斷更新教育理論，創(chuàng)新教學(xué)方法，培養(yǎng)出更多符合時代和社會需求的藥學(xué)創(chuàng)新性人才[6]。