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天然药物化学实验教学改革探讨

2012-08-15王剑波毕琳琳王四旺

医学教育研究与实践 2012年6期
关键词:课程标准化学实验教学

张 雅,曹 蔚,王剑波,毕琳琳,王四旺

(第四军医大学 药学院天然药物学教研室,陕西 西安 710032)

天然药物化学是药学专业及中药学专业的重要课程之一,是运用现代科学理论与方法,研究天然药物中化学成分的一门学科,其研究内容包括各类天然药物化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等[1]。由于该门课是一门理论性和实践性都很强的专业学科,其理论知识的进一步掌握和能力的培养都需在实践中获得,因此实验教学是天然药物化学学习的重要环节。为了提高实验教学质量,更好的实现教学目标,使学员在有限的学时数里掌握天然药物化学成分的一般提取、分离和鉴定方法,我们从教材建设、教学内容、教学方法、人文主义教育和考核办法五个方面对天然药物化学实验教学改革进行探讨。

1 修订课程标准和实验教材

课程标准是规定学科课程性质、教学目标、实施建议的教学指导性文件。通俗来讲,就是学员经过一段时间学习后应该知道什么和能做什么的描述,实际反映出对学员学习结果的期望。为明确课程性质、实现教学目的,规范教员的教学活动,使教学过程有章可循,因此需要根据学科发展及时制定和修订课程标准和实验教材。依据总参军训和兵种部印发的《军队院校制定课程标准的基本要求》和《第四军医大学人才培养方案》,同时参考军内外药科大学天然药物化学课程的设置模式,并结合我校学员自身状况、教学资源等条件,实事求是的修订了《天然药物化学课程标准》。此外,根据课程标准的要求,结合教学内容和教学课时安排,重新编写了由天然药物化学基本知识、具体的实验和附录三部分组成的《天然药物化学实验和技术》实验教材,主要是适当减少了一些重复的验证性实验,增加了设计性实验;删去了重复性的薄层色谱鉴别,增加了其他鉴别方法的内容等。课程标准和实验教材的修订,使实验教学紧跟学科发展的最新动态,规范了教员教学活动的同时使实验教学做到有的放矢。

2 改进实验内容

实验内容是其内部所包含的实质或意义,也是实验的载体。对实验内容的改进包括验证实验、科研实验以及设计实验三个部分。

2.1 验证实验

在验证性试验中选取一些比较好操作、结果比较明显的实验,目的是让学生掌握一般的实验方法和基本的实验仪器操作,在实验操作中体会实验中每一步的目的。如我们选择的一个实验是从补骨脂药材中提取、分离得到补骨脂甲、乙素并进行检识,其实验流程包括醇水提取、浓缩、柱层析分离、检识、理化常数测定等步骤。学生通过完成一个这样的实验,就能掌握多种天然药物化学的实验操作,这种实验是较理想的基本技能训练。

2.2 科研实验

在传统的实验教学中,每个实验都按部就班地进行操作,学生普遍感到枯燥乏味,没有兴趣,实验效果不佳。为了提高实验的效果,鼓励有兴趣和学有余力的学员课外参与到教员的科研中,给学生提供参加科研实验的平台和机会。例如,部分学生参与了课题“某药材抗肿瘤活性成分的分离”,药材先以乙醇回流,提取液回收乙醇后,按系统溶剂萃取法,分别以石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取,回收溶剂后得各部分萃取物,再通过抗肿瘤实验确定各部分萃取物的活性,选取活性最强部分进行分离和成分鉴定。通过这样的活动,学生可以掌握一般天然药物化学科研实验的整体流程,学会多学科的综合运用,很好的培养学生的科研意识。

2.3 设计实验

实验教学不仅是为巩固和验证学员所学的理论知识,更重要的是使学员受到基本技能的训练并加强学员分析问题、解决问题等综合能力的培养。因此,增加了设计性实验的教学。在设计实验开始由教师为学生集体命题,由学生从中选题,然后查阅相关资料,独立设计实验方案、计划所需的仪器、试剂,教师组织学生对各种设计方案进行讨论,选择可行性实验方法,并且要求学生在实验报告中对自己所选的工艺路线和实验结果进行讨论分析;对实验的原理和在实验中采用方法的优缺点和不足之处进行分析。这种教学模式完全以学生为主导,最大限度的调动了学生的积极性。既提高了学生分析问题、解决问题以及应用新知识的能力,又使学生对于课堂理论知识有更全面、更深刻的认识和理解。

3 转变教学方法

以往的实验教学,通常都是教员先讲解实验原理、实验内容、实验结果和注意事项,学员按教员的要求进行操作,然后记录实验结果,最后完成实验报告。长期的教学实践表明:传统的教学模式单调呆板,难以激发学员的学习兴趣。鉴于这种情况,对传统的教学模式进行了反思,并积极探索出以学员为主导的多元化教学方式下主动思考的教学方法。

3.1 PBL教学法

基于问题的学习(Problem-based Learing,PBL)教学法是以问题为导向的教学方法,于1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大首创,其倡导让学生通过自学、研究、讨论和合作解决问题,培养学生自主学习能力,发展学生综合思考能力[2]。我们选用一些实验内容运用PBL教学模式进行开放式实验教学。例如:在进行黄酮类化合物提取分离时,会在实验开始时问学生“实验中哪个步骤体现了黄酮类化合物的什么化学性质?”、“为什么要用碱提酸沉法,有什么优势?”、“实验中有哪些步骤是可以改进的?”学生带着问题做,在做中学,边做边学。经过自己动手动脑,不仅提高了学习兴趣,巩固了所学知识,同时培养了学生独立观察和思维能力,构建了自主学习模式的教学方法,取得了较好的成效。

3.2 建立对照比较实验法

一种天然药物的有效成分往往有多种提取、分离方法,但由于课堂时间有限,一次实验只能安排使用一种方法进行提取、分离。为了使学生尽可能多的掌握与了解不同提取、分离方法,改变了传统的单一实验模式,建立了对照比较实验法。如从黄连中提取纯化小檗碱的实验,同时采用冷浸法(A组)与超声法(B组)两种提取方法;柱层析分离补骨脂素和异补骨脂素时同时采用干法装柱(A组)和湿法装柱(B组)两种分离方法。要求各实验小组观察并记录自己的实验过程及结果,并对照比较2个大组间的结果,分析总结两种方法的优劣。对照比较实验法不仅激发了学生对实验课的兴趣及学习的主动性,而且培养了他们科学的思维方法。同时,在实验中,学生一方面自己动手采用一种方法进行操作,另一方面观看邻组的同学采用另一种方法进行实验,在同一时间和空间内,通过做与看的过程,了解并掌握了更多的知识与操作技能。

3.3 双语教学的尝试

随着高等教育的不断发展,如何在高校专业课中开展双语教学已成为各高校努力探索、不断尝试的重要课题[3]。我们在天然药物化学实验的课程教学中也进行了双语教学的尝试。对个别实验内容采用双语教学,在实验讲义中适当增加英文的比例,以便增加专业英语的词汇量。另外,通过各种形式为学生提供专业英语交流和应用的实际环境,从而提高学生专业英语的阅读水平。

4 人文主义教育

培养学生团队精神和协作能力。团结协作是素质教育的一个重要方面。开放性实验安排学生5人一组,每组拿到实验题目后,合理分工,充分发挥组员的积极性和创造性。相互交流、协作,共同处理实验中出现的现象和问题,培养了学生团队精神和协作能力。

培养学生环保意识。天然药物化学实验过程中需使用大量有机溶剂,如何采取切实有效的办法解决因实验可能引发的环境污染问题是教员必须面对的问题,因此在选题、实践、教学等多环节渗透环保意识[4]。如在实验“芦丁的提取、分离和鉴定”中,芦丁的提取方法有溶剂法和碱溶酸沉法。前者必然要使用有机溶剂,后者则使用对环境无污染的水。在教学中将二者的利弊交给学生讨论,并告知学生选择水提法的目的是尽量减少毒性有机溶剂的使用。另外在我们的几个实验中,提取要用到乙醇、石油醚、氯仿等有机试剂,要求同学们在实验中蒸馏浓缩回收,将回收得到的产品循环使用。这样既节省了实验经费,又保护了环境,同时也培养了学生的环保意识。对于因掺杂难除去的成分的溶剂,要求学员将其集中储存,并送废液回收机构进行无公害处理。

5 改进实验考核办法

目前很多院校仍沿用传统的考核方法,即只以闭卷书面考试成绩作为天然药物化学课程的总成绩。这种考核方式难以反映学员平时的学习过程和对知识的应用能力。为全面反映学员的实验理论水平、实验技能和治学态度,我们将实验考核评定划分为两部分:一是平时成绩,包括实验预习情况,操作能力,课堂纪律等;二是实验报告成绩,教员对每次实验课的实验报告进行打分[5]。为提高学员对实验课的重视,将实验课成绩纳入总成绩中,使实验课成绩占总成绩的30%;理论课成绩占总成绩的70%。

综上所述,在天然药物化学实验这门课的教学中,教员应结合学科特点和发展趋势,及时调整修订课程标准及实验教材、改进实验内容、采用多种形式的教学方法和手段并改进考核办法,积极探索适合自身特点的教学实验改革模式,从而达到调动学生的主观能动性,提高教学质量,实现人才培养计划,培养出适合军队需要的专业性人才的目的。

[1]吴立军.天然药物化学(第6版)[M].北京:人民卫生出版社 ,2011:1.

[2]Savery JR,Duffy TM.Problem Based Learning:An instructional model and its constructivist framework[J].Educational Technology,1995,35:31-38.

[3]程力惠,卢丽霞,王建壮.《天然药物化学》双语教学的探讨与实践[J].中医药导报,2009,15(2):93-94.

[4]朱星枚,孙晓莉,姜 茹,等.天然药物化学实验教学中环保意识的培养[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2007,9(5):537-538.

[5]张 雅,王剑波,缪 珊,等.生药学实验教学改革的探讨[J].基础医学教育,2012,14(4):286-288.

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