薛贵民 赵珍珠 薛金凤 陈辉 冯卫生

摘  要 高校本科生科研思维的培养是本科教育目标的重要组成，其培养教育是提升本科生综合能力特别是科研能力与创新能力的有效途径。以中药学专业中药化学课程为例，就如何引导学生树立科研思维，围绕聚焦课程科学进展、科研软件使用、依托科研平台、教学模式创新、科研反哺教学、考核方式引导等多方面进行探讨。

关键词 本科生;中药化学;科研思维;实验室

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）24-0046-03

Exploration on Cultivation of Scientific Research Thinking of Undergraduates in Course of Chemistry of Traditional Chinese Medicine in TCM University//XUE Guimin， ZHAO Zhenzhu， XUE Jinfeng， CHEN Hui， Feng Weisheng

Abstract The cultivation of undergraduates’ scientific research thin-king is an important part of the goal of undergraduate education， which is also an effective way to improve undergraduates’ compre-hensive capability， especially their scientific research and innovation capability. Taking the course of Chemistry of Traditional Chinese Medicine as an example， this paper discussed how to guide students to establish scientific research thinking via focusing on the forefront of science， the use of scientific research software， relying on the con-

struction of research platform， the innovation of lecturing strategy， scientific research feedback teaching， and the guidance of assess-ment methods.

Key words undergraduates; chemistry of traditional Chinese medi-cine; scientific research thinking; laboratory

0  引言

科研思维是高等院校本科生综合素质特别是创新能力以及科研素质的重要组成。研究表明，相当一部分本科生对自己的科研素养现状表示不满，99.7%的本科生希望通过高校的培养改善并提高自己的科研素质[1]。中药化学课程是一门基于传统中医药基本理论，并结合临床用药经验规律，采用现代科学与技术研究中药发挥药效作用物质基础的学科，是一门非常重要的中药学类专业课程[2]。中药化学研究既基于传统理论，又与前沿科学密切相关，能够很好地解决中药产业化和现代化中的问题，如促进中药药性理论的深入研究，阐明中药复方配伍的原理，阐明中药炮制的原理，建立和完善中药质量评价标准，促进新药研发等[3]。因此，在中药化学课程中引导学生具备科研思维与素养，有利于中医药人才培养，推动中医药事业发展。本文对中药化学课程中如何培养本科生的科研思维进行探讨。

1  引导学生聚焦中药化学科学前沿，培养科研思维

1.1  分享中药化学前沿科研论文，掌握学科相关科研背景

中药化学的科学研究与现代科学技术的发展密切相关，而科学技术的发展日新月异，因此，中药化学的研究也应与时俱进，这就需要学生了解中药化学相关科研动态。但据调查显示，在授课过程中几乎很少有学生主动下载并阅读本专业课方面的学术论文。教师可以引导学生关注最新科研动态，有利于学生培养科研思维，提高科研素养。例如：在讲授化学成分結构与分类部分时，可引导学生关注热点化学成分，在Natural product reports杂志上发表的热点化合物可作为案例讲解;在讲述某一类化学成分提取分离案例时，可引用发表在科研论文中的最新分离方法。

另外，引导本科生关注中药化学相关的研究网站、数据库及科研杂志，鼓励学生查阅相关研究领域TOP期刊的研究性论文以开阔视野。例如：通过中国植物志（http：//frps.iplant.cn/）了解中药拉丁名、植物形态特征、产地等的基本信息;通过国内中文数据库如中国知网、万方、维普等，能够很好地帮助学生了解相关中药的化学成分、传统功效、现代药理活性等研究背景;分享一些外文文献数据库，如PubMed、Web of Science等，根据中国植物志提供的中药拉丁名进行搜索以获得中药最新研究信息。此外，ACS数据库中包含的Journal of natural products，Organic letter，Journal of organic chemistry等杂志，Elsevier数据库中的

Phytochemistry，Journal of ethnopharmacology，Planta medica，

Fitoterapia，Phytomedicine等杂志，RSC数据库中的Natural product reports，Organic biomolecular chemistry等杂志，可作为科研兴趣板块在中药化学授课中分享给学生。

1.2  鼓励中药化学本科生参与相关科研讲座，培养科研兴趣

近年来，很多学校会邀请学者进行学术报告或讲座，而且国内越来越多的学校会从国外邀请知名学者作学术报告。鼓励学生关注校内外组织的各种学术报告，虽然这些报告的主要对象往往是教师和研究生，但对于想要开阔视野了解该领域的本科生非常有益，让他们看到与自己专业相关的科研报告题目时尽量安排时间参加。与研究生不同，本科生听讲座可以更关注学术报告中所解决的问题与最终的结论，而不一定是方法细节。具体而言，听报告时可以思考几个问题：该报告试图解决什么问题？该报告如何解决这个问题？该报告的工作对解决这个问题获得了什么樣的结果？这个报告中谈到的问题是否有趣且有价值？

此外，开展中药化学相关科研，由硕士和博士生结合自己的研究课题讲授科研进展和前沿，鼓励中药化学本科生参与进来。本科生还可以参与该方向的毕业论文答辩活动，了解中药化学的研究内容和相关热点方向，不仅有利于对未来科研深造方向的选择，而且长时间参与这样的活动有利于科研思维的养成。

1.3  通过互联网平台分享科研活动动态，引导学生关注科研活动

本科生科研思维的培养需要其具有广阔的科学视野，除了课堂上教师的教授学习以外，还应多接触领域内的专家与学者，了解他们的科研思路与方法。在疫情背景下，一些中药及天然药物化学的相关学术会议不需要注册费且在网络上进行，这就给大众参与提供了可能。引导学生关注科研活动，了解科研动态，有利于激发他们的科研灵感。互联网时代，交流更加便捷，可以通过QQ群、微信群、微博等及时分享相关学术视频会议。另外，推荐学生关注X-MOL、科学网等信息网站，帮助他们了解中药化学科研动态。同时，教师把关注到的相关科研动态及时推送给学生群，以开阔学生视野，让他们了解专业热点，接触最前沿的研究思路。

2  分享中药化学课程中常用科研软件，帮助理解教学内容，培养科研兴趣

中药化学是一门理论性较强的专业课，在授课中分享常用科研软件，有利于本科生对抽象且复杂内容的生动化理解，并且促进他们对中药化学课程的深入探索。化学结构解析是中药化学几乎所有章节涉及的内容，该部分授课内容苦涩而不易理解，尤其是利用核磁共振图谱解析化学结构是重点，也是难点，学生对化学位移的标注和校正、峰面积的积分以及二维图谱的处理和理解等难以掌握。Mest-

ReNova是中药化学科研中最常用且容易掌握和理解的核磁数据处理软件[4]。在中药化学成分结构鉴定技术与方法章节，在授课现场操作MestReNova软件，主要针对一维图谱如1H及13C NMR谱图进行化学位移校正、峰面积积分及化学位标注等，对二维图谱如HSQC、HMBC和ROESY图谱进行纵横坐标的添加与调整处理，让学生理解相关抽象概念的含义并掌握其应用。通过操作，让学生直观地感受这些复杂的核磁图谱可以根据自己的需要调整图谱的标尺、位置、颜色、字体大小等信息，并且得到自己想要的美观图谱。

中药化学教科书中有很多化学结构，它们是怎么画出来的？什么是它们的平面构型？什么是立体构型？对于复杂结构的相对构型、绝对构型、构型转化（如葡萄糖的Fischer投影式向Haworth式转化），很多学生不能通过空间想象进行理解。采用Chemoffice软件，不仅可以编辑复杂的结构式，而且可以模拟化合物的3D结构，帮助学生对化学结构进行理解[5]。另外，ChemDraw可以精确预测化学成分的分子式、分子量、质谱裂解以及氢谱、碳谱等数据信息，还可以用于精美制图操作，包括DNA螺旋、蛋白结构、实验仪器简图等。关于软件的操作方法可以制作成视频，通过共享群或线上教学平台分享给学生进行自主学习，以激发本科生对科研的兴趣与热情。

3  以科研反哺教学，引导学生树立科研思维

科研反哺教学是高等教育提高教学质量的有效途径，好的教育势必要以好的科学研究为依托，促进科研与教学的融合共进，培养国家需要的创新科技人才。中药化学的研究与前瞻科学关系密切，教师在科研中不断追逐最新研究方法，探索解决传统中药问题的思路，并把这些想法以多种教学方式融入教学中去，不仅可以不断更新与完善教学方案，而且有利于在课堂上活跃课堂氛围，拓展学生认知，培养学生的科研思维。笔者主要从事艾叶、野菊、甘松、半枝莲等传统中药中的萜类化学成分研究，近五年发表SCI论文八篇。笔者在讲授萜类与挥发油章节时引入发表的科研论文，将论文中的活性导向、结构导向以及质谱导向这些课本中未讲解，但在科研中用到的分离手段分享给学生，以及论文中部分新结构类型在课本中并未涉及，以启示学生中药化学课本知识只是未来开展科学研究的基石，中药化学研究仍需要不断探索。在科研反哺教学中，将科学研究融入教学之中，势必有利于学生科研思维及创新能力的培养。

4  以科研平台为依托，引导中药化学本科生开展多元化的科研教学实践活动

4.1  将科研平台中心作为中药化学第二课堂进行实践教学

中药化学课程中的一些理论知识如色谱的分离原理、仪器的使用原理等不易理解。对此，河南中医药大学中药化学教师在授课期间每年带领学生分小组走进学科的实验平台，参观科研实验室，在实验室内讲解色谱柱的装填方法、分离原理，适合分离化合物的类型等，分析型液相以及制备型液相分离和分析化学成分的操作，以及接触一些大型仪器如核磁共振仪、高分辨质谱等。通过对科研平台的考察，学生不仅很好地掌握了理论知识，而且激发了本科生科研的热情。

4.2  理论结合兴趣，引导本科生进入中药化学科研平台实验室开展科研活动

河南中医药大学中药化学课程在大三年级开展，学生前期已经学习有机化学、分析化学、生物化学、中医基础理论、中药学方剂学、药用植物学等课程，加上对中药化学理论及实验课程的接触，对本课程已经有所掌握。因此，教师在授课过程中可以引导学生依托科研平台，结合自己的兴趣开展科研活动。例如，2018年湖南中医药大学、安徽芜湖医药卫生学校与河南中医药大学联合举行“万人艾灸”活动，艾草作为传统中药，有学生欲了解其化学成分，经查阅文献，申报了“艾叶中特殊裂环愈创木烷倍半萜二聚体化学成分研究”大学生创新项目课题。另外，学生在生活中观察一些不常见且感兴趣的中药，通过与教师交流，申报了“蓍草中特殊酰胺类化学成分研究”等大学生创新项目。

4.3  将科研平台对学生开放作为一项常态来建设

高校科研平台是开展科学研究集中之地，也理应成为服务教学的资源平台，但是有些高校科研平台只对研究生科研开放，而对本科生教学不开放，致使部分科研平台仪器的使用效率低下。对于一些高精度大型仪器设备，如中药化学课程中常涉及的高效液相色谱、高分辨质谱、核磁共振波谱仪等设备，本科生很难有机会接触，更少有机会预约使用，对设备的工作原理仅限于课本知识的描述与教师的讲解，从而导致对知识点感知的模糊与动手操作能力的不足，不能实现科研平台用于教学的价值。因此，对于科研平台的建设，除用于科研外，还应充分考虑服务教学，以科研平台为依托，对本科生自主科研项目、课后科研兴趣、科学社团讲座等课外科学创新研究活动进行开放，并提供经费、培训、场地、设备等方面的支持，这样有利于在本科生中营造良好的科学研究氛围，培养科研思维。

5  创新教学模式，激发科研兴趣，树立科研思维

学生科研兴趣的产生与教师的引导关系密切，传统满堂灌式的授课模式很难充分激发学生科研兴趣和热情。中药化学是中药学类专业的基础课，教学目的是培养具有创新思维的中医药人才，教学模式的创新有利于学生科研思维的塑造与培养。

中药化学有很多药物研发的成功案例，如抗疟药物青蒿素、治疗慢性肝炎药物联苯双酯、冠心病药物注射用丹参多酚酸盐等药物研发，以及生活中与中药化学知识密切相关的实例。采用案例教学法，理论紧密联系实际，通过对案例的剖析，启迪学生建立自己科学思维的方式，提高分析问题、解决问题的能力。

PBL（Problem-based learning）教学模式是一种以问题为基础的教学方法，该方法是通过精心设计一系列的科学问题，以问题为主线贯穿理论与实践，是一种纵向综合的教学法。在PBL教学中，通过不断地思考与推理去解决一个个问题，从而不断增进知识，因此，该教学模式有利于培养学生科学的思维能力。

TBL（Team-based learning）教学模式是指学生组建团队相互协作的学习模式。教师通过设计与中药化学知识内容相关的题目，引导学生分小组查阅书籍、文献等资料共同完成团队题目，既注重学生对基础知识的掌握，更有利于培养学生科研中所需要的团队精神及知识探索能力。

6  在中药化学课程形成性和终结性成绩考核中增加创新设计题权重

考核内容的设置不仅可以评价学生对知识掌握的情况，而且可以督促学生学习，因此，合理的考核方式有助于引导学生学习的方向，并且促使学生综合能力的提升。但是，高等教育阶段的考核不能局限于简单形式的理论知识的掌握，而是基于理论知识的创新和应用，因此要把学生科研思维的培养融入平时的教学过程之中。平时作业要多布置开放课题，如在讲解黄酮类、萜类、生物碱类等章节时，可以让学生自己查询最新发表的该类型化学成分的学术论文，列举其结构特点、分离方法和鉴定手段，锻炼文献检索、科研探索能力。另外，还可以让学生撰写中药化学课程论文，教师针对中药化学研究领域前沿的新实验方法或设计思路设置研究课题，把学生分成若干小组，每个小组通过查阅相关文献共同完成，以培养学生的科研素养。把这些作为评价学生形成性成绩的重要组成部分。同样，在终结性考试中增加开放型设计题的权重，如根据化合物结构特点设计分离方法，根据化合物结构推测光谱数据等。

7  结语

随着社会的发展，对于高校人才培养的要求越来越高，掌握课本中的理论知识只是未来本科生发展的基石，具备创新思维、科研能力是本科生必备的技能。因此，在本科阶段采用多种方式引导学生树立科研思维，具备创新能力，是授课教师的重要责任。中药化学是中药学类一门专业基础课，是解决中药问题的关键学科，在授课过程中积极引导学生掌握科学知识，树立科研思维，不仅有利于培养本科生的科研能力以及良好的思维方式，而且对于培养更多中医药行业优秀科研创新型人才，推动中医药事业发展，具有重要意义。■

参考文献

[1]陆睿，张鹏.浅谈医学本科生科研能力培养现状与路径[J].卫生职业教育，2021，39（1）：3-5.

[2]陈辉，孙彦君，张艳丽，等.中医药思维在中药化学教学中的培养研究[J].中国教育技术装备，2019（8）：75-76，79.

[3]匡海学.中药化学[M].2版.北京：中国中医药出版社，

2017：1-531.

[4]王立波，甘春丽，蔺聪聪，等.MestReNova软件在有机化合物波谱解析教学中的应用[J].化學教育（中英文），

2020，41（4）：88-91.

[5]邹娟，何康，赵臣亮，等.几种教学方法在《中药化学》教学中的应用体会[J].广东化工，2020，47（14）：175，162.