天然藥物化學實驗教學改革措施

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摘要：根據新時期高校人才培養要求，文章以石河子大學藥學院藥學專業為例，針對天然藥物化學實驗教學中存在的問題，結合學校實驗教學實際，提出加強基本技能訓練、開設設計性實驗，采用全面的考核方法，融入思政元素等改革措施，提升天然藥物化學實驗的教學質量，促進學生綜合發展。

關鍵詞：天然藥物化學實驗；教學改革；思政元素

天然藥物化學是一門運用現代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的學科，是藥學專業學生的必修專業課程［1］。通過這門課程的學習使學生掌握中藥及天然藥物生物活性的物質基礎，用現代科學的理念和方法，理解結構鑒定的基本理論和方法，掌握天然藥物化學成分的提取分離技術，了解有效成分的合成規律和途徑等，并將其應用于藥物現代化研究、藥物質量控制和新藥研制［2］。天然藥物化學實驗是其重要的組成部分，是將課堂上講授的理論知識通過實驗加以驗證并加深對理論知識的理解，進一步使學生掌握各類天然藥物有效成分的提取、分離和鑒別的基本方法和技能［3］，使學生的實際動手操作能力得以加強，綜合素質得到提高，創新能力得以提升，為學生將來從事藥學相關領域工作或者研究夯實基礎。但在實際的教學過程中，天然藥物化學教學中仍存在著以“教”為主，重結果、輕過程的現象［4］，已經遠遠不能滿足新時期高校人才培養的要求，為了更好地適應新時期教學改革的要求，本研究結合石河子大學實驗教學實際情況，對天然藥物化學實驗教學進行了積極的教改探索，取得了較好的成效。

一、天然藥物化學實驗教學中存在的問題

（一）傳統實驗教學模式單一

教師“知識輸入”為主是傳統的《天然藥物化學》實驗教學模式，即在學生開始實驗前，由授課教師詳細地講授實驗操作步驟、實驗內容及實驗報告撰寫要求等［5］，學生只是按照教師傳授的方法“循規蹈矩”地開展實驗，得出結果。這種教學模式逐步導致學生實驗課前不查閱相關資料，實驗過程中不主動思考，機械地進行實驗操作［6］，遇到預期之外的現象和問題，不知如何處理，只能求助教師處理，體會不到實驗中所獲得的樂趣。對學生的實驗課評價基本以學生實驗數據的質量為依據，導致實驗后有些學生抄襲實驗報告，沒能達到預期的實驗效果，不利于將知識和方法內化為學生的綜合能力，也不利于激發學生的創新精神。

（二）實驗考核指標相對片面

平時成績+期末操作考試成績=總評成績，是天然藥物化學實驗課程傳統的考核方式，平時成績的考核指標包括考勤、課堂體問、實驗操作等，這種考核方式能夠在一定程度上反映出學生對知識和實驗技能的掌握情況，但仍然存在著重結果、輕過程的現象［7］，表現在有些學生為了完成任務，在實驗中不積極動手操作，或者操作粗枝大葉只注重結果，不注重細節和操作規范，如果實驗結果不理想，認真一些的學生會選擇重新做一遍，然而還有些學生會悄悄地抄襲其他學生的實驗記錄提交給教師審核，當教師要求學生對其實驗結果進行分析時，學生束手無策，不能對實驗結果有個正確的理解，也找不到實驗不理想的根源，沒能達到做實驗的真正目的，不能如實地反映出學生對本次實驗理論知識掌握的情況，不利于培養學生實事求是的科學態度。

（三）實驗教學未融入思政元素

傳統的天然藥物化學實驗教學主要注重的是專業知識的應用和專業技能的學習，雖然在教學中也對學生的態度、學習習慣、職業素質等方面進行教育，但沒有以課程思政的方式有針對性、系統地進行教學設計。新時代中國高校教育的重要任務之一就是“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學的全過程，實現全程育人、全方位育人”［8］。很多專業課教師也開始積極探索課程思政教育，只是實驗課教師講授內容的時間短，大部分時間是留給學生做實驗，教師在教學過程中往往側重于傳授專業知識和操作技能，未深入挖掘其中隱藏的思政元素，學生也習慣于在有限的實驗課堂中內盡可能地學習專業知識。即使全國在推行“課程思政”改革，我校也在響應國家號召積極組織開展各類課程思政改革，然而，仍然有部分教師在進行實驗課程的課程思政教育時存在著生搬硬套、教學設計雜亂等問題，不僅專業知識授課的完整性受到了影響，思政教育的效果也不好，沒能達到預期的課程思政目標，不利于實現全課程育人。為提高我校天然藥物化學實驗教學的質量，結合新時期人才培養的要求及我校實驗教學的實際條件，課程組有針對性地開展了本門實驗課程的教學改革。

二、天然藥物化學實驗教學改革措施

（一）強化基本技能訓練

天然藥物化學實驗教學中仍然普遍存在著一些問題，例如不少學生不重視實驗課、實驗操作不規范和不嚴謹，這種學習態度從根源上影響了天然藥物化學實驗的教學效果。為了調動學生實驗的積極性，改善上述情況，加強學生的實驗技能，我們根據天然藥物化學實驗課時安排，在實驗項目不變的情況下，在實驗內容中安排了設計性實驗。首先，由教師提前給學生布置實驗任務，例如大黃中游離蒽醌類化合物的提取設計，目的是將新鮮大黃中的游離蒽醌類化合物提取出來。學生根據自己意愿自由分組，在查閱文獻和資料的基礎上，小組成員自主設計不同的實驗方案；其次，要求學生在實驗前一周將實驗設計方案、實驗操作步驟提交給教師，教師提前進行審核并論證可行性，根據實驗設計方案和學校實驗條件給予一些建議；再次，實驗前分組派代表講解自己的實驗方案，經過教師點評、學生討論及結合實驗室實際條件，選擇合適可行的實驗方案進行實驗。最后，實驗完成后教師逐一查看每組學生的實驗記錄，讓每組學生自己分析實驗結果、總結實驗方案的優缺點及改進措施。期間，教師對每組學生整體實驗設計進行評分，并且在后續的實驗課中，教師要注意觀察同樣的錯誤學生是否會繼續犯，如果存在這種現象可以給一次機會，再犯同樣的錯誤要核減相應的評分。反之，對于實驗過程中表現優秀或者進步較大的學生酌情加分。最大限度地激發學生學習的積極性。這樣的實驗教學模式，由原本的教師講解調整成了學生自主講解，培養了學生查詢文獻和自主設置實驗方案的能力，學生也看到了自己的力量和才能，“厭學”情緒大大減弱，學習的內驅力也被激發了出來。設計性實驗每一組都是獨立的，避免了同一實驗室學生實驗操作相互“抄襲”的現象，使學生在實驗設計過程中學會將天然藥物化學的理論知識，以實驗的方式進行驗證，進而促進學生運用理論知識進行綜合分析去解決實際問題的能力。與傳統的實驗教學模式不同之處還在于，實驗過程中學生需要根據自己設置的方案進行探索性實驗，實驗過程中如果遇到預期之外的問題，要求小組成員討論并結合指導教師的意見自主處理，能促使學生更加重視并認真對待整個實驗。通過設計性實驗的鍛煉和基本技能的強化，為學生營造良好的學習環境和氛圍，對學生端正對天然藥物化學實驗學習的態度有極好的作用，使學生對天然藥物化學實驗學習引起充分的重視，助力教學效果提升。此外，學生的實驗設計能力得到了一定的鍛煉，科研素質得到了提升。

（二）完善實驗考核制度

考核在教學過程中發揮著十分重要的導向作用，通過考核能夠達到督導學校教育、確保人才培養目的的有效實現等。針對目前我校天然藥物化學實驗教學中存在重結果、輕過程的現象，課程組在前期調研總結的基礎上，修訂了天然藥物化學實驗大綱，依據原有考核制度和考核指標，增加了課程考核指標，例如實驗課前的預習、實驗中的態度、實驗中的基本技能操作、上課時的紀律等。制定了天然藥物化學實驗課考核方案與評分標準，包括考核方式和課程目標對應關系，以及成績評定方法、考核分值，使考核范圍更加科學、合理和全面，有利于評價學生對理論知識的掌握、運用情況，實驗課程學習的效果及基本能力的培養情況，便于教師根據考核結果再進一步調整和完善考核制度。實驗課程成績包括平時成績和期末操作考試成績部分：平時成績（占50%）+期末操作考試成績（占50%）=總評成績。第一部分為平時成績包含3部分：1.考勤和紀律指標（占10%）；2.平時實驗操作和衛生安全指標（占10%）；3.實驗報告和實驗結果指標（占30%），包括實驗預習、實驗設計方案、實驗記錄、實驗報告、實驗結果分析和作業等。第二部分為期末操作考試成績，主要是期末實驗操作考核，學生根據自己意愿自由分組，考試前學生從課程組教師準備的題庫中抽取考題，在規定時間內通過錄制和剪輯實驗考試操作視頻的方式進行實驗考核。例如在規定時間內完成八角茴香中揮發油的薄層色譜單項二次展開檢識，選擇并設計展開體系和顯色條件。在規定時間內完成蘆丁的酸水解，選擇并設計酸水解條件。在規定時間內完成蘆丁的柱色譜純化，選擇并設計色譜條件，包括選擇什么填料，樣品處理、裝柱、上樣的方法及洗脫系統的選擇等。此外，還會考察天然藥物化學實驗提取分離的基本操作技術，如干法裝柱、濕法裝柱、薄層板的制備、回流法提取天然藥物有效成分等基本技術。需要注意的是，相比較而言，天然藥物化學實驗持續的時間較長，在規定的時間內完成有效成分的提取分離和純化是有難度的，教師在考題的設置上可適當精簡內容，例如提取次數、提取時間等。最后，教師根據學生的實驗準備、實驗操作、實驗臺面整潔度、視頻拍攝和視頻剪輯進行綜合評分。操作考試中小組內學生的團隊協作情況也是考核評價指標之一。這些考題既貼近實際研究又緊跟現代教育信息化步伐，還可以強化并考查學生對相關實驗技能掌握的程度，這種實驗操作考核方式嘗試比較少，希望能和同行探索更合理的考核制度。完善后的考核方法更注重學生在平時實驗過程中的表現，考核系統、全面，操作性較強，能夠更加全面地反映出學生對天然藥物化學實驗知識的掌握與運用情況，有利于提高學生的實驗基本技能。此外，設計性實驗中學生提出的建設性建議，例如實驗方案的改進、工藝的優化、安全和環保措施等，及實驗方案設計者和講解者給予酌情加分，這些教學舉措增加了學生的成就感，很大程度上學生實驗學習過程中的主動性和積極性被調動了起來，激發了學生對天然藥物化學實驗課的興趣。

（三）融入課程思政元素

1.愛國主義教育天然藥物化學實驗原料大黃，作為中國非常重要的傳統中藥材之一，歷來被醫家、養生家所重視，且應用范圍非常廣泛，國內對其產品開發的研究非常系統。在大黃中游離蒽醌的提取分離和鑒定實驗-大黃的概況講解時，通過介紹中藥大黃的故事，激勵了一代又一代的藥學研究者［9］。圍繞案例一是引導學生從中體會祖國傳統中醫藥文化的博大精深，二是提出問題：從這個故事中同學們得到哪些啟示？通過教學實現以下目的：1.激發學生的愛國主義情懷和學習熱情；2.要扎扎實實學好藥學專業知識，敬畏生命。進一步地引入大黃經過炮制后，其有效成分蒽醌類化合物的結構發生了變化引起藥理作用發生變化，研究顯示，生大黃瀉下作用最強，酒大黃次之，大黃炭瀉下作用微乎其微［10］。通過提問讓學生思考炮制前后大黃的化學成分發生了什么變化？引導學生領悟中醫藥文化的魅力，作為藥學人我們要傳承、創新中醫藥。案例故事分享還能夠提高學生參與度，啟發學生要學會將天然藥物化學、炮制學等相關課程的知識融會貫通用以分析問題，真正達到學以致用。2.實事求是的科學態度藥學專業有其特殊性，學校培養的學生將來大部分會從事藥學專業相關工作，而藥學從業人員關乎著老百姓的生命健康，藥學人員最基本的素質除了扎實的藥學專業知識以外，就是實事求是的科學態度，這將會對學生以后的學習工作產生非常重要的影響。因此，在第一次天然藥物化學實驗課，介紹實驗要求時，通過介紹近兩年全球新冠疫情肆虐，中國本著實事求是的態度，采取科學嚴謹的處理方式，及時地控制住疫情，將損失降到最低，啟發、引導學生在天然藥物化學實驗中要有實事求是的科學態度，要求學生客觀如實地記錄實驗現象和實驗數據，得出實驗結論。要嚴謹治學，即使實驗結果與理論不相符，可以選擇重新做，如果時間來不及，如實做好記錄并做總結分析，吸取經驗，也是非常有意義的。例如，在采用硅膠柱色譜法對大黃中游離的蒽醌進行分離時，由于學生初次使用此法，裝柱、上樣、洗脫的技術還不熟練，難免存在柱子斷層、上樣量少、色帶不明顯、洗脫過程中色帶不整齊等問題，降低了大黃中游離蒽醌的分離效果；在進一步的大黃中游離蒽醌的檢識實驗中，由于部分學生的柱層析分離效果不理想，進而在檢識實驗中，只能檢測到2—3種羥基蒽醌類化合物，而不是5種羥基蒽醌類化合物。因此，教師讓學生實事求是地從各個方面分析實驗結果不理想的原因，逐一向教師匯報分析結果，教師給予點評，切實地讓學生找到問題所在，吸取經驗，爭取在下次黃酮類化合物的柱層析分離實驗中不再犯類似的錯誤；鑒于硅膠柱色譜法分離大黃中的游離蒽醌實驗時間較長，教師可建議學生在課余時間單獨找教師重新做實驗，真正達到做實驗的目的。學生要端正學習態度，例如實驗報告、實驗記錄，雖然實驗內容、步驟有相同之處，但態度更重要，不要隨波逐流，這也是實事求是的白皮書，是做人做事的基本要求，實現“三觀”教育和專業知識教育的前提保障。

三、結語

為適應新時期高校人才培養的要求，也為新時期大健康醫藥產業培養高素質高技能的綜合型藥學人才，進一步提高我校天然藥物化學實驗教學的質量和教師的教學水平，課程組梳理了我校天然藥物化學實驗教學中存在的問題，結合學校的實驗教學實際條件，深入開展了教學改革，提出三方面的改革措施：1.以經典的驗證性實驗為基礎，進行設計性實驗的探索與實踐，強化實驗基本技能訓練；2.完善實驗考核制度；3.挖掘天然藥物化學實驗課程中的思政元素，進行課程思政設計，將思政教育融入專業教學中。通過這些舉措，學生學習的主動性和積極性被調動了起來，實際應用的能力得到了提升，愛國主義情懷被激發，嚴謹治學的態度得以培養，安全和環保意識得到了增強，取得了較好的教學效果。

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作者：李紅 張珂 其曼古麗·吐爾洪 單位：石河子大學藥學院