天然药物化学课程教学改革初...—以生活案例为基础的教学法_李焱.pdf

广东化工2023年 第4期第50卷 总第486期天然药物化学课程教学改革初探天然药物化学课程教学改革初探以生活案例为基础的教学法以生活案例为基础的教学法李焱*，周康，何述钟，李洙锐(贵州大学 药学院，贵州 贵阳550025)摘要天然药物化学课程涉及学科多、知识跨度大，课程内容涉及的药物种类多、类型跨度大，知识点之间多呈平行关系，是一门较难学习的专业课程。为使学生更好地学习该门课程，作者根据课程内容及授课对象，选择生活相关的案例进行讲解，理论联系实际，以激发学生的学习兴趣，从而调动学生的主观能动性，以达到有效提高学生学习效率和兴趣的目的。关键词天然药物化学教学；生活案例；理论联系实际；学习兴趣；学习效率中图分类号TQ文献标识码A文章编号1007-1865(2023)04-0234-03The First Exploration of Teaching Reform in Natural Medicinal ChemistryThe Pedagogy Based on Life CaseLi Yan*,Zhou Kang,He Shuzhong,Li Zhurui(School of Pharmacy,Guizhou University,Guiyang 550025,China)Abstract:As a difficult professional course to learn,the medicinal chemistry of natural products involves many disciplines,large knowledge span,many kindsof drugs,large type span,and parallel relationship between knowledge points.In order to make students learn this course better,the author chooses life-related casesto explain according to the course content and teaching objects,and combines theory with practice,so as to stimulate students interest in learning and arouse theirsubjective initiativity.In order to effectively improve students learning efficiency and interest.Keywords:natural medicine chemistry teaching；life case；combine theory with practice；learning interest；learning efficiency天然药物化学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1。该门课程是药学专业的必修课、专业基础课和专业核心课程，是整个药学学科中的一个重要组成部分。该课程在学科上联系药物化学、生药学、药理学、药物分析等核心专业课，在应用上联系药物研发及制药行业前沿，是一门极为重要的核心课程，也是一门实践性极强的课程。该课程涉及学科门类多，知识跨度大，对教师的专业能力和知识广度提出了极高的要求，而对学生学习来说，除了要扎实掌握多门前期课程的基础之外，由于课程涉及的大量知识点之间多呈平行关系，要构建严密清晰的知识体系有较大难度。天然药物化学课程在学习过程中：(1)涉及学科多，知识跨度大。课程建立在多门前期课程如波谱解析、生药学、有机化学、药物化学、药物分析和药理学等的基础之上，对基本功要求较高。在课程内容上，包括对各类天然药物的化学成分(主要是生物活性成分或药效成分)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。同时，对天然药物的药理活性、生物合成途径、化学合成方法，有效成分在生物体内或采收、储存过程中的动态变化规律及相互转化规律，活性成分的构效关系和结构修饰及改造2以及在药物研发中的前沿应用等多方面都要求学生掌握。学生需要构建跨多学科的知识体系，学习难度较大。(2)药物种类多，类型跨度大。课程要求学生掌握包括糖、萜类、黄酮类、生物碱等多类结构与活性差异巨大的不同天然药物，每一类化合物中又有多个代表性药物。造成课程内容信息量巨大，学生难以构建严密的逻辑体系，学习起来困难重重。而学生遇到难学的课程和知识容易产生畏难情绪和“躺平”心理，学习积极性不高，又使学习过程进入恶性循环。因此，要使学生更好地学习天然药物化学课程，对其教学内容、教学方法进行优化和改革具有重要意义。天然药物是人类在自然界中发现并可直接供药用的植物、动物或矿物，以及基本不改变其物理、化学属性的加工品。作为研究天然药物中化学成分的一门学科，天然药物化学实际上是一门实践性很强的课程。从“神农尝百草”的传说开始，天然药物化学即带有鲜明的源于实践又应用于实践的特征。著名心理学家皮亚杰指出“所有智力方面的工作都需要依赖于兴趣”，可见，兴趣在学习过程中具有积极的作用3。有鉴于此，笔者在讲授这门课程时，除了讲清楚最基本的理论和基础知识之外，更有意地结合学生感兴趣的热点问题，引入一些贴近生活的案例，引导学生主动参与课堂讨论和课堂实践。基本的理论知识会相对难以理解一些，用实际生活中的案例来进一步说明，显然更加有助于学生更好的理解和掌握该门课程内容，丰富课堂教学的内容4-7，激发学生的学习兴趣。1以生活案例为基础的教学法以生活案例为基础的教学法正是由于天然药物化学课程内容涉及面广、内容庞杂、知识点多，作者在实际教学过程中发现，很多学生在遇到自己比较熟悉、与身边事物联系紧密的药物或课程内容时，能够跟随教师的授课思路进行学习，而一旦课程内容不熟悉或与身边事物联系不紧密时，则难以保持较高的专注力。为此，笔者思考，在讲授这门课程时，应首先对课程的重点难点及学情进行分析，选择具有典型性、与学生学习生活联系紧密的生活案例，通过案例讲授，首先使学生产生兴趣；继而在课堂授课过程中采用BOPPPS教学模式，精心组织课堂，以案例为抓手，促使学生结合学习目标，进行深入思考；最后，通过学生参与教学评价与反思，对所选择的案例进行进一步的拓宽和精选，获得教学效果相对更好的生活案例(图1)。图图1以生活案例为基础的教学法以生活案例为基础的教学法Fig.1The pedagogy based on life case收稿日期2022-08-12基金项目贵州大学一流课程培育项目(XJG2021062)作者简介李焱(1974-)，女，湖南醴陵人，博士，教授，主要研究方向为天然药物化学的提取分离及活性研究，抗肿瘤药物控释靶向给药载体材料研究。*为通讯作者。2023年 第4期广东化工第50卷 总第486期235在进行学情分析后，笔者发现，本校药学专业生源大部分来自贵州省，而贵州省的制药行业又以天然药物为重心。正所谓“黔地无闲草，处处皆灵药”，天然药物的使用在当地尤其是少数民族聚居区(以苗族、侗族、瑶族为主)的使用非常广泛，如朱砂、鱼腥草、灵芝、天麻等，当地人都耳熟能详，而大部分学生也都有所了解甚至使用过，这是以生活案例为基础的教学法的基础。在授课过程中提到这些典型药物，显然更容易引起学生的关注。同时，考虑到并非所有学生都来自贵州省，我们还注重引入一些学生感兴趣的热门话题(如影视剧中的内容)及发生在身边的事例(实验过程中遇到的现象)等，理论联系实际，激发学生的学习兴趣，调动学生的主观能动性，以达到有效提高学生学习效率和兴趣的目的。在组织课堂教学时，笔者主要围绕生活案例，应用BOPPPS教学模式进行教学设计及课堂组织。通常，在“导言”阶段，即以生活案例为抓手，通过故事、图片、视频、热门话题等方式提问，导入课程的重难点内容(学习目标)，吸引学生的注意力，引起学生的好奇心及学习兴趣；课程讲解过程中，在将重难点及概念等主要知识点讲清楚后，围绕所给出的生活案例，采用小组讨论、做实验等方式，引导学生尝试以所学知识解决问题，实现主动参与式学习；最后进行总结时，呼应课程开始时提出的关于生活案例的问题，并进行回答，通过总结，突出本节课的知识点、重点、难点及学习目标，并布置课后作业，让学生提出更多的关于本节课内容的生活案例，进行延伸学习并巩固所学内容。在一个教学周期完成后，教师对该门课程引入生活案例教学法的教学效果进行评价，并通过问卷调查、座谈交流等形式，让学生参与到教学评价与反思中来，以不断完善生活案例，进一步提高教学效果。2教学示例教学示例2.1第一章国内简史部分教学案例与贵州省情相结合在第一章绪论教学部分，介绍天然药物化学的发展简史部分的国内发展史就有描述到，古代“本草化学”的实践经验和发现阶段，上古时代就有金、银、铜、铁、锡、铅、汞、硫、碳等元素的记载。如果只是讲述这个知识点，会比较枯燥。在该部分，笔者就引入贵州省铜仁市万山区朱砂古镇的汞矿遗址为案例，在幻灯片上附上矿洞、隧道等图片，讲述我国的天然药物化学悠久的发展历史(图2)。由于贵州省域的学生对万山汞矿都有一定程度的了解，更容易引发学生共鸣。图图2第一章国内简史部分引入生活案例第一章国内简史部分引入生活案例Fig.2The brief history of China introduces life cases in chapter 1在秦、汉时就开始有人在万山采矿。后来，到唐、宋时，万山已盛产朱砂、水银。万山朱砂历史上以比重大，色泽鲜红，半透明亮，宝石光泽为特点著称，在唐垂拱二年时，即以光明丹砂为贡品。如今，在万山矿里面内留下了采矿工人数千年来开凿的石梯、隧道、矿柱、巷道等遗迹遗物，以及在采矿、选矿和冶炼中形成的一整套先进独特的工艺技术，是我国汞矿史的缩影8。同时在此处，笔者在课堂上提问“水银温度计发生破碎时的正确处理方法是什么？”，将理论课程内容与实际生活及实验室操作相结合，对教学内容进行了拓展和延申，帮助学生巩固相关实验操作安全知识。2.2第二章糖和苷部分教学案例与热门影视剧内容相结合在进行第二章糖和苷中“糖和苷的分类”部分课程内容讲解时，其中一个重点内容为：根据苷键原子分类，将苷类分为氧苷、硫苷、氮苷和碳苷，而氧苷中的氰苷和酚苷又是需要学生掌握的重点、难点内容。氰苷多数易溶于水，不易结晶，易水解，尤其是在酸或酶的催化下更易水解1。笔者将这部分内容与热门电视剧 甄嬛传 中的一个情节安陵容之死相结合，成功地提高了学生的兴趣。电视剧甄嬛传中安陵容的死因即为服食苦杏仁。当笔者在课堂上提出“为什么服食苦杏仁会导致死亡？”的问题时，显然引起了学生的强烈兴趣。由此引出“氰苷水解生成的-羟腈苷元很不稳定，很快分解成醛或酮和氢氰酸；氢氰酸既是该类化合物中具有止咳作用的成分，也是引起人和动物中毒的成分1”这一知识点。同时，笔者还将氧苷中的酚苷(如天麻苷)与贵州省正在打造的“贵天麻”百亿级产业结合起来，使同学们认识到与天然药物相关的产业在脱贫攻坚、乡村振兴中起到的巨大作用。2.3第八章强心苷类化合物部分教学案例与学生好奇的事物相结合笔者在进行第八章甾体及其苷类中的第二节强心苷类内容教学时，为使学生充分理解该类化合物的药理学特点，利用学生对“见血封喉”这种植物的好奇心，引入广东省广州华南植物箭毒木(又名“见血封喉”)作为生活案例。箭毒木的茎干、枝、叶等含有剧毒的乳白色汁液，一经接触人畜伤口即可使人畜心律失常，继而出现心脏麻痹、血管封闭、血液凝固等现象，直至窒息死亡，故名“见血封喉”。古代人利用它的毒液捕猎，而在战争期间，东南亚地区的人们也用涂了见血封喉树汁的弓箭来抵抗殖民者的侵略。其中的有毒成分即为强心苷类化合物。但俗话说“药毒同源”，见血封喉也是一样。其有毒成分主要为见血封喉苷，在药理上具有强心，加速心律、增加心血输出的作用，因此在医药学上有研究价值和开发价值。此外，见血封喉的树皮纤维柔软而富弹性，是做褥垫等纤维