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天然产物化学教学方法探讨

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摘要:本文从天然产物化学课程的特点与结合本院校的特色,根据本人的教学经验、为了提高教学质量,完成高等教育的培养目标,在教学过程中需重视课程总论的教学,激发学生的学习兴趣,重视运用多种教学方法和手段,突出化合物结构对性质的决定作用等方面进行了教学方法的探论、提出了对天然产物化学的体会与思考。

关键词:天然产物化学;教学方法;教学方式;教学效果

中图分类号:O621.3 文献标识码:A

天然产物化学是以各类生物为研究对象,以有机化学为基础,以化学与物理方法为手段研究生物二次代谢的提取、分离、结构、功能、生物合成与修饰及其用途的一门学科[1]。研究内容是各类天然产物的化学成分、结构特征、理化性质、提取分离方法、结构测定以及生物合成途径。并根据已阐明的结构成分,按植物亲缘关系在植物界中探寻同类成分,以扩大植物的药用资源,发掘新的有效成分;研究有效成分在植物w中随生长季节、时间的变化情况等。天然产物有效成分主要来自于植物、动物、矿物、微生物和海洋生物,其中以植物来源为主,种类繁多[2]。以中草药为例,仅《本草纲目》(明,李时珍)中就记载1892种。《本草纲目拾遗》(清,赵学敏)又补充1021种[3]。相信随着科学技术的进步,这个数字还会不断变化、发展。天然化合物结构复杂多样,天然产物化学成分研究又涉及到很多学科的知识,因而,学生普遍感到这门课程比较抽象和枯燥,较难理解和掌握,造成学生产生厌学和抵触情绪。我们在天然产物化学课程教学实践中,注重理论与实践的有机结合,从多个角度进行改革与尝试,取得了较好的教学效果。

1. 教学方法

1.1 讲授的原则是“应用式的讲解”

在本课程中需要学习的内容很多,知识面也很广,属于一门应用学科。讲授的原则是“应用式的讲解、够用”。因此,在教学过程中前期的课程及本课程的内容需要一个全面的了解,内容上的取舍要做到心中有数,重复的内容直接省去,如:色谱分析法在《分析化学》课程中已经学过,所以在该课的教学中,讲授各类天然产物化学成分的色谱检识方法时,可进行应用式的讲解。这样,在教学时间有限的情况下,可以高效的完成教学目标。

1.2 丰富内容增加学生学习兴趣方法

天然产物化学这门课本身比较枯燥泛味,难懂,学生在学习时很难产生兴趣,所以在学习这一类专业时,可以充分运用多媒体工具,爱课件中加入原植物、药材的图片,借助多媒体工具将天然产物的性状展示出来。通过图片来吸引学生的注意力、激发学生的学习兴趣、加深对各种天然产物的印象。在学习一些重要的产物时,可以介绍它的发现过程,激起学生对天然产物研究的热爱。如在讲授萜类化合物时,我们介绍了青蒿素和紫杉醇一波三折的发现过程,鼓励学生要克服困难,积极探索。

1.3. 举办讲座扩展学生视野方法

现今,天然产物的研究发展很迅速,从最初的单纯化学模式逐渐过渡到化学生物综合领域。除了最基本的理论知识教学,我们还可以为学生开设讲座,包括一些现代分离新技术、新的筛选方法、新的结构鉴定技术的介绍,如超临界流体萃取技术,逆流色谱分离方法,高效液相-核磁共振联用技术及FRET方法在天然产物活性筛选中的应用等[4],此外,还有生物合成研究的进展及天然产物化学生物学的研究概况等。通过讲座的介绍,开拓学生的视野,可以使学生更好地理解这门学科,也可以激发学生对研究的兴趣,并且从事相关工作。

1.4 结合实验教学方法

天然产物化学本身就是一门实践性很强的学科,需要通过实验的方法来更深的理解理论知识。传统的实验教学模式是学生们连续的进行实验,完成一类化合物的提取和分离,但在过程中学生们主要是按照实验讲义进行操作,主动思考不多,失去主动性。所以针对这些情况,实验教学方法需进行改进,首先该表传统的教学方式,在实验讲解中结合老师自己的科研工作、学生的毕业论文等,再者学生的实验成绩不再以单纯的实验报告成绩为主,可以加上学生的课堂表现,如课堂提问、学生讲解、教师总结来监督学生的预习情况。最后在作业中让学生设计g体分离实验,确定可行的分离方法。如“从茶叶中提取咖啡因”、“从丹参中分离丹参酮”等。这样可以锻炼学生的自我思维能力。同时,我们在学生的综合训练中加入天然药物化学内容,使学生能够进一步了解天然产物化学和其他学科的相关性。

1.5学生实践与教师科研相结合方法

同一般实验教学相比,天然产物化学在科研领域的要求比较系统化。为了让学生更好地了解天然产物化学的研究思路和方法,我们通常将实验室对学生进行开放,同时选择一些学生和老师一起进行科研实验。将科研与教学相结合,不但调动了学生的学习主动性和积极性,而且有益于课题的顺利进行。例如,让学生参与到本学院的天然产物有关研究课题、“老师的国家级、省部级研究课题”等课题的研究中来,通过实践的学习,学生可以熟练地掌握各种填料的适用范围及各种色谱的操作方法,如高效液相色谱仪及酶标仪、紫外分光光度计等仪器的操作方法,将很多内容不再是停留在理论课上,而是将理论和实践结合起来,这样的模式可以达到双赢的效果。

2.6. 联系生活,增加实例方法

学生在面对枯燥的理论知识时,老师要做的是,去激发学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性,我认为,再涉及理论教学时可以将一些实际的案例作为补充,让学生们更好地掌握所学的知识,也可以丰富学生的课外知识面。如:介绍广泛使用的、天然来源的药物如青蒿素、奎尼丁、紫杉醇等内容,在介绍这些物质时可以联系实际的生活,让学生们知道天然药物化学与生活息息相关,从而对这门课产生重视感。再如:总论部分讲述中药提取方法时,可以联系生活中常见的煮中药来解释煎煮法,再以泡药酒为例介绍冷浸法,然后引导学生对两种方法进行对比,从而通过比较得出不同方法的优点和缺点。这样不仅可以活跃课堂教学的气氛,还可以引起学生的兴趣,提高教学的质量。在教学过程中,通过案例使学生明白先“做人”再“学学问”的道理。在讲述生物碱这一章节时,以鸦片为例,讲述了各种的危害,让学生真正意识到的巨大的危害,让学生远离;同时教育他们要合理运用自己学到的化学知识,不可以制造,害人害己。这样教学不仅是“授业”,而且起到了“传道”的作用。