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对于中药学专业的学生而言,化学类课程的设置比重很大,达七、八门之多。而这其中,中药化学又有着其特殊而重要的地位,它所涉及的专业知识不仅是学生所应具备的基本常识和技能,而且也是理解和掌握后续专业课程的前提基础。但是,由于中药化学本身涉及的面很广,加之学生在此之前所接触的化学类基础课如无机化学、有机化学、物理化学等相对比较抽象,较难理解和运用,在一定程度上造成学生对化学类课程的“惧怕”心理,也给中药化学课程的讲授增加了相当的难度。如何有效地调动学生的学习积极性,树立他们的自信心;如何合理地应用多媒体和双语教学等教学手段来更新中药化学的教学模式,培养符合时代要求的大学生,是教师在教学过程中需要不断探讨的问题。
一、培养和调动学生的学习兴趣是永恒的主题
任何一门课程,无论其难易程度如何,只有对它产生了兴趣,有想学它的欲望和积极性,才能学好、学深、学扎实。授课教师始终要培养和调动学生的积极性,这一点颇为关键。
1.让学生充分意识到课程的重要地位
中药化学是中药学专业的专业基础课,一般开设在四年制本科的第五学期,这个时候刚好是从基础课到专业课学习的转型期。在此之先学生虽然已在校学习了两年,但因为是基础课,学生对自己所选择的专业并不熟悉,有很强的欲望想了解自己今后做什么的,可以干什么。这种欲望为中药化学课程的教学提供了非常好的契机。加之此时一般进行科研导师的选报,部分学生已跟随导师进入实验室开展科研活动,学生正从一个全新的角度来探知中药。因而,在中药化学的教学过程中,教师从一开始就要抓住学生的这一心理特点,明确中药化学这门课程的重要地位。中药要在继承的基础上得以创新,就必须借助现代的手段展开药理、药效、制剂、质量控制等多方面的研究。而这些研究,都必须以化学成分的研究为前导。中药要想进行药理药效的研究,就必须将成分提取出来;要想制成片剂、颗粒剂等剂型,更要将提出的成分分离和精制;而中药也只有弄清成分之后,才能建立起行之有效的质量控制方法,才能为国际认可和接受。
2.让学生走上讲台,秀出自己
学生开始学习中药化学时,已经是大学三年级,具备了一定的知识基础。并且经过两年的磨合,也已完全适应了大学的学习方式,课内课外培养了一定的自学能力和表达能力。让他们走上讲台,讲解书中部分内容,不失为调动学习积极性、活跃课堂气氛的良好模式。教师在上课前的两、三个星期,选择教材中内容较为简单、条理较为明晰的部分(相应授课时间大致控制在15到2”分钟)交给授课班级,请他们选定代表上讲台讲解。在准备的两、三个星期中,有问题可以请教教师,并且教师还应鼓励他们在讲解过程中结合以往学过的知识,或者用自己所查到的文献来补充教材。课讲好后,允许听课的学生提问,或提出不同的意见和看法来展开讨论。最后由教师做点评,并对其中涉及的重要知识点进行回顾和补充。
3.让学生用宏观的事物来感知微观的化学
由于化学类课程构建的基础是物质的微观世界,这个原子也好,那个分子也好,没有一个能用肉眼感受得到,要凭自己的意识去想像,因此很容易让人感到枯燥和厌烦,注意力也容易分散。学生座谈会时,“上课能不能多联系点实际”也是常常提出的建议和要求。
其实现实世界无处不是微观世界的体现:课桌、书本、树木、花草包括人类,都由化学物质组成;人类的生老病死,也就是化学变化的发生过程。因此,化学与生活实际的关系极其密切。
草坪修剪过后所散发出的清香味源自其中含有的香豆素类成分;玫瑰花的香味源自其中含有的萜类成分;蟾蜍的分泌液之所以有毒是因为其中含有强心苷类成分;大黄之所以能致泻又能止泻是由于它既含有泻下的蒽醌类成分,又有止泻的鞣质类成分;而八角茴香之所以能用来防治甲型H1N1流感则是由于它所含有的莽草酸正是“达菲”的原料。这些物质虽然细小甚微,但无数个分子的聚集体就能被我们的感官所感知。用眼睛看到的,用鼻子闻到的,就是各种各样的化合物分子。
4.让学生感知自身的主观能动性
惯有的授课模式是教师讲学生听,教师说一不二,学生默默接受。有时教师为了活跃课堂气氛,提问或让学生做练习,但这也无法完全扭转学生的被动心理,要让学生感知自身的主观能动性,这一点非常微妙。“槲(h)皮素是芦丁的苷元,其结构中含有5个酚羟基,以前有一位学生告诉笔者,因为槲和五读起来相近,所以槲皮素的5个酚羟基她也记得特别牢”;“对萃取过程中形成的乳化层有多种破乳方法,如加热、冷冻、添加新溶剂等等,但这些方法在今天的实验中均不适用,建议大家采用你们前面的学长学姐在实验中找到的方法——用玻棒在乳化层处轻轻搅动,这个方法感觉还是十分有效的。”这样,虽没有反复地强调,“槲皮素的五羟基结构”以及“搅动以破乳的方法”却已在学生脑海中印象深刻了。而且,他们在潜意识中还会有一种改变:原来自己也可以有所发现、有所创造。
二、合理采用多媒体教学手段
多媒体教学手段是现代科技在教学领域的良好应用,它不仅能将所需讲授的知识更加直观、立体地生动表现出来,使学生更易理解和接受;而且大大节省了教师在黑板板书上所花费的时间,缓解了中药化学讲授内容日益增多而课时数日益减少的矛盾。但是,由于多媒体授课时在短时间内所呈现的信息量非常大,又缺乏教师板书时提供给学生的一个思考和记忆的缓冲时间,学生普遍反映“听到了(教师的话)没有看到(幻灯片上的内容),看到了又没有记(忆)到”,这使得教学效果大打折扣,也使得授课教师陷入一个非常为难的处境:如果按照黑板授课的模式一直对着幻灯片不断讲解,学生可能跟不上;但如果在讲解过程意停顿下来让学生思考和记忆,次数多了,又有一种“冷场”的感觉,没有了上课的氛围。同时,多媒体幻灯片上的结构式或流程图等都是和书本一样的印刷体,学生看不到书写过程,导致学生在练习、实验报告乃至试卷上画出的结构式或流程图让人啼笑皆非,学生对着强心苷、皂苷等稍微复杂一点的结构式无从下手。因此,对于多媒体授课不能一味盲目套用,需要结合教学特点,扬长避短。
1.建立以多媒体授课为主、黑板板书和练习为辅的教学模式
授课内容主要仍以多媒体幻灯片的形式展现,但对于其中的要点、难点及逻辑层次,教师可借助板书进行讲解,提供学生理解、记忆的缓冲时间,展现相关知识的体系和结构,发挥黑板板书的特长。另外也可在各章节结束后选择难度始中的练习让学生到黑板上进行解答,从而通过多种方式刺激和促进学生积极思考、勤于动手的能力。同时,在制作多媒体课件时,尽量精简每张幻灯片上的内容,一张幻灯片只说明一个概念或一个问题,切忌劈头盖脸一堆文字,或在一张幻灯片上堆砌四、五个概念。动画、声音等元素应适宜地引入幻灯片(注意不可滥用),比方说在解释苷类化合物的酸水解过程时,H+的进攻、苷键原子的质子化、苷键的断裂以及糖的形成可通过动画一步步演示出来,使原本抽象的内容变得生动活泼起来,给学生留下深刻的感官印象。
2.让学生参与多媒体课件的制作
学生在计算机技术方面往往有着较高的技能,教师可以充分利用这一优势,让学生参与到多媒体课件的制作中来。在讲授了一些章节的课程内容之后,教师选择部分内容的课件让学生进行修改,鼓励他们敢于创新、勇于突破;然后以班级(大班授课)或小组(小班授课)为单位,将他们的课件在课堂上演示,让其它班或组的学生进行点评,指出好或者不足的地方。
在学生熟悉了课件制作的基本模式之后,教师还可选择尚未讲解的新内容让学生自己制作课件、自己讲解。这种尝试收到了意想不到的效果:学生在创作修改课件的过程中,不仅巩固了已学知识,而且也对新的内容进行了很好的预习,这比强行要求他们预习和复习有效率得多。经他们修改或制作的课件,不仅更富有创意,而且更符合学生的思维模式。学生在制作课件、讲授课程的过程中,深切体会到了教师在备课授课时所付出的艰辛劳动,因而在课堂上也表现得更加主动、更加配合。
三、循序渐进地开展中药化学双语教学
双语教学的实施,是知识信息现代化、国际化的迫切要求,是大势所趋。由于本身语言体系存在的差异,加之教育环境的不同,我国学生无法象欧美等西方学生那样熟练地使用英语,致使他们较难走出国门、与国际交流;专业英语语言技能的匮乏更成为他们今后在国际领域有所突破或建树的首要阻碍。在本科生的毕业论文设计手册里,外文文献翻译得五花八门,“flask”、“tube”、“chromatography”等基本词汇的含义都不明确,有些学生甚至将中国学者撰写的外文文献都翻译得不知所云,这种情势使得双语教学的开展更加刻不容缓。
双语教学的界定,指的是使用高质量的外文教材,在教学中使用普通话的同时,使用另一种通用外国语(主指英语)作为教学媒介进行教学。但目前一些高校开设的双语课程,或是教师拿着外文教材,全盘中文讲解,感觉像英语翻译课;或是从头到尾全盘英语授课,这对于大三学生而言,对于本身就比较复杂需要理解的中药化学课程而言,有着相当的难度。因此,双语教学的教学方法和手段、英语的使用尺度,是最需把握的关键,把握不好,不仅达不到营造专业英语表达氛围的目的,反而连原本中文授课的基本要求都无法实现。
1.从实验课着手开展双语教学
由于中药化学实验课的实践性很强,涉及的相关专业知识在理论课上也已经理解和记忆,所以从实验课着手,逐步地、循序渐进地实施双语教学较为适宜。实验课的教材可借鉴5天然药物化学实验与指导6(高等医药院校药学类实验双语教材),根据学校实验开设的实际情况选择和修改。从其中一个实验着手(以第二和第三个实验为宜),课前布置学生进行预习,授课过程中除对专业词汇适当进行讲解外,其它则尽可能使用英文讲述。学生在实验过程中提问或回答问题所使用的语言从最初的“允许使用汉语”、到“尽可能使用英语”,最后过渡到“只允许使用英语”。这样,实验课不仅成了理论课的复习和巩固,也成为理论课的深化和提高。
2.从部分章节着手开展双语教学
中药化学理论课的讲授,首先面临的问题就是尚缺乏适合的外文教材,虽然国外介绍NaturalProductChemistry的相关书籍可以作为借鉴和参考,但两者的侧重点还是有较明显的差异:中药化学更注重成分的结构和性质以及如何进行植物体内成分的提取和分离;NaturalProductChemistry更注重成分的生物合成途径,旨在弄清成分在生物体内的衍变转化过程。因此,中药化学理论课的双语教材,也需要边实践边摸索边修正:既要能融入天然药物的现代研究成果,又要反映中医药的特点,还要符合英语语言的表达方式。
芸香科植物多作为水果食用,其保健作用被国内外所共识,自古也是陈皮、青皮、枳实、枳壳、橘红、橘络、佛手、香橼等我国传统中药的重要来源。芸香科中药品种较多,用途较为广泛,一般作为理气药应用。基本功效为调理气分、舒畅气机、消除气滞,其各自应用又略有不同。比如,枳实(甜橙等的干燥幼果)善于破气除痞,陈皮善于理气调中,但其所含成分相似,除了糖和多种维生素外,主要含有挥发油及黄酮类成分。
1芸香科中药化学成分
1.1黄酮类(Flavones)
该类化合物主要存在于柑桔类果皮及果实中。1964年,Sastry[1]由酸橙的果皮石油醚提取液中得到川陈皮素(Nobiletin)3',4',5,6,7,8-六甲氧基黄酮,5-邻-去甲川陈皮素(5-o-Demethyl-nobile-tin),又从其甲醇液中得到橙皮苷(Hesperidin);1969年,Redman[2]分别从甜橙、柚果实中分离得到橙皮素(Hesperitin)、新橙皮苷(Neohesperidin)、柚皮苷(Nari-gin)及其苷元(Naringenin);1985年,何海音[3]等从佛手柑中分离出3,5,6-三羟基-4',7-二甲氧基黄酮和3,5,6-三羟基-3',4',7-三甲氧基黄酮;1989年,日本町田浩一[4]对伊予柑黄酮进行了研究,分离得到4个黄酮化合物;1991年,石力夫[5]从黄皮桔果中得到蜜桔素(Tangeratin)4',5,7,8-四甲氧基黄酮。柚皮苷及橙皮苷结构式分别见图1、图2。
1.2生物碱类(Alkaloids)
1964年,Steward[6]等首次从柑桔类植物的叶及果皮中分离得到L-辛弗林(L-Synephrine),是当时该类植物中唯一被知道的生物碱。到了20世纪70年代,湖南医药研究所[7]从枳实中分离得到另一种生物碱N-甲基酪胺(N-Methyltyramine)。
1.3挥发油类(EssencialOils)
果皮挥发油类成分相当复杂,现已分离和鉴定的化合物包括单萜、倍半萜已不下百余种。其主成分为柠檬烯(Limonene),叶油以乙酸芳樟酯为主,花油中芳樟醇的含量最高[8]。
2临床应用
2.1心血管系统
药理学实验证明[9],果胶可降低喂食含胆甾醇饲料的大鼠血清及肝脏的胆甾醇,降低喂食蛋黄粉或自发性小来亨鸡动脉粥样硬化的发病率。Mat-subaru等[10]研究表明,从柑桔果皮中提取的果胶,在药理上具有降低血压和降低胆固醇的作用。辛弗林有收缩血管、产生升高血压的作用,麻醉猫静脉注射可完全对抗组织胺所引起的支气管收缩,对豚鼠离体气管亦有同样作用。N-甲基酪胺可增加冠脉流量和肾血流量,降低心肌耗氧量,具有明显的利尿作用,麻醉犬静脉0.02~0.5mg/kg,均呈升压效应。临床上二者合用治疗支气管哮喘及手术和麻醉时低血压、虚脱及休克等,在内科和儿科使用,抗休克疗效达92%[11];柚皮苷在药理上具有调节微血管的通透性从而改善微循环,临床上用于心血管疾病的辅助治疗;橙皮苷可以拮抗肾上腺素引起的血管收缩,显示维生素P的药效,即具有延长肾上腺素作用的活性,从而维持血管的正常渗透压,降低血管脆性,增强血管韧性等;用橙皮苷制成的“复方橙皮苷胶囊”,用于防治高血压和动脉粥样硬化所致血管脆变性疾病疗效显著。甲基橙皮苷是制造“脉通”的主要原料,“脉通”具有调节脂质代谢紊乱及降低血胆固醇的作用,如果和维生素C合用会增强疗效,现已制成“橙维C”制剂供应临床。用甲基橙皮苷和有关药物合成强化血管药、止血药、消肿药和治疗感冒药可供应于临床[12]。
2.2血液系统
Roblins[13]曾研究橙皮苷、蜜桔素及柚皮苷等黄酮类化合物对红细胞的凝集作用,发现以上均能降低红细胞凝集作用并延缓其沉降率,其中蜜桔素作用最强,其次为橙皮苷、柚皮苷。
2.3呼吸系统
分别对小白鼠用恒压喷雾氨水法和酚红目测比色法试验柠檬烯的镇咳、平喘祛痰作用,结果均为阳性[14];川陈皮素对肠鼠离体气管和麻醉猫静脉注射时都被证实有明显的扩张气管的作用,但强度略逊于氨茶碱[15];另有报道化州橘红多糖治疗慢支肺气肿有效率达81%[16]。
2.4消化系统
药理实验表明,柑桔果皮中所含的黄酮苷、挥发油和柠碱等,对消化道有缓和的刺激作用,能促进肠胃蠕动,增加胃液分泌,故有理气健脾、和胃止呕、镇咳祛痰的功效,尤其对甲型链球菌、卡他双球菌、金黄色葡萄球菌均有很强的抑制作用[17]。橙皮苷和甲基橙皮苷能抑制离体肠肌的运动,给结扎幽门造成大鼠胃溃疡实验性模型皮下注射甲基陈皮苷100~500mg/kg,有明显抑制胃溃疡发生的效果,具有抗胃酸分泌的作用,合用维生素C可增强这一作用,临床上多用于胃弛缓症及胃溃疡[18]。
2.5对胆结石的影响
橙皮油中主要成分为柠檬烯。Igimi等[19]报道,柠檬烯有很强的溶解胆结石的作用,是良好的胆结石溶解剂。在试管内(37℃)溶解胆结石的作用比鹅去氧胆酸钠大10倍,与乙醚、氯仿的溶石能力相似,而毒性很低。周群等[20]实验证明,桔油具有极强的溶解胆固醇结石的能力,橡皮导管受浸渍后可以变形,但灌注桔油(主要成分为柠檬烯)的动物实验表明有刺激性副作用。桔油若进入肝脏或大量长时间和胆囊、胆道系统接触,能造成粘膜充血、淤血、坏死等病理变化,用狗进行慢性药理实验表明,若将桔油加入乳化剂,通过减少灌注剂量、减慢灌流速度,以保持胆道畅通,可使动物对胆囊内灌注桔油的耐受情况改善。北京胆石症调查协作组[21]报告,橙皮油胶囊口服,复方橙皮油乳剂T型管道给药,用于治疗胆石症,疗效显著。
2.6抗菌、抗病毒、抗肿瘤
柠檬烯对肺炎双球菌、甲型链球菌、卡他双球菌和金黄色葡萄球菌都有很强的抑制作用[22];柚皮苷对水泡性口角炎病毒有强抑制作用;川陈皮素对鼻咽癌KB细胞的ED50为3~28μg/mL,体内对小鼠Lewis肺癌和瓦克癌瘤256有较高活性[23];另外,由枳实中提取的总黄酮制成的枳酮膏临床上治疗疮、丹毒总有效率为96.15%[24]。
中药化学是医药中专为中药、中药制剂、药物分析专业开设的一门专业基础课,该课程要求通过教学使学生能掌握中药中所含有效成分的理化性质,提取、分离、检识的基本理论和操作要点,了解中药各类化学成分结构特征,了解分类、外界条件对这些成分含量的影响及化学成分的结构与中药药性之间的关系等基本理论,为学好其他后续相关课程和学生将来在中药制剂岗位上进行中药有效成分的提取、分离的技术和方法及其常用中药的有效成分的提取、分离、鉴别等实际工作奠定基础,了解提取分离新技术的应用和发展。但是就目前中职学生的基础来说,他们的化学基础薄弱,学习兴趣不足,对化学这门比较抽象的学科有较强的畏难情绪,自信心不足。从我校学生的实际情况来看,这种情况更加突出。中药化学在二年级开设,但是一年级的基础化学课是学生认为最难学的课程,所以对中药化学更加畏惧。针对此种现状,在07级教学中,笔者采用心理暗示方法,取得了明显的教学效果。心理学认为,暗示就是在无对抗的条件下,用含蓄、间接的方法对人的心理和行为产生影响,使其接受某种观点、意见或按一定的方式活动。暗示是人类一种普遍的心理现象,是人与人、人与环境之间连续不断的信息交流的一种形式,其特点是直接渗透性和自动性,通过人的直觉、情感和无意识作用直接渗透进人的心理,快捷而灵活。运用暗示手段开发学生个体的心理潜能,特别是无意识潜能,使学生在身心放松的状态中学习知识、发展思维,增强学生的感知力、想象力、创造力,提高学习效果。有人认为暗示教学是一种高层次的启发式教学,是一种“改革的新方法”,我们将心理暗示与中药化学学习结合起来,帮助学生克服畏难情绪,激发学生的学习潜能,提高中药化学的学习效果。
一、中药化学学习困难的现状分析
1.客观因素。现在的中职学生,初中阶段的基础知识比较薄弱,理解能力和抽象思维能力都不足,学习中专的基础化学课较困难。因此,对于以有机化学为基础的中药化学,学习、理解更加困难,中药化学一直是学生补考比较多的学科之一。
2.主观因素。中药化学学习困难还有另一个因素———学生的主观因素:自信心不足,对化学学习没有兴趣。通过对中药制剂和药物分析专业的三个班学生的调查发现,大多数学生对学习没有自信,认为自己的化学基础差、不可能学好中药化学的学生占了57%;对化学没有兴趣、讨厌学化学的占31%;什么都不学的占1%;只有大约11%的学生认为化学很有意思,只要努力就可以学会。
二、心理暗示教学的特点
心理暗示是教师运用暗示手段,将中药化学很简单、很有趣、很有用这三个理念渗入学生的潜意识,克服学生的畏难情绪,开发学生个体的心理潜能,特别是无意识潜能,使学生在身心放松的状态中学习中药化学知识,达到教学目的。
1.很简单。中药化学是以有机化学为基础的,各类成分的结构式复杂,化学性质多样,理论性和实践性都很强,对于中职学生来讲,学习起来很困难。但是,我们在第一节课就向学生灌输这门课很简单,与以前的基础化学联系不大,然后通过大量的生活实例来验证,例如有效成分的提取就像家里泡药酒一样,这就是提取有效成分;讲述提取梯度理论时,就让学生联想家里泡咸菜;对于中药制剂专业的学生,以学生常见的中药为例,对于药物分析专业的学生,则以广东家庭煲汤为例,学生感到亲切而直观。这种简单的教学一直贯穿整个课程,遇到需要应用理论知识进行解释的时候,例如教学手性分子结构的性质、诱导作用时,不作逻辑讲解,只要求学生背下来,而且让学生重复诵读,这样学生并没有意识到这是比较难于理解的,多读加深其记忆,为不知不觉的理解打下了基础。
2.很有趣。兴趣是学习的动力,我们在教学过程中注意发掘中药化学有趣的地方,并结合多媒体教学,提高学生学习的兴趣。例如,在讲黄酮类化合物时,把羟基取代基的位置与黄酮的名称、性质以及学生熟悉的药材一起讲,学生掌握比较好;采用游戏的方法,让学生在黑板上自己画化合物结构,由学生自己总结规律,参与其中后他们发现原来结构也没有想象的那么复杂,同时,告诉学生只要求认识母核结构,不给他们压力,反倒让学生掌握了较难理解的内容。另外,学生比较喜欢动手操作,我们配合理论知识的内容,设置了相应的实验课,在指导学生实验操作时加入理论内容,加深学生对理论的理解和对知识的应用。
3.很有用。学生总是认为中药化学很高深,是纯理论,在生产实践时用不到。我们在讲各种化合物时,都会结合生活中的实例进行讲解。例如,将可以用来泡酒的药材的成分结合其溶解性来讲,让学生理解化合物的性质在生活中的应用,并指引他们可以去指导一下亲戚或朋友的养生保健,学生都觉得这是一门简单而有用的化学。
4.补充基础化学知识。在讲中药化学理论时,涉及的基础化学的内容尽量以简洁的方式讲述。对于必须掌握的,只要求学生背几个概念即可,不要让学生觉得难以理解。例如关于手性分子结构特点,要记住大多数左旋体有生理活性就行了,因为概念少,学生记起来并不困难。
5.有针对性检查,以提高自信心。我们的检查分两种方法:提问和测验。每次检查之前先复习,要求掌握的内容要经常采取有针对性的提问。对于基础比较差的学生,提问一些非常简单的内容,对掌握较好的学生提问难一点的内容,让每一个学生都觉得他会答,使学生有信心学习这门课。测验采用开卷形式,测验内容的难度中等,主要目的是让学生在课本上找到要掌握的内容,学生对大部分内容会解答才会有信心,觉得教师告诉他们这门课简单易学是真的。学生的成功是提高自信心、激发他们学习的最有效的动力。
三、效果
07级学生采用这种心理暗示方法后,学生的学习积极性高、兴趣浓。采用同一套考试题,对06级、07级学生考核,07级学生的平均成绩和及格率比没有采用心理暗示教学的06级学生高,两种方法有明显差异,结果见下表。
四、讨论
关键词:中药化学实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0265-02
中药化学是中药专业的专业基础课,在中药专业课程体系中处于极其重要的地位,中药化学知识的应用涉及中药药剂、中药分析、中药炮制、中药鉴定等专业课。中药化学的研究对象是中药防治疾病的物质基础――中药的化学成分,中药化学研究在中医药现代化和中药产业化中具有关键性作用;阐明中药的药效物质基础与防治疾病的原理;依据其有效物质建立和完善中药的质量评价标准;改进中药制剂剂型;提高药物质量和临床疗效;研发新药,扩大药源;促进中药药性理论的深入研究;阐明中药炮制原理;阐明中药复方配伍理论的科学内涵[1]。
中药化学是一门实践性极强的课程,实验课占有很重要的地位。实验课不仅能够验证和巩固课堂学习的理论知识,更重要的是通过实验使学生掌握中药化学的基本操作技术和方法,培养学生观察、分析、解决问题的能力,达到学以致用的目的。因此,我们在实验教学中,“以学生为中心”,始终把人才培养放在中心位置,运用先进的教学内容和科学的教学方法,加强对学生严谨的科研态度、准确熟练的操作技能和踏实勤奋的工作作风的培养,在教学过程中积极引导学生的创造性思维,培养学生自主学习,以科研促进教学,开展学生与教师之间的良性互动。
一、“以学生为中心”,先进的教学内容和科学的教学方法
“以学生为中心”,即以学生的学习和发展为中心,实现以“教”向“学”为中心的转变,从“传授模式”向“学习模式”转变,从而使学生在知识、能力和素质上获得全面提升。首先在授课之前对学生的知识背景进行了解,根据其知识背景选择合适的授课内容及方法。在备课及讲课过程中进行换位思考,即,如果自己是一名学生,希望获得什么样的知识,希望老师怎样讲授知识,使自己能听懂并实际应用。
实验课是理论知识的实际应用,因此,实验课的教学进度应当适中,适当增大实验课时数,验证理论知识,并使之指导实验,解释实验中的各种现象和问题。但目前大多学生只为应付考试,死读书,背死书,不注重实验动手能力的培养,课前又不预习,实验原理及目的不清楚,实验现象解释不清,对实验过程及结果可预知性差。针对这一现象,我们要求学生认真预习实验讲义,并根据实验中涉及到的知识、遇到的问题,提出思考题,让学生充分理解实验原理及目的,思路清晰,有备而来。
中药化学实验耗时长,枯燥,而实验课时有限,为了在有限的时间内更好地培养学生的实验技能,我们在实验内容的选择上精心设计,在实验操作上严格要求。在实验内容上,精心选择具有代表性的实验,并结合中药化学研究的前沿理论,尽可能多地涉及各种实验方法和操作,使学生在有限的时间内掌握回流、连续回流、萃取、结晶、沉淀法、酸水解、薄层层析、柱层层析等提取分离方法及薄层检识、试管反应等理化检识方法,掌握中低压柱色谱、制备液相等仪器的操作。
在实验类型上,改变以往中药化学的大多数实验均为验证型实验,增加了综合型、综合设计型实验。验证型的实验,主要重视学生实验操作准确性、规范性的培养。教师在实验课上进行仪器的示范性操作,培养学生实验操作的标准化、规范化。综合型实验,主要综合应用理论课的各章知识点,使学生对理论知识融会贯通,又增加了实验的趣味性。综合设计型实验,我们注重培养学生创造性思维,鼓励学生根据所学的知识,改进实验内容,独立设计实验内容并实践;对于实验题目,学生可以做规定题目,也可以自主选题;学生通过查阅文献,设计实验目的与实验方案;老师指导学生分析查找不足,修改完善实验方案;实验的具体实施,由学生进行实验材料、试剂仪器的准备,学生独立完成实验内容,观察实验现象,分析实验结果,进行实验总结,老师引导启发学生去思考,分析问题,解决问题;实验结束后,老师参与学生对实验内容与结果的讨论与总结,对实验的改进与优化,鼓励学生改进实验;通过综合设计型实验,增强学生的专业兴趣,理论知识应用于实践,培养了学生的创新精神。
二、引导学生的创造性思维,培养学生自主学习
“自主学习”,在教师对学科知识的系统组织和计划安排下,调动学生有效参与学习活动,并且培养学生自主、独立学习,创造性地发现问题和解决问题的能力;自主学习能力的培养是素质教育的中心任务和核心内容。中药化学实验传统教学模式以验证型实验为主,教师讲授为中心,学生按照实验讲义的实验内容进行实验操作,观察记录实验现象,书写实验报告,可以验证课堂上学习的理论知识;培养学生的实验操作技能,加深理论知识的理解。但往往达不到预定的教学目的。学生被动地按照老师的实验操作进行着实验,对实验原理不清楚,实验现象与实验中出现的问题解释不清。因此,在实验课中,多提出为什么,并且鼓励学生提出问题,引导学生去分析、解答问题,激发学生的思维,加深对理论的理解;加强引导学生有目的观察,培养学生的观察能力,并且强调实验的变化过程与实验现象与实验结果之间的关联性。例如,在利用离子交换树脂法进一步纯化总生物碱的实验过程中,生物碱提取液经过树脂时,引导学生观察记录流出液的pH变化,pH值逐渐变小,流出液酸性增强,加深了学生对强酸型离子交换树脂法纯化生物碱原理的理解;在芦丁的精制实验中,引导学生思考选择什么溶剂,为什么热过滤,溶液放冷后有什么现象,学生在解答这些问题时,对结晶原理及操作、芦丁的溶解性能够更好的理解掌握。同时,对学生实验中出现失败的实验结果,不能一味批评,要牢记实验结果不是最重要的,实验过程与收获是重要的,要耐心引导学生分析,查找失败的原因,使学生不会再犯同样的错误。
在验证型实验的基础上,增大综合设计型实验的课时数,学生为主,老师为辅,学生自主查阅文献,设计实验,独立完成实验,引导学生的创造性思维,发现问题,分析解决问题,激发了学生学习的兴趣,也加强了理论知识的理解掌握,增强了专业素质的培养和创造性思维的培养。
三、以科研促进教学,开展师生之间的良性互动
著名科学家钱伟长曾指出,“你不教课,就不是教师;你不搞科研,就不是好教师;教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教育”。科研是教学的“源头活水”,如果没有科研做支撑,大学的教学就会失去“灵魂”。具有较高科研水平的教师,对教学内容的思考更为深刻;而且,能够及时将最前沿的学术成果不断充实到自己的教学中,弥补教材的不足,教师引入先进的科研理念、实验技术与实验仪器,极大地激发学生的学习兴趣,使学生掌握更为先进的实验技术,能较快适应学科发展需要。
此外,科研对教学的促进不局限于教学内容,学者型教师们严谨的科研态度和刻苦的学习精神以及教师的人格魅力影响着学生,极大促进了师生之间的良性互动;在综合设计型实验中,在教师“教”和学生“学”的过程中,双方对实验设计进行交流、沟通、探讨,达到不同观点碰撞交融,激发教学双方的主动性和探索性,能达到较好的教学效果。
实验过程严格要求,中药化学实验经常使用有毒试剂及易燃易爆试剂,要求学生必须严格遵守操作规程。实验操作的规范性直接影响实验结果,因此,我们对学生提出高标准,严要求,大到实验装置的安装、实验仪器的使用,小到每一个实验操作是否准确规范,培养学生正确的操作方法,良好的实验习惯,实事求是、严谨的科研态度。例如,在生物碱的检识反应中,生物碱的酸性醇溶液滴加苦味酸沉淀试剂,会逐渐产生乳白色的絮状沉淀,大多学生的实验操作不规范,边滴加试剂边振摇,结果实验现象不明显,甚至导致错误的实验结果。大多学生完成实验报告时只是照搬实验讲义的内容,应付了事,不能如实反映整个实验过程,针对这一现象,在实验课上,我们要求学生一边做实验,一边认真做好原始记录,将实验全过程(包括实验仪器、试剂、装置、实验现象、结果)完整如实记录下来,以备进行实验数据、结果的分析,完成实验报告,同时强调实验报告的真实性,规范性;培养学生实事求是,一丝不苟,严谨的科研态度,使他们今后走上工作岗位,具有认真负责的工作态度,良好的职业素质。
我们将不断地探索更好的实验教学方法,不断更新实验内容;充分发挥实验课的效能,使理论知识更好地应用于实践,学生更好地理解掌握理论知识,培养学生准确熟练的实验技能和创新能力。
随着教学改革的深入,提高教学质量成为广大高校教师的迫切任务,越来越多的教师开始注重课堂教学效果,积极探索有效提高课堂效率的方法。近年来,心理学在教学实践中的运用,引起教师广泛的重视。笔者结合自身的教学实践,对心理学在中药化学的课堂教学中的运用方法与成效进行了探索,希望能对广大教师在教学实践中有所启示。
一、针对学生的学习动机,确定适合的教学内容
动机是人们为实现一定的目的而行动的原因。人的一切行动都有其发生的动机,动机的正确、强弱与否将对人的活动产生很大的影响[1]。高专院校的学生是以技术和就业为主要求学目的的群体,他们学习的目标很明确即学以致用,期望所学知识在将来的工作中能够得到运用并可以提高工作能力和效率。所以,教师在制定教学内容时,要考虑就业的实际需求,选择那些对就业、对工作切实有效的内容教授给学生。当学生了解到所学知识并非死板的“书本知识”,而是在工作中能够体现价值的实用知识时,他们就有了学习动机,其自主学习也就水到渠成。笔者在多年的高校教学中,多次遇到此类案例。例如,在介绍中药化学成分分离方法的时候,各种方法很多,原理也各有不同。对于学生来说,这些知识较为陌生和复杂,与以往的专业知识联系较少,全部融会贯通需要很多时间和精力,短时间内会感到茫然不知所措,学习激情受挫,效率不高。而这些分离方法并非适用于所有的就业方向,如某些效果很好但耗费时间长的分离方法,适合于科研院所而不适合企业进行大生产。高专院校的学生将来多数都是在生产企业工作,所以,笔者将每种色谱方法针对的行业向学生介绍清楚,建议他们结合自己将来的就业或者深造情况,有重点地深入理解。学生结合自己的未来规划,合理分配时间和精力,不仅学习目标明确,效率也显著提高,特别是学生意识到这些学习内容是将来在工作中能够运用到的知识,都表现出极大的兴趣,课堂教学收到了很好的效果。
二、结合学生的心理特点,营造和谐的学习气氛
情感是人的一种心理活动,通过师生的情感沟通,促使教师的主导性和学生的主体性得以充分的发挥。学习是一种有情感参与的活动,当人处于轻松愉快的情绪当中时,学习效果最佳[2]。高职学生处于敏感、自尊心强的年龄阶段,一方面他们难以摆脱从中学时期延续的稚嫩和简单,一方面又强烈地想要得到尊重和认可。他们对自身的定位不稳,很容易因为教师的不当言语而产生负面情绪,怀疑自己,甚至影响学习热情和积极性,使本可以轻松掌握的知识变得晦涩难解。所以,在教学交流的过程中,要充分考虑学生现阶段的心理特点,寻找最适合的教学态度和方式。对待他们,既不能像对待中小学生,一味用“哄”招,也不能像对待成人一样过于平静淡定;一方面要积极指出他们的不足之处,另一方面又要肯定甚至略带夸大地表扬他们的优点,使他们在平和的情绪下接受自身的缺点,进而积极地去改正。特别注意在他们犯错的时候,应该用热情的鼓励、耐心的分析去帮助学生,千万不能用不屑、嘲笑的口吻去评价他们。一旦他们的自尊心受挫,消极的态度和情绪不仅会影响他们的学习,甚至会影响他们对生活的信心。例如,一个常常缺课的男生,常常因为奇装异服、长发遮眼而受到老师和辅导员的批评,长期都是一个人坐在教室的最后面,很少与同学交流,情绪也较低落。有一次,在打扫实验室的卫生中,我夸奖他扫地干净、动作麻利,而后多次在实践教学课中表扬他的动手能力强等等,渐渐地该生变得喜好与我交流,形象外观和言语谈吐上也变得积极阳光,在后两年的学习中,不仅担任了班级里的学生干部,在毕业实习中还获得优秀。
三、利用偶像效应,树立积极的学习标杆
有人曾说过:“以人格培养人格是最简单、最明了、最有效的教育方法[3]。”多年的学生生涯,使学生对教师存有天然的崇敬之情。他们尊重、崇拜老师,在不知不觉的情况下会模仿老师的举动和想法。如果教师对专业和人生都有积极向上的态度,必然会引起学生的追随,从而对教师和课程有兴趣,在学习过程中注意力集中,提高教学效率。笔者时常利用班会,向学生介绍自己在研究生学习期间的经历,宣讲继续深造对个人发展的良好作用,后来该班级成为全校专升本人数最多的班级,有些学生因继续深造还取得了硕士、博士学位。教师生活在现实社会环境中,难免会受到不良社会风气的影响,带有一些负面情绪,尤其是少数年轻教师不注意个人形象,将情绪渲染到了课堂教学中,影响到学生对人生、对社会等产生一些消极情绪。所以,教师不能恣意地向学生宣泄个人情感,以免对他们的心理产生不良影响。例如中药和西药各有不同的应用层面,西药见效快,但对各脏器均有不同程度的损伤;中药见效虽然较慢,却能调动身体各部分机能,综合提高身体素质来对抗疾病,治标又治本。现代社会追求高速度、高效率,西药的应用比中药确实更为广泛。于是,某些中药专业的学生在学习之初就带有悲观情绪,认为中药无用、就业前景不广,影响其学习的积极性。对于这些对中药有着根深蒂固的偏见的学生,单纯的说教已经无法挽回他们的想法,只有用事实打动他们,重塑他们的专业观念和信心。于是,笔者首先请来本市著名中药企业负责人来校演讲,介绍了他建立企业的初衷,到发家致富的过程以及功成名就后的感想。听讲学生无不聚精会神,他们被实际案例深深地打动;接下来又组织学生进行“中药和西药,谁更有用?”的专业对抗比赛,特别挑选那些对中药心存疑虑的学生作为中药代表队,在搜集资料,组织对抗的过程中,学生们深入了解中药在治病救人环节比西药优越之处,和我国几千年中草药文化的博大精深,使同学们加深了对中药新的理解和坚定信心。在此后的学习和实习中,同学们表现出积极的进取心,各方面的成绩都大幅提高。
1血清药物化学在中药物质基础方面的研究现状
1.1血清药物化学在单味中药物质基础方面的研究国内提出中药血清药物化学之前,就已有学者对远志、越桔、白术、东北红豆杉、地黄等单味中药展开过研究。近年来,有更多的人将血清药物化学的方法应用于阐明中药的药效物质基础。
1.1.1茵陈蒿口服给药发现6,7-二甲氧基香豆素(6,7-dimethylesculetin,DME)为茵陈蒿汤的主要血中移行成分,药效研究证明其具有利胆、抗炎、利尿、降血脂等一系列茵陈蒿生药的药效,因而认为6,7-DME为该方的主要体内直接作用物质。
1.1.2当归给药血清中,藁本内酯二聚物、藁本内酯、z-Butylidenephthalide、z-6,7Epoxyligustilide和falcarindiol等5个物质的相对含量比原药中高,分析这些成分表现出较高的生物活性,它们有可能是当归的药效活性物质。
1.1.3土茯苓唐氏等对单味中药土茯苓的血清药物化学初步研究表明,大鼠含药血清中的特征峰代表的物质很可能为原型成分,即药效成分。
1.1.4补骨脂王氏等对补骨脂的药物活性成分进行筛选和分析得出,补骨脂素和异补骨脂素吸收入血,是补骨脂的主要有效成分,其血清药物化学研究结果与药理研究结果相符。
1.1.5大黄给药后大黄药材共检出22个成分入血,其中大黄酸含量最高,其他蒽醌类成分含量较低。无论给大鼠的灌胃样品是大黄游离蒽醌提取物还是大黄结合蒽醌提取物,存在于大鼠血清中化学成分是相似的,以芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚为主,提示这些成分可能是大黄抗内毒素的主要药效物质,但是大黄入血成分可能并不全是其抗内毒素的有效成分。
1.1.6大青叶大青叶水煎液灌服大鼠含药血清中的特征峰代表物质主要有3个,且通过比较色谱和光谱图,在相同的保留时间下,含药血清与灌胃药液没有相同的物质,表明以上3种物质均为大青叶在体内的代谢产物,它们有可能是大青叶的药效物质。
1.2血清药物化学在中药复方物质基础方面的研究
1.2.1复方安替威胶囊研究表明,给药血清中产生19个药源性成分,通过体外抗SARS病毒实验证实,以这19个血中移行成分为主的有效部位群是复方安替威胶囊抗SARS病毒的药效物质基础;并发现绿原酸、黄芩苷既是入血的主要成分,也是众多代谢产物的前体化合物,因而推测它们最有可能成为药效物质。
1.2.2六味地黄丸研究表明给药后从血中发现了11个入血成分,对这11个血中移行成分进行分离和结构鉴定,共分离得到了8个化合物,成功地分离鉴定了六味地黄丸的体内直接作用物质。
1.2.3复方五仁醇胶囊给药后血清中产生药源性成分13个,全部来自君药五味子,其中8个为制剂原型成分,包括五味子醇甲、五味子甲素、五味子乙素,其余5个为代谢产物,这13个药源性成分很可能是复方五仁醇胶囊的体内直接作用物质。
1.2.4黄连解毒汤经黄连解毒汤样品及其含药血清对比,初步确定了10个来源于复方的原型成分,尚有几个代谢产物,但一些原方剂中的主要成分并未在血清中检测到。说明中药复方在体内的物质基础,并不只是原方剂的主要成分,可能是代谢产物或者其他成分才是体内的药效物质基础。
1.2.5醒脑滴丸给药后,血清指纹图谱中栀子苷、京尼平龙胆双糖苷、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1及人参皂苷Rd含量较高,同时在血中也分析出醒脑滴丸天然冰片中的右旋龙脑,与文献报道的药效作用相关,说明上述成分应为醒脑滴丸入血的主要有效成分。
1.2.6双参宁心方给药后,在血药指纹图谱检测到的15个血中成分中,确定了人参皂苷Rg1、丹酚酸B、延胡索乙素、脱氢紫堇碱4个成分,通过心肌细胞抗缺氧/复氧损伤实验发现这些成分能降低LDH漏出率,对心肌细胞具有保护作用,提示它们可能是血清中主要药效物质。
1.2.7归苓片给药后出现了12个入血成分。当归中的内酯化合物LevistolidA,白术中的白术内酯Ⅲ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅰ,茯苓中的茯苓酸,都被检测为主要活性成分,这些成分可能为归苓片体内直接作用的药效成分。
1.2.8枳术丸口服给药后,大鼠血清中检测到13个化合物,其中,柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷为主要入血成分,相关研究表明枳术丸中橙皮苷、柚皮苷为枳术丸治疗腹胀、心下痞、胃脘痛等的药效物质基础。
1.2.9复方茵陈蒿汤应用血清药物化学,对茵陈蒿汤进行了系统的血清药物化学研究,结果找到并鉴定了21个血中移行成分。其中,苦藏花苷酸、京尼平龙胆二糖苷和色原酮类2,5-Dimethyl-7-hydroxychromon均为栀子中固有的成分;绿原酸类物质和色原酮类6-Dementhoxycapillarisin是茵陈蒿中固有的成分;化合物CapillaridinA有烯炔结构,由茵陈和大黄共同产生。
此外,还分别有学者对克感利咽口服液、甘草附子汤、降脂宁、银翘散、生化汤、生姜泻心汤、冠心II号煎剂等复方中药展开血清药物化学研究,为进一步阐明中药复方的药效活性物质奠定了基础。
2血清药物化学研究方法的优点和不足
血清药物化学的优点:①能防止中药粗制剂本身理化性质(各种电解质、鞣质、不同的pH值、渗透压等)对实验干扰,能模拟药物体内过程,实现体外实验的有效性。②可避免直接体外实验可能得出的错误结论。有些直接体外药理实验有效的成分,存在不能被吸收或代谢后失活的可能;而有些成分在体外试验中无效,而经吸收代谢后可转化为活性成分,或通过神经体液系统而发挥药效,因而体外研究并不能完全反映药物的药效物质基础。
但是,血清药物化学研究方法还是有其不足之处:①从胃肠吸收的中药有效成分在体内是进入血浆,而非血清;②凝血过程有一系列酶生成,同时刺激白细胞释放溶酶,这些酶可能降解某些中药成分;③制备与灭活血清过程会导致中药成分与中药介导体内释放物质损失,因此,血清药物化学在血栓与止血领域研究中受到限制[21]。④血清药物化学主要适用于研究通过血液而起治疗作用的中药,而对于一些有效成分不通过血液起作用的药物,如一些外用药、靶向制剂和直接刺激胃肠道药物则不太适合用此方法。
3展望
【摘要】目的:探讨目前用于中药化学成分提取技术的新进展。方法:查阅国内外的数据库的相关文献,对中药化学成分的提取技术进行总结及展望。结果:主要对加压溶剂提取、超高压提取、半仿生提取、微波萃取以及酶解进行阐述。结论:形式各样的提取技术各有不同的优势,不同药物的提取采用适合的方法,能够明细提高提取的效果。提取新技术的应用,在保证质量的同时节省成本,为推动中药的持续发展做出重要贡献。
【关键词】中药;化学成分;提取方法
化学成分的提取是中药定性、定量分析的起点,也是中药质量控制的关键技术之一。近年来,随着实验自动化和快速分析的要求,要求新的提取技术要具有高效、快速、方便以及自动化的特点。
1 加压溶剂提取技术
加压溶剂提取技术的出现顺应了当今中药化学成分提取技术的新要求,该方法主要应用于环境分析中的样品制备(1)以及进行食品中成分分析的前处理(2-3)。该方法的主要工作原理是在密闭容器内, 通过升高压力的方法使提取溶剂的沸点相应升高, 使得提取过程可以在高于正常溶剂沸点的温度而溶剂仍能维持液体状态的情况下顺利进行。加压溶剂提取技术还可用于提取中药中的有害物质以监控中药材的质量。该方法的优势主要有快速、高效、节约溶剂以及自动化。
广泛地应用于环境、食品、药物分析等诸多领域。在中药质量控制中的应用是加压溶剂提取技术发展的一个新的领域, 当然,其适用范围的选择以及与其他分析技术的联用等都是有待考察的重点。
2 超高压提取技术
该方法的作用原理主要是在常温下应用100~1000MPa的流体静压力应用于中药以及提取的溶剂中,维持该压力一定的时间,待植物细胞内外的压力均等时即可卸压。在这样的压力突变的情况下,细胞内的成分借助于细胞膜结构的改变而转移到细胞外,进而实现中药化学成分的提取(4)。该技术主要用在食品的防止腐化,增加了食品的保存时间。有研究显示,应用80%乙醇溶液对丹参进行浸泡16小时,进而在300MPa压力下提取,得到的相应的提取率是0.465%,与热回流提取方法相比明显提高(5)。
3 半仿生提取技术
该方法的应用原理是对口服药在消化道的转运,应用既定的酸性以及碱性水对药物进行分别提取。这样的处理过程避免了乙醇的处理过程,能够保留相对多的有效的化学成分,降低了运作成本。但该方法的相对不足就是高温煎煮的时间过长可以降低药物的活性部分,进而影响了药效。有研究者对氧化苦参碱、苦参碱进行成分提取,结果显示苦参半仿生提取技术与水提取法相比较有明显的优势(6)。
4 微波萃取技术
该方法是借助于不同组分对微波的吸收水平的不同而使需要提取的物质中的某些成分被选择性加热,分离出提取的成分,进入微波吸收不强的萃取剂里面。这样的技术优势为节省时间、成本,同时产出较大,主要用于中药的化学有效成分的提取(7)。有研究者对银杏黄酮苷进行提取,结果显示该方法与常规水提法相比较明显提高,且节省了一半的时间。
5 酶解技术
该技术的原理是在溶剂提取的基础上应用相应的酶进行反应,破坏细胞壁的结构,释放细胞内的成分,从而达到提取细胞内成分的作用。有研究者在提取白藜芦醇的过程中应用纤维素酶酶解法进行提取,结果增加了虎杖药材的利用程度,同时提供了提取的效率(8)。
6 展望
近些年来,伴随科学技术的飞速发展,对于中药成分的提取额技术也有着逐步的提高,逐渐增加的高技术含量的提取方法得到更为广泛的应用。这些新方法的应用降低了提取的成本,提高了提取的效率,为中药向国际市场迈进打下了坚实的基础。
参考文献
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[4] 宁娜,周晶.超高压提取技术在中药提取中的研究进展[J].天津药学,2008,20(5):62-64.
[5] 陈瑞战,张守勤,张永宏,等. 超高压提取丹参素的研究[J].农业工程学报,2008,24(1):291-295.
[6] 惠建国,孙秀梅,张兆旺 苦参半仿生提取法与水提取法的比较[J]山东中医药大学学报,2007,31(3):245-246.
Exploration on the teaching reform of higher vocational Chinese medicine chemistry through project teaching method
ZHAO Hua LI Benjun PAN Qi
Liaoning Vocational College of Medicine, Liaoning Province, Shenyang 110101, China
[Abstract] According to the talent training goal of Chinese pharmaceutical speciality, combined with modern characteristics of higher vocational education, Liaoning Vocational College of Medicine adopt project teaching method during the process of Chinese medicine chemistry practical technology teaching to promote students' active learning and improve the learning enthusiasm. In this paper, curriculum design, teaching objectives, the choice of teaching content, the design of the project and task, teaching process, teaching method, teaching evaluation, teaching achievements and future development goals are demonstrated to improve the teaching effect and students' ability of innovation and solving problems.
[Key words] Higher vocational; Chinese pharmaceutical speciality; Chinese Medicine chemistry; Project teaching method
中药一直以来以历史悠久、安全有效、毒副作用小为中华民族的繁衍昌盛做出了巨大的贡献。随着社会的发展、疾病谱的变化、药物的滥用等因素导致的某些疾病无法医治,如20世纪80年代疟原虫对奎宁类药物产生抗药性从而西方国家转而求助于中药。2011年9月,中国中医科学院研究员屠呦呦因为发现青蒿素获得拉斯克临床医学奖,人们更加意识到中药之于人民身体健康的重要性。但目前中药由于同物异名、同名异物、一药多来源及生产、采收、炮制、加工、运输、贮藏等因素的影响质量难以控制,在一定程度上阻碍了中药现代化的进程[1]。故应培养中药相关专业的技能型人才,以有效控制中药材及中药制剂的质量,为中药走向国际市场开辟通道并更好地为全世界人类服务。
辽宁医药职业学院(以下简称“我校”)于2001年设置中药制药专业,根据专业人才培养目标和未来就业岗位群分析,使学生初步具备中药制剂的制备、调剂、质量控制的能力[2],并能胜任药品生产企业的生产技能性操作岗位及管理岗位等。通过对该专业知识、能力及素质结构分析,《中药化学》为其专业核心课程之一,在中药专业知识结构中起着举足轻重的作用。同时,在国家人力资源和社会保障部主办的中药药剂员职业资格考试中,中药化学为其考试内容之一。通过本门课程的学习,使学生掌握中药中的黄酮、生物碱、蒽醌、香豆素和木脂素、皂苷、强心苷、萜和挥发油等常见成分的结构、理化性质、提取分离和检识方法[3],能采用合适的方法提取分离中药中的各类成分,并且进行检识。
1 目前中药化学教学现状
中药化学需有机化学、分析化学等学科作为前期基础课,涉及的知识面比较广泛,学生普遍反映化学基础差,且化学成分结构、理化性质等方面对高职学生而言比较抽象,学习本门课程难度相当大,学习兴趣不大。就教师而言,上课容易出现“一言堂”,几乎就是教师一人的独角戏,学生被动式学习,授课效果可想而知。我校中药制药专业中药化学总学时为72学时,其中理论课40学时,实践课32学时,理论、实践几乎各占50%,但传统的授课模式下,先理论再实践,学生无法将理论更好地融入实践,操作过程中只是机械的重复验证性实验,缺少主动性思考过程,更多的情况下只是问该做什么,而不去想为什么。根据高等职业教育理念,以就业为导向、以能力为本位,我校的目标是培养技能型人才。怎样提高学生的学习热情,提高其发现问题、解决问题的能力,是目前中药化学教学过程中必须解决的问题。目前的教育现状迫切需要进行中药化学的教学改革。
2 项目教学法在中药化学课程教学过程中的设计与应用
2.1 关于项目教学法
项目教学法最早源于美国教育家凯兹和加拿大教育家查得合著的《项目教学法》,德国引进后制订了“以行动为导向”的项目教学法法规,并开始应用于现代职业教育[4]。项目教学法以建构主义学习理论为基础,过程中改变了传统的以教师和教材为中心,而改由学生和实践项目为中心,由教师或师生共同制订相应教学内容的项目并且完成这些项目[5]。项目教学法改变了以往教师讲授为主、学生被动学习的传统教学形式,采用项目导向、任务驱动、演示讲解、现场点评、师生角色互换等教学方法,全面提高学生的职业能力。根据“以服务为宗旨,以就业为导向”的职业教育目标,在高职中药制药技术专业的《中药化学实用技术》教学中,打破传统的教学模式,采用项目教学法的教学模式,并以此来推动学生职业技能培训环境与模式改革,用全新的模式培养出高素质的技能应用型人才。在整个学习的过程中,学生不再是简单的接受知识的容器,靠死记硬背的方法去死读书、读死书,而是从被动的“让我学”转变为“我要学”,学生可通过动口、动脑、动手真正地参与到教学中来,成为知识的主动构建者。
2.2 课程设计思路
本着“课程教学目标服务于人才培养目标,课程教学内容服务于课程教学目标,课程教学方法适合课程教学内容”的教学设计思路[6],采用项目教学法,结合中药制药技术专业的未来岗位群、岗位职业能力分析,确定知识目标、技能目标和素质目标,通过对课程内容的整合,确定适合学生学情的项目及任务,提高学生的职业能力,实现与未来工作岗位的零对接。
2.3 课程教学目标
2.3.1 知识目标 掌握中药中类化学成分生物碱、黄酮、蒽醌、香豆素、木脂素、强心苷、皂苷、萜和挥发油等化学成分的提取分离技术及必备的理论知识,并了解中药中各类化学成分的存在、分布及生理活性及中药化学成分的提取分离新技术、新方法。
2.3.2 技能目标 能熟练根据各类化学成分的结构、理化性质选择合适的提取、分离的步骤和方案,并可采用化学检识法初步鉴别中药化学成分的基本技术。
2.3.3 素质目标 具备科学严谨的学术作风和良好的职业道德;具备信息获取能力,利用书籍或网络获得相关信息,并经归纳整理,能够解决岗位实际问题;具备团结协作精神,互相帮助,共同学习,达到目标。
2.4 教学项目的选择
在项目教学法的实施过程中,如何针对所选的教学内容及不同学习基础的学生选择合适的项目是问题的关键,既要保证教学的基本知识点的学习,同时要兼顾到学生的学习积极性,所以在项目的选取上一定要注意难度,项目不能太大、太难,必须保证学生在必要的指导下顺利实施。同时项目的设计既有以小组为单位的大项目,也有以个人为单位的小项目,或者有些项目二者兼有。这样设计的目的是在教学质量评价的环节既可体现小组的团结合作,也可体现个人的实际操作水平,避免出现小组中某些或某个学生参与度不高,激发学习的主动性和参与的积极性。比如,皂苷的提取与检识方法,在项目设计中,以三七中皂苷为例,采用甲醇回流提取并回收溶剂,取适量三七皂苷的甲醇提取液,进行Liebermann-Burchard反应的定性检识。操作过程中,三七皂苷的提取可以以小组为单位进行评价,而理化反应检识可单独评价。
当代职业教育目标,将中药化学实用技术内容分割成两大模块,项目。两大模块分别是中药提取分离方法、中药各类化学成分的提取分离技术;项目分别是生物碱、黄酮、蒽醌、香豆素、木脂素、强心苷、皂苷、萜和挥发油的提取分离技术。对每一项目进一步分割成适合教学基本目标的若干子项目,每个子项目设计基本理论学习和专业技能训练,实施项目化教学。通过子项目的实施,使学生达到对应知识点的理论要求及能力要求。
以生物碱为例,生物碱具有明显的生理活性,已知生物碱种类约10 000种,是中草药中最为重要的有效成分之一,如黄连、苦参、防己等均含生物碱,且为其重要的活性成分。生物碱结构种类很多,性质比较复杂,学生在学习时通常感到难度很大,学起来很吃力。我校在过程中选用项目《一叶?c中一叶?c碱的提取、分离和检识》进行教学,通过一叶?c碱的提取和分离来掌握生物碱的基本性质和一些提取分离方法[7]。见表1。
表1 生物碱教学项目设计
之所以选择一叶?c中生物碱的提取和分离,是因为过程中用到了渗漉法、离子交换树脂法、索氏提取法等多种方法,而且通过分离可得到一叶?c碱的单体,学生实验结束后直接可看到成果――一叶?c碱的浅黄色结晶,更为直观,也更有成就感。据笔者了解,多家同类院校在生物碱一章中多选择黄连中小檗碱的提取分离和鉴定作为实训项目,过程中包括酸溶碱沉、盐析的操作,而且得到的是小檗碱、黄连碱等生物碱的混合物,无法得到单体。相较而言,一叶?c中生物碱的提取分离技术所呈现出来的是更多的实验操作,成果显著而直观,可说是生物碱一章的经典实训项目。
2.5 教学实施过程
将中药制药技术专业每班学生30名左右,分成8组,每组3~4名,明确各组分工及成员分工。教学过程包括创设任务情境、知识铺垫、制订方案、项目实施、总结评价,引导学生完成既定任务,并进行组间及组内讨论、组间互评及对每组学生进行教师评价,总结记入成绩。如以上述一叶?c碱的提取分离为实例,首先布置查阅文献,确定提取分离路线。开展组内讨论及组间讨论,并适时教师介入点评。根据模块――提取分离方法的学习,确定索氏提取法的操作要点及对应分值。观看视频,并对既定评分标准进行修订,在项目实施过程中采用自评、组间评分或随机抽调几人为评分小组进行打分。操作结束后各组进行讨论,总结心得。教师随即抛出问题,引导学生重新回忆操作过程及要点难点,如索氏提取法的优点和操作要点,为什么树脂先经碱化后再用石油醚索氏提取。通过这样的教学形式,使学生深刻的理解索氏提取法及生物碱的提取分离的操作过程,而不是单纯的理论说教,过程中课堂气氛活跃,学生的学习热情很高。教师扮演的不再是课堂的主角,而是给予必要时适时、适度的指导,避免出现将项目教学法的课堂沦为把理论课搬到实验室中的尴尬现象。
值得注意的是,课程教学过程中必须注意同学生的交流,既包括课前交流、课堂交流,也包括课后交流。有些同学在专业学习、课程学习及未来就业形势或生活等方面产生困惑时应及时解惑,鼓励健康向上的行为及观点,及时纠正片面或偏激的行为;课堂交流主要指在授课过程中耐心解答随堂产生的疑问并配合学校德育部门及时解决;课后交流主要指课后或学生毕业后做到积极与学生沟通,了解本门课程学习情况或行业应用情况,并及时对教学环节进行改进完善。教学以人为本,不仅仅是知识的生硬传授,所谓教书育人,不仅仅要达到学习目标和技能目标,还要培养德、智、体、美全面发展的技能型人才[8]。目前许多院校的专业课教师主要把注意力放在教学改革上,忽视了学生的德育培养,对此应引起足够的重视。
2.6 教学手段
目前全国各大院校在中药相关专业采用的教学方法多种多样,除传统的教学模式外,目标教学法、启发式教学法、Seminar教学法[9]、任务型教学法[10]、TDL教学法[11]、感官刺激法[12]等多种方法应用其中,提高授课效果。但由于中药化学教学内容很多,学生的学习情况也不尽相同,所以各种方法各有利弊。在中药制药专业的授课过程中,采用项目教学法教学方式,并且在必要阶段辅以其他方法进行教学,提高了学生主动学习的热情,并可避免传统教学模式中理论和实践相脱节的现象,取得了一定的成果。
另外,笔者及课题组成员参与国家教育部主持的药物制剂专业的资源库建设,可充分利用这一平台,充分利用既有的网络资源,如图片、视频、动画等开展教学。
2.7 教学评价
传统教学模式下,采用的考核方式包括平时成绩、实践课成绩及期末考试成绩三部分,平时成绩包括出勤情况及课堂表现、实验报告,实践课采用各类化学成分的理化检识操作,期末考试为闭卷答题所得的分值,三部分所占比例为20%、20%和60%。考试过程中可能会出现学生考试发挥不理想带来的成绩不好的情况。学生参与并完成项目的过程是一个动态过程,为此,笔者采用过程性评价和终结性评价相结合的方式,并加大过程性评价的权重,弱化终结性评价,以期真实反映学生的实际操作水平[13]。改革后的教学评价方式更为灵活、全面地反映学生的学习情况,主要包括平时成绩、在项目实施过程中的组间评价、教师评价及期末考试四部分,理论考试的比例也下调至40%。
3 中药化学教学改革未来发展目标
3.1 教材建设方面
在现行版本的中药化学教材中,糖和苷类单列一章,但在历年的教学过程中不难发现,本章内容比较抽象,涉及很多的有机化学基础知识,而且在以后各章节教学中,有些重点内容反复提及,如糖和苷的检识反应――Molisch反应。所以在教学过程中,笔者直接将其打散,揉入其他各章。如在黄酮一章中,选用“槐米中的芸香苷提取、分离和检识”为例,将芦丁的检识方法作为子项目,采用Molisch反应进行检识,从而将抽象的方法作为一个可操作、可以直观观察到结果的形式出现,令学生更加印象深刻;再比如苷的水解反应是一个难点,将其结合到强心苷的酸水解反应中,两方面内容互相补充,互相说明,授课效果更好。
另外,现在许多教材虽按照项目教学法的教学过程进行编排,但许多内容根本不适应教学,一些有效成分的提取只是参见以前版本的教材。比如,甘草中皂苷类成分的提取,实际在操作过程中很难得到甘草次酸单体。笔者近几年也多次参与《中药化学》教材的编写工作,但是关于项目教学法的内容也在逐渐摸索中,未来期待能编写更适应当代职业教育的《中药化学》教材,而不仅仅是拘于编排形式的变化。
3.2 教学项目的设计
教学项目的设计应注重与药物分析、中药炮制、中药药剂等学科的融合,通过开设学科交叉的项目设计,使学生做到中药学知识的系统掌握,而不是死学硬学。目前开设的实验多与现代工业化药企的生产差距较大,所以未来将开展与更多家药企合作,通过行业专家参与教学制订教学项目,真正实现工学结合[14]。
3.3 师资建设
中药化学的项目教学法在教学实践中逐渐摸索和不断改进是一个长期的过程,包括教学流程设计和教学质量的评价体系也在不断的完善。教学模式的改变带来的成果毋庸置疑,但笔者想说的是,在教学改革的过程中,同样重要的是教师素质能力的培养,尤其是实践能力的培养。目前许多高职高专类学校的专业课教师主要来源于高校毕业生,经试讲、面试、考试合格后即可具备教师资格,从一个学校走向另一个学校,没有企业生产经验[15-18]。笔者认为教师应不仅仅拘泥于校门之内,拘泥于学校的实验室,更应该走向药厂,结合生产一线强化实践技能。目前许多高校教师走向工作岗位仅仅是作为一个旁观者的形式,企业出于生产效益、风险预估或等多方面因素的影响不愿让实践者参与其中,教师专业素质是否真正得到提高可想而知。期待以后更多院校和药企关注此类问题,使教师真正具备双师资格。
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