田永清，徐漢虹 (華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲(chóng)毒理研究室，天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510640)

碩士研究生課程《天然源農(nóng)藥研究方法》的教學(xué)體會(huì)

田永清，徐漢虹 (華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲(chóng)毒理研究室，天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510640)

《天然源農(nóng)藥研究方法》是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為天然源農(nóng)藥方向的碩士研究生開(kāi)設(shè)的一門(mén)必修課程，該課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能、提高綜合研究能力。從培養(yǎng)學(xué)生的研究素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容、教師自身的專業(yè)積累3個(gè)方面介紹了《天然源農(nóng)藥研究方法》的教學(xué)體會(huì)。

天然源農(nóng)藥；天然源農(nóng)藥研究方法；教學(xué)

《天然源農(nóng)藥研究方法》是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為天然源農(nóng)藥方向的碩士研究生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)課，目的是讓新生建立天然源農(nóng)藥的理論體系、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能，提高綜合研究能力，使他們?cè)谛尥甏苏n程后能夠初步開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。天然源農(nóng)藥雖然應(yīng)用了很長(zhǎng)時(shí)間，但是由于1940年代以后有機(jī)合成農(nóng)藥盛行沒(méi)有受到普遍重視，現(xiàn)在由于環(huán)保、食品安全等多方面的原因重新受到重視，故只有少數(shù)歷史較長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)院校在本科階段開(kāi)設(shè)了這一課程，這決定了多數(shù)研究生新生沒(méi)有天然源農(nóng)藥的理論基礎(chǔ)，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)歷就更少，要把教育背景不一、沒(méi)有天然源農(nóng)藥研究經(jīng)歷的新生培養(yǎng)得能夠獨(dú)自開(kāi)展研究工作確非易事。近年來(lái)報(bào)考天然源農(nóng)藥方向的研究生在增加，很多高校新開(kāi)設(shè)了天然源農(nóng)藥課程，如何做好該課程的教學(xué)工作值得探討。筆者多年研究天然源農(nóng)藥，對(duì)研究工作的難度、細(xì)節(jié)、研究者必備的理論基礎(chǔ)和研究素質(zhì)等有較深感受，主講《天然源農(nóng)藥研究方法》也有數(shù)年時(shí)間，在此談幾點(diǎn)教學(xué)體會(huì)，希望能起到拋磚引玉的作用，共同做好該課程的教學(xué)工作。

1 培養(yǎng)學(xué)生的研究素質(zhì)

研究天然源農(nóng)藥是繁瑣、費(fèi)時(shí)、風(fēng)險(xiǎn)性大、難度高的工作，研究者具備相關(guān)素質(zhì)后才能做好這一工作，筆者認(rèn)為要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生如下5項(xiàng)研究素質(zhì)。

第一項(xiàng)素質(zhì)是耐心。雖然所有的科學(xué)實(shí)驗(yàn)都要耐心，但是在天然源農(nóng)藥的研究中耐心顯得更為重要。分離天然產(chǎn)物是十分費(fèi)時(shí)的工作，要求研究者必須經(jīng)得住時(shí)間的煎熬。有些研究生做了一兩年的工作沒(méi)有進(jìn)展，直到畢業(yè)前的幾個(gè)月才取得重要結(jié)果；還有些研究生分離六、七十個(gè)化合物后才發(fā)現(xiàn)一個(gè)新化合物，這是從事天然源農(nóng)藥研究的常見(jiàn)現(xiàn)象，要求研究者必須有耐心。

第二項(xiàng)素質(zhì)是細(xì)心。研究天然產(chǎn)物的很多環(huán)節(jié)，成敗就在一瞬間，要求研究者細(xì)心、再細(xì)心。例如向?qū)游鲋屑酉疵搫r(shí)一定要用玻璃棒將洗脫劑緩緩加入柱中，稍不小心就沖壞平整的柱面導(dǎo)致局部樣品被先沖下，本來(lái)能夠分開(kāi)的物質(zhì)又混在一起了。又如，用薄板制備法純化樣品時(shí)，若將目標(biāo)帶的上下邊帶入，即使是很少量的雜質(zhì)，也可能給圖譜增加很多干擾信號(hào)，成為鑒定結(jié)構(gòu)的大障礙。

第三項(xiàng)素質(zhì)是專心。研究天然產(chǎn)物需要處理很多細(xì)節(jié)，一般沒(méi)有太長(zhǎng)的間斷時(shí)間，要求全身心投入，不能打算忙里偷閑。間斷時(shí)間較長(zhǎng)的，例如對(duì)材料作第一次層析分離，每流分可以接200～400 mL，所需時(shí)間為20～30 min，這種情況下才可以離開(kāi)數(shù)分鐘；間斷時(shí)間較短的情況例如用反相柱或用凝膠柱純化樣品時(shí)，一般每瓶流分只有數(shù)毫升，接一瓶只需幾分鐘，如此短的間隙時(shí)間是不允許操作者離開(kāi)的。但有的研究生利用這種間隙到實(shí)驗(yàn)室外聽(tīng)音樂(lè)、聊天或打電話，很容易超過(guò)允許的時(shí)間，結(jié)果是層析柱中的洗脫劑早已流干、流分或已提純的化合物溶液早已溢出瓶外，導(dǎo)致前功盡棄。

第四項(xiàng)素質(zhì)是恒心。研究天然源農(nóng)藥有一些捉摸不定的現(xiàn)象，例如用活性跟蹤法追蹤流分中的活性成分時(shí)，材料粗提物的活性很好，但是經(jīng)過(guò)兩三次柱層析后活性便消失了。這種情況經(jīng)常發(fā)生，要求研究者要有恒心，經(jīng)得起失敗的打擊。

第五項(xiàng)素質(zhì)是信心。研究天然源農(nóng)藥不僅是勞力的工作，而且是勞心的工作，要求研究者不僅要花時(shí)間做好實(shí)驗(yàn)，而且要補(bǔ)充學(xué)習(xí)很多理論知識(shí)。最典型的是用于鑒定化合物結(jié)構(gòu)的“四譜”理論——核磁共振譜、質(zhì)譜、紅外光譜、紫外光譜，這些理論較深?yuàn)W，使不少研究生產(chǎn)生畏懼感，但有的研究生通過(guò)潛心學(xué)習(xí)最終掌握了這些理論，他們的獨(dú)特素質(zhì)就是學(xué)習(xí)的信心。課堂上要以這些成功的學(xué)生為例，教育新生克服畏難情緒、樹(shù)立信心。

2 精心安排教學(xué)內(nèi)容

研究天然源農(nóng)藥一般包括確定研究對(duì)象、測(cè)定活性、分離活性成分、鑒定活性成分的結(jié)構(gòu)、查新及撰寫(xiě)論文等環(huán)節(jié)，應(yīng)該緊扣這些環(huán)節(jié)安排教學(xué)內(nèi)容，具體應(yīng)從以下幾方面開(kāi)展教學(xué)工作。

2.1 補(bǔ)充相關(guān)學(xué)科知識(shí)，建立理論知識(shí)體系

研究天然源農(nóng)藥需要農(nóng)藥學(xué)、化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等多方面的知識(shí)作為支撐，所以無(wú)論哪種專業(yè)背景的新生在理論體系上都是不完備的。天然源農(nóng)藥是植物保護(hù)學(xué)科下的研究方向，本科為植物保護(hù)專業(yè)的新生具備相對(duì)較好的基礎(chǔ)，只需加強(qiáng)化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)；而本科為農(nóng)學(xué)、林學(xué)、生物學(xué)等專業(yè)的新生需要補(bǔ)充的知識(shí)面更廣一些。待補(bǔ)充的基礎(chǔ)知識(shí)在很多教材上可以查到，但是分布零散，學(xué)生自學(xué)時(shí)有眼花繚亂之感，需要組織重點(diǎn)內(nèi)容講授，給學(xué)生建立一個(gè)有機(jī)的理論體系。對(duì)多數(shù)新生而言，經(jīng)過(guò)本科階段的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)備考的準(zhǔn)備一般在化學(xué)和農(nóng)藥學(xué)方面有了一定的基礎(chǔ)，講授理論課時(shí)只需對(duì)與研究工作密切相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)作重點(diǎn)介紹，如生物活性測(cè)定方法、氫鍵理論、異構(gòu)類(lèi)型等，其它的內(nèi)容要求自學(xué)。天然產(chǎn)物化學(xué)一般沒(méi)有作為碩士研究生入學(xué)考試的必考課程，在本科階段一般也沒(méi)有作為必修課，新生在這方面的基礎(chǔ)最差，需要補(bǔ)充的內(nèi)容有各類(lèi)天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、顯色特征、生物活性、在自然界的分布等。沒(méi)有這些必備的理論基礎(chǔ)就不可能形成正確的研究思路。

2.2 注重培養(yǎng)文獻(xiàn)檢索能力

檢索文獻(xiàn)貫穿于整個(gè)研究過(guò)程。絕大多數(shù)新生不會(huì)查文獻(xiàn)，所以需要特別注重培養(yǎng)他們的文獻(xiàn)檢索能力。首先，要求學(xué)生能熟練使用幾種常用的數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)站，如SciFinder Schcolar、Elsevier SDOL、AGRICOLA(Agricultural Online Access)等。其中SciFinder Schcolar是最重要的數(shù)據(jù)庫(kù)，收集的資料最齊全，并且具有實(shí)時(shí)更新功能。在SciFinder Schcolar上可以用某一關(guān)鍵詞查到關(guān)于它的所有文章，用SciFinder Schcolar找到相關(guān)摘要后再通過(guò)其它電子期刊數(shù)據(jù)庫(kù)或紙質(zhì)刊物查找到原文，在確定研究對(duì)象、鑒定化合物的結(jié)構(gòu)和查新時(shí)這項(xiàng)工作至關(guān)重要。其次，還要求學(xué)生熟悉天然產(chǎn)物領(lǐng)域的主要期刊，中文期刊有《中國(guó)藥物化學(xué)雜志》、《天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)》、《藥學(xué)學(xué)報(bào)》、《沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)》等，外文期刊有《Journal of Natural Products》、《Phytochemistry》、《Journal of Asian Natural Products Research》、《Chinese Chemical Letters》、《Fitoterapia》、《Bioorganic and Medicinal Chemistry》、《Tetrahedron Letters》、《Tetrahedron》、《Journal of Herbal Pharmacotherapy》等。

學(xué)會(huì)檢索文獻(xiàn)后，必須要求學(xué)生多看文獻(xiàn)，這不僅是開(kāi)闊眼界的需要，還是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的重要補(bǔ)充。有的研究生在看文獻(xiàn)的過(guò)程中便獲得了很多有用的信息，順利地確定了研究方向，走好了研究工作的第一步。此外，多看文獻(xiàn)還有利于提高英文寫(xiě)作水平、掌握各種期刊的內(nèi)容要求，為發(fā)表研究論文作好準(zhǔn)備。

2.3 透徹講授實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，親身傳授實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)

本課程的主要目的是提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，所以實(shí)驗(yàn)中的注意點(diǎn)是課程教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，特別是往屆研究生的失誤及從中可吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這些內(nèi)容對(duì)于新生至關(guān)重要，能夠避免重蹈覆轍。例如，在講述“用葉碟法測(cè)試植物的殺蟲(chóng)活性”時(shí)，要提醒學(xué)生注意配制藥液時(shí)一般要加入適量的丙酮，丙酮與水的體積比在15∶85左右，這個(gè)含量的丙酮有助于藥物附著在葉片上，又不致于使葉片過(guò)度失水，丙酮過(guò)多或過(guò)少都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。又如，在講授“記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果”時(shí)，要提醒學(xué)生注意假象，以測(cè)定某化合物對(duì)斜紋夜蛾的拒食活性為例，如果用已接近蛻皮的斜紋夜蛾幼蟲(chóng)作為試蟲(chóng)，由于接近蛻皮的幼蟲(chóng)會(huì)自然減少取食量，就會(huì)給出高拒食率的假象。這里僅僅列舉了活性測(cè)定中的2個(gè)細(xì)節(jié)，需要注意的細(xì)節(jié)還有很多，例如挑選研究對(duì)象時(shí)要考查它的來(lái)源、通過(guò)檢索文獻(xiàn)弄清楚它的背景資料、有無(wú)特殊性質(zhì)、采集運(yùn)輸時(shí)有無(wú)特殊要求；提取時(shí)要弄清溶劑的來(lái)源、是否已被污染；分步萃取粗提物時(shí)要防止乳化；在進(jìn)行柱層析時(shí)要準(zhǔn)備好合乎標(biāo)準(zhǔn)的層析柱，然后小心上樣、耐心層析，并且隨時(shí)注意洗脫劑的極性；顯色時(shí)一定要用多種顯色方法，通過(guò)薄板層析鑒定純度時(shí)一定要用硫酸顯色，特別注意樣點(diǎn)周?chē)袩o(wú)陰影或拖尾現(xiàn)象；對(duì)化合物進(jìn)行核磁共振圖譜、質(zhì)譜等檢測(cè)前要注意樣品中的水分、溶劑是否已蒸發(fā)干，樣品是否必須避光，等等。如果不透徹講授這些細(xì)節(jié)，學(xué)生在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)后可能要走很多彎路。由于前述的各種細(xì)節(jié)及注意點(diǎn)是筆者在一線科研的心得體會(huì)和筆者所在教研室前輩們的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，書(shū)本上一般沒(méi)有記載，有時(shí)決定實(shí)驗(yàn)成敗的又恰恰是這些細(xì)節(jié)，所以講授這些內(nèi)容時(shí)學(xué)生幾乎都在聚精會(huì)神地聽(tīng)課，下課后還在爭(zhēng)相提問(wèn)或談自己的感受，教學(xué)效果無(wú)疑是很好的。

理論課上的講授已給了學(xué)生很深的印象，但是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的很多現(xiàn)象僅僅用語(yǔ)言描述是不夠的，還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，“百聞不如一見(jiàn)”就是這個(gè)意思。實(shí)驗(yàn)課上老師先操作示范并對(duì)各種現(xiàn)象一一講解，然后學(xué)生自己操作。學(xué)生從實(shí)驗(yàn)課上能夠直觀地看到很多難以用語(yǔ)言描述清楚的現(xiàn)象，如活性測(cè)定中試蟲(chóng)的吐水現(xiàn)象、萃取中的乳化現(xiàn)象、各種化合物純品的形狀、層析顯色時(shí)的各種顏色等。有了理論課的基礎(chǔ)和教師的示范實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)獨(dú)自實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練基本可以學(xué)會(huì)常規(guī)的操作，能夠初步開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。

3 教師自身的專業(yè)積累

“要給學(xué)生一杯水，自己要準(zhǔn)備一桶水”，這句俗語(yǔ)的意思是教師必須要有充足的知識(shí)儲(chǔ)備才能上好課。教師有了足夠的專業(yè)積累后，上課時(shí)便能左右逢緣、旁征博引，做到理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，活躍課堂氣氛，使學(xué)生在很愉悅的氛圍中完成學(xué)習(xí)任務(wù)?！短烊辉崔r(nóng)藥研究方法》這門(mén)課的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，故教師自身必須自己堅(jiān)持一線科研，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。

4 小結(jié)

研究天然源農(nóng)藥是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，而且需要多學(xué)科的基礎(chǔ)，《天然源農(nóng)藥研究方法》正是根據(jù)這一性質(zhì)而開(kāi)設(shè)的一門(mén)研究準(zhǔn)備課。絕大多數(shù)研究生新生在修完此門(mén)課后不僅具備了天然源農(nóng)藥的系統(tǒng)理論知識(shí)，而且在文獻(xiàn)檢索能力、實(shí)驗(yàn)操作技能方面有很大提高，能夠較順利地開(kāi)展學(xué)位論文研究工作，不少研究生在二年級(jí)末便基本完成碩士學(xué)位論文。此門(mén)課程還大大提高了學(xué)生研究天然源農(nóng)藥的興趣，以天然源農(nóng)藥研究作為畢業(yè)論文選題的研究生逐年增多，有的研究生獲得碩士學(xué)位后繼續(xù)攻讀該方向的博士學(xué)位，該校草業(yè)、生態(tài)學(xué)等專業(yè)也有一些研究生選修此課。根據(jù)跟蹤調(diào)查結(jié)果和反饋信息，筆者從前述的幾個(gè)方面考慮授課內(nèi)容和講授方法，的確起到了教學(xué)相長(zhǎng)的作用。

G423.04

A

1673-1409(2009)02-S097-03

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.02.028

2008-11-06

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)項(xiàng)目(2008)；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目(2009)

田永清(1973-)，男，湖北松滋人，農(nóng)學(xué)博士，講師，主要從事天然源農(nóng)藥研究.