摘要:藥物合成反應(yīng)是一門實踐性和應(yīng)用性較強、內(nèi)容多、涉及面廣的專業(yè)課程,多數(shù)學(xué)生普遍認(rèn)為比較難學(xué)。為了提高學(xué)習(xí)質(zhì)量,提高教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生實踐技能與創(chuàng)新能力,本文從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上介紹了作者在藥物合成反應(yīng)課程教學(xué)過程中的一些體會和實踐。
關(guān)鍵詞:有機反應(yīng);藥物合成;教學(xué)改革;教學(xué)實踐
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0080-02
藥物合成反應(yīng)課程是制藥工程專業(yè)本科階段必修主干課程之一。這門課既不同于有機合成,也不同于藥物化學(xué),是有機反應(yīng)理論和藥物合成實際應(yīng)用的有機結(jié)合體。課程內(nèi)容以有機化學(xué)為基礎(chǔ),對化學(xué)合成藥物生產(chǎn)和研發(fā)中常用的反應(yīng)作了重新分類、概括和總結(jié)。該課程從有機藥物分子官能團與化學(xué)鍵的形成為主線出發(fā),系統(tǒng)學(xué)習(xí)藥物合成的基本反應(yīng)及應(yīng)用。由于該課程較強的實踐性和應(yīng)用性,其教學(xué)效果的好壞,直接影響學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為了保障授課的質(zhì)量,教學(xué)過程中應(yīng)該遵循以下幾點:
一、建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定反應(yīng)”的教學(xué)方法
藥物合成會涉及到很多種不同結(jié)構(gòu)的有機化合物,它們之間的化學(xué)反應(yīng)千差萬別。許多同學(xué)對于藥物合成反應(yīng)的學(xué)習(xí)不知道如何入手。有些同學(xué)單純地記憶反應(yīng)來進(jìn)行學(xué)習(xí),試想有機反應(yīng)成千上萬,不計其數(shù),記憶力再好的同學(xué)又能記住多少!即使記住了,還很容易互相混淆!因此,單純地靠背大量的反應(yīng)不是學(xué)習(xí)藥物合成反應(yīng)的有效途徑,只有通過理解反應(yīng)機理,了解反應(yīng)本質(zhì),找出反應(yīng)規(guī)律,才能很好地掌握藥物合成反應(yīng)。在講授一類化合物的化學(xué)反應(yīng)時,首先對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析:讓學(xué)生學(xué)會怎樣應(yīng)用空間結(jié)構(gòu)和電子效應(yīng)對有機物化學(xué)成分進(jìn)行分析,進(jìn)而掌握其組成。例如在講到特殊芳香鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)時我們首先來分析它的結(jié)構(gòu):當(dāng)鹵素的鄰、對位有強吸電子基團(如:-NO2,-SO3R,-CN,-CF3等)時,這些基團通過吸電子的共軛效應(yīng)會削弱其鄰、對位碳原子上的電荷密度,進(jìn)一步提高了碳原子的電正性,因而容易受到親核試劑的進(jìn)攻,發(fā)生親核取代反應(yīng),并以圖示來進(jìn)行說明。
二、運用多種教學(xué)方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性
傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)已不能適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)形勢,培養(yǎng)不出綜合素質(zhì)高、動手能力和分析問題能力強的學(xué)生,在一定程度上限制了學(xué)生主觀能動性和思維能力的發(fā)揮。因此,教師在授課過程中應(yīng)該采用多種教學(xué)方法進(jìn)行講課??梢赃\用“啟發(fā)式”教學(xué)法、“問題式”教學(xué)法、“探究式”教學(xué)法、“學(xué)生主導(dǎo)式”教學(xué)法等。對每一問題要求學(xué)生理解,單靠任課教師的講解學(xué)生未必理解得很透徹。這時可以考慮采用探究式教學(xué)進(jìn)行授課,讓他們主動思考來解決,進(jìn)行分組討論,然后各個小組上臺講解自己的研究方案。如:利用所學(xué)過的知識如何合成對硝基苯乙酮?首先給出這樣一個實例,然后讓學(xué)生用已學(xué)反應(yīng)來設(shè)計該化合物的合成路線。學(xué)生就要思考:該化合物中的硝基(-NO2)和乙?;?COCH3)兩個基團具有什么電子效應(yīng)?通過什么反應(yīng)來引入這兩個基團?這兩個基團在引入時是不是有先后的次序問題?這樣學(xué)生對這些問題的理解不單單停留在化學(xué)反應(yīng)方程式的表面,更加深了對化合物的性質(zhì)和反應(yīng)機理的理解。通過這種有教師主導(dǎo)變?yōu)閷W(xué)生主導(dǎo)的換位教學(xué)方式不僅增加了師生互動,活躍了課堂氣氛,也促進(jìn)了學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解和綜合運用。教學(xué)形式多種多樣,教師只有不斷地學(xué)習(xí)新的教學(xué)方法,才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性,取得滿意的教學(xué)效果。
三、注入新知識,理論聯(lián)系好實際
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,新成果、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),在課堂講授中,注意將國內(nèi)外一些最新科研成果及時充實到教學(xué)內(nèi)容中,盡可能地為學(xué)生介紹藥物合成中的一些新反應(yīng)、新技術(shù)及新試劑,如綠色溶劑離子液體在藥物合成中的應(yīng)用;有機小分子催化反應(yīng)在構(gòu)建手性藥物合成中的應(yīng)用,綠色催化氧化反應(yīng)在氯霉素合成中的應(yīng)用,從而使教學(xué)內(nèi)容得到較多的補充和更新,進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的知識面,更加明確了藥物合成反應(yīng)在藥物生產(chǎn)過程中的重要性,同時增強了學(xué)生適應(yīng)社會工作的能力和科學(xué)思維能力。另外,在授課過程中,還應(yīng)向?qū)W生講述它們在藥物實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用情況,例如活性亞甲基化合物,特別是丙二酸二乙酯在抗癲癇藥物普瑞巴林、非甾體抗炎藥物洛索洛芬等藥物合成中的應(yīng)用。
四、傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)方法相結(jié)合
計算機科學(xué)技術(shù)及多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,為我們提供了新的現(xiàn)代教學(xué)手段。多媒體教學(xué)在藥物合成反應(yīng)教學(xué)中尤為重要,它使教師在課堂中不需要花大量的時間去書寫化學(xué)結(jié)構(gòu)式,使授課教師節(jié)省板書時間,用更多的時間去講解內(nèi)容,增大了課堂的信息量,去運用各種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),解決了內(nèi)容多課時不斷減少的矛盾。然而,在教學(xué)過程中筆者也發(fā)現(xiàn),全部采用多媒體教學(xué),效果也不是最理想,學(xué)生不太容易跟得上教師的講課節(jié)奏,不容易領(lǐng)會有機反應(yīng)的過程,特別是在進(jìn)行反應(yīng)機理的推導(dǎo),多步驟合成反應(yīng)這些信息量較大的內(nèi)容時,就需要適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的教學(xué)模式。這樣通過傳統(tǒng)和現(xiàn)代相結(jié)合的教學(xué)方法,即可以集中學(xué)生的注意力,同時也加深了學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和記憶。
五、建立藥物合成反應(yīng)理論框架,強化歸納總結(jié)能力訓(xùn)練
在教學(xué)過程中應(yīng)該讓學(xué)生了解藥物合成反應(yīng)的基本框架,將一些零散的知識點經(jīng)分析綜合后串聯(lián)起來,形成一條學(xué)習(xí)主線,讓學(xué)生看到整個藥物合成反應(yīng)發(fā)展進(jìn)程中的變化和創(chuàng)新,激發(fā)學(xué)生探求這些知識的興趣。為此,在授課之前首先向?qū)W生介紹藥物合成反應(yīng)課程的整體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、課程要求、考核方式及主要參考書。從電子理論的角度認(rèn)識有機物結(jié)構(gòu),從廣義和狹義上理解酸堿理論在藥物合成反應(yīng)中的應(yīng)用及路易斯酸堿與親核試劑、親電試劑之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系,讓學(xué)生對有機酸堿概念有一個整體、本質(zhì)的認(rèn)識。課堂教學(xué)多采用提問式,讓學(xué)生邊聽邊思考,提升教學(xué)效果。比如在講到馬氏加成規(guī)則時,提出一個問題:馬氏加成規(guī)則的核心思想是什么?在教學(xué)過程中要求學(xué)生針對某一類化合物的合成或官能團的構(gòu)建進(jìn)行歸納總結(jié),以形成一個完整的知識鏈,把相對分散獨立的內(nèi)容聯(lián)系起來,強化學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固和理解。如講授硝基還原為氨基的各種反應(yīng)試劑時,對藥物合成反應(yīng)中構(gòu)建伯氨基的方法進(jìn)行歸納總結(jié)。這種歸納總結(jié)工作應(yīng)始終貫穿于整個學(xué)習(xí)過程中,如碳碳雙鍵的形成、環(huán)氧結(jié)構(gòu)的建立、醇羥基的氧化方法、丙二酸和乙酰乙酸乙酯等活性亞甲基化合物在藥物合成中的應(yīng)用等。
六、教師應(yīng)該堅持好的學(xué)習(xí)習(xí)慣
不同的教學(xué)方式的實施是和老師的講課激情離不開的,否則課堂教學(xué)就會陷入一潭死水,索然無味。筆者發(fā)現(xiàn),學(xué)生的好學(xué)精神在很大程度上感悟于教師授課時的那份激情。老師應(yīng)該做到可以及時補充新的知識點,使學(xué)生獲得教科書以外的知識,保持課堂教學(xué)的科學(xué)性和先進(jìn)性,提升學(xué)生的科研興趣。
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[2]李西安.淺析多媒體技術(shù)在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].延安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,23(3):56-59.
基金項目:浙江工業(yè)大學(xué)校級教學(xué)改革專項(JGZ1014)
作者簡介:張興賢(1973-),男,浙江紹興人,博士,教授,從事藥物合成研究及工藝開發(fā)。