廖彭瑩

（廣西中醫(yī)藥大學，廣西 南寧 530001）

天然藥物化學是藥學、藥物制劑及制藥工程等藥學相關專業(yè)的專業(yè)基礎課程，是一門采用現(xiàn)代科學理論與方法研究天然藥物化學成分的學科，其課程內容主要包括天然藥物化學成分的結構特點、理化性質、提取分離方法和結構鑒定[1]。該課程的課堂教學通常分為理論課與實驗課兩個部分，實驗課課時比例一般在40%以上，實驗課教學對該課程的教學效果有著關鍵性影響。廣西中醫(yī)藥大學中藥化學教研室一直高度重視實驗課教學工作，近年來通過自編實驗教材、教師反復驗證實驗以及征求學生反饋意見等方法不斷改進實驗課教學。目前藥學相關專業(yè)本科學生的實驗課由 3個實驗構成，分別是“虎杖中羥基蒽醌類成分的提取和分離”、“蘆丁的提取與鑒定”、“巴馬丁的提取”，實驗內容涉及天然藥物化學成分的主要結構類型，每個實驗都是按照一般的研究流程即“提取——分離——鑒定”來安排。實驗課上，教師先對實驗內容細致講解，然后學生自取儀器試劑進行實驗，教師一旁指導和監(jiān)督，學生完成實驗后再將實驗結果交由教師評定。這種以教師為主導、學生為主體的實驗教學方式可以幫助學生加深對理論知識的理解，熟練掌握各項實驗技術，形成對天然藥物化學研究流程的基本認識。

然而，隨著高等教育教學改革的不斷深入和藥學相關專業(yè)人才培養(yǎng)要求的不斷提高，現(xiàn)行實驗教學方式在發(fā)揮學生的主觀能動性、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力方面已顯不足，為此嘗試性引入設計性實驗教學，旨在對現(xiàn)行實驗教學方案進行一次探索性改革。設計性實驗教學是由教師給定實驗目的和要求，由學生自行設計實驗方案并實施開展實驗[2]，是以學生為主體、教師為引導的實驗教學方式，需要學生在學習過程中投入更多的精力、發(fā)揮更大的積極性，教師則需要完成更多的課前準備。從課題選擇、方案設計、實驗準備、實驗實施、結果分析等多個環(huán)節(jié)充實和完善設計性實驗教學方案，在具體實施過程中，基于有限的課時和經費，挑選了一批學習扎實、對天然藥物化學有興趣的藥學相關專業(yè)學生在假期開展設計性實驗教學。

1 課題設計

1.1 實驗課題的選擇

設計性實驗課題的選擇需要考慮多方面要素，包括原料獲得的難易、實驗儀器是否滿足、實驗操作的繁簡、實驗時間的長短、參與人數(shù)的多少等，同時還應綜合考慮學生的知識基礎、已有實驗課程的開展情況和教師的科研背景，還要結合生產科研的實際情況和相關的資源優(yōu)勢。

學生在已有的實驗課程中已經熟悉了天然藥物化學的基本操作，在設計性實驗課程中應從更深的層面、更廣的角度來開展研究性學習。在已有課程中學生已經認識了蒽醌類、黃酮類及生物堿類化學成分，在設計性實驗課程中選擇多糖類組分作為研究對象，一方面是基于教師的科研基礎，一方面是給學生一定的拓展學習空間?？紤]到開展設計性實驗教學的時間是在周末雙休日假期，每次實驗時間為一到兩天，“提取”和“鑒定”這兩個研究步驟較為適合在這個時間范圍內開展實驗。結合廣西的天然藥物資源優(yōu)勢，我們最終確定了3個研究課題，即“柚寄生多糖組分的提取及鑒定研究”、“狗脊多糖組分的提取及鑒定研究”和“楊桃根多糖組分的提取及鑒定研究”，學生兩到三個人一組，各自從中選定一個研究課題來進行方案設計。

1.2 實驗方案的設計

在已有的實驗課程中，教師都會指定原料和試劑的用量，給出詳細的實驗步驟，學生只需“按方抓藥”，按部就班地完成實驗，即可獲得預期的實驗結果，實驗過程中出現(xiàn)的問題教師都能及時幫助解決。但是，在設計性實驗教學中沒有現(xiàn)成的實驗步驟供學生參考，實驗方案需要學生自行設計。實驗方案在一定程度上決定了實驗的成敗，而制定方案前的首要工作是文獻調研，培養(yǎng)學生查閱文獻、整理分析所得信息的能力是開展設計性實驗教學的重要目的之一。

教師首先講解如何利用網絡搜索工具查閱天然藥物化學的專業(yè)文獻，然后每組學生再就各自選題檢索相關文獻，教師和學生共同對文獻進行分類整理并討論分析。由于 3個課題均圍繞多糖組分的提取展開研究，為此從文獻中總結出 3種常用的多糖提取方法，討論了每種方法的優(yōu)缺點及可行性，本著節(jié)省經費、操作簡便、安全無毒的前提，選定了其中一種方法作為提取方法。之后學生繼續(xù)深入分析文獻，完成該方法的實驗方案，包括實驗路線的整理、實驗試劑及儀器的選擇、實驗步驟的安排等，教師再就各組實驗方案的問題與學生討論，引導學生獨立思考并互相交流。在確定原料和試劑的用量以及部分實驗細節(jié)時，學生之間出現(xiàn)了較大分歧，有的學生主張按照文獻設計即可，有的學生認為不能盲目照搬文獻，教師建議采用實驗設計方法來優(yōu)選提取工藝。學生檢索文獻后分析比較了3種實驗設計方法即“正交設計法”、“均勻設計法”和“星點設計——響應面法”，確定采用“正交設計法”來優(yōu)選提取工藝，從而確定原料和試劑的用量，實驗的深度和廣度也因此得以加強。

各組學生經過數(shù)次與教師的討論與改進均完成了實驗方案，內容包括實驗題目、目的和要求、儀器試劑、實驗步驟、預期結果及參考文獻。這種以學生為主、教師為輔的設計性實驗教學方式激發(fā)了學生主動研究學習的熱情，鍛煉了學生查閱分析文獻的能力，提高了學生的團隊協(xié)作精神。

2 實驗實施

2.1 實驗的前期準備

實驗的順利開展需要教師、實驗室管理人員和學生的相互配合。教師聯(lián)系實驗室，熟悉實驗方案，預想實驗可能出現(xiàn)的問題，實驗前向學生特別強調安全問題。學生依據(jù)實驗方案列出所需儀器試劑，提前遞交給實驗室管理人員。實驗室管理人員除提供儀器試劑外，還指導學生正確使用相關儀器。另外，由于正交實驗需要分幾次完成，各組學生依據(jù)各自實驗方案制定了實驗安排表，提前與教師和實驗室管理人員溝通協(xié)調，確保實驗正常進行。在準備實驗的過程中，教師和學生綜合考慮問題和溝通協(xié)調的能力都得到了提高。

2.2 實驗的具體實施

促進學生主動思考，提高他們分析問題、解決問題的能力是開展設計性實驗教學的另一重要目的。在具體實驗過程中，教師不再講解實驗內容，而是鼓勵學生按照各自的實驗方案完成實驗，對于實驗過程中出現(xiàn)的問題教師并不立刻給出建議，而是鼓勵學生互相交流、共同研討解決方案。在實驗方案中學生已經詳細列清實驗步驟，但在進行第一次正交實驗時，由于分工不清，個別小組的實驗進展緩慢，學生汲取教訓、共同討論后，將實驗步驟進一步細化，落實到人，確保了實驗有條不紊地進行。學生在已有的實驗課程中沒有接觸過多糖組分，對每一步驟的產物或現(xiàn)象都充滿期待，當各組的產物或現(xiàn)象有一定差別時，他們就會產生質疑并引發(fā)討論，例如在進行多糖的鑒定實驗時，各組學生相互比較，發(fā)現(xiàn)產生的顏色并不一致，經過一番討論，學生們認為可能由三個原因造成，一是各組獲得的多糖產品顏色不一，二是操作者加試劑的量不同，三是多糖產品包含的部分雜質帶來的影響，通過這種組間交流的學習方式學生們加深了對多糖鑒定實驗的認識。

各組學生利用四個周末假期都基本完成了實驗方案，達到了預定目標，取得了預期成果。但在實驗過程中出現(xiàn)的一些問題值得重視，一是學生不重視記錄實驗現(xiàn)象，教師也忽略了強調實驗記錄的重要性，結果是大部分學生的實驗記錄本上只有幾組簡單的實驗數(shù)據(jù)，二是部分學生不能很好地表述實驗中遇到的問題，口頭表達能力有待加強，三是教師前期準備不夠充分，對實驗可能出現(xiàn)的問題預計不足，比如由于個別試劑短缺造成實驗進度減慢等。這些問題有待在今后的教學實踐中逐步解決，設計性實驗教學的完善需要教師和學生的共同努力。

2.3 實驗的分析總結

討論分析實驗結果是設計性實驗教學的又一重要環(huán)節(jié)，學生由此對整個實驗過程進行反思，可以鍛煉分析問題的能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)目蒲兴季S和實事求是的工作態(tài)度。要求學生通過書面報告和口頭表述兩種方式對實驗進行分析總結。首先各組學生均要完成一份實驗報告并將其制作成幻燈片，實驗報告內容除必需的部分如實驗目的、實驗要求、實驗步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結果外，還應包括實驗討論和實驗心得部分；然后師生一起總結交流，各組學生代表先在講臺上展示本組的實驗報告，不足之處由同組學生補充，其他各組學生則提出問題并共同討論，現(xiàn)場氣氛十分熱烈，部分學生的疑問得到了解決，學生的表達能力也得到了鍛煉；最后教師對各組的實驗情況再進行總結點評，表揚了整體表現(xiàn)較好的實驗小組，對于實驗教學中出現(xiàn)的不良現(xiàn)象也給予了批評。

3 教學效果

天然藥物化學設計性實驗教學不以實驗結果為導向，而注重實驗前期準備和實驗過程，學生和教師在這次教學活動中都有很大收獲。學生由被動學習轉為主動學習，由簡單的實驗操作者變?yōu)閷嶒炘O計者，積極主動地完成了實驗教學的每一個環(huán)節(jié)，主觀能動性得到很大發(fā)揮，各方面能力都得到鍛煉和提高；教師也不再按照已有的教案進行備課，而是結合自身科研背景提出課題，查閱分析大量文獻作好知識儲備，與學生討論分析實驗方案；在這種交互式的教學活動中，不僅是教師引導幫助學生，學生的一些新思維、新想法也給教師的教學注入了新的活力，教師對整個教學活動的創(chuàng)設、掌控能力以及對學生的引導能力均有明顯提高。

設計性實驗教學是開展素質教育和培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的重要方法[3]，這種教學方式在一定程度上彌補了現(xiàn)有實驗教學課程的不足。大學生素質教育中創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)是兩項重要內容，培養(yǎng)創(chuàng)新能力是知識經濟發(fā)展的必然要求，而實踐能力是創(chuàng)新的基礎。如何在有限的實驗課學時內為學生提供綜合性、創(chuàng)造性、設計性較強的教學情境從而提高學生的素質，這是每個實驗課教師都應當思考和解決的問題。本次設計性實驗教學基本達到了預期目標，學生通過對特定實驗課題進行討論、思考、操作與分析，獲得了有益的收獲與教益，順應了培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力和實踐能力的要求。在今后的實驗教學中，將繼續(xù)進行改革創(chuàng)新，探索更多的設計性實驗課題，在不同專業(yè)、不同班級和不同類群的學生中開展設計性實驗教學，綜合評估教學效果，不斷調整教學方案，供日后廣泛開展設計性實驗教學之用。

[1] 吳立軍.天然藥物化學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2011.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高等學校本科教學工作水平評估方案(試行) [S].2002.

[3] 余瑾,張藝,楊勁.八年制細胞生物學設計性實驗教學實踐[J].基礎醫(yī)學教育,2012,14(1):41-42.