年四輝，包淑云，王存琴，張艷華，何寶佳

2018 年6 月21 日，新時代全國高等學校本科教育工作會議在四川成都召開，大會提出，要加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)能力，提出堅持“以本為本”、推進“四個回歸”的辦學理念.學生自身實踐能力的提升是應用型人才的培養(yǎng)目標［1］，而實踐教學是提高學生應用能力、全面提升學生綜合素質的重要抓手.天然藥物化學作為藥學類專業(yè)的一門專業(yè)課程，采用現代科學理論與方法研究天然藥物中有效成分的化學結構類型、理化性質、提取分離、結構鑒定及生物合成途徑等內容.實驗教學是整個教學體系中的重要環(huán)節(jié)，通過從天然藥物中提取、分離和純化有效成分等一系列實踐操作，培養(yǎng)學生的學習能力、動手能力和科研思維能力，以達到學以致用的目的.然而，在傳統(tǒng)實驗教學過程中，學生往往被給定具體實驗方法，創(chuàng)新性、設計性實驗較少，導致學生缺乏獨立分析問題、解決問題的能力［2］，造成學生參與度和積極性不高，甚至出現應付實驗操作等情況.

在天然藥物化學教學中，除了運用多種教學方法提高理論教學質量之外還應加強實踐教學的改革［3-4］，以提高實驗教學等實踐教學的實效性和有效性.在我校2017 版藥學類專業(yè)培養(yǎng)方案中，學生的培養(yǎng)目標是“高素質創(chuàng)新性應用型人才”，應用學習能力是人才質量的重要衡量標準.因此，我院教師積極對天然藥物化學實驗教學進行改革探索和實踐，以期積極落實我校應用創(chuàng)新型藥學類人才培養(yǎng)目標，培養(yǎng)學生的應用學習能力，提升教學效果.

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

我校2016 級藥學、藥物制劑、制藥工程三個專業(yè)共14 個教學班級的本科生.

1.2 分組情況

考慮到教學大班的班風差異，從理論教學三個大班中隨機選擇藥學1 班、藥學4 班、藥學6 班、藥學9 班、藥物制劑1 班為試驗班（藥學1～5 班為第一教學大班，藥學6～10 班為第二教學大班，藥物制劑1～2 班、制藥工程1～2 班為第三教學大班），其余班級為對照教學班.

1.3 統(tǒng)計方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計分析.

2 教學內容和實施過程

所有試驗班在實驗開設前通過“雨課堂”實現對實驗內容和實驗問題的推送，要求學生提前預習，課堂上采用Problem-based learning（PBL）法進行教學，對照班采用傳統(tǒng)教學模式.

本學期的天然藥物實驗共開設四個實驗，分8 次進行，其中，實驗一“薄層色譜”、實驗二“大黃中蒽醌類成分提取和分離”和實驗三“槐米中提取蘆丁”的實驗單元保持原來的教學內容.經過以上三個實驗的實驗技能和實驗思維訓練后，為進一步培養(yǎng)學生的綜合學習能力，實驗四“漢防己中漢防己甲素和漢防己乙素的提取和分離”采用設計性實驗，要求學生仔細查閱文獻，并根據漢防己甲素和乙素的理化性質，充分利用已經學習的知識設計漢防己總生物堿的提取方法和分離方法，通過小組討論和與教師討論改進實驗方案，確定實驗方案后再進行實驗，撰寫實驗報告.實驗分兩次完成，第一次進行總生物堿提取，第二次進行漢防己甲素、漢防己乙素分離.

在設計漢防己總生物堿提取實驗時，學生通過充分查閱文獻，能夠考慮到目標成分的堿性而加入酸類成分進行提取，考慮到目標成分極性較弱［5］而選擇有機溶劑進行提取和萃取.每組學生采取的提取方法不盡相同，但主要有三條提取路線：①酸提堿沉-有機溶劑萃取法：酸性醇（甲醇、乙醇）回流提取→堿化→有機溶劑（氯仿、乙醚）萃取；②酸提堿沉-有機溶劑回流提取法：酸提堿沉→有機溶劑（氯仿、乙醚）連續(xù)回流提取；③醇提酸溶堿提乙醇提取法：乙醇提取→酸溶堿提→有機溶劑提取.

在設計漢防己甲素、漢防己乙素分離實驗時，學生能夠考慮到漢防己甲素和漢防己乙素在化學結構上的差別而導致的極性差別，設計的分離方法主要如下：①甲苯法：利用漢防己甲素和漢防己乙素在甲苯中溶解度不同進行分離；②氧化鋁柱層析法：根據漢防己甲素和漢防己乙素的堿性及吸附性差別，采用氧化鋁作為吸附材料進行分離；③樹脂層析法：根據兩個主要化合物的堿性不同采用離子樹脂進行分離，根據極性不同采用非極性大孔吸附樹脂D101 進行分離；④硅膠層析法：根據漢防己甲素和漢防己乙素的弱堿性和吸附性差異采用硅膠作為吸附材料進行分離.

3 教學評價

教學結束后，筆者針對現有的教學模式和實驗改革方法對試驗班的142 名學生進行了調查，并對課程結束考的試卷卷面成績和應用題得分情況進行分析，以評價實踐教學效果.結果表明，該教學模式對學生的學習能力提升明顯，在學習主動性（85.21%）、文獻查閱能力（97.18%）、課程學習興趣（89.44%）、分析和解決問題能力（88.03%）、自學能力（70.42%）、理論知識鞏固情況（87.32%）、語言表達和溝通交流能力（60.56%）、實驗設計能力（77.46%）等方面對學生均具有顯著的幫助（表1）.

對學生成績進行分析發(fā)現，試驗班142 名學生的卷面平均得分為67.10±3.35，對照班261 名學生平均得分為60.74±5.02，P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學意義；能夠反映學生綜合應用知識能力的設計題（滿分15 分）的得分情況為：試驗班學生平均得分12.32±0.59，對照班學生平均得分為10.73±1.46，P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學意義（表2）.

調查統(tǒng)計及考試分析結果表明，通過PBL教學及設計性實驗訓練后，學生對理論知識的把握和綜合應用知識能力、解決問題能力均明顯得到提高.

4 改革成效

實驗教學是課程教學的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學生各方面學習能力及實踐能力的重要手段［6］，綜合設計性實驗是提高學生創(chuàng)新思維和綜合應用能力的重要手段，對實驗課程進行綜合設計性實驗改革，往往效果比較明顯［7-8］.PBL 作為國際上流行的一種教學方法［9］，通過“以學生為主體、以問題為中心”的教學方式，可以充分發(fā)揮學生自主學習的主觀能動性，在提出問題和解決問題的過程中完成教學內容，在理論教學和實驗教學中都有應用［10-11］.

表1 天然藥物化學改革對學生學習能力影響調查統(tǒng)計表

表2 天然藥物化學實驗教學改革試驗班和對照班學生成績統(tǒng)計表

本項目通過雨課堂等信息化教學手段進行課前、課后的指導學習和實驗設計，并在課中采用PBL 教學法進行教學，這種互動式教學模式能夠顯著提高學生的參與度.實驗設計需要查閱相關文獻，PBL 教學需要學生討論和解決問題，這些都需要學生主動參與到整個實驗教學活動.在具體制定實驗方案時，涉及的工藝多，為了保障實驗的順利進行，需要小組4 個成員之間明確分工密切合作，討論并確定實驗方案，所有學生都需要參與到實驗中來，避免進行驗證性實驗時發(fā)生被動學習的情況“.漢防己中漢防己甲素和漢防己乙素的提取和分離”的實驗結果顯示，學生已基本掌握了生物堿的理化性質、常用提取分離方法等在理論教學單元需要掌握的內容，并能夠在實驗設計中根據文獻靈活運用這些內容，說明本次實驗教學改革，不僅實現了學生對所學理論內容的梳理和鞏固，也明顯提高了學生參與度和解決問題的能力.

5 存在的問題及改進措施

5.1 教學模式單一，學生參與度低，動手能力差

天然藥物化學實驗的傳統(tǒng)教學模式具有“填鴨式”“滿堂灌”的特點，且實驗內容通常以驗證性實驗為主，教學內容相對陳舊，這樣的教學方式和教學內容抑制了學生的學習熱情，降低了學生參與度，而提升學生參與度是教學改革的核心，也是提高教學效果的有效手段［12］.

針對傳統(tǒng)教學存在的教學模式單一、學生參與度低的問題，筆者所在課題組通過雨課堂平臺對學習內容和要求進行線上指導，并采用PBL 教學法進行課堂授課.在教學內容中，學生經過以上三個實驗的訓練后開展實驗教學改革，把原先生物堿的提取分離實驗改成綜合設計性實驗，以考察、培養(yǎng)學生的學習能力和綜合應用知識能力.學生完成該實驗必須經歷查閱文獻、討論并設計實驗等過程，不僅培養(yǎng)了學生自主學習文獻能力，也顯著提高了學生的參與度，提升其應用能力.

5.2 實驗教學學時不足

PBL 教學和采用設計性實驗都需要學生主動參與，同時允許學生進行預實驗，需要教師全程指導，教師和學生都要投入大量時間.天然藥物化學實驗共36 學時，實驗四“漢防己中漢防己甲素和漢防己乙素的提取和分離”給定12 學時，但在本次實際教學中，實驗四達到20～25 學時，總實驗超過了50 學時.

為保障學校高素質人才的培養(yǎng)目標，保障實驗教學效果，針對實驗教學學時不足的問題，藥學院在前期實驗教學改革的基礎上，根據積累的改革經驗，將在2020 年對本科培養(yǎng)方案進行修訂，增加實驗課學時，調整理論課與實驗課學時比例.

5.3 實驗教學內容少

因學時和場地所限，天然藥物化學實驗目前只開設了薄層色譜、蒽醌類、黃酮類和生物堿類四個內容的實驗課程，其他章節(jié)內容則無法開設.

針對實驗教學內容少的問題，我們充分利用愛課程、好大學等平臺上的MOOC 資源和精品課程，合理增加學生的學習內容，讓學生忙起來，夯實教學效果.同時建設學校的天然藥物化學虛擬仿真實驗項目［13-14］，大力推進實驗教學改革和創(chuàng)新，以進一步提高學生的綜合應用能力.

6 結論

天然藥物化學實驗不僅能夠驗證和鞏固所學的理論知識，更重要的是通過實驗使學生掌握天然藥物化學的基本操作技術和方法，培養(yǎng)學生主動觀察、分析、解決問題等各方面的學習能力，為將來運用實驗手段進行科學研究打下堅實的基礎.本項目分別應用雨課堂、PBL 教學、設計性實驗等多種手段對天然藥物化學實驗教學進行改革，提高了學生的參與度，增強了學生的學習能力、實驗設計能力，培養(yǎng)了學生的質疑精神.本次教學實驗改革是我校重視培養(yǎng)本科生學習及應用能力的體現和進一步落實，明顯提高了教學效果和學生培養(yǎng)質量，具有一定的推廣價值.