趙惠茹，靖 會(huì)，楊 陽，關(guān) 麗，陳云梅，楊黎彬

（西安醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，陜西西安 710021）

天然藥物化學(xué)是應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和方法研究天然產(chǎn)物中各類化學(xué)成分的一門學(xué)科，是藥學(xué)專業(yè)的主干課程，與有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、波譜解析、生藥學(xué)、藥物分析、藥劑學(xué)等課程相互關(guān)聯(lián)，在藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)體系中發(fā)揮著承上啟下的作用[1]。課程大綱要求學(xué)生掌握萜類、生物堿、糖和苷、黃酮類等生物活性成分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、理化性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定和生物活性。課程內(nèi)容涉及學(xué)科多、信息量大、知識(shí)跨度寬、對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度的要求高。由于學(xué)生在短期內(nèi)構(gòu)建嚴(yán)密的多學(xué)科邏輯知識(shí)體系較難，加之對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握得不夠扎實(shí)、運(yùn)用得不夠靈活，易喪失對(duì)該門課程的興趣，產(chǎn)生畏難心理，學(xué)習(xí)積極性不高。因此，要讓學(xué)生較好地掌握該門課程的內(nèi)容，對(duì)授課教師的專業(yè)水平和知識(shí)寬度就提出了更高的要求，所以，教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的組織與重構(gòu)、教學(xué)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新具有重要意義。

1 有效成分提取方法教學(xué)設(shè)計(jì)思路

1.1 教學(xué)目標(biāo)

天然藥物化學(xué)有效成分的提取方法是《天然藥物化學(xué)》課程的重要內(nèi)容，貫穿到各類成分的教學(xué)過程中。根據(jù)我校藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)定位和《天然藥物化學(xué)》課程目標(biāo)，結(jié)合本章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，從知識(shí)、能力和素質(zhì)三個(gè)層次設(shè)定本節(jié)課程教學(xué)目標(biāo)。

1.1.1 知識(shí)目標(biāo)

①掌握溶劑的種類和性質(zhì)、常用的溶劑提取方法以及提取溶劑的選擇。

②熟悉水蒸氣蒸餾法和升華法的原理、特點(diǎn)及適用范圍。

③了解天然藥物有效成分的提取方法。

1.1.2 能力目標(biāo)

①在講解相似相溶原理和溶劑性質(zhì)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生歸納每種提取方法的特點(diǎn)和適用范圍，在邏輯上形成“由因及果”的思維能力。

②引導(dǎo)學(xué)生從“知其然”（不同提取方法的應(yīng)用范圍）到“知其所以然”（方法的原理和特點(diǎn)），最終落腳于“用”（工業(yè)化生產(chǎn)中選擇合適的提取方法），培養(yǎng)學(xué)生綜合分析運(yùn)用能力。

1.1.3 素質(zhì)目標(biāo)

①培養(yǎng)科學(xué)觀，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。

②培養(yǎng)辯證思維邏輯，增強(qiáng)生產(chǎn)安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，樹立和諧發(fā)展觀。③培養(yǎng)愛國(guó)主義情懷和科學(xué)家精神，堅(jiān)定理想信念，增強(qiáng)中醫(yī)藥文化自信。

1.2 學(xué)情分析

《天然藥物化學(xué)》課程開設(shè)在大三第二學(xué)期，學(xué)生已完成有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、生藥學(xué)等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)和藥學(xué)專業(yè)見習(xí)。絕大部分學(xué)生開始關(guān)注考研方向或就業(yè)去向，對(duì)專業(yè)滿意度較高，學(xué)習(xí)目的明確，能夠積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)新知識(shí)。但也有一小部分學(xué)生對(duì)自己的發(fā)展前途比較迷茫，或者基礎(chǔ)化學(xué)課程知識(shí)不扎實(shí)，難以形成完整的邏輯鏈，學(xué)習(xí)效率較低?；诖耍诮虒W(xué)過程中需要及時(shí)回顧基礎(chǔ)課程的知識(shí)點(diǎn)，由表及里，由淺入深，選用常見、易懂的生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)案例解釋現(xiàn)象背后的機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)?？刹捎眯〗M討論、隨堂測(cè)試等形式，以天然藥物化學(xué)成分和溶劑的極性為中心，構(gòu)建章節(jié)知識(shí)體系[2]。

1.3 教學(xué)重點(diǎn)及突出方法

天然藥物有效成分的提取方法包括溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法和升華法，是天然藥物有效成分研究的源頭，雖然所占篇幅不多，并且部分內(nèi)容在基礎(chǔ)課程中已有簡(jiǎn)單介紹，但是這些內(nèi)容分散在不同課程的不同章節(jié)中，不系統(tǒng)，而它們?cè)凇短烊凰幬锘瘜W(xué)》的教學(xué)中是需要學(xué)生掌握的內(nèi)容，大綱規(guī)定理論教學(xué)共2學(xué)時(shí)，教學(xué)重點(diǎn)如下。

（1）實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)化生產(chǎn)中常用的溶劑提取法。

（2）每種溶劑提取方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情分析，從以下兩個(gè)方面突出教學(xué)重點(diǎn)。

①一個(gè)中心：以天然藥物化學(xué)成分和溶劑的極性為中心，擴(kuò)展到生產(chǎn)實(shí)踐的具體問題。

②多個(gè)角度：在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的基礎(chǔ)上講解新知識(shí)，從理論知識(shí)到實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐，再到工業(yè)化生產(chǎn)，形成一條完整的知識(shí)體系和邏輯鏈條。

1.4 教學(xué)難點(diǎn)及突破方法

本節(jié)課的難點(diǎn)之一在于超臨界流體萃取法的原理和應(yīng)用，主要是因?yàn)槌R界流體種類多，夾帶劑不同。為了使學(xué)生更好地理解其原理，講清楚超臨界狀態(tài)和超臨界流體的概念，通過分析溫度、壓力與超臨界流體物態(tài)的關(guān)系，理解超臨界狀態(tài)，進(jìn)一步選用從簡(jiǎn)到繁的實(shí)例強(qiáng)化、綜合分析，形成從概念到應(yīng)用的過渡，最終能夠正確選擇實(shí)驗(yàn)條件提取有效成分。另一個(gè)難點(diǎn)是溶劑極性大小與介電常數(shù)的關(guān)系以及化合物極性的判斷，為了突破難點(diǎn)，在教學(xué)中進(jìn)行知識(shí)拓展，明確介電常數(shù)用以表征溶劑對(duì)溶質(zhì)分子溶劑化以及隔開離子的能力，介電常數(shù)大的溶劑，有較大隔開離子的能力，因而極性較大。

1.5 教學(xué)方法與手段

根據(jù)有效成分提取方法章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，以學(xué)生的知識(shí)需求、能力獲得和價(jià)值塑造為原則，以問題的提出、分析和解決為主線進(jìn)行講授。采取問題式、案例式、啟發(fā)式、對(duì)比式相結(jié)合的教學(xué)方法，以問啟學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考。將PPT 與板書相結(jié)合，借助超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)，采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，通過課堂提問、討論和隨堂測(cè)試等環(huán)節(jié)，關(guān)注學(xué)生課堂反應(yīng)，了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，實(shí)時(shí)反饋整體教學(xué)效果。

1.6 教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)過程

按照天然藥物有效成分提取方法的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，繪制教學(xué)過程如圖1所示。

圖1 天然藥物有效成分提取方法的教學(xué)過程（為重點(diǎn)，為難點(diǎn)）

2 有效成分提取方法教學(xué)設(shè)計(jì)案例與實(shí)施

課程團(tuán)隊(duì)教師以天然藥物有效成分提取方法章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為例，從教學(xué)目標(biāo)、教師教學(xué)活動(dòng)、學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)和具體教學(xué)安排等方面設(shè)計(jì)了教學(xué)環(huán)節(jié)，如表1所示。

表1 有效成分提取方法的教學(xué)實(shí)施

2.1 導(dǎo)入課程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

通過提出兩個(gè)與生活經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的問題導(dǎo)入課程，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（1）問題1：茶水是怎么得到的？

（2）問題2：同學(xué)們了解古法釀醋嗎？同時(shí)展示泡茶的視頻和古法釀醋流程的圖片，用一張PPT 從整體上展示本節(jié)課知識(shí)框架，包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，明確本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及時(shí)間分配，做到有的放矢。

2.2 拓展相關(guān)知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生觀察與思考

天然藥物有效成分的提取就是選擇適宜的溶劑和適當(dāng)?shù)姆椒?，去除天然藥物中的毒性或無效成分，最大限度地提取有效成分的過程。首先從生活和生產(chǎn)實(shí)踐角度強(qiáng)化有效成分、無效成分和提取的概念。隨后啟發(fā)學(xué)生解答問題：泡茶和釀醋的過程所用溶劑是什么？用了什么樣的提取方法？茶水和食醋中的主要化學(xué)成分是什么？引導(dǎo)學(xué)生要善于觀察，勤于思考，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。為了便于課程小結(jié)，在講授PPT 的同時(shí)對(duì)提取方法及重要的專業(yè)名詞進(jìn)行板書。

2.3 教學(xué)實(shí)施

結(jié)合課程導(dǎo)入提出的問題，進(jìn)一步提問學(xué)生茶葉浸泡時(shí)間與茶水顏色的關(guān)系，用問題和圖片模擬引入溶劑提取的動(dòng)力學(xué)過程，接著回顧溶劑的種類和性質(zhì)等相關(guān)知識(shí)。通過分析歸納溶劑的極性強(qiáng)弱，引導(dǎo)學(xué)生思考溶劑極性與介電常數(shù)的關(guān)系。通過展示實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)化生產(chǎn)所用的提取分離相關(guān)設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生盡可能選用毒性小、對(duì)環(huán)境污染小的溶劑，選用設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗小的方法，堅(jiān)持綠色化學(xué)與生態(tài)文明的理念。通過分析不同提取溶劑的毒性、易燃易爆性，樹立溶劑回收再利用和實(shí)驗(yàn)室廢液處理的理念，培養(yǎng)學(xué)生遵守職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)學(xué)生關(guān)注生態(tài)文明和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。在講到本節(jié)課的難點(diǎn)時(shí)，對(duì)比超臨界流體萃取法與經(jīng)典溶劑提取法中“溶劑”的不同，進(jìn)一步圖解“超臨界狀態(tài)”與溫度和壓力的關(guān)系、超臨界流體的特點(diǎn)，舉例說明如何選擇夾帶劑，總結(jié)該法的優(yōu)缺點(diǎn)。在講完所有的溶劑提取法后，用圖表進(jìn)行小結(jié)對(duì)比。

具體到應(yīng)用過程中，從分析葡萄糖、蕓香苷和青蒿素的結(jié)構(gòu)入手，啟發(fā)學(xué)生分析官能團(tuán)與化合物極性的關(guān)系，比如以青蒿素為例，提問學(xué)生青蒿素從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看屬于親脂性成分，那么提取溶劑如何選擇？用水煎煮可以提取嗎？接下來播放視頻《中醫(yī)藥給世界的禮物》——青蒿素的提取，學(xué)生看完后分小組討論：

（1）在提取青蒿素時(shí)，將提取溶劑由水變?yōu)橐颐堰M(jìn)行回流提取的目的是什么?

（2）從青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程和屠呦呦獲獎(jiǎng)感言中領(lǐng)悟到什么?根據(jù)學(xué)生的小組討論匯報(bào)結(jié)果，教師總結(jié)科學(xué)家精神的內(nèi)涵，從而培養(yǎng)學(xué)生追求真理的科學(xué)精神，弘揚(yáng)科學(xué)家堅(jiān)韌不拔、一絲不茍、精益求精的科學(xué)態(tài)度，堅(jiān)定中醫(yī)藥文化自信。

在重點(diǎn)學(xué)習(xí)了溶劑提取法后，簡(jiǎn)要介紹水蒸氣蒸餾法和升華法的原理及應(yīng)用，并在學(xué)習(xí)通發(fā)布討論題目和隨堂測(cè)驗(yàn)試題，結(jié)合學(xué)生參與討論和答題情況總結(jié)評(píng)價(jià)和拓展提升。建議學(xué)生以板書為框架畫出思維導(dǎo)圖，以課后作業(yè)或討論的形式提交到超星學(xué)習(xí)通，互相評(píng)價(jià)交流學(xué)習(xí)。最后以青蒿素提取視頻相關(guān)的實(shí)驗(yàn)案例收尾，提出問題：屠呦呦在實(shí)驗(yàn)中以乙醚為溶劑從黃花蒿中得到的提取物是純物質(zhì)嗎？如果是，用哪些方法可以確定結(jié)構(gòu)？如果不是，有哪些方法可以分離純化？鼓勵(lì)學(xué)生用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)判斷，為下節(jié)課講解天然藥物有效成分的分離方法埋下伏筆。

3 結(jié)束語

為了落實(shí)一流課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，致力于創(chuàng)新應(yīng)用型藥學(xué)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在天然藥物化學(xué)總論教學(xué)有效成分的提取方法課程設(shè)計(jì)中，采取了重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)施混合教學(xué)和融入人文知識(shí)等方面的措施，以問題為導(dǎo)向，通過課程導(dǎo)入的有效設(shè)計(jì)、理論知識(shí)的系統(tǒng)講解、小視頻的觀看、課堂提問、分組討論及課后學(xué)習(xí)通測(cè)試等教學(xué)手段，拓展了課程的廣度和深度，體現(xiàn)了藥學(xué)與理學(xué)、藥學(xué)與人文、實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐與工業(yè)化生產(chǎn)的結(jié)合，有效實(shí)現(xiàn)了知識(shí)-能力-素質(zhì)融合的課程目標(biāo)。優(yōu)化之后的課程設(shè)計(jì)比之前的教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)自信心增強(qiáng)，分組討論學(xué)習(xí)的形式也增加了課堂的趣味性，教學(xué)效果良好，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，符合藥學(xué)專業(yè)課程的育人特點(diǎn)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和研究打下良好的基礎(chǔ)。