葉瑤珍 張振南 肖健 張翼
(葉瑤珍:碩士在讀。研究方向:藥學(xué)專業(yè)教學(xué)和實驗室管理。張振南:碩士在讀。研究方向:藥物分析研究。肖健、張翼:溫州醫(yī)學(xué)院。)
有機化學(xué)實驗是高等院?;瘜W(xué)、檢驗、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等相關(guān)學(xué)科的重要實驗基礎(chǔ)課,而有機化學(xué)實驗對藥學(xué)專業(yè)學(xué)生而言則更為重要,因為當(dāng)前常用的藥物中,其成分絕大多數(shù)是有機化合物;而中草藥的有效成分,也大多是有機化合物。藥學(xué)專業(yè)學(xué)生不但要了解現(xiàn)有藥物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、配制和藥效,更重要的任務(wù)是開發(fā)和創(chuàng)制新藥,這就需要具備較豐富的有機化學(xué)知識。鑒于藥學(xué)與有機化學(xué)日益密切的關(guān)系,我校更將有機化學(xué)實驗課作為藥學(xué)專業(yè)的一門獨立設(shè)課課程。然而傳統(tǒng)藥學(xué)有機化學(xué)實驗課程存在很多不足,現(xiàn)結(jié)合我校有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革與實踐,淺談幾點體會。
以往的有機化學(xué)實驗開設(shè)的實驗項目均以基本操作訓(xùn)練和驗證性的實驗為主,綜合性不強。而且教材中整個實驗流程,結(jié)果都已經(jīng)非常清楚,然后學(xué)生只要按固定程序的要求完成實驗,不僅單調(diào)而且整個實驗過程中學(xué)生對實驗現(xiàn)象不認(rèn)真觀察,更沒有思考,根本無法達(dá)到實驗?zāi)康摹?/p>
以往有機化學(xué)實驗與藥學(xué)專業(yè)聯(lián)系不深,實驗在思維方式和行為習(xí)慣上往往習(xí)慣于守常而不是創(chuàng)新,學(xué)生加快發(fā)展意識不強,視野不夠開闊。比如我校以前藥學(xué)專業(yè)學(xué)生有機化學(xué)實驗項目與其他專業(yè)不存在區(qū)別,與藥學(xué)內(nèi)容結(jié)合不深,無法體現(xiàn)專業(yè)特征。因而學(xué)生思維不活躍,難以將理論知識融會貫通,更談不上將來把理論知識轉(zhuǎn)化成分析藥學(xué)問題、解決藥學(xué)實際問題的能力。
有機化學(xué)實驗與其他化學(xué)實驗相比, 試劑種類多、用量大,所用的儀器設(shè)備繁多,且破損率高;另外有機實驗所用儀器、試劑的價格往往較其他實驗高,實驗經(jīng)費消耗大。同時有機化學(xué)實驗試劑大多揮發(fā)性強,且多在一定程度上都有毒性,而且在實驗過程中易產(chǎn)生的污染物,又由于實驗室設(shè)施陳舊,通風(fēng)條件不良等,不僅造成學(xué)生教師的健康隱患,而且排放到自然環(huán)境中,造成的環(huán)境污染危害。這些都逐漸引起人們的警覺與高度重視。2005年教育部、國家環(huán)??偩职l(fā)布了關(guān)于加強高等學(xué)校實驗室排污管理的通知,要求地方各級教育和環(huán)保行政主管部門將高校實驗室、試驗場列入環(huán)境監(jiān)測范圍。
針對國內(nèi)各醫(yī)藥院校藥學(xué)專業(yè)有機化學(xué)實驗所存在的不足,我校就藥學(xué)專業(yè)有機化學(xué)實驗的教學(xué)組織、教學(xué)管理和教學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的規(guī)劃、設(shè)計和安排。其中特別注意把握以下
我們改進(jìn)傳統(tǒng)實驗項目,在學(xué)生熟悉基本操作的基礎(chǔ)上,開設(shè)綜合性實驗。我校藥學(xué)專業(yè)在近幾年新開了好幾個綜合性實驗,如Cannizzaro反應(yīng)及其在酸和醇制備中的應(yīng)用;該實驗就充分融合了萃取、重結(jié)晶、低沸點物質(zhì)蒸餾、減壓蒸餾等有機化學(xué)實驗基本操作,讓學(xué)生不僅僅熟練各種實驗基本操作,還給學(xué)生建立一種實驗意識:即在實際藥物制備,研究中不能把各種基本操作孤立起來,而是要看成一個整體,融會貫通、靈活運用。
我校藥學(xué)專業(yè)的有機化學(xué)實驗課,專門設(shè)置了與藥物有關(guān)的實驗項目。這些實驗項目多涉及從天然藥物中分離、提純的有機化合物,進(jìn)行結(jié)構(gòu)測定和性能研究,讓藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生能夠?qū)μ烊凰幬镉袀€初步的了解。 我們安排了從黃連中提取黃連素的實驗,并讓學(xué)生對自己提取的黃連素進(jìn)行了性質(zhì)檢驗,鑒定提取品的純度;還有大黃中羥基蒽醌的提取、分離和鑒別實驗,利用有機化學(xué)基本操作對大黃中一系列有機成分進(jìn)行了提取和研究。這些實驗項目利用有機化學(xué)基本操作,對天然藥物進(jìn)行研究,和藥學(xué)專業(yè)課程聯(lián)系起來,讓藥學(xué)專業(yè)學(xué)生對藥學(xué)研究有個基礎(chǔ)的認(rèn)識。
目前環(huán)境污染是一個備受矚目的問題,而化學(xué)實驗為解決污染問題,提倡綠色化學(xué)。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué) 、清潔化學(xué)。綠色化學(xué)即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物 。它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。我們也根據(jù)綠色化學(xué)要求,尋求低污染或無污染的物質(zhì)代替實驗中有毒、有害物質(zhì)。如在萃取實驗中,我們原來用氯仿提取碘液,由于氯仿對人體和環(huán)境的危害都比較大,現(xiàn)在我們在不影響實驗效果情況下,選用毒性稍低二氯甲烷提取,并做好實驗廢液的回收工作,降低污染。另外,在乙酰水楊酸制備實驗中,原來在制備過程中都使用到乙醚,石油醚等揮發(fā)性很強,污染較大的實際,現(xiàn)在我們改進(jìn)了實驗流程,選用碳酸氫鈉,鹽酸等試劑進(jìn)行重結(jié)晶。這些試劑的改進(jìn)并沒有影響乙酰水楊酸的產(chǎn)率和質(zhì)量,但大大地降低了試劑對人體和環(huán)境的污染,得到廣大學(xué)生和教師的好評。
通常所說的半微量實驗,一般指采用半微量玻璃儀器,加入小量的試劑進(jìn)行實驗;半微量儀器外形與常規(guī)儀器基本相同,體積縮小至1/2~1/5,試劑量減少到常量的1/2~1/5,儀器裝置與操作方法步驟也基本相同,因而稱為小量、半微量或減量實驗。我們組織學(xué)生在部分實驗中采用減量實驗,如無水乙醇的制備,乙酰水楊酸的制備均將實驗原料減半,運用體積較小的玻璃儀器,觀察實驗效果,實驗制備的產(chǎn)率并沒有影響,但試劑額消耗量均大量減少,各項投入都降低。如薄層色譜實驗中,我們現(xiàn)改用玻片做層析板,并使用小層析缸,伴隨的鋪板試劑和展開劑用量均減少。半微型實驗采用在有機化學(xué)實驗中能有效地減少實驗用品的消耗量,減少實驗經(jīng)費消耗。
實驗串聯(lián)進(jìn)行,是實現(xiàn)實驗資源循環(huán)化的途徑,充分利用實驗產(chǎn)品,能減少原料試劑的消耗。如苯甲酸制備實驗中所得的產(chǎn)品,都被用于重結(jié)晶、熔點測定實驗中。對于一些實驗內(nèi)容相關(guān)的實驗,我們將其聯(lián)系起來使單一實驗組合成一個系列,形成串聯(lián)實驗,以前一個反應(yīng)的產(chǎn)品為后一個反應(yīng)的原料來完成系列制備。如無水乙醇制備出來的無水乙醇,可作為原料試劑用于香豆素的制備實驗中,還可以用于黃連素的提取等等。
以上是近幾年我校在藥學(xué)專業(yè)有機化學(xué)實驗教學(xué)中的一些改革嘗試,取得了明顯效果,但隨著本科教育推廣,及對實踐教學(xué)日益重視,參與實驗的學(xué)生人數(shù)大幅度增加,化學(xué)實驗課時與實驗數(shù)量大幅度增加,有機化學(xué)實驗教學(xué)日益重要,其教學(xué)仍舊還存在問題:①實驗中,學(xué)生的自主性不強,實驗流程設(shè)計參與不多,缺少設(shè)計性實驗。②有機化學(xué)實驗所需課時長,實驗班級數(shù)量多,實驗室、實驗設(shè)備不足,使得實驗安排存在很多沖突。③有機化學(xué)實驗先進(jìn)儀器設(shè)備運用不多,多停留在簡單玻璃儀器制備階段,與真正藥物生產(chǎn)制備脫節(jié)。因此,針對存在的問題,今后高校有機化學(xué)實驗教學(xué)如在開設(shè)設(shè)計性實驗,增加教室、儀器等硬件設(shè)施,增加多媒體教學(xué)等方面,還要有待進(jìn)一步深化改革。
張鋒.藥學(xué)專業(yè)有機化學(xué)實驗教學(xué)改革[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版, 2008.