秦向陽，劉建強(qiáng)，吳堯平，何 煒，李志全

（1.第四軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院，陜西西安710032；2.廣東醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，廣東東莞523808；

3.第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院，陜西西安710032）

●教學(xué)管理

關(guān)于醫(yī)用有機(jī)化學(xué)緒論課教學(xué)的思考

秦向陽1，劉建強(qiáng)2，吳堯平3，何 煒1，李志全3*

（1.第四軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院，陜西西安710032；2.廣東醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，廣東東莞523808；

3.第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院，陜西西安710032）

有機(jī)化學(xué)與醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的交叉與融合越來越緊密，為醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。緒論課作為有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)開宗明義的第一課，其成敗直接影響到學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)。而組織合理的授課內(nèi)容是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣、夯實(shí)基礎(chǔ)、啟發(fā)思考，從而實(shí)現(xiàn)溫故知新、授人以漁的關(guān)鍵。

醫(yī)用有機(jī)化學(xué)；緒論課；溫故知新；授人以漁

有機(jī)化學(xué)作為醫(yī)學(xué)高等院校開設(shè)的一門重要基礎(chǔ)課程需要為醫(yī)學(xué)生鋪設(shè)一座橋梁，以便它能通向?qū)W科發(fā)展的最前沿［1］。然而筆者在多年的一線教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：（1）我國高等教育目前出現(xiàn)了重實(shí)踐輕基礎(chǔ)的極端發(fā)展趨勢(shì)。其直接后果便是導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，不但影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而且也難以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)［2］；（2）醫(yī)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，從而導(dǎo)致部分學(xué)生認(rèn)為只要學(xué)醫(yī)學(xué)課程就行，而忽視了對(duì)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)。因此，作為一名高等教育工作者應(yīng)該如何來面對(duì)現(xiàn)實(shí)情況呢？答案就是上好緒論課。緒論是教材的先導(dǎo)和靈魂，一次好的緒論課能極大地激發(fā)學(xué)生求知的欲望與興趣，從而有效地促進(jìn)后續(xù)課程的教學(xué)效果。如何才能上好緒論課呢？經(jīng)過多年的反復(fù)思考和認(rèn)真研究，我們發(fā)現(xiàn)“溫故知新，授人以漁”是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣、夯實(shí)基礎(chǔ)、啟發(fā)思考的重要法寶。

一、有機(jī)化學(xué)的學(xué)科地位及與醫(yī)藥科學(xué)的關(guān)系

建立積極的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣是學(xué)生學(xué)好有機(jī)化學(xué)的前提。在緒論課教學(xué)中，任課老師應(yīng)該首先把握好課程及其最新科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)與研究進(jìn)展，并且精心準(zhǔn)備，精益求精地選好內(nèi)容以便正確引導(dǎo)學(xué)生明確有機(jī)化學(xué)在學(xué)科中的地位和重要性，從而啟動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。為此，老師在介紹完有機(jī)化合物與有機(jī)化學(xué)的概念之后，應(yīng)重點(diǎn)向?qū)W生闡述有機(jī)化學(xué)在學(xué)科中的地位、前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)。

（一）有機(jī)化學(xué)的作用與地位。

目前，人類創(chuàng)造出的新物質(zhì)數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越從自然界發(fā)現(xiàn)的新物質(zhì)數(shù)量。正如美國著名有機(jī)化學(xué)家R.B.Woodward所說：“化學(xué)家在老的自然界旁邊又建立起了一個(gè)新的自然界?！币虼擞袡C(jī)化學(xué)是物質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)。而且有機(jī)化學(xué)與其他學(xué)科分支相比較其顯著不同的特點(diǎn)是它兼有科學(xué)性和藝術(shù)性兩大特點(diǎn)。如何體現(xiàn)其藝術(shù)性呢？

維生素B12是一種含有181個(gè)原子和9個(gè)手性中心的復(fù)雜天然產(chǎn)物，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液中易分解。1973年，伍德沃德和瑞士化學(xué)家艾申莫瑟兩個(gè)課題組共同完成并發(fā)表了維生素B12的全合成工作。該項(xiàng)工作在有機(jī)化學(xué)歷史上樹立了一個(gè)新的里程碑。

?？舅厥且环N含有409個(gè)原子，有64個(gè)手性中心和7個(gè)可異構(gòu)雙鍵的劇毒海洋天然產(chǎn)物。1994年，哈佛大學(xué)化學(xué)系教授Y.Kishi研究小組實(shí)現(xiàn)了其全合成，試想如果合成反應(yīng)沒有精準(zhǔn)的選擇性，那么可能得到的異構(gòu)體數(shù)目將是2的71次方個(gè)。因此，這一高超的令人嘆為觀止的合成藝術(shù)被譽(yù)為有機(jī)合成的珠穆朗瑪峰和有機(jī)全合成的巔峰之作。事實(shí)再一次證明了伍德沃德的名言：有機(jī)合成是一門藝術(shù)。

因此，有機(jī)化學(xué)這門常新常青的學(xué)科，提供了人所創(chuàng)造的物質(zhì)世界，已經(jīng)成長(zhǎng)為一門滿足社會(huì)需要的核心學(xué)科。

（二）有機(jī)化學(xué)與醫(yī)藥科學(xué)的關(guān)系。

1.天然藥物。資源豐富的天然產(chǎn)物，是藥物的一個(gè)重要來源。例如我國藥物化學(xué)家屠呦呦教授從青蒿中提純了治療瘧疾的藥物青蒿素，這是具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的藥物。屠教授也因此獲得了2011年度美國拉斯克臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)；1775年英國植物學(xué)家和醫(yī)生威日林從毛花洋地黃中發(fā)現(xiàn)了用于治療心力衰竭的藥物地高辛，雖然歷史已經(jīng)過去200多年，地高辛目前仍然是治療心力衰竭的首選藥物之一；1963年美國化學(xué)家瓦尼和沃爾從紅豆杉中分離到的紫杉醇是抗癌藥物中的明星分子。其年銷售額在25億美元左右。

2.有機(jī)合成藥物。除了直接從天然產(chǎn)物中獲取藥物以外，通過對(duì)人工合成得到的各種有機(jī)化合物進(jìn)行活性篩選也是獲取藥物的一種重要途徑。例如1932年德國化學(xué)家多馬克合成得到的第一個(gè)磺胺類抗菌藥——百浪多息開啟了化學(xué)療法的新紀(jì)元?！叭f靈藥”藥物阿司匹林是來源于對(duì)天然產(chǎn)物水楊酸的結(jié)構(gòu)改造而獲得的比水楊酸本身更為理想的藥物。具有退熱和止痛作用的藥物對(duì)乙酰氨基酚是在科學(xué)家們尋找非阿司匹林類解熱鎮(zhèn)痛藥物的過程中人工合成的。環(huán)丙沙星是通過合成得到的第三代喹諾酮類抗生素藥物等等，這些代表性的例子說明新藥的發(fā)現(xiàn)與合成都離不開有機(jī)化學(xué)。

3.有機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)。1965年我國科學(xué)家完成了世界上第一個(gè)蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素的全合成，開辟了人工合成蛋白質(zhì)的時(shí)代。這標(biāo)志著人類在探索生命奧秘的征途中邁出了關(guān)鍵性的一步。當(dāng)代有機(jī)化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)就是與生命科學(xué)結(jié)合形成當(dāng)今最前沿的交叉學(xué)科——化學(xué)生物學(xué)。所謂的化學(xué)生物學(xué)是指采用化學(xué)的手段，來探索生物醫(yī)學(xué)問題的科學(xué)的一門學(xué)科。目前化學(xué)生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域最高速發(fā)展的學(xué)科，受到了各國政府的高度重視和支持。美國一些著名大學(xué)如Harvard和Cornell的化學(xué)系也因此改名為化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)系。我國從事化學(xué)生物學(xué)研究的代表性人物包括清華大學(xué)劉磊教授，北京大學(xué)陳鵬教授等等。

因此，我們有理由相信，隨著化學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展，在未來的生命科學(xué)中，化學(xué)必將為我們揭開生命的奧秘，研制治療絕癥的靈丹妙藥而再鑄輝煌。

二、溫故知新，授人以漁

有機(jī)化學(xué)內(nèi)容多，知識(shí)面廣［3］。學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)常常感到無從下手。為應(yīng)付考試，往往是采取突擊性的“死記”來解決問題。但“背”并不是學(xué)好與掌握有機(jī)化學(xué)知識(shí)的法寶。因此緒論課的另外一個(gè)重要作用就是要向?qū)W生介紹有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法即授人以漁。

那么，什么是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)？教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該放在什么地方呢？筆者在多年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中應(yīng)該向?qū)W生闡述清楚的是有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)式及其表示方法、有機(jī)化合物中的化學(xué)鍵、酸和堿的電子理論、共價(jià)鍵的反應(yīng)類型這四部分類容。由于有機(jī)化學(xué)的特點(diǎn)是結(jié)“構(gòu)決定性質(zhì)”，并且有機(jī)化合物成鍵與結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是雜化軌道理論，有機(jī)化合物發(fā)生離子型反應(yīng)的本質(zhì)可以歸結(jié)為L(zhǎng)ewis酸堿反應(yīng)。因此緒論課教學(xué)的重中之重應(yīng)該放在雜化軌道里理論和Lewis酸堿的講授上。而這兩部分知識(shí)是我們?cè)卺t(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的，因此是我們?cè)诮虒W(xué)過程中采用PBL教學(xué)法，使學(xué)生“知其然”，還要讓他們“知其所以然”，逐步啟發(fā)思考，實(shí)現(xiàn)溫故知新、授人以漁的很好范例。

（一）有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵。

范特霍夫在1874年發(fā)表的《空間化學(xué)引論》首次提出了碳四面體假說：碳原子始終位于四面體的中心，四個(gè)價(jià)鍵分別指向四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。四面體學(xué)說的提出成功地解釋了當(dāng)時(shí)人們發(fā)現(xiàn)的酒石酸、葡萄酸等物質(zhì)具有旋光異構(gòu)的現(xiàn)象。但如何從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度來解釋C的四面體結(jié)構(gòu)呢？1932年美國著名的量子化學(xué)家鮑林提出了軌道雜化理論，科學(xué)地闡明了有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。那么什么是雜化軌道呢？通過雜化軌道形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵，那么什么是共價(jià)鍵？共價(jià)鍵的類型有幾種？它們各自的特點(diǎn)是什么？提出這些問題，讓學(xué)生調(diào)動(dòng)大腦去回憶學(xué)過的知識(shí)，然后回答，教師做點(diǎn)評(píng)。當(dāng)這些知識(shí)鋪墊完成之后，用CHClBrI和乙烯作為例子，讓學(xué)生討論和分析其成鍵的情況，老師做點(diǎn)評(píng)。隨后，用CHClBrI分子的球棍模型向?qū)W生展示其空間構(gòu)型，從而引入對(duì)映體的概念。為了進(jìn)一步使醫(yī)學(xué)生重視對(duì)映異構(gòu)體的重要性，我們?cè)诖艘敕磻?yīng)停的例子。反應(yīng)停是1961年德國Chemie公司推向市場(chǎng)的一種倍受孕婦喜歡的神經(jīng)鎮(zhèn)靜藥，然而好景不長(zhǎng)，僅兩年以后就出現(xiàn)了12000多例四肢畸形，酷似海豹的嬰兒，成為醫(yī)學(xué)史上的一大悲劇。后來研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)停是一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體的混合物，其中右旋體是很好的鎮(zhèn)靜藥，而左旋體則有強(qiáng)烈的致畸作用。慘痛的教訓(xùn)使人們認(rèn)識(shí)到研究和分離對(duì)映異構(gòu)體的重要性。

（二）Lewis酸堿理論。

對(duì)醫(yī)用有機(jī)化學(xué)而言，學(xué)習(xí)的絕大部分反應(yīng)是離子型反應(yīng)。因此，我們可以把Lewis酸堿理論作為聯(lián)系結(jié)構(gòu)與有機(jī)化合物反應(yīng)性能的橋梁來學(xué)習(xí)。

我們首先向?qū)W生提問：什么是Lewis酸？什么是Lewis堿？Lewis酸堿反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？在學(xué)生思考和回憶之后回答，老師做點(diǎn)評(píng)。隨后，進(jìn)一步引入新的知識(shí)。舉出烯烴的親電加成反應(yīng)和鹵代烴的親核取代反應(yīng)例子，讓學(xué)生根據(jù)他們自己對(duì)Lewis酸堿概念的理解判斷反應(yīng)中誰是Lewis酸和堿，然后老師做點(diǎn)評(píng)。

進(jìn)一步，很自然的就引出了親電反應(yīng)、親核反應(yīng)、親電試劑與親核試劑的概念，在給出定義之后，引導(dǎo)學(xué)生回答親電與親核試劑與Lewis酸堿之間的關(guān)系。最后我們要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)有機(jī)化學(xué)中離子型反應(yīng)與無機(jī)化合物之間瞬間完成的離子型反應(yīng)是不一樣的，有機(jī)化學(xué)中的陰陽離子只有短暫的壽命，是活性中間體的一種。但是我們可以借助Lewis酸堿的概念來描述這個(gè)反應(yīng)。因此，通過引導(dǎo)學(xué)生建立Lewis酸堿理論與離子型反應(yīng)之間的內(nèi)在聯(lián)系可以使他們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中能夠抓住有機(jī)反應(yīng)的本質(zhì)，更容易理解和正確書寫反應(yīng)的機(jī)理。

總之，本文從一種全新的視角去思考和研究醫(yī)用有機(jī)化學(xué)緒論課的教學(xué)，讓學(xué)生在“知其然”和探索“其所以然”的過程中夯實(shí)了基礎(chǔ)，改變了“背”有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法，從而實(shí)現(xiàn)授人以漁的目的。經(jīng)過多年的努力，令我們欣慰的是學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的積極性和主動(dòng)性有了很大程度的提高。

［1］裴偉偉.有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)改革的設(shè)想［J］.大學(xué)化學(xué)，1998，13（5）：12.

［2］鄧衛(wèi)平，杜文婷，錢旭紅.淺析有機(jī)化學(xué)在藥學(xué)人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)核心地位［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2009（6）：33.

［3］張丹維.抓住基礎(chǔ)、授人以漁——以有機(jī)化學(xué)課程的緒論內(nèi)容選取為例［J］.大學(xué)化學(xué)，2011，26（2）：16.

On lecturing the introduction ofmedical organic chem istry

Qin xiangyang，Wu yaoping，Li zhiquan，et al（1.Department of Chemistry，School of Pharmacy，2.Orthopedics，Xijing Hospital，F(xiàn)ourth Military Medical University，Xi＇an 710032，Shangxi，China；3.Guangdong Medical College，School of Pharmacy，Dongguan 523808，Guangdong，China）

As the interdisciplinary and integral nature of organic chemistry，medicine and life sciences are increasingly evident，the achievementsmade in organic chemistry are significant for the development ofmedicine and the life sciences.The introduction is the first class tomake clear the theme in lecturing organic chemistry.Whether it is successful or not directly affects students in learning this course.The appropriate organization of teaching contents is the key to stimulate students＇motivation and interest，to reinforce their basis and tomake them creative.Thus，new insightswill be achieved through reviewing the old material and the purpose of teaching one how to fish will be realized.

Medical organic chemistry；introduction；to achieve the new insights through reviewing the oldmaterial；to teach one how to fish

G642.0

A

1002-1701（2014）06-0050-03

2013-12

秦向陽，男，博士，講師，研究方向：有機(jī)合成。

第四軍醫(yī)大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（JG201417）。

*通訊作者

10.3969／j.issn.1002-1701.2014.06.027