周康(貴州大學(xué)，藥學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

0 引言

教學(xué)一直被看作引導(dǎo)學(xué)生掌握人類長(zhǎng)期積累起來的科學(xué)文化知識(shí)的活動(dòng)，教師的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握知識(shí)，向?qū)W生灌輸知識(shí)，學(xué)生的任務(wù)就是最大限度地吸收知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)便主要成為對(duì)知識(shí)的識(shí)記過程。這種以教師為中心，學(xué)生被看作“知識(shí)容器”的灌輸式教學(xué)(indoctrinating teaching)并非一無是處，其優(yōu)點(diǎn)是便于教師組織課堂教學(xué)，能夠讓學(xué)生簡(jiǎn)捷地掌握間接知識(shí)[1-2]。

但天然藥物化學(xué)具有與多學(xué)科聯(lián)系密切、涉及知識(shí)面廣、復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)、多樣性的理化性質(zhì)、不斷更新變化的提取分離方法、抽象的波普學(xué)知識(shí)等特點(diǎn)[3-4]。灌輸式教學(xué)已經(jīng)不能滿足這類課程的教學(xué)，教師不可能在有限的課時(shí)內(nèi)把教材所有的知識(shí)點(diǎn)都灌輸給學(xué)生，因此特別需要其他的教學(xué)方式輔助完成，同時(shí)以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為目的來提高教學(xué)效果。自主學(xué)習(xí)不僅使學(xué)生在正規(guī)的學(xué)校教育中受益匪淺，而且為其終身學(xué)習(xí)奠定必要的基礎(chǔ)[5]。

但從我院天然藥物化學(xué)教學(xué)狀況分析，實(shí)施完全自主學(xué)習(xí)的可能性很小。因?yàn)槭芸陀^條件的限制，此外大部分學(xué)生還不具備獨(dú)立承擔(dān)一切學(xué)習(xí)責(zé)任的能力。所以，比較適宜的是在教師的指導(dǎo)下在課堂內(nèi)外逐步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

筆者在天然藥物化學(xué)理論課程講授過程中，采用多媒體教學(xué)為主，板書為輔，引入以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)法(Problem-Based Learning, PBL)、以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法(Case Based Learning,CBL)或交互式教學(xué)法(interactive learing)，同時(shí)嘗試使用促進(jìn)自主學(xué)習(xí)的若干教學(xué)策略，以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、獨(dú)立性。

1 天然藥物化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)

天然藥物化學(xué)(medicinal chemistry of natural products)即運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分的一門學(xué)科。天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)必修的一門專業(yè)課程，是整個(gè)藥學(xué)學(xué)科中的一個(gè)重要組成部分，需要多學(xué)科的系統(tǒng)指知識(shí)，如波譜解析、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、生藥學(xué)、分子生物學(xué)、酶學(xué)等[5-6]。

隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步和多學(xué)科的交叉滲透，天然藥物化學(xué)所研究的內(nèi)容也在不斷地完善和擴(kuò)充，其研究?jī)?nèi)容主要包括以下3方面的內(nèi)容：(1)各類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)特征、理化性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定以及生物活性；(2)化學(xué)成分的生物合成，及有效成分在生物體內(nèi)或采收、儲(chǔ)存過程中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及相互轉(zhuǎn)化規(guī)律；(3)活性成分的構(gòu)效關(guān)系和結(jié)構(gòu)修飾和改造。由于這門課程與多門學(xué)科聯(lián)系密切，涉及知識(shí)面廣，使其成為難學(xué)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[6]。

2 嘗試多種教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高課堂教學(xué)效果

我院目前選用的課本為人民衛(wèi)生出版社統(tǒng)編教材，裴月湖、婁紅祥主編的《天然藥物化學(xué)》為主要教學(xué)參考書，其理論課分為兩大部分，即總論及第一章、以及其他章節(jié)為各論。總論介紹天然藥物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容、發(fā)展簡(jiǎn)史、發(fā)展趨勢(shì)；天然化合物的生物合成；天然藥物有效成分的提取分離方法和結(jié)構(gòu)研究法，為學(xué)習(xí)各論打下基礎(chǔ)。各論圍繞各類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)特征，生物合成、物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定以及生物活性展開[6]。

2.1 以問題為基礎(chǔ)-交互式混合教學(xué)法應(yīng)用于生物合成的講解

授課內(nèi)容：總論中第二節(jié)，天然化合物的生物合成。為了讓學(xué)生在上課時(shí)能更好的理解生物合成相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，第一節(jié)授課中講述抗腫瘤藥物研究領(lǐng)域，最引人注目的是來源于植物的紫杉醇，引入討論的問題：紫杉醇是常見惡性腫瘤的一線用藥，需求量極大，既然植物來源的紫杉醇含量有限，那么科學(xué)家是采取哪些辦法制備紫杉醇以滿足市場(chǎng)的需求？教學(xué)安排：要求每組成員課后查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，尋找2～3種制備紫杉醇的優(yōu)勢(shì)方法，并討論其制備方式的優(yōu)缺點(diǎn)。小組代表以幻燈片的形式在課堂分享各小組的觀點(diǎn)，主要內(nèi)容包括：所選制備方法的過程(提取分離方法或合成主要步驟或發(fā)酵菌種，發(fā)酵條件等信息)；該制備方法相對(duì)于其他方法的優(yōu)勢(shì)；該制備方法的局限性，準(zhǔn)備時(shí)間為一周。90分鐘課堂教學(xué)，10組學(xué)生，每組3～4人，課堂抽取5組，每組陳述6～8分鐘，其他課堂時(shí)間由筆者總結(jié)和授課。

在小組講述之后，筆者再引出生物合成是一種環(huán)境友好的方式制備紫杉醇，然后在講述生物合成的概念、一次代謝及二次代謝和主要生物合成途徑。筆者將天然產(chǎn)物的生物合成和兒童玩具Lego做類比，其精髓就在于，用相同的Lego可以拼搭出不同組合。同樣，天然產(chǎn)物的生物合成，是以一次代謝產(chǎn)物的代謝物為起始單體，通過不同的代謝途徑，拼接成不同的天然產(chǎn)物。之后將每類天然產(chǎn)物的生物合成的起始單元，以及關(guān)鍵酶都分別做簡(jiǎn)單的介紹。通過這種比較形象的類比幫助學(xué)生理解。

之后筆者再回到討論的問題，深入講解生物合成紫杉醇的基本途徑、關(guān)鍵酶、面臨的挑戰(zhàn)、研究進(jìn)展。再給學(xué)生展示天然產(chǎn)物的生物合成能夠利用微生物為細(xì)胞工廠，為減少資源破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等作出巨大的貢獻(xiàn)，是很有發(fā)展前景的方向。并推薦學(xué)生閱讀Paul M Dewick主編的Medicinal natural productsabiosynthetic approach (Second Edition)，以加深對(duì)各類天然產(chǎn)物的生物合成的了解，同時(shí)進(jìn)一步學(xué)習(xí)天然藥物化學(xué)相關(guān)的專業(yè)英語。

通過這次的以問題為基礎(chǔ)、交互式混合教學(xué)法，5個(gè)小組代表均比較出色，幻燈片制作比較美觀，邏輯清晰，語言流暢，很好的完成了此次教學(xué)。此堂課的學(xué)習(xí)效果明顯好于以往教師控制下的課堂授課，參與性強(qiáng)，互動(dòng)率高，課堂氣氛輕松愉快。課后通過查閱文獻(xiàn)、交流和討論等一系列過程幫助學(xué)生更深層的理解。

此外，這種混合式教學(xué)模式能讓學(xué)生比較自主地負(fù)責(zé)整個(gè)學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生承擔(dān)起更多的學(xué)習(xí)責(zé)任，也能增強(qiáng)學(xué)生的參與和團(tuán)結(jié)合作意識(shí)。筆者在整個(gè)過程中起到組織者、引導(dǎo)者與幫助者的作用，引發(fā)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行全面地、深入地思考。

2.2 以案例為基礎(chǔ)-交互式混合教學(xué)方法應(yīng)用于核磁共振的講解

核磁共振是天然藥物化學(xué)授課的重點(diǎn)，每章基本都會(huì)有一節(jié)的內(nèi)容講述各類天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定，其中主要方法是核磁共振。因此開這門課的前一學(xué)年，建議學(xué)生選修波譜解析課程[7]。筆者在授課中采取以案例為基礎(chǔ)-交互式教學(xué)法[4,8-9]。

在總論的結(jié)構(gòu)研究法中重點(diǎn)講述了核磁共振的基礎(chǔ)知識(shí)：核磁共振的歷史、理論、自旋耦合、自旋裂分、磁各向異性等。之后筆者以黃酮類、苯丙素類化合物的譜圖為案例 (1H-NMR、13C-NMR、MS、UV等) ，從最基本的1H-核磁共振開始，根據(jù)其三要素：化學(xué)位移、偶合常數(shù)、峰面積，進(jìn)行氫信號(hào)歸屬，然后再講述13C-核磁共振、2D-核磁共振、質(zhì)譜、紫外等。在筆者講述之后，以異戊烯基酚類化合物1H-核磁共振譜為案例，學(xué)生有10分鐘進(jìn)行思考，請(qǐng)學(xué)生完成以下問題的解析：(1)計(jì)算裂分峰的偶合常數(shù)；(2)請(qǐng)對(duì)該化合物中的8個(gè)氫信號(hào)進(jìn)行歸屬；(3)解釋信號(hào)歸屬的理由。之后請(qǐng)3位學(xué)生在黑板上板書他們的結(jié)果，同時(shí)請(qǐng)講臺(tái)下的學(xué)生判斷他們的對(duì)錯(cuò)。筆者再對(duì)這類化合物的信號(hào)歸屬進(jìn)行總結(jié)。并推薦學(xué)生閱讀核磁共振的英文資料Essential practical NMR for organic chemistry，進(jìn)一步加深對(duì)核磁共振的了解。

在各論的第五章黃酮類化合物的授課前，因?yàn)辄S酮的提取分離方法，波普解析，對(duì)學(xué)生來說比較難學(xué)，筆者留給每個(gè)學(xué)生課前自學(xué)的作業(yè)。從近10年的國(guó)內(nèi)外天然藥物化學(xué)期刊上找1～2篇關(guān)于黃酮類化合物的文獻(xiàn)為案例，歸納文獻(xiàn)報(bào)道中黃酮化合物所屬植物、結(jié)構(gòu)類型、提取分離方法、質(zhì)譜數(shù)據(jù)、1H,13CNMR信號(hào)歸屬。以書面形式的小報(bào)告交給老師，計(jì)入平時(shí)成績(jī)的10%。

筆者在第五章授課結(jié)束后，抽取10位學(xué)生在黑板上板書所找文獻(xiàn)來源的雜志、黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)式、提取分離方法、信號(hào)歸屬(1H,13C-NMR)等信息。同時(shí)分析核磁共振信號(hào)歸屬理由，提取分離方法優(yōu)缺點(diǎn)，每人大約5分鐘。每位學(xué)生的講解之后，再請(qǐng)其他學(xué)生判斷此學(xué)生的講解以及文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)是否有誤。如果有誤，應(yīng)怎么更正。此外，筆者也安排課后答疑分析。

通過以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法、交互式教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)改革思路；激發(fā)了學(xué)生興趣，獲得更全面的教育效果；使學(xué)生走上講臺(tái)，從被動(dòng)地接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地尋找并解決問題，帶動(dòng)其綜合能力提高。在培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神和批判性思維[10]。

3 結(jié)語

在天然藥物化學(xué)的理論教學(xué)中，筆者突破傳統(tǒng)的教育思想和模式，將以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)法、案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法、交互式教學(xué)運(yùn)用于天然藥物化學(xué)的教學(xué)改革中，構(gòu)建以學(xué)習(xí)者為中心，建立民主、平等的師生關(guān)系，創(chuàng)設(shè)適合于學(xué)生主動(dòng)參與、主動(dòng)學(xué)習(xí)的新型教學(xué)環(huán)境?？傮w上，較好地完成了互動(dòng)式教學(xué)，并且突破了教師提問學(xué)生回答的簡(jiǎn)單互動(dòng)模式，讓筆者更加體會(huì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的創(chuàng)新教育還有許多工作可做，相信在進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上會(huì)取得更好的教學(xué)效果。