吳方評,楊勇,楊宏健,金蘋
(湖南醫(yī)藥學(xué)院,湖南懷化418000)
“一線兩面三平臺”實驗教學(xué)模式在天然藥物成分提取分離技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用
吳方評,楊勇,楊宏健,金蘋
(湖南醫(yī)藥學(xué)院,湖南懷化418000)
總結(jié)天然藥物成分提取分離技術(shù)實驗教學(xué)的經(jīng)驗,通過轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、改進教學(xué)方法、加強基本技能訓(xùn)練、改進實驗考核方法等,建立“一線二面三平臺”的實驗教學(xué)模式,以期提高天然藥物成分提取分離技術(shù)的實驗教學(xué)質(zhì)量。
“一線兩面三平臺”;實驗教學(xué);提取分離技術(shù)
天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,重點講授天然藥物有效成分的結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì)、提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定方面的知識[1],天然藥物成分提取分離技術(shù)屬于實驗教學(xué)內(nèi)容。受傳統(tǒng)實驗教學(xué)的影響,天然藥物成分提取分離技術(shù)大多是以驗證性實驗項目為主,實驗教學(xué)內(nèi)容枯燥、教學(xué)手段和方法單一、教學(xué)模式僵化,致使學(xué)生綜合素質(zhì)下降[2-3]。近些年來,許多高校對天然藥物成分提取分離技術(shù)實驗教學(xué)進行了改革,旨在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。筆者經(jīng)過8年的天然藥物成分提取分離技術(shù)教學(xué),提出了“一線兩面三平臺”的實驗教學(xué)模式,從實驗內(nèi)容、教學(xué)手段及方法等方面進行了改革,收到了良好的教學(xué)效果,培養(yǎng)的學(xué)生得到了社會的認(rèn)可,現(xiàn)介紹如下。
綜合素質(zhì)是指一個人的知識水平、道德修養(yǎng)以及各種能力等方面的綜合素養(yǎng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì),筆者從教學(xué)大綱、實驗內(nèi)容、教學(xué)方法、考評體系、強化訓(xùn)練等方面進行了大量改革和嘗試,收到了良好的效果。
1.1調(diào)整原有教學(xué)大綱,適當(dāng)增加實驗學(xué)時
針對原有教學(xué)大綱存在的總課時偏少、理論課時較多、實驗課時較少的具體情況,筆者對大綱進行了重新修訂,將總學(xué)時由原來的75學(xué)時增加到79學(xué)時,同時調(diào)整了理論課學(xué)時與實驗課學(xué)時的比例(接近1∶1),這一舉措大大增加了學(xué)生動手實驗的機會。
1.2改革傳統(tǒng)實驗內(nèi)容,增加綜合性、設(shè)計性實驗
在教學(xué)理念上,將傳授知識與全方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力結(jié)合在一起,重視對學(xué)生潛能的開發(fā),有意識地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力。堅持以項目為導(dǎo)向、用實驗訓(xùn)練職業(yè)能力、知識理論與實踐一體化等擁有先進職業(yè)教育觀的課程教學(xué)模式設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。改革主要包括兩方面:一是實驗教材。筆者根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo),自編了有利于培養(yǎng)學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力的實驗指導(dǎo),該實驗指導(dǎo)既體現(xiàn)了基礎(chǔ)知識和基本操作,又留給學(xué)生自主思考、發(fā)揮想像力和創(chuàng)造力的空間,更適合現(xiàn)代職業(yè)教育的特點。二是實驗內(nèi)容。筆者逐漸增加綜合性和設(shè)計性實驗,如“正交設(shè)計提取黃連中的小檗堿”,鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)資料和文獻,設(shè)計提取方案,根據(jù)實驗結(jié)果分析提取方案的優(yōu)劣[4];“槐米中蕓香苷的提取精制和檢識”實驗,要求學(xué)生使用高效液相色譜法對槐米中的蕓香苷和提取物中的蕓香苷進行檢識和定量,將產(chǎn)品通過紅外光譜進行結(jié)構(gòu)的初步分析,用診斷試劑對蕓香苷結(jié)構(gòu)上的酚羥基位置進行剖析。通過增加現(xiàn)代化實驗教學(xué)元素,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、能動性和學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生技能得以提高。
1.3改進實驗教學(xué)方法,探索天然藥物成分提取分離技術(shù)教學(xué)規(guī)律
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是產(chǎn)生創(chuàng)造力的原動力。以往的實驗教學(xué)把學(xué)生看作是灌輸知識的容器,這種教學(xué)過程強調(diào)教師對學(xué)生的控制,缺少探討和互動。在天然藥物成分提取分離技術(shù)教學(xué)中,筆者主要通過以下途徑來激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。(1)精心設(shè)計實驗項目,通過設(shè)計有趣和貼近生活的實驗項目來培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。如“從虎杖中提取白藜蘆醇苷”,可引導(dǎo)學(xué)生查閱白藜蘆醇苷的抗癌活性,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(2)采用案例教學(xué)法和PBL教學(xué)法等,引導(dǎo)學(xué)生主動探究問題的答案。如在“槐米中蕓香苷提取精制和檢識”的實驗教學(xué)中,筆者設(shè)置問題,若用堿溶酸沉法提取蕓香苷時,為什么要加入硼砂等。(3)在實驗過程中多總結(jié)和點評,使學(xué)生知道自己的不足。
1.4完善實驗考評體系,科學(xué)評價學(xué)生能力
筆者改變過去那種把實驗結(jié)果和實驗報告作為主要評價標(biāo)準(zhǔn)的做法,把實驗態(tài)度(實驗著裝、預(yù)習(xí)報告、資料查詢等)、課堂表現(xiàn)(專注度、操作的規(guī)范性、課堂紀(jì)律等)、實驗結(jié)果(數(shù)據(jù)記錄規(guī)范性、提取產(chǎn)率等)和實驗報告(格式的規(guī)范性、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性等)、期末技能考核(操作規(guī)范、實驗記錄準(zhǔn)確、結(jié)論合理科學(xué))、實驗的綜合性設(shè)計方案(有參考文獻、有可行性分析、有操作流程等)等作為綜合評價指標(biāo),使學(xué)生的能力得以全面體現(xiàn)。以“天然藥物化學(xué)成分預(yù)實驗”技能考核為例,考核內(nèi)容包括學(xué)生的著裝和精神面貌(10分)、操作的規(guī)范性(20分)、原始數(shù)據(jù)記錄及準(zhǔn)確性(10分)、水提取液結(jié)論(10分)、醇提取液結(jié)論(20分)、石油醚提取液結(jié)論(10分)、總結(jié)論的合理性(10分)、實驗過程中桌面整理和實驗器材的洗滌(10分)。通過公平、公正和全面的評價,學(xué)生從實驗準(zhǔn)備、實驗操作到最后的實驗整理日趨規(guī)范,自身的素質(zhì)和能力也得到了提高。
1.5逐步實施開放性實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
(1)開放學(xué)生實驗,學(xué)生根據(jù)教師給定的題目檢索、查閱有關(guān)文獻資料,做好實驗設(shè)計方案及學(xué)時安排,經(jīng)教師反復(fù)修改、批準(zhǔn)后進行實驗,實驗完成后提交實驗報告(含實驗總結(jié)),教師批閱實驗報告并進行實驗總結(jié)。把實驗設(shè)計方案、實驗操作以及實驗報告的優(yōu)劣作為開放性實驗考核的主要依據(jù)。以“中藥制劑化學(xué)成分檢識的基本技術(shù)”實驗為例,將化學(xué)檢識和色譜檢識作為課堂實驗的主要內(nèi)容,將主成分含量的高效液相色譜測定作為開放性實驗內(nèi)容,要求學(xué)生實驗前查閱主成分的色譜條件、提取方法和前處理方法,并完成實驗方案的設(shè)計和實施實驗。在此過程中,學(xué)生查閱文獻、確定實驗方案和撰寫實驗論文及總結(jié)等,自身能力將得到相應(yīng)提高。(2)開放教師科研,通過吸納部分學(xué)生參與教師科研活動,進一步提高學(xué)生的科研能力。近五年來,教研室申請的10項課題中,有大量的學(xué)生參與其中,使學(xué)生得到了較好的鍛煉。(3)通過對大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目的輔導(dǎo),積極引導(dǎo)學(xué)生查閱資料、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點、設(shè)計實驗、動手實驗、撰寫論文等,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新、科研和寫作能力。
1.6加強實習(xí)前技能強化訓(xùn)練,鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識
為了滿足就業(yè)的需要,天然藥物成分提取分離技術(shù)教學(xué)方向由醫(yī)院轉(zhuǎn)向了企業(yè),而企業(yè)的用工制度要求學(xué)生在短時間內(nèi)適應(yīng)崗位要求,對此,筆者開展了以企業(yè)相關(guān)崗位實踐技能為核心的技能強化訓(xùn)練,使學(xué)生的操作技能得到了強化和提高,縮短了頂崗實習(xí)時適應(yīng)崗位的時間,同時也滿足了企業(yè)的要求。如天然藥物成分提取分離技術(shù)實習(xí)前技能強化,以高效液相色譜操作、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀操作和以企業(yè)相關(guān)崗位實踐操作為內(nèi)容,組織學(xué)生參加為期一周的有關(guān)天然藥物成分提取分離技術(shù)基本操作的強化訓(xùn)練,旨在鞏固學(xué)生基本知識、基本理論、基本技能,使學(xué)生在頂崗實習(xí)中能更快地適應(yīng)在實習(xí)單位的學(xué)習(xí)和工作。
天然藥物成分提取分離技術(shù)既要求對“三基”知識的掌握,又要求對學(xué)生進行人格培養(yǎng)及愛國主義教育。
2.1利用天然藥物化學(xué)發(fā)展史進行愛國主義教育
筆者挖掘出實驗內(nèi)容中蘊含的愛國主義因素,把愛國主義教育和專業(yè)素養(yǎng)的提升有機地結(jié)合起來,充分發(fā)揮實驗課堂教學(xué)在愛國主義教育中的主渠道作用。
2.2通過環(huán)保教育,培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感
天然藥物成分的提取分離可造成環(huán)境污染,所以在實驗教學(xué)中要加強對學(xué)生環(huán)保意識的培養(yǎng),這樣不僅能節(jié)約實驗藥品,降低實驗成本,還能減少環(huán)境污染,保護師生的身心健康。筆者主要從以下4個方面培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識:(1)倡導(dǎo)環(huán)保教學(xué)理念,在實驗教學(xué)大綱的編寫中,把培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識寫進大綱,并作為一項重要的教學(xué)內(nèi)容來抓。(2)精選實驗內(nèi)容,摒棄大量使用有機溶劑的實驗,或改用對環(huán)境友好的溶劑,以期把污染降至最低。如在“黃連中小檗堿的提取、精制和檢識”實驗中,以酸水作為提取溶劑,輔以超聲提取,提取率較醇提法有所提高。(3)實驗微型化,鑒于微型化實驗具有體積小、用藥少、易操作、較安全、低污染等特點,筆者也把微型化實驗用于天然藥物成分提取分離技術(shù)。如在“天然藥物成分預(yù)試驗”醇提取液的制備中,筆者精選原材料,減少藥材和乙醇的用量,以少量的溶劑達到較好的實驗效果,把環(huán)境污染降至最低。(4)溶劑的回收再利用,在天然藥物成分提取分離技術(shù)中,經(jīng)常用到有機溶劑比如乙醇、甲醇、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚等,這些溶劑如果被隨意排放,對周圍環(huán)境有較大危害。筆者針對溶劑的性質(zhì)進行了重回收和再利用。
2.3在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生個性
學(xué)生稟賦因人而異,智力、健康、情緒、經(jīng)驗背景、社會適應(yīng)等方面也是千差萬別,因此在實驗教學(xué)中,筆者注重因材施教,并提倡實驗教學(xué)的個體性和個別化。在實驗室開放過程中,筆者根據(jù)學(xué)生個性選擇適合不同學(xué)生的開放實驗內(nèi)容;在實驗室技能考核中,根據(jù)學(xué)生稟賦,合理評價學(xué)生的考核結(jié)果。
通過以上措施,實現(xiàn)了對學(xué)生的環(huán)保教育,增強了學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感。同時,通過對學(xué)生個性的培養(yǎng),激發(fā)了學(xué)生的求知欲。
“三平臺”是指從實驗?zāi)M、實驗操作到實踐3個不同層次培養(yǎng)學(xué)生能力的場所,通過“三平臺”的實驗教學(xué),學(xué)生的綜合能力有了較大幅度的提高。
3.1模擬仿真平臺的建設(shè)
天然藥物成分提取分離技術(shù)在高職教學(xué)階段對培養(yǎng)藥學(xué)專業(yè)人才具有不可忽視的作用。隨著模擬軟件的興起和教學(xué)改革的深入,筆者所在的天然藥物化學(xué)教研室與廣州都享科技有限公司聯(lián)合開發(fā)了天然藥物化學(xué)成分預(yù)實驗?zāi)M仿真平臺,該平臺的建設(shè)對更新教學(xué)方法、改進實驗教學(xué)具有非常重要的意義,主要表現(xiàn)在:(1)節(jié)約教學(xué)資源。通過模擬仿真實驗教學(xué)平臺,可節(jié)約大量的教學(xué)成本,如通過模擬仿真實驗可減少實驗器材的使用和耗損;通過模擬實驗考核可節(jié)約大量的師資和時間。(2)對環(huán)境友好。通過減少有毒化學(xué)物品的使用,可減少對環(huán)境的污染,以達到保護環(huán)境的目的。(3)規(guī)范實驗操作。天然藥物模擬仿真實驗每一個操作均按照標(biāo)準(zhǔn)操作,通過反復(fù)演練,可糾正和規(guī)范學(xué)生的基本操作。
通過對天然藥物化學(xué)成分預(yù)實驗?zāi)M仿真平臺的使用,規(guī)范了學(xué)生的實驗操作、強化了學(xué)生的實驗素養(yǎng)、節(jié)約了實驗成本和資源。
3.2實驗室教學(xué)平臺的使用
實驗室是培養(yǎng)高素質(zhì)人才、科技創(chuàng)新和提供社會服務(wù)的重要場所,實驗室的質(zhì)量與水平是一所大學(xué)科技創(chuàng)新能力的基本標(biāo)志之一。經(jīng)過13年的建設(shè),我校天然藥物成分提取分離技術(shù)實驗室從升格??茣r的80 m2擴大到現(xiàn)在的600 m2,設(shè)有天然藥物化學(xué)成分提取分離實驗室、模擬仿真實驗室、色譜技術(shù)實驗室、光譜室、預(yù)備室和天平室等,實驗儀器及設(shè)備總值從升格初的89萬元增加到現(xiàn)在的297萬元,配有高效液相色譜儀、紅外光譜儀、薄層掃描儀、中藥微波萃取儀、中藥超聲處理儀等儀器。
3.3見習(xí)實習(xí)平臺的建設(shè)
高職高專院校人才培養(yǎng)的目標(biāo)是為生產(chǎn)和管理第一線培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才,其中實踐教學(xué)是高職高專教育的重要組成部分,它是學(xué)生完成從理論學(xué)習(xí)到就業(yè)實踐的重要過渡階段,并與學(xué)生今后的職業(yè)生涯有著緊密的聯(lián)系。升格以來,我校長期堅持“訂單式”人才培養(yǎng)模式,企業(yè)與學(xué)校共同參與人才培養(yǎng),企業(yè)與教研室共同制訂天然藥物成分提取分離技術(shù)實驗大綱,合理利用校企資源來實現(xiàn)實驗教學(xué)與生產(chǎn)實踐,培養(yǎng)的學(xué)生直接進入企業(yè)就業(yè),實現(xiàn)了培養(yǎng)人才“零間隙”、學(xué)校與企業(yè)“零距離”、畢業(yè)與上崗“零過渡”。2003年,我校藥學(xué)專業(yè)與省內(nèi)3家GMP達標(biāo)的中、小型民營制藥企業(yè)嘗試校企合作,至今已參與校企合作的企業(yè)涉及5省20余家,并建立了良好的合作關(guān)系。
我們從實驗的教學(xué)目標(biāo)出發(fā),緊扣“能力目標(biāo)、項目載體、能力訓(xùn)練”3項重要原則,將實訓(xùn)(驗)教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考評辦法、實驗室開放、技能強化和見習(xí)實習(xí)等作為改革的主要內(nèi)容,建立起“一線兩面三平臺”的實驗教學(xué)模式。從近五年新教學(xué)模式實施的情況來看,學(xué)生綜合能力得到較大提高,認(rèn)知、情感和技能得到全面提升,個性得到充分發(fā)揮,職業(yè)適應(yīng)能力大幅度提高。
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G420
A
1671-1246(2015)20-0099-03
湖南省教育廳教改項目(2010-518)