白 玫
(遵義醫(yī)學(xué)院,貴州 遵義 563000)
藥物化學(xué)是一門發(fā)現(xiàn)與發(fā)明新藥、合成化學(xué)藥物、闡明藥物化學(xué)性質(zhì)、研究藥物分子與機(jī)體細(xì)胞(生物大分子)之間相互作用規(guī)律的綜合性學(xué)科,是藥學(xué)領(lǐng)域中重要的帶頭學(xué)科,它是一門應(yīng)用性科學(xué),因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教育教學(xué)過(guò)程中占有特殊地位,對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力、思維和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是培養(yǎng)藥學(xué)類專業(yè)創(chuàng)新人才的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),同時(shí)也是提高研究創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。就本校藥物化學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō),主要存在兩方面的局限性,一是教材的局限性:在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),課堂教學(xué)所采用的教材內(nèi)容往往滯后于生產(chǎn)實(shí)際,尤其滯后于科研實(shí)際。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒(méi)有隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段和科學(xué)的進(jìn)步及時(shí)更新,知識(shí)體系未能與時(shí)俱進(jìn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本科生日常教學(xué)不可缺少的部分,對(duì)其創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)具有重要的作用,而陳舊的教學(xué)內(nèi)容阻礙了人才的培養(yǎng)。二是教學(xué)方式的局限性:目前藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課大多依托理論課開設(shè),實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主要是教師先進(jìn)行講解,并強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),再由學(xué)生操作,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)提不起興趣,只是按部就班進(jìn)行操作。
因此,突破傳統(tǒng)教學(xué)局限,使學(xué)生獲得更為豐富和新穎的知識(shí),并培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。本文就如何充分利用綠色制藥技術(shù)和科研成果轉(zhuǎn)化,提高藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,以調(diào)動(dòng)教師教學(xué)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、獨(dú)立分析和解決問(wèn)題能力進(jìn)行探討。
結(jié)合本??蒲袃?yōu)勢(shì),基于綠色制藥技術(shù),將本院教師科研成果轉(zhuǎn)化成藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程體系,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)科教融合,協(xié)同創(chuàng)新;改良傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中所用的毒性和環(huán)境不友好試劑,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)綠色化;構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)及評(píng)價(jià)新模式,激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)。
本校藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課主要以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主,諸如阿司匹林的合成、磺胺醋酰鈉的合成等,這些實(shí)驗(yàn)覆蓋了藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)大部分基礎(chǔ)操作,但其內(nèi)容設(shè)置也有一定局限性。學(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備落后于社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際,一些新技術(shù)、新方法沒(méi)有被引入,造成用人單位對(duì)畢業(yè)生實(shí)際應(yīng)用能力不滿意,且學(xué)生也習(xí)慣了按部就班開展實(shí)驗(yàn),缺乏創(chuàng)新性。因此,我們?cè)黾恿颂剿餍詫?shí)驗(yàn),減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),引入一些新技術(shù)和新方法,將教師科研成果轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,例如:(1)增加生物催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn):筆者所在科研項(xiàng)目組長(zhǎng)期致力于生物催化反應(yīng)研究,如“新型羥化酶的高通量篩選及其在芐位不對(duì)稱羥基化反應(yīng)中的應(yīng)用研究”等國(guó)家級(jí)、省級(jí)項(xiàng)目均已結(jié)題,可以保證科研項(xiàng)目順利實(shí)現(xiàn)本科生實(shí)驗(yàn)的二次轉(zhuǎn)化。酶催化反應(yīng)效率較高,無(wú)(或很少)有副產(chǎn)物生成,此類合成方法特點(diǎn)是綠色、高效,學(xué)生可通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀比較生物催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)化學(xué)合成反應(yīng)的區(qū)別。(2)增加不對(duì)稱方法學(xué)實(shí)驗(yàn):筆者同時(shí)從事不對(duì)稱合成的研究,致力于一系列具有潛在生物活性的手性螺環(huán)氧化吲哚類化合物的合成。雖然有機(jī)化學(xué)課程體系設(shè)置了立體化學(xué)相關(guān)內(nèi)容,但是在教授藥物化學(xué)課程時(shí)發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)此部分內(nèi)容已經(jīng)模糊,而手性藥物在藥物化學(xué)中又占有極其重要的地位。因此,將科研項(xiàng)目中某些簡(jiǎn)單可行的不對(duì)稱方法學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生充分理解不對(duì)稱方法學(xué)或者手性藥物合成在藥物化學(xué)中的重要性,掌握立體化學(xué)的重要概念,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解反應(yīng)溫度、溶劑、催化劑、底物等對(duì)手性藥物合成產(chǎn)生的影響。(3)增加具有潛在藥物活性化合物的改造實(shí)驗(yàn):藥物化學(xué)的主要任務(wù)之一是發(fā)現(xiàn)具有進(jìn)一步研究?jī)r(jià)值、開發(fā)有價(jià)值的先導(dǎo)化合物,并對(duì)其進(jìn)行改造和優(yōu)化,開發(fā)出療效好、毒副作用小的新藥;改造現(xiàn)有藥物或有效化合物,以期獲得更有效、安全的藥物。本教研室楊教授致力于具有抗菌活性化合物合成和毒性研究,完成了多項(xiàng)省級(jí)、校級(jí)科研項(xiàng)目,以楊教授的科研課題“新型喹諾酮衍生物的合成及抗菌活性和毒性研究”為例,我們?cè)O(shè)計(jì)了合成喹諾酮類化合物的實(shí)驗(yàn),通過(guò)合成一系列新型喹諾酮類化合物,使學(xué)生逐漸接觸并掌握藥物化學(xué)中的一些重要的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)手段。
將新的合成方法和技術(shù)引入藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,一方面,可促進(jìn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式改革,使學(xué)生了解該專業(yè)的最新科研動(dòng)態(tài)及本學(xué)科研究的基本思路和方法,彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊的不足[1-2];另一方面,教師科研成果整合了學(xué)科領(lǐng)域的前沿成果和研究現(xiàn)狀,作為新知識(shí)納入教學(xué)內(nèi)容,可以促進(jìn)學(xué)校結(jié)合自身特點(diǎn)開發(fā)校本課程,保證設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)特色鮮明,形成學(xué)校的特色。
科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界,還要保護(hù)世界。化學(xué)也如此。在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,對(duì)環(huán)境污染的因素考慮較少,有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)試劑用量較大,有毒氣體隨意排空,廢液不加處理隨便棄置。這樣不但會(huì)污染環(huán)境,而且會(huì)影響學(xué)生身心健康發(fā)展。將最新科研成果與實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求相結(jié)合,在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下,盡量選用對(duì)環(huán)境相對(duì)友好的溶劑代替污染較大、毒性較大或易揮發(fā)的溶劑,或者采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法解決污染較大問(wèn)題[3]。例如,藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的貝諾酯(撲炎痛)合成實(shí)驗(yàn),可用無(wú)機(jī)鹽、離子交換樹脂、高效固體酸 Fe2O3-SO4代替濃H2SO4作催化劑,不僅具有較高的選擇性、轉(zhuǎn)化率,還可避免濃H2SO4的腐蝕性,如若沒(méi)有很好的替代性試劑,可采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)法,減少實(shí)驗(yàn)儀器,減少試劑量(試劑用量是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/3),降低能耗,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地使用綠色溶劑代替原化學(xué)溶劑,培養(yǎng)其環(huán)保意識(shí)。
目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式普遍存在交互性、參與性不強(qiáng)的問(wèn)題,因此,借用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為教學(xué)互動(dòng)工具充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,可以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)課參與積極性[4]。以微助教為例,它是一個(gè)免費(fèi)的教學(xué)微平臺(tái),它可以通過(guò)電腦端口直接使用,關(guān)注微助教公眾號(hào)之后,教師就可以創(chuàng)建自己的課堂,將課堂號(hào)碼發(fā)送給學(xué)生,學(xué)生經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單注冊(cè),即可開啟學(xué)習(xí)之旅。微助教功能強(qiáng)大,有簽到、課堂討論、互動(dòng)答題、在線題庫(kù)等功能,且課上可以借助多媒體教室直接將微助教窗口投影在大屏幕上,使學(xué)生一目了然。另外,微助教的GPS定位系統(tǒng)可以將學(xué)生的位置精準(zhǔn)鎖定,能有效防止代簽到的情況。除此之外,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂互動(dòng)一般是教師提問(wèn)、學(xué)生回答,但在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生出于害羞心理或者是不確定準(zhǔn)確率而不敢開口回答,有的是因?yàn)樽诤笈沤處煙o(wú)法聽到他們的回答,因此,借助微助教,羞于開口的學(xué)生或者坐在后排的學(xué)生可以用手機(jī)實(shí)時(shí)上傳答案,教師能馬上看到,并在課堂上對(duì)學(xué)生給出的答案給予評(píng)價(jià)與指導(dǎo)。
此外,考慮到學(xué)生獨(dú)立思考能力不足,創(chuàng)新能力沒(méi)有得到很好的訓(xùn)練,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目,讓學(xué)生以組為單位,明確分工,查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、統(tǒng)計(jì)藥品、記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等,制訂實(shí)驗(yàn)方案并上傳網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),學(xué)生可在平臺(tái)上討論,通過(guò)反思自評(píng)或同學(xué)間互評(píng),最終選出一個(gè)最為可行的方案開展實(shí)驗(yàn)[5]。教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上給予的評(píng)價(jià)所有學(xué)生都可以看見,因此可以培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),從而提高參與積極性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)小組之間可利用微助教進(jìn)行交流,上傳實(shí)驗(yàn)圖像,同學(xué)之間可以相互參考借鑒,也可起到自查作用。
另外,以往學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,存在學(xué)生之間相互抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象,不夠科學(xué)、客觀。因此改革實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式,學(xué)生在課堂上上傳的實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖像和數(shù)據(jù)處理結(jié)果占總分?jǐn)?shù)的60%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%,調(diào)動(dòng)了課堂氣氛,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的自信心。
本研究基于綠色制藥技術(shù),充分利用現(xiàn)有資源,改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,將本院教師科研成果轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)綠色化,借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)(如微助教),構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)及評(píng)價(jià)新模式,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn),以提高生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,充分調(diào)動(dòng)教師教學(xué)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、獨(dú)立分析和解決問(wèn)題能力。
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