王占一 王洪凱 張立華 王 飛 王京龍 向 蘭

（1.棗莊學院食品科學與制藥工程學院，山東 棗莊 277160；2.山東大學藥學院，山東 濟南 250100）

《天然藥物化學》是藥學相關學科學生必須掌握的一門專業(yè)課程，是運用現(xiàn)代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分，在分子水平上研究天然藥物的藥效物質(zhì)基礎及防治疾病規(guī)律的一門綜合性學科。為了使學生能夠扎實地掌握本課程的基本知識和實踐技能，教師必須適時轉變傳統(tǒng)的教學觀念和教學模式，以適應新時代地方性高校培養(yǎng)高素質(zhì)、應用型人才的客觀需要。本文作者引入“五位一體”教學法，從教材知識文字理解、教師語言文字講解、微課及慕課強化教學、虛擬仿真軟件模擬、梯度實驗教學5個教學過程展開教學活動，為《天然藥物化學》課程的教學改革提供新方法，以求解決現(xiàn)實存在的客觀問題[1]。

黃酮類化合物泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)（A環(huán)與B環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物，即由C6-C3-C6單位組成的化合物。黃酮類化合物的結構特征、物理化學性質(zhì)、提取分離方法、結構鑒定方法以及生物活性是其研究的重點內(nèi)容。各高校藥學類專業(yè)所選用的《天然藥物化學》教材，均將黃酮類化合物作為重點講解的章節(jié)。本文作者以此為例，進行“五位一體”教學法的應用探討，具有典型意義。旨在以點帶面，更好地體現(xiàn)和詮釋“五位一體”教學法在《天然藥物化學》課程中的設計和應用。

一、傳統(tǒng)教學模式存在的客觀問題

《天然藥物化學》課程就其本身而言，其特點是內(nèi)容復雜抽象，各章節(jié)無顯著連貫性，各類化學成分結構特點、物理化學性質(zhì)、提取分離方法及結構解析等知識點需要學生理解和記憶，內(nèi)容繁多、晦澀難懂，是一門學生普遍反映較難理解和掌握的課程[2]。授課過程中，多數(shù)教師教法單一，教學內(nèi)容更新速度慢，使學生不能與現(xiàn)代科學接軌，掌握目前最先進的科學知識與技術方法，給學生的學習帶來很大的壓力，極大抑制了學生學習的積極性[3]。此外，在《天然藥物化學》課程教學過程中，多數(shù)教學單位只安排理論課程的講授，不注重實踐教學，沒有在每一章理論課學習后及時安排與之相對應的實驗課，讓學生可以通過實踐操作及時鞏固和復習相關知識內(nèi)容。而多數(shù)情況下，是把大部分課程集中講完后再安排實驗教學。這種傳統(tǒng)的教學模式，看似理論與實踐相結合，但是連續(xù)性差，間歇式結合教學模式產(chǎn)生的教學效果并不理想[2]。這種理論與實驗實踐分段式的教學方式往往使得理論教學內(nèi)容比較抽象，而實踐教學中，學生又不知所云。實踐教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的重要途徑，是與理論教學相輔相成的。隨著當今社會經(jīng)濟與科技的飛速發(fā)展，創(chuàng)新能力與實踐能力已成為當代社會發(fā)展的強大推動力和廣泛的社會需求。傳統(tǒng)的教學模式恰恰在這方面是短板，因此必須從現(xiàn)代人才培養(yǎng)目標出發(fā)，對《天然藥物化學》課程進行重新定位，改革傳統(tǒng)的教學模式，積極探索新方案與新措施。

二、“五位一體”教學法的構建和應用

1.教材知識文字理解

本課程選用國家衛(wèi)生和計劃生育委員會“十三五”規(guī)劃教材，全國高等醫(yī)藥教材建設研究會“十三五”規(guī)劃教材《天然藥物化學》（第7版）（主編：裴月湖、婁紅祥，人民衛(wèi)生出版社，2016年2月出版，書號：ISBN 978-7-117-22023-1）[4]。黃酮類化合物是本教材的第5章，教材關于黃酮類化合物教學內(nèi)容設置為5節(jié)：第一節(jié)，黃酮類化合物的結構類型；第二節(jié)，黃酮類化合物的理化性質(zhì)及顯色反應；第三節(jié)，黃酮類化合物的提取與分離；第四節(jié)，黃酮類化合物的檢識與結構鑒定；第五節(jié)，黃酮類化合物的生物活性。就《天然藥物化學》這門課程而言，黃酮類化合物這一章屬于重點章節(jié)，在各類考試及在實際生產(chǎn)工作中，這一章節(jié)所學內(nèi)容具有舉足輕重的作用。因此，授課教師必須安排學生進行課前預習，初步了解黃酮類化合物的定義、結構類型和主要代表物。黃酮類化合物的理化性質(zhì)、顯色反應，這兩節(jié)內(nèi)容相對簡單，安排學生提前完成自學。后面三節(jié)內(nèi)容重點突出實踐價值，安排學生提前查閱相關文獻資料并歸納總結，這對激發(fā)學生的求學欲望，提高課堂學習效率有很大的幫助。

2.教師語言文字講解

《天然藥物化學》課程內(nèi)容多，知識面廣、深，既要重基礎又要重實踐，學生學起來有一定的難度，容易產(chǎn)生抵觸情緒，這就要求授課教師在講解基本理論知識的同時，應該注意講授技巧，最大限度地激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的積極性[5]。這時候就要發(fā)揮教師語言文字講解的作用，教師組織教學語言，通過具體的事例、科學的數(shù)據(jù)等使學生對學習內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣，使本來枯燥的天然藥物化學知識變得具有吸引力。例如，魯南沂蒙山區(qū)是有名從長壽之鄉(xiāng)，老年人很少得心腦血管疾病，新聞媒體及科研機構知道此事后，紛紛前來咨詢當?shù)乩相l(xiāng)。原來，魯南山區(qū)，刺槐植物資源極其豐富，老鄉(xiāng)們在本地土生土長幾十年，每到春天采集大量槐米（槐花）作為食物，或者晾干后泡茶一年四季皆飲。這時，教師趁機提出問題：“為什么老人食用大量槐米會不得心腦血管疾病，健康長壽呢，槐米中的功效成分是什么？”學生會陷入深深的思考，教師告訴學生，天然藥物的有效成分就是天然藥物化學研究的內(nèi)容之一，槐米中能夠治療心腦血管疾病的功效成分是蘆丁、槲皮素等黃酮類化合物，這部分內(nèi)容恰好在本章講授。這樣的教學事例很多，只要授課教師平時多查閱相關資料，會有大量的授課題材。教師授課時，還要適當增加課堂提問、課間交流，真正了解學生具體情況后有的放矢地展開教學，改變學生被動聽課的局面，創(chuàng)造學生主動參與的氣氛，從而提高教學效果。

3.微課及慕課強化教學

微課是指運用現(xiàn)代信息技術按照認知規(guī)律，呈現(xiàn)碎片化學習內(nèi)容、過程及擴展素材的結構化教學資源。近年來，微課教學已經(jīng)廣泛應用于藥學類課程中，尤其對于應用型技術人才的培養(yǎng)，體現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢?！短烊凰幬锘瘜W》課程引入微課教學，將每一部分知識點制作成8～10分鐘的教學視頻（課程片段），還包括素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教學點評等輔助性的教學資源。教學視頻是微課教學的核心組成部分，每個小視頻教學內(nèi)容相對較少，相對于較寬泛的傳統(tǒng)課題，“微課”的問題聚集，主題突出，學生可以靈活方便地從課程教學平臺上下載并保存于終端設備（如筆記本電腦、手機、MP4等）上實現(xiàn)移動學習，為學生營造一個真實的“微教學資源環(huán)境”，大大方便了學生學習，提高了學習的主動性[6]。慕課（MOOC），即大規(guī)模開放在線課程，是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的產(chǎn)物，是近幾年涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式。在國內(nèi)，慕課受到了很大關注，而其學習者主要分布在一線城市或教育發(fā)達城市。目前，我國上線慕課數(shù)量已超過5000門，學習人數(shù)突破7000萬人次，慕課總量、參與開課學校數(shù)量、學習人數(shù)均處于世界領先地位，我國已經(jīng)成為世界慕課大國。例如：中國藥科大學在國內(nèi)開展的《天然藥物化學》網(wǎng)絡公開課程，是在長江學者特聘教授孔令義教授帶領下完成的，該課程依托“愛課程”網(wǎng)站開發(fā)和使用，學習者可以注冊并參與學習，課程設有在線教學大綱、教學日志、考核方式及學習指南，學生可以通過網(wǎng)絡在線聽課、做習題并通過考核，取得學習證明。微課及慕課強化教學模式對于培養(yǎng)地方性、高素質(zhì)、應用型人才是一種理想的教學手段，不僅為教師和學生提供重要教育資源，也是構成地方性大學教育教學模式改革的基礎[7]。

4.虛擬仿真軟件模擬

隨著信息化技術發(fā)展，虛擬仿真教學軟件逐步應用在教育領域中，形成一種新的教學模式，目前已經(jīng)成為地方高校教育模式走向高端的重要突破口和有效手段。在藥學類專業(yè)課程教學中，讓學生具有扎實的理論基礎、較高的專業(yè)技能水平和實踐應用能力，成為應用型人才，是教學工作的重點。為了更加突出學生的主體地位，引導學生自主學習，《天然藥物化學》在實驗課程前，引入虛擬仿真軟件教學模式，作為實踐教學的一個環(huán)節(jié)。虛擬仿真實驗技術是虛擬現(xiàn)實技術中的一類，用計算機軟件模擬實驗過程，將原料、儀器設備、試劑等實驗室元素進行三維虛擬化，操作者可以身臨其境的操作虛擬儀器和實驗器具完成實驗操作。在模擬實驗時，可以采取師生互動形式，教師對各種儀器設備的型號、操作規(guī)程和注意事項，原材料的預處理，試劑的配制等可以全面透徹的講解。例如，葡聚糖凝膠柱色譜分離黃酮類化合物的操作環(huán)節(jié)，學生既可以直觀了解葡聚糖凝膠的結構及“反篩”的工作原理，掌握葡聚糖凝膠原材料的處理方法、上樣技術、洗脫技術、結果判定等，促進學生深入掌握該技術的基本理論和操作技能，提升教學效果。虛擬仿真軟件模擬是天然藥物化學實驗技能培養(yǎng)的有效組成部分，其不再受客觀條件限制，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，自由設定實驗條件，探索可能的實驗結果，彌補理論教學的不足，為實驗教學提供技術支持[8]。通過虛擬仿真實驗操作，學生對實驗流程的感性認知能力、操控能力大大提高，還可以對學生進行合理分組，多人配合完成復雜的實驗過程，培養(yǎng)了學生的團隊合作精神。

5.梯度實驗教學

實驗教學是《天然藥物化學》課程的重要組成部分，其學時約占總學時的一半。天然藥物化學實驗教學旨在培養(yǎng)學生基本操作技能、分析問題及解決問題的能力，因而如何在有限學時中，讓學生的實驗技能和素質(zhì)得到更大的訓練，將是每個教師首先要思考的問題。本課程建立“驗證-綜合-設計”梯度實驗教學模式，即以循序漸進的形式從基本操作技能訓練開始到綜合知識運用和自主設計實驗，完成整個實驗教學過程，通過實驗項目、內(nèi)容和方法的更新，建立梯度實驗教學模式[9]。初階——驗證實驗部分以基本技能訓練為主，通過實驗要求學生掌握酸堿溶劑提取、有機溶劑回流提取、煎煮法提取、水蒸氣蒸餾法提取、兩相溶劑法提取、酸水解、酶水解、重結晶、減壓濃縮、減壓抽濾、硅膠板的制備及應用、常壓柱色譜的制備與應用、紙色譜、天然活性成分理化檢識等常規(guī)實驗手段和技術。黃酮類化合物這一章可以安排如“槐米中蘆丁的提取、分離和檢識”、“陳皮中橙皮苷的提取、分離和檢識”等經(jīng)典驗證性實驗完成基本實驗技能的學習。中階——綜合性實驗部分以提高學生對實驗技術的綜合應用技能為主，追蹤溯源，綜合應用，充分體現(xiàn)天然藥物化學實驗的綜合性。例如安排“黃芩的 GAP 模擬種植、中藥材飲片的鑒定、藥材中黃芩苷的提取、純化及結構鑒定綜合大實驗”、“水飛薊的 GAP 模擬種植、中藥材飲片鑒定、藥材中水飛薊素的提取、純化及結構鑒定綜合大實驗”等常見實驗完成綜合性大實驗的實踐過程，培養(yǎng)學生的綜合分析、知識的綜合運用能力及團隊合作精神。高階——設計性實驗部分以提高學生的科研創(chuàng)新能力為主，在教學過程中，可以將高年級學年論文的撰寫、大學生科技創(chuàng)新平臺項目、國家級及校級大學生SRT項目和授課教師的科研項目有機的融合到實驗中去[10]。這部分實驗項目要優(yōu)先選擇地方性代表植物資源為原料，采用以學生為主體，教師加以啟發(fā)指導的開放式實驗教學模式[11]。學生可以根據(jù)自己的興趣，以及掌握的基礎理論知識及實驗操作技能，自選實驗項目，提出申請，經(jīng)批準同意后可根據(jù)自己的第二課堂時間，在實驗老師指導下進行實驗。學生實驗部分的期末總評成績采用平時成績（占60%） 和實驗報告成績（占40%） 的相結合的方式，平時成績主要體現(xiàn)在預習報告、動手能力、實驗態(tài)度以及分析解決問題能力等；實驗報告成績不僅僅要看實驗結果，更要著重看對實驗結果的分析和對出現(xiàn)問題的解決方案，即總成績注重實驗過程，而非實驗結果，有些評分項目如實驗方案設計、研究性報告等讓學生積極參與評價，促使學生向知識復合型和能力多樣性方向發(fā)展[12]。

三、討論

《天然藥物化學》課程在藥學類專業(yè)教育體系中具有十分重要的地位，如何緊跟新時代高等教育改革的步伐，順應新時代對應用型人才培養(yǎng)方案的要求，豐富課程理論和實踐教學內(nèi)容，是本課程教學改革的重點。對于黃酮類化合物這一章節(jié)，執(zhí)教者采用“五位一體”教學法，從教材知識文字理解、教師語言文字講解、微課及慕課強化教學、虛擬仿真軟件模擬、梯度實驗教學5個教學過程探討全新教學模式，大大提升了教學質(zhì)量。

“五位一體”教學法環(huán)環(huán)相扣、五指緊握、攥成拳頭、形成合力。這種新的教學模式對授課教師提出了更高的要求，而教師教學能力的提高也是一個系統(tǒng)的工程，需要地方高校高度重視、積極應對。只有搭乘教學質(zhì)量這艘船，地方高校才能在應用型高校轉型建設中脫穎而出，教學質(zhì)量的提高必須充分重視青年教師這一中堅力量，不斷提升教學綜合素質(zhì)特別是實踐教學能力和新教學模式適應能力[13]。近三年，針對本校制藥工程專業(yè)學生，在《天然藥物化學》課程教學過程中，采用“五位一體”全新教學模式開展教學活動，以培養(yǎng)地方性、高水平、應用型人才為導向推進課程改革。事實證明該教學法的實施，轉變了施教者的傳統(tǒng)教學觀念，提高了青年教師的教學水平，培養(yǎng)了學生自主學習和科研創(chuàng)新能力，為地方經(jīng)濟和社會發(fā)展培養(yǎng)更多、更好的天然藥物化學領域應用型技術人才。