鄭秉得,葉靜,肖美添

華僑大學(xué)化工學(xué)院 (廈門(mén) 361021)

作為制藥工程專(zhuān)業(yè)的核心課程,藥物化學(xué)以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ),綜合分析化學(xué)、生物化學(xué)、藥理學(xué)、藥物代謝動(dòng)力學(xué)、藥劑學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)等多學(xué)科發(fā)展的綜合性學(xué)科,具有很強(qiáng)的實(shí)踐性[1-2]。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為藥物化學(xué)理論課的延伸,對(duì)加深理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和獨(dú)立思考的能力是不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)具有高素質(zhì)和德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀“新工科”人才發(fā)揮著重要作用。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)及相關(guān)教學(xué)模式的改革,對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。筆者從本校藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)情況出發(fā),從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核辦法等方面探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新方法和新手段,以提升教學(xué)效果。

1 藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所面臨的問(wèn)題

1.1 “填鴨式”教育為主

以往藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),多以“填鴨式”教育為主,通常是教師在講臺(tái)上唱“獨(dú)角戲”,臺(tái)下學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講[3]。在教師講解完整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程及注意事項(xiàng)后,學(xué)生根據(jù)教材的操作說(shuō)明對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。久而久之,學(xué)生僅把藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課當(dāng)成一項(xiàng)任務(wù),即“為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)”。這令大部分學(xué)生對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課失去了學(xué)習(xí)興趣和熱情,教師的教學(xué)目標(biāo)無(wú)法達(dá)成,更無(wú)法引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深入探究和獨(dú)立思考。如以“槐米中蘆丁的提取”實(shí)驗(yàn)為例,教材要求槐米事先需要在乳缽(粉碎機(jī))中研碎,但在實(shí)際操作過(guò)程粉碎后的槐米容易堵住紗布,對(duì)后續(xù)的過(guò)濾造成困難。如果學(xué)生沒(méi)有獨(dú)立思考只是根據(jù)教材按部就班,實(shí)驗(yàn)效果可想而知。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于單一和片面

藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)多學(xué)科融合的學(xué)科,但在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上,仍然局限于讓學(xué)生成功合成某種藥物,缺乏對(duì)藥物化學(xué)本質(zhì)(藥物結(jié)構(gòu)與活性間)的探討,久而久之學(xué)生會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)課產(chǎn)生惰性。以“對(duì)乙酰氨基酚的制備及質(zhì)量控制”實(shí)驗(yàn)為例,以往實(shí)驗(yàn)的設(shè)置僅要求學(xué)生通過(guò)合成了解選擇性乙?；姆椒?掌握藥物合成和結(jié)構(gòu)鑒定等方法與技能,實(shí)驗(yàn)設(shè)置過(guò)于單一。雖然合成的是藥品,但僅局限于有機(jī)化學(xué)合成技能的培養(yǎng),沒(méi)有提升到對(duì)藥物化學(xué)課程的理解上,對(duì)于對(duì)乙酰氨基酚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生物活性評(píng)價(jià)、活性與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均未涉及。這樣實(shí)驗(yàn)的設(shè)置不夠合理,比較片面,不能適應(yīng)藥物化學(xué)的教學(xué),學(xué)生無(wú)法理解所合成的藥物如何起到治療作用,更無(wú)法了解結(jié)構(gòu)與活性的密切關(guān)系。

1.3 與理論課程產(chǎn)生脫節(jié)

藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為藥物化學(xué)理論課程的延伸,需要學(xué)生事先對(duì)藥物化學(xué)理論課程所涉及的內(nèi)容有所了解,包括藥物的發(fā)現(xiàn)、理化性質(zhì)、合成路線、構(gòu)效關(guān)系等方面。但囿于課時(shí)限制等因素,會(huì)放在同一學(xué)期開(kāi)設(shè)藥物化學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課,如藥物化學(xué)理論課剛學(xué)到“鎮(zhèn)靜催眠藥”時(shí),實(shí)驗(yàn)課卻已經(jīng)安排了“解熱鎮(zhèn)痛藥”章節(jié)中關(guān)于乙酰水楊酸的合成。理論課和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的不同步,讓很多學(xué)生在缺乏對(duì)藥物化學(xué)理論課程的初步了解,就盲目進(jìn)入實(shí)驗(yàn)課程,一定程度上理論課與實(shí)驗(yàn)課程產(chǎn)生了脫節(jié)。

1.4 教學(xué)過(guò)程缺乏引導(dǎo)

藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)仍以傳統(tǒng)講授為主,以講代做,缺乏對(duì)學(xué)生的引導(dǎo),導(dǎo)致學(xué)生過(guò)分依賴(lài)教師,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性難以激發(fā)。教學(xué)過(guò)程中直接告訴學(xué)生結(jié)果和現(xiàn)象,未能通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生作更深層次的探究。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常有學(xué)生量取過(guò)量的鹽酸、酸酐等易揮發(fā)的試劑,且未在通風(fēng)櫥中操作,存在安全隱患。而且學(xué)生間抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告和篡改實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象也十分常見(jiàn)。如果在教學(xué)過(guò)程只在于講授單次實(shí)驗(yàn),忽略對(duì)學(xué)生的“傳道”,缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全事項(xiàng)、實(shí)事求是、環(huán)保意識(shí)、生態(tài)文明、工程倫理等思政元素的引導(dǎo)和延伸[4-5],不利于對(duì)學(xué)生良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng)和缺乏有效的人文影響。

1.5 考核體系過(guò)于簡(jiǎn)單

實(shí)驗(yàn)教學(xué)比理論教學(xué)過(guò)程更為復(fù)雜,但通常在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師基本上是通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)質(zhì)量來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作,這容易受到教師主觀性的影響,不能真實(shí)地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況[6]。此外,還存在通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中學(xué)生對(duì)思考題的回答情況,來(lái)判斷學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作等掌握情況,這種評(píng)價(jià)方式也不夠客觀。因?yàn)?實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能確保每個(gè)學(xué)生都是獨(dú)立撰寫(xiě)的,可能存在抄襲或者查閱資料的情況。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)需要增加其他手段判斷學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的掌握情況,更真實(shí)反映學(xué)生對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)效果。

2 解決藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題可采取的措施

基于上述問(wèn)題,筆者以2019級(jí)制藥工程專(zhuān)業(yè)作為試點(diǎn)班級(jí),嘗試從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核辦法等方面對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行一系列改革,目前已取得了一定的教學(xué)成效。

2.1 “以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式

“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式,要求以學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)尊重和方便學(xué)生,教師僅作為“一個(gè)方便學(xué)習(xí)的人”,突出學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位。每次實(shí)驗(yàn)課前,教師會(huì)將本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作說(shuō)明、教學(xué)大綱、教學(xué)課件、儀器演示視頻(如大學(xué)慕課MOOC、嗶哩嗶哩等視頻資源)和文獻(xiàn)書(shū)目等相關(guān)資料上傳到教學(xué)平臺(tái)(如雨課堂、Uclass智慧教學(xué)等),充分利用網(wǎng)絡(luò)智慧教學(xué)平臺(tái),促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),有利于提升課堂的實(shí)效性。部分儀器的使用通過(guò)視頻演示,減少了教師在課堂講授的時(shí)間,將更多的時(shí)間用于學(xué)生的實(shí)際操作上,更為直觀的視頻演示可有效擴(kuò)展學(xué)生的眼界和思維。文獻(xiàn)資料的提供可讓有需要深入學(xué)習(xí)的學(xué)生有參考路徑。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在安排上除了設(shè)置驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以外,對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生,設(shè)置一些開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)。通常安排在后兩個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),此時(shí)學(xué)生在之前的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中已初步具有藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維,也掌握了常用儀器的使用和操作技能。如在實(shí)驗(yàn)二“磺胺醋酰鈉的合成”中,學(xué)生初步掌握了熔點(diǎn)的測(cè)試和熔點(diǎn)儀的使用方法。因此,后續(xù)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生自主驗(yàn)證所合成的化合物的性質(zhì),進(jìn)一步熟悉熔點(diǎn)的測(cè)試和熔點(diǎn)儀的使用。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入畢業(yè)論文階段的學(xué)生,可鼓勵(lì)他們利用所在實(shí)驗(yàn)室的儀器和設(shè)備對(duì)產(chǎn)物的性質(zhì)或生物活性進(jìn)一步的驗(yàn)證和表征。通過(guò)這種方式,可使學(xué)生完全被動(dòng)地由“老師要求做什么”變?yōu)椤拔蚁胱鍪裁础钡膶W(xué)習(xí)方式,學(xué)生在藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,學(xué)習(xí)興趣提高,學(xué)習(xí)思維和活動(dòng)空間得以提升。對(duì)于有科研傾向的學(xué)生,鼓勵(lì)他們進(jìn)一步參加科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的科研思維。

2.2 “教學(xué)內(nèi)容”融入思政元素

藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)科學(xué)類(lèi)和實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程,十分注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是、誠(chéng)信等精神[7-8]。因此,在教學(xué)過(guò)程中就要著重強(qiáng)調(diào)和要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作要一絲不茍、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄要實(shí)事求是。如在“磺胺醋酰鈉的合成”實(shí)驗(yàn)中,pH的控制對(duì)反應(yīng)的成功具有至關(guān)重要的作用,這就要求學(xué)生掌握好乙酸酐和氫氧化鈉滴加的量和時(shí)間,細(xì)致入微地用pH試紙監(jiān)測(cè)pH值的變化,以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于理論教學(xué),更注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)[9]。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常以分組的形式進(jìn)行,組員之間相互協(xié)調(diào)配合是順利完成實(shí)驗(yàn)的前提。因此,在平常教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)多強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)秩序,以培養(yǎng)學(xué)生友善、團(tuán)隊(duì)合作的精神。如取用公用藥品、試劑和儀器時(shí),要求學(xué)生相互禮讓、按序領(lǐng)取,公用物品用完應(yīng)及時(shí)歸還,建立學(xué)生之間相互督促和教師監(jiān)督的機(jī)制,并納入實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程考核。

環(huán)保教育是始終貫穿于制藥工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程中。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)不可避免會(huì)用到一些強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等試劑,同時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的廢液、廢氣和廢渣[10],因此如何合理地處理這些化學(xué)物質(zhì),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)極為重要。根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況,教師應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生應(yīng)秉承綠色化學(xué)的觀念和環(huán)保的意識(shí),按需取用藥品,避免由于藥品過(guò)度取用造成的浪費(fèi)和污染。如在“乙酰水楊酸的合成”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要用到濃硫酸,教師要在課前強(qiáng)調(diào)濃硫酸的安全注意事項(xiàng)。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程每組僅需3滴濃硫酸,這時(shí)可讓多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組共用一根滴管,避免濃硫酸的浪費(fèi)和污染問(wèn)題。②注重學(xué)生的課前預(yù)習(xí)。學(xué)生應(yīng)事先梳理每個(gè)實(shí)驗(yàn)所使用的試劑和可能產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì),注重實(shí)驗(yàn)的善后工作。如“乙酰水楊酸的合成”和“煙酸的制備”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均需用到濃酸,即使適量的取用,不可避免會(huì)有濃酸剩余,因此告知學(xué)生如何通過(guò)酸堿中和合理地處理剩余的濃酸。通過(guò)課前和課中不斷地強(qiáng)調(diào)使得環(huán)保意識(shí)起到“潛移默化”的作用。③將綠色化學(xué)理念和環(huán)保意識(shí)融入藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課程目標(biāo),教師在課程設(shè)計(jì)的時(shí)候要選用最優(yōu)的工藝路線,堅(jiān)持綠色、安全、低毒的原則。此外,還可通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)順序,合理設(shè)計(jì)和銜接關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn),如實(shí)驗(yàn)一“乙酰水楊酸的合成”所合成的產(chǎn)物“乙酰水楊酸”,可用于后續(xù)藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)“片劑的制備及影響片劑質(zhì)量因素的考察”的實(shí)驗(yàn)原料。通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)的順序,節(jié)約了藥品,學(xué)生耳濡目染中接受綠色化學(xué)的理念。

2.3 改革教學(xué)方式,提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性

改變教學(xué)方式,在于使學(xué)生的知識(shí)相互銜接,并提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。針對(duì)理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)位的課程設(shè)置,筆者將藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課挪到下一學(xué)期,等藥物化學(xué)和藥劑學(xué)理論課學(xué)習(xí)完成之后,開(kāi)設(shè)“藥物化學(xué)與藥劑學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”的課程,學(xué)生的學(xué)習(xí)是建立在對(duì)理論知識(shí)的理解之上,不至于產(chǎn)生理論與實(shí)踐的脫節(jié)。對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,要求學(xué)生課前要撰寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告(預(yù)習(xí)在過(guò)程考核中占比為20%),進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室得到任課教師的簽字確認(rèn)后,再開(kāi)展對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,避免學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的盲目性。留有思考題和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,通過(guò)課前預(yù)習(xí),使學(xué)生帶著自己的思考和疑問(wèn)來(lái)做實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)自身的實(shí)踐與理論的結(jié)合,達(dá)到舉一反三和釋疑解惑的目的。同時(shí),授課過(guò)程也需要教師回顧一下本節(jié)實(shí)驗(yàn)與對(duì)應(yīng)理論課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),并且對(duì)所需要合成藥物的活性結(jié)構(gòu)、合成背景等知識(shí)做簡(jiǎn)單的介紹和延伸。

值得一提的是,學(xué)校因僑而生,是擁有境外學(xué)生最多的大學(xué)之一,目前2021級(jí)的境外本科生占比38.3%。由于境外生在高中階段的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一,針對(duì)他們的授課方式相比境內(nèi)生需要多一些耐心和關(guān)心。比如平時(shí)應(yīng)注意尊重他們的習(xí)慣和信仰,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多留意和關(guān)注這些學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,學(xué)生提出的疑問(wèn)及時(shí)給予解答,讓學(xué)生融入且愛(ài)上藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課。

2.4 建立合理的考核體系

考核是教學(xué)過(guò)程中必不可少的重要環(huán)節(jié),是對(duì)教師全面檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和提高自身教學(xué)質(zhì)量的重要手段?；趯W(xué)校實(shí)踐情況以及新教學(xué)模式的要求,筆者對(duì)課程評(píng)價(jià)進(jìn)行改革,強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程。把學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、課堂討論的表現(xiàn)、對(duì)思考題的分析及解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告科學(xué)性及規(guī)范性等作為考核重點(diǎn),占比為總成績(jī)的50%。實(shí)驗(yàn)操作的考核占比為20%,主要考核學(xué)生的出勤、實(shí)際操作、綠色化學(xué)和環(huán)保意識(shí)等。期末綜合考試,占總成績(jī)的30%,用以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。期末考試除了考察每個(gè)單元操作的原理以外,著重考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合利用,通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查,如設(shè)置“請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)幫助設(shè)計(jì)煙酸合成的工藝路線并提供相應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案”等考題。同時(shí)設(shè)置相關(guān)題目加深對(duì)環(huán)保意識(shí)、實(shí)驗(yàn)室安全等元素的考察。這種考核方式的改革,使整個(gè)考核體系更為綜合、全面和科學(xué)。

3 結(jié)語(yǔ)

基于學(xué)?！盀閮S服務(wù)”的辦學(xué)宗旨以及目前課程設(shè)置的實(shí)際情況和學(xué)生的培養(yǎng)特色,立足藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)情況,從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和改變教學(xué)方式等方面出發(fā),逐一解決存在問(wèn)題,探索符合本校藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新方法和新手段,倡導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)、從疲于探究到樂(lè)于探究,以“良工”為“導(dǎo)向”,以“化育”為“己任”。目前本校制藥工程專(zhuān)業(yè)已通過(guò)中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證,成功入選國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)。通過(guò)對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索,藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)水平會(huì)在實(shí)踐中逐步提高,為后期“新工科”的建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。