張 薇 徐 暢 劉 婕 蘇 進(jìn) 楊淑珍 張園園 侯俊玲

（北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 102488）

創(chuàng)新人才培養(yǎng)是促進(jìn)國家科技進(jìn)步、提升綜合國力的重要手段，高等教育必須承擔(dān)起以“中國夢”引領(lǐng)培養(yǎng)創(chuàng)新人才實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重任［1］。在建設(shè)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科的“雙一流”建設(shè)背景下，科教融合成為我國高等教育的新常態(tài)和新的辦學(xué)理念，其目的是推進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。被譽(yù)為“現(xiàn)代教學(xué)之母”的洪堡大學(xué)，其創(chuàng)辦宗旨就是以學(xué)術(shù)自由與教研結(jié)合為圭臬，即把“教學(xué)與研究的統(tǒng)一”作為大學(xué)的重要理念之一［2］。2018年，習(xí)近平總書記在全國教育大會上也明確指出：“加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，積極投身實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才”［3］。國家重視高等教育，渴求卓越創(chuàng)新人才，科教融合已成為“雙一流”建設(shè)高校的重要辦學(xué)理念之一，是現(xiàn)代大學(xué)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量提升的重要舉措［4］。

有機(jī)化學(xué)作為中藥學(xué)專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)必修課程，研究內(nèi)容為有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及制備方法，對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到鋪墊作用，對于整個(gè)中藥學(xué)知識體系的構(gòu)建具有舉足輕重的作用。隨著有機(jī)化學(xué)學(xué)科的迅猛發(fā)展，有機(jī)合成新反應(yīng)、新試劑和新技術(shù)迅速涌現(xiàn)。相應(yīng)地，一些傳統(tǒng)反應(yīng)不再是合成目標(biāo)產(chǎn)物最行之有效的手段。常見的有機(jī)化學(xué)教材注重基礎(chǔ)理論和基本反應(yīng)的講授，鮮少將新的科研成果及應(yīng)用引入教材知識體系中，這樣會使學(xué)生在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的過程中，掌握的僅僅是書本上的基礎(chǔ)知識，而與現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)研究前沿及熱點(diǎn)問題脫節(jié)。將有機(jī)化學(xué)的研究前沿、熱點(diǎn)領(lǐng)域及其應(yīng)用引入課堂教學(xué)中，不僅能使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、生動、深入，還可以拓寬學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，對培養(yǎng)學(xué)生的探索能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力都具有十分重要的意義［5］。因此，針對新醫(yī)科背景下中藥學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)需求，必須推進(jìn)科教融合，開展基于科教融合的有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和創(chuàng)新實(shí)踐，用科學(xué)研究成果豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的專業(yè)歸屬感和學(xué)術(shù)意識，更好地實(shí)現(xiàn)中藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，為國家培養(yǎng)出更多的高水平創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。

筆者結(jié)合自己在教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，就基于科教融合優(yōu)化中藥學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和創(chuàng)新實(shí)踐，談幾點(diǎn)具體的實(shí)例。

1 基于科教融合的有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化實(shí)例

1.1 挖掘科學(xué)研究中的思政元素 實(shí)現(xiàn)教學(xué)育人相統(tǒng)一在講授有機(jī)化學(xué)第三章“立體化學(xué)”時(shí)，介紹醫(yī)學(xué)史上一大悲劇“反應(yīng)停事件”［6］。“反應(yīng)停事件”的主角是20 世紀(jì)50 年代研發(fā)的一種新藥“沙利度胺”，又稱“反應(yīng)?！?。藥企在初期宣傳時(shí)，聲稱該藥物是“沒有任何不良作用的抗妊娠反應(yīng)藥物”，于是其很快風(fēng)靡市場。但上市僅兩年時(shí)間，使用“反應(yīng)?！钡貐^(qū)的海豹嬰兒出生率明顯上升。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，“反應(yīng)停”是一種手性藥物，是由構(gòu)造完全相同僅立體結(jié)構(gòu)不同的左旋體和右旋體混合組成，其中R-（+）右旋體是一種很好的鎮(zhèn)靜劑，而其S-（-）左旋體則具有強(qiáng)烈的致畸作用［7］。以“沙利度胺（反應(yīng)停）”的悲劇為例，在課堂教學(xué)中講解手性藥物及其拆分的科研實(shí)例，讓學(xué)生理解手性藥物的概念、藥理作用差異以及手性拆分的意義，并以此告誡學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中要秉承嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的專業(yè)素養(yǎng)并努力學(xué)好有機(jī)化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生作為中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的責(zé)任感和使命感，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與育人相統(tǒng)一。

1.2 引入與生活息息相關(guān)的科研實(shí)例 增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在講授有機(jī)化學(xué)第十章“醇、酚、醚”時(shí)，筆者從生活角度切入，引入一些實(shí)例來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。醇可看作是水分子的一個(gè)氫原子被脂肪烴基取代而成的化合物，在生活中的應(yīng)用非常廣泛，最為人熟知的醇便是“乙醇”，即常說的“酒精”。酒作為中國傳統(tǒng)文化的一種載體，是人類生活中重要的一部分，在傳統(tǒng)節(jié)日中不可或缺，在醫(yī)藥領(lǐng)域起到消毒與治療作用。在學(xué)習(xí)醇的相關(guān)知識時(shí)，將“喝酒上臉”這一生活中常見現(xiàn)象引入課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。乙醛脫氫酶2（ALDH2）的突變會導(dǎo)致酶的活性大大降低，使乙醛積聚，而乙醛是酒精（乙醇）代謝的有毒產(chǎn)物，人體對毒素的反應(yīng)導(dǎo)致皮膚潮紅和發(fā)炎，就是我們俗稱的“喝酒上臉”［8］。對“喝酒上臉”這個(gè)問題的擴(kuò)展講解，解釋了生活中常見的現(xiàn)象使學(xué)生不僅能更好地理解醇的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，更能將醇與醛有機(jī)地聯(lián)系起來，讓枯燥的有機(jī)化學(xué)知識實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。

1.3 引入權(quán)威科學(xué)研究前沿 豐富課堂教學(xué)內(nèi)容近年來，有機(jī)化學(xué)理論知識和實(shí)驗(yàn)技術(shù)突飛猛進(jìn)，授課時(shí)除向?qū)W生介紹課本中原有的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)知識外，筆者還將一些前沿科研動態(tài)融入課堂中，旨在拓寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，引導(dǎo)學(xué)生了解前沿科學(xué)內(nèi)容。如在學(xué)習(xí)第十四章“糖類化合物”時(shí)，筆者向?qū)W生介紹了Nature的一篇文章Imaging single glycans［9］，讓學(xué)生了解到糖苷分子在現(xiàn)代研究中已經(jīng)“可見”。德國科學(xué)家利用質(zhì)量篩選、軟著陸電噴霧離子束沉積以及低溫隧道掃描顯微鏡技術(shù)，對多種寡糖以及多糖的單個(gè)糖苷分子在亞納米分辨率下進(jìn)行了實(shí)空間成像，通過可視化的手段，對這些分子的連接方式以及區(qū)域異構(gòu)體進(jìn)行了觀察，為理解糖類化合物的結(jié)構(gòu)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)第十一章“醛、酮、醌”時(shí)，拓展介紹碳碳鍵構(gòu)建的新方法：以醛酮為起始物，經(jīng)由腙的交叉偶聯(lián)反應(yīng)來構(gòu)建碳碳鍵［10］。在學(xué)習(xí)第十二章“羧酸及羧酸衍生物”時(shí)，介紹加拿大阿爾伯塔大學(xué)Rylan 教授所發(fā)現(xiàn)的，化學(xué)穩(wěn)定性較高的C（sp3）-COOH 型羧基分子（芳基乙酸、丙二酸半酯等）在二甲基甲酰胺（DMF）溶液中進(jìn)行的非催化可逆脫羧反應(yīng)［11］。讓學(xué)生了解前沿的科研成果，拓展教學(xué)內(nèi)容，可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓科研成為興趣而非壓力。

1.4 解讀已有藥物合成路徑 提供新藥研發(fā)思路酯化反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)第十二章“羧酸及羧酸衍生物”中的重要反應(yīng)，同時(shí)也是被廣泛應(yīng)用于藥物合成的反應(yīng)。阿司匹林作為醫(yī)藥史上三大經(jīng)典藥物之一，其合成路線中最關(guān)鍵的一步反應(yīng)便是酯化反應(yīng)。阿司匹林的合成路線并不復(fù)雜，可歸類為酯化反應(yīng)，即水楊酸的酚羥基和乙酸酐作用，失去一分子乙酸后形成產(chǎn)物酯，該反應(yīng)通常需要少量酸（硫酸和磷酸）作催化劑。其反應(yīng)機(jī)制大致可描述為：首先水楊酸的酚羥基進(jìn)攻被酸活化的乙酸酐，隨后在酸根離子作用下脫掉質(zhì)子形成半縮酮結(jié)構(gòu)，最后在酸催化劑的幫助下脫去一分子副產(chǎn)物乙酸，并完成質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程，得到乙?；乃畻钏幔?2］。阿司匹林從最初治療頭疼腦熱逐漸發(fā)展，如今具有多種吸引人的潛在醫(yī)用價(jià)值，其研究還將繼續(xù)。授課時(shí)向?qū)W生介紹阿司匹林的合成路徑，不僅可以將酯化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制等相關(guān)內(nèi)容融入其中，還能讓學(xué)生體會到藥物合成可由簡單而熟知的幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)，消除學(xué)生對有機(jī)合成的畏難心理。在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，化學(xué)合成藥物仍然會是當(dāng)今世界各大制藥公司新藥研究的主題，把經(jīng)典藥物的合成方法滲透到教學(xué)內(nèi)容中講授，可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新科研興趣并為學(xué)生日后參與新藥研發(fā)工作打下基礎(chǔ)。

2 科教融合教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化下的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐

2.1 以科研課題為依托的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐通過對科教融合下有機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，部分學(xué)生在科研案例講解或查閱文獻(xiàn)的過程中會發(fā)現(xiàn)一些具有研究意義的問題，從而產(chǎn)生探索興趣。借此，學(xué)生可根據(jù)自身興趣進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)及資料，確定科研課題研究內(nèi)容，尋找與科研課題研究方向一致的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，在導(dǎo)師指導(dǎo)下撰寫雙創(chuàng)項(xiàng)目申報(bào)書。每年，學(xué)校會組織學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，學(xué)生申報(bào)、答辯后，校方選取思路清晰、具有可行性與創(chuàng)新性的項(xiàng)目予以立項(xiàng)和經(jīng)費(fèi)支持，從而支持學(xué)生依托雙創(chuàng)項(xiàng)目開展科研實(shí)踐。在此過程中，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)也為課程教學(xué)提供了很多新的思路和優(yōu)質(zhì)的科教融合項(xiàng)目式教學(xué)案例，為有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)新模式探索提供了重要支撐。通過雙創(chuàng)平臺，給具有科研精神及具備科研素質(zhì)的學(xué)生提供學(xué)術(shù)和資金支持，推動科研與教學(xué)相融合。通過科研課題實(shí)踐，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的科研探索和創(chuàng)新精神。

2.2 以學(xué)術(shù)競賽為依托的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐學(xué)術(shù)競賽也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)。2020 年，為備戰(zhàn)由北京市教育委員會主辦、北京化工大學(xué)承辦的第十二屆北京市大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽，北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院前期組織了院內(nèi)選拔賽，共計(jì)86 名學(xué)生踴躍報(bào)名參加。有機(jī)化學(xué)課程組老師經(jīng)悉心培訓(xùn)和科教融合全方面指導(dǎo)后，推薦排名前十位的學(xué)生參加本次北京市大學(xué)生實(shí)驗(yàn)化學(xué)競賽，最終取得特等獎1 名、一等獎4 名、二等獎5 名的佳績。學(xué)科競賽也是有機(jī)化學(xué)學(xué)科重視教學(xué)模式改革、推動科教融合的舉措，可強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力［13］。

3 討論

身處高等教育改革的大時(shí)代，有機(jī)化學(xué)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代潮流做出相應(yīng)的改變。不論是從課堂上增加有機(jī)化學(xué)前沿學(xué)術(shù)內(nèi)容普及和科研思路講解，還是鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽及學(xué)科競賽，都在一定程度上推動了有機(jī)化學(xué)課程科研與教學(xué)相融合的改革?！敖滩谎袆t枯，研不教則殆”，在中藥學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)過程中，貫穿和體現(xiàn)“科教融合”的理念，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容更新，解決傳統(tǒng)課程教學(xué)的滯后性，對于提高中藥學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有舉足輕重的作用和重要意義。