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[摘要]有機化學作為藥學類專業(yè)重要的基礎(chǔ)必修課程,廣泛滲透于藥學各專業(yè)課程中,對藥學后續(xù)專業(yè)的學習具有重要的支撐作用,是藥學知識體系構(gòu)建的基石。本文從藥學專業(yè)的專業(yè)特點以及有機化學的課程特點出發(fā),結(jié)合筆者近年來有機化學的教學實踐,對教學中存在的難點挑戰(zhàn)進行總結(jié),并對思路、方法和教學內(nèi)容進行改革探討,以提高教學質(zhì)量,從而更好地達到專業(yè)人才培養(yǎng)的目標。
[關(guān)鍵詞]藥學專業(yè);有機化學;教學改革
1前言
在報告中指出“深化教育改革,全面推進素質(zhì)教育”的要求和任務(wù),并提出提高本科教育質(zhì)量,實現(xiàn)“強國夢”號召,表明大學教育的改革創(chuàng)新是一項需要不斷努力推進的事業(yè)。即社會對藥學類人才的要求是多維度的,不僅要有扎實的專業(yè)技能,而且還有較強的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力等。藥學領(lǐng)域與有機化學關(guān)系密切,如:藥物合成與新藥研發(fā)、中藥成分分離與鑒定、體內(nèi)藥物代謝研究等都離不開有機化學的基本理論和實驗操作。因此,有機化學是藥學專業(yè)重要的基礎(chǔ)必修課程,對藥物化學、生物化學、天然藥物化學等后續(xù)課程的學習具有重要的支撐作用,決定了藥學專業(yè)學生知識體系構(gòu)建的完善程度。有機化學課程的教學改革既關(guān)系到藥學專業(yè)學生培養(yǎng)效果,又會通過教學內(nèi)容和方法的整合,對學生系統(tǒng)的專業(yè)學習產(chǎn)生深刻影響[1-2]。
2課程現(xiàn)狀與問題
傳統(tǒng)有機化學課程的課堂授課模式是老師講,學生聽,課后學生被動完成老師布置的練習任務(wù)即可。很多藥學專業(yè)學生片面的認為有機化學并非藥學專業(yè)課,所以重視程度也不夠,導(dǎo)致大部分學生出現(xiàn)課前不預(yù)習,課上不主動思考,課后不復(fù)習鞏固,學習被動懶散的情況。加之有機化學課程具有知識點多、物質(zhì)種類多、物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化多、不易理解的反應(yīng)機理多、抽象的理論多等特點,因此學習難度較大。日積月累就造成了機械接受知識、運用能力差、學習效率低下等問題出現(xiàn),很難全面系統(tǒng)的掌握有機化學知識。同時,在教學過程中,教師也經(jīng)常面臨教學內(nèi)容多而學時少的問題,為完成教學任務(wù)而忽視了有機化學中知識點之間的聯(lián)系,使學生容易孤立地學習各個知識點,沒有有效的串聯(lián),造成學習效率低、知識點記不住等問題。有機化學課程系統(tǒng)性強,前后內(nèi)容邏輯聯(lián)系緊密。若學生基礎(chǔ)薄弱,越學習越吃力,易導(dǎo)致學生信心不足,產(chǎn)生畏學心理。因此,結(jié)合實際教學情況,對教學思路、教學方法進行一系列的改革和探索,對有效提高有機化學教學質(zhì)量和學生學習效果具有重要意義。
3教學改革基本思路
3.1激發(fā)學習興趣
“興趣是最好的老師”,所以培養(yǎng)學生學習有機化學的興趣是開展有機化學教學的首要任務(wù)。在教學中發(fā)現(xiàn),藥學專業(yè)學生要么對學習有機化學缺乏興趣,要么不知道為什么學習有機化學。如果能讓學生認識到有機化學與藥學之間的聯(lián)系或者與明確有機化學與其將從事的專業(yè)的密切關(guān)系,學生的學習興趣自然會產(chǎn)生。第一節(jié)的緒論課就顯得尤為重要[3],教師應(yīng)有目地選擇與生活息息相關(guān)的事例,不僅可以激發(fā)學生學習有機化學的興趣,還可以在輕松的學習氛圍中讓學生體會學習有機化學的重要意義。例如:為什么眼睛可以看見漂亮發(fā)的風景?是因為眼睛中視紫紅質(zhì)(Rhodopsin)轉(zhuǎn)化為變視紫紅質(zhì)(Metarhodopsin),將光轉(zhuǎn)化為神經(jīng)刺激而給人類帶來光明;為什么餓了吃飯以后就有力氣了?為什么蝦、蟹等加熱后殼會由青并紅?原來是這些動物殼內(nèi)的帖類物質(zhì)受熱后結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致吸光波長的改變。這些例子簡單易懂,貼近生活,又潛移默化地使學生抓住學習有機化學的樂趣所在。也可以把一些有機化學研究前沿內(nèi)容或新聞熱點融入到相關(guān)章節(jié)教學中[4],這樣既可以提高學生的學習興趣,又豐富了教學內(nèi)容增強了教學效果[5]。例如:在講授對映異構(gòu)體的內(nèi)容時,可通過介紹2001年諾貝爾化學獎授予“手性合成”這一前沿課題,闡述手性化學在藥物研發(fā)與臨床應(yīng)用中的重要性來進行導(dǎo)課,也可列舉上世紀60年代初歐洲“反應(yīng)停”事件,通過講述手性藥物的不當使用所帶來巨大臨床災(zāi)難的案例,一方面拓展了學生的知識面,另一方面也可引起學生認識到這部分內(nèi)容學習的重要意義。學生只有對學習內(nèi)容感興趣,才能激發(fā)其學習欲望,參與到課堂教學中,在輕松的課堂教學氣氛中提高學習效果和教學質(zhì)量。
3.2優(yōu)化教學內(nèi)容
有機化學對于藥學專業(yè)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,所以在制定教學大綱時課程定位不能偏移。教學內(nèi)容的選擇應(yīng)盡量與藥學專業(yè)課程緊密結(jié)合[6],建立微觀抽象的有機分子與宏觀實際藥物及藥物發(fā)展之間的聯(lián)系,增加課程教學的趣味性和實用性,達到為深入學習專業(yè)課打好基礎(chǔ)的目的。有機化學教材一般都包含烴、醇、酚、醚、醛酮、羧酸及其衍生物等烴及其含氧衍生物,胺類、雜環(huán)化合物、生物堿等含氮化合物,糖類、氨基酸及蛋白質(zhì)、脂類、萜類化合物等生命有機化合物的命名、結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)以及簡單的有機合成方法等內(nèi)容。例如在實際教學中,我們將烴及含氧衍生物的命名統(tǒng)一整合到一講來講解,這樣既提高授課效率,又有利于學生對命名規(guī)則的學習、歸納、總結(jié)和應(yīng)用。有機合成方法對于有機化合物的性質(zhì)、反應(yīng)和理論要求較高,對于大一學生而言難度較大,同時與后續(xù)專業(yè)課學習聯(lián)系不是很緊密,因此,我們不作為教學內(nèi)容,僅供有興趣的同學自學。對于烷烴、烯烴、醇、酚等高中已經(jīng)涉及的知識點,重新設(shè)定學習目標,在教學過程中根據(jù)學生掌握的程度進行講解,將教學重心放在諸如電子效應(yīng)、馬氏規(guī)則、扎依采夫規(guī)則等全新且難易理解的內(nèi)容上。而對于與藥物化學、天然藥物化學等專業(yè)課程密切聯(lián)系的醛酮、羧酸及其衍生物、胺類、雜環(huán)化合物、生物堿等章節(jié),我們會作為重點教學內(nèi)容,細致講解、反復(fù)練習與應(yīng)用,為專業(yè)課的學習奠定扎實基礎(chǔ)。糖類、氨基酸和蛋白質(zhì)、脂類、萜類化合物等內(nèi)容也是后續(xù)生物化學、生理學等課程的基礎(chǔ)內(nèi)容,也同樣作為重點安排教學。如此設(shè)計,將進一步凸顯有機化學基礎(chǔ)課程的功能,教學效果顯著提高。筆者跟蹤調(diào)查本校藥學院2017級和2018級6個班近300名學生,有機化學學習扎實、成績優(yōu)異的同學,在完成后續(xù)藥物化學、天然藥物化學、生物化學、藥物分析等專業(yè)課的學習時,學習過程輕松、學習效率高、成績名列前茅。
3.3優(yōu)化教學方法和手段,提高學習積極性
現(xiàn)在的大學生平時學習積極性普遍不高,課前不預(yù)習,課后不復(fù)習已成為常態(tài),這樣易造成知識點積壓、學習越來越吃力的現(xiàn)象,更有甚者,產(chǎn)生厭學情緒而“放縱式”學習,這種現(xiàn)象值得一線教師注意和思考。改變傳統(tǒng)的單一的授課方法和手段勢在必行,教師需結(jié)合多種教學方法,以啟發(fā)式、案例式教學法為主[7],結(jié)合翻轉(zhuǎn)教學法[8]、小組合作學習[9]等其他多樣化教學方法,激發(fā)學生學習的興趣,有效提高教學質(zhì)量。我們將學生分成幾個學習小組,采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學形式,布置團體預(yù)習作業(yè),增加學生團隊協(xié)作精神,增強小組成員要學習,不能拖后腿的意識,提高學習積極性。教師在課上可采用提問的方式,啟發(fā)學生思維,讓學生參與到教學中來。如在講醇的氧化反應(yīng)時,可以“查酒駕”為背景,通過其中的反應(yīng)現(xiàn)象啟發(fā)學生得出相關(guān)化學原理,從而總結(jié)出乙醇具有還原性。教師也可根據(jù)教學內(nèi)容適當添加案例,加深有機化學與藥學的聯(lián)系,活躍課堂氣氛,有效調(diào)動學生的課堂積極性。比如在講授胺類化合物相關(guān)內(nèi)容時,可以介紹多巴胺和腎上腺素等胺類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、生物活性和用途。還可以向?qū)W生介紹維生素D,經(jīng)啟發(fā)提問,總結(jié)維生素D的食物來源以及缺乏維生素D的危害,之后引出甾醇相關(guān)內(nèi)容。當今社會處于信息化時代,教學也應(yīng)善于利用計算機技術(shù),優(yōu)化教學手段,采用多種不同教學方式授課。除了傳統(tǒng)的PPT外,還可在教學中引入視頻與動畫,用于輔助講授抽象的、難理解的有機反應(yīng)機理和反應(yīng)過程。學生可提前通過觀看教學錄像預(yù)習實驗操作和實驗原理,提高實驗課程的教學效率。筆者在有機化學教學中,要求學生學習使用Chemdraw等專業(yè)化學測繪軟件,通過這一手段很好的將書本上平面的分子結(jié)構(gòu)三維立體化,非常有利于學生對對映異構(gòu)、構(gòu)象異構(gòu)等有機立體化學內(nèi)容的理解,彌補空間想象能力的不足。通過參與Chemdraw軟件的學習和使用,學生均表示極大調(diào)動了他們對有機化學的學習興趣。
3.4強化實驗教學的重要性
有機化學是一門理論與實踐聯(lián)系密切的學科,通過實驗教學可以培養(yǎng)學生觀察和動手能力,還可通過實驗現(xiàn)象直觀地加深對化合物性質(zhì)等理論知識的理解和記憶[10]。但是傳統(tǒng)的實驗教學模式以教師講為主、學生被動聽,缺乏主動思考、照本宣科、照單抓藥的現(xiàn)象普遍存在,大大降低了實驗課程的設(shè)置意義。針對這種情況,對現(xiàn)有實驗課程進行改革:一是增加實驗內(nèi)容與藥學的聯(lián)系,如開設(shè)青蒿素的提取系列實驗,與理論課程萜類化合物的教學相互呼應(yīng),理論聯(lián)系實際激發(fā)學生的學習興趣;二是增設(shè)設(shè)計性實驗,結(jié)合小組教學,要求學生自主設(shè)計實驗方案,激發(fā)學習主動性,培養(yǎng)學生自主學習,解決問題的能力;三是將成熟的科研平臺與實驗教學相結(jié)合,如將NMR、HPLC、GC等技術(shù)應(yīng)用于化合物分離與結(jié)構(gòu)鑒定中,在為學生提供前沿技術(shù)的同時,也拓寬了學生的學習視野和思路。通過這些改革措施,不但可以有效地提高學生的動手能力,還可以激發(fā)學生學習有機化學的興趣,同時也對有機化學理論課程的學習有很好的促進作用,增強教學效果。
3.5加強思政教育,提高藥學人才素質(zhì)
有機化學在給醫(yī)藥領(lǐng)域帶來巨大發(fā)展的同時,網(wǎng)絡(luò)中傳播的蘇丹紅、三聚氰胺毒奶粉、假酒假藥事假給這門學科帶來一系列負面影響。受其影響,藥學專業(yè)的學生對這門課程帶有偏見,認為有機化學傷身害人,哪里還有學習的熱情?大學又是學生“三觀”形成的關(guān)鍵時期,如何使學生明白學科的辯證關(guān)系,糾正學科偏見,給學生傳遞正能量的思政教育就顯得尤為重要。有機化學課程中具有豐富的思政教育題材,為學生在學習有機化學的同時進行思政學習提供了必要條件。如:(1)學生在學習萜類化合物時,引入青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程,介紹諾貝爾獎獲得者屠呦呦在青蒿素發(fā)展為“抗瘧神藥”中巨大貢獻,培養(yǎng)學生的愛國主義精神和民族自豪感。(2)學生在學習有機含氮化合物中胺類和亞硝胺化合物,了解海洛因(二乙酰嗎啡)和冰毒(甲基苯丙胺)的結(jié)構(gòu)和其對中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有極強的毒性和成癮性,告誡學生的危害,宣傳“珍愛生命,拒絕”,以及復(fù)旦大學投毒案等反面事例,使學生建立正確的人生觀和價值觀。(3)通過讓學生了解手性藥物中應(yīng)用史上的災(zāi)難—“反應(yīng)停”,從而激發(fā)學生在學習和工作中要樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的職業(yè)操守。教師只有做到將思政教育融入有機化學教學的各個環(huán)節(jié)之中,做到專業(yè)知識吸收和價值引領(lǐng)相相結(jié)合,在提升教師教書育人的能力同時,更好地培養(yǎng)學生科研精神、創(chuàng)新能力、道德修養(yǎng)和職業(yè)操守等綜合素質(zhì)的提升,為學生畢業(yè)后從事醫(yī)藥工作或進一步深造奠定良好的基礎(chǔ)。
4結(jié)束語
隨著社會和科技的發(fā)展,大學教育和人才培養(yǎng)模式也應(yīng)與時俱進,進行教學改革探索,有利于優(yōu)化教學系統(tǒng)。對于藥學專業(yè)至關(guān)重要的基礎(chǔ)課程有機化學而言,通過優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學方法和考核模式、加強實驗教學以及思政教育的滲透,在提高教學效果的同時,更重要的是增強了學生學習主動性和自信心,提高了學生解決實際問題的能力,增加了學生在社會就業(yè)中的競爭性。今后也會繼續(xù)根據(jù)學生的反饋,進一步優(yōu)化、完善教學內(nèi)容和教學方法。
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作者:孫忠文 謝惠定 白慶 柳波 陳麗君 單位:昆明醫(yī)科大學藥學院暨云南省天然藥物藥理重點實驗室醫(yī)藥化學系