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摘要:基礎化學是醫科院校臨床醫學本科生一門重要的基礎課，對后續專業課程的學習具有舉足輕重的作用。為了進一步提高該門課的教學質量，我們通過介紹化學領域的最新研究進展、引入有針對性的案例式授課、開展討論式教學等途徑來提高基礎化學的教學效果，收到了較好的效果。
關鍵詞:醫科院校；基礎化學；教學改革；教學效果
基礎化學是醫科院校臨床醫學本科生一門重要的基礎課，哈佛大學化學家科里教授曾預言“21世紀，化學將涵蓋醫學和化學之間的任何事情”，可見化學對醫學發展和應用的重要先導作用。在化學課程中，基礎化學包含了大量的基本理論、基本概念和基本計算，可以說是對化學相關課程的學習起到基石的作用。學好學透基礎化學課程，可為進一步理解疾病發生的化學機理、藥物研發的過程和途徑、藥物對疾病的治療原理提供重要的依據。因此對醫學生來說，學習基礎化學課程是非常必要的。為了進一步提高基礎化學的教學效果，改變以前教師照本宣科、學生被動學習的局面，需要我們在教學中進行大膽的改革，以探索適合基礎化學教學的授課方法。下面就介紹教學改革中的一些嘗試：
1介紹化學領域的最新研究進展
基礎化學是一門重要的基礎課，包括的理論、公式和概念都比較多。若教師在授課過程中仍然墨守成規，采用“滿堂灌”的填鴨式教學，則無法激發學生的學習積極性，也就很難獲得理想的教學效果。適當地介紹化學領域的最新研究進展，可以顯著地提高學生的學習興趣，從而收到良好的教學效果。例如，近些年來，金屬有機框架材料（MOFs）的制備及其對陽離子、陰離子、溶劑分子和危險爆炸物分子的熒光檢測一直是化學家們關注的一個研究熱點。在設計MOFs熒光檢測探針材料時，由于稀土元素Eu、Tb等多具有可見光區的窄帶發射，特征峰位置明確，發射峰強度穩定，因此多被作為中心原子，而具有共軛結構的羧酸則多被作為配體構成MOF材料。通常利用MOF中配體和稀土元素間的電荷傳遞（LMCT，天線效應）可實現稀土元素的有效特征發射。然而，傳統的稀土MOFs都是以各種剛性有機配體和稀土元素Eu或Tb配位后形成配合物。由于稀土元素可變的配位環境和高配位數，導致很難得到穩定可控的稀土MOFs材料，因此樣品的組成很難控制，樣品的重現性也難以把握。為了制備組成可控且性質穩定的稀土MOFs材料，國內外的科學家進行了艱苦的探索。李夏課題組根據長期的實驗結果，總結出將稀土硝酸鹽、共軛芳香多羧酸和1，10-鄰菲咯啉等在水溶液中通過NaOH調節pH至近中性條件下，于160℃或180℃條件下水熱反應3天，可以得到相應的配合物單晶[1]。最近，將這種原位合成的稀土配合物用于有害物質標記物的檢測成為MOFs材料研究的一個熱點領域。結構研究表明，除了相鄰的Tb原子被草酸橋聯形成雙核單元外，Tb原子還被四個2,6-二(4-羧基苯基)吡啶配位形成一個獨特的四輪風車結構。Tb-MOF材料的熒光光譜圖表明：配體對中心稀土Tb元素有很強的天線效應，Tb的特征發射非常明顯，545nm處的發射峰最強。在另一方面，對人們生命健康有害物質的檢測和發現在日常生產生活中具有重要的意義，及早檢測和發現為防止各類疾病發生和傳播提供了重要的依據。而2-硫代噻唑烷-4-羧酸（TTCA）是接觸CS2人群尿樣中的重要生物標志物。長期暴露在CS2中時，會發生視網膜癥和腎疾患為特征的血管損傷；中毒初期會興奮、頭痛，繼而意識喪失、昏睡直至死亡，因此很有必要檢測尿中2-硫代噻唑烷-4-羧酸的含量。屈相龍等人將先前合成的Tb-MOF材料分別用于尿液中含有NaCl、KCl、NH4Cl、Na2SO4、肌酸、肌酐、葡萄糖、尿酸和2-硫代噻唑烷-4-羧酸等組分的熒光檢測。他們發現，2-硫代噻唑烷-4-羧酸能顯著淬滅Tb-MOF中Tb的特征熒光，而其他組分對熒光強度幾乎不產生影響，這表明他們合成的以2,6-二(4-羧基苯基)吡啶等為共配體的Tb-MOF是一種有效檢測2-硫代噻唑烷-4-羧酸的熒光探針。在對于有CS2接觸史的人群進行尿樣檢查時，Tb-MOF熒光淬滅可作為身體吸收CS2的重要檢測依據。結合Tb-MOF的合成、晶體結構和檢測方面的最新實驗數據，輔助以色彩絢麗diamond和origin軟件制作的彩圖。學生學習基礎化學的積極性被充分調動起來，教學效果也有了顯著的提高。
2引入有針對性的案例式授課
作為醫學生剛進入大學就要學習的一門重要基礎課，學生很有必要學好基礎化學。通常的教學方式是教師在臺上講，學生在下面記，課程的傳授形式呆板，學生的學習效果較差。為了進一步提高學生的學習積極性，更加靈活地開展課程的講授，教師嘗試引入了案例式授課[3]。例如在講授配合物在醫學上的應用這部分內容時，教師引入一氧化碳的中毒和治療這個案例：CO為無色、無臭、無味的氣體，是碳和含碳物質燃燒不完全時的產物。由于柴爐、煤爐的通風系統不暢以及煤氣取暖器和煤氣熱水器的使用不當，導致了近年來的CO中毒病例大量增加。因為CO是無色、無臭的氣體，不易覺察，因此被稱為“沉默的殺手”。大家知道，人體內的血紅蛋白由多肽鏈和血紅素組成，承擔著為體內新陳代謝生理活動運進O2和運出CO2的重要功能。其中每個血紅素（又稱亞鐵原卟啉）由四個吡咯類亞基組成一個環，環中心為一個亞鐵離子。每個血紅素與一條多肽鏈連接，并且四個血紅素與四條多肽鏈連接構成一個血紅蛋白單體。通常血紅蛋白血紅素中Fe2+的第六個sp3d2雜化軌道和O2配位為體內運輸O2維持正常的生理功能。而CO也可以與血紅素中Fe2+的第六個sp3d2雜化軌道配位結合，且它的配位能力比O2強。當人體發生CO中毒時，大部分血紅蛋白都以CO-血紅蛋白結合體的形式存在，從而喪失了載氧功能，引起血液及組織供氧中斷，從而造成機體缺氧，甚至導致死亡。臨床上用高壓氧治療CO中毒，是由于在高壓氧艙中，氧的分壓高，有利于氧與血紅蛋白配位結合，O2置換了CO-血紅蛋白結合體中的CO。這樣就迅速解除了機體的缺氧狀態，同時加速了CO-血紅蛋白結合體的解離，促使CO從體內排出。研究發現，使血液CO濃度減半的時間，在室內需要200min，吸純氧僅需40min。由此可見，應用高壓氧治療CO中毒是極有效的方法，對提高治愈率、降低死亡率和減少后遺癥都有非常重要的意義。學生通過對這個案例的學習，對于配合物配位作用的理解更加深刻了。因此，引入有針對性的教學案例，可以使枯燥抽象的教學變得更加生動有趣，也顯著地提升了教學效果。
3開展討論式教學
教學活動要求教師和學生共同參與其中，是教師和學生的互動過程。過分強調教師對學生的知識傳授，學生就很難有學習的積極性；過分強調學生的自主學習，教師的帶領和引導作用就發揮不出來，同樣達不到預期的教學效果。為了進一步提高教學效果，增強學生主動學習的意識，我們嘗試引入討論式教學[4]。例如在講授難溶強電解質溶液的沉淀—溶解平衡一章內容時，教師就結合沉淀的形成和溶解的基本概念和基本理論公式，先向學生提出了討論課的問題“尿結石是怎樣形成的，如何避免得尿結石”，然后讓學生課后去收集資料，準備討論課的內容。經過了充分的課后準備，學生對討論課充滿了期待。下一次上課時，教師又把尿結石形成的相關討論題提了出來，這時學生都躍躍欲試。教師示意一名學生走上講臺，這位學生滿懷自信地侃侃而談：“尿結石是由于尿液中難溶的鹽類沉淀沉積而形成的生物礦物，是體內異常礦化的結果，其中腎結石最為多見，它的成分以草酸鈣為主。血液中的Ca2+、C2O42-濃度通常對草酸鈣是過飽和的，即離子積大于溶度積，但由于血液中有蛋白質這樣的結晶抑制劑，血液的黏度也比較大，所以草酸鈣結晶難以形成。而經過腎小球過濾后，蛋白質等結晶抑制劑被去掉，黏度也降低，因此在進入腎小管之前或在管內會有草酸鈣結晶形成。在正常情況下，這種草酸鈣結晶較小，在腎小管內停留的時間短，很快隨尿液排出，不會形成尿結石。有些人之所以形成尿結石，原因主要有兩個：一是飲水少，尿液少，使尿中Ca2+、C2O42-濃度增大，過飽和度增大，有利于CaC2O4結晶的形成和長大；二是腎功能不好，導致濾液流動速率太慢，在腎小管內停留時間過長，CaC2O4小結晶在腎小管上皮細胞上發生黏附而固定，并不斷長大形成結石。”當學生講完了尿結石的形成過程以后，教師對這名學生的回答給予了充分的肯定，并繼續發問：“那么如何避免得尿結石呢？”學生個個摩拳擦掌，教師讓另一名學生走上講臺對所提出的問題進行闡述：“醫學上常采用多飲水，以加快排尿速率和加大排尿量的方法來防止尿結石的形成；此外，降低食物中草酸含量，從而降低尿液中草酸濃度，也是防止尿結石形成的重要手段，這就要求我們減少攝食含草酸較高的食物如菠菜、甜菜、橘子、巧克力和濃茶等。”教師當場表揚了這位學生，其他學生也鼓掌表示支持。教師還對先前討論的內容進行了點評和總結，并與學生進行了熱烈的討論和交流。此時，課堂氣氛空前活躍，達到了常規授課教學不可能達到的效果。事實表明，通過教師提出討論題并鼓勵學生搜集資料的討論式教學，可以充分調動學生學習的主動性，教學效果也得到了顯著的提升。總之，在基礎化學教學過程中，我們積極投身教學改革，并對以上三種教學形式進行了大膽的嘗試，極大地激發了學生的學習熱情，收到良好的教學效果。
作者:羅俊 劉寶姝 張欣榮 佘嵐 馬志強 楊峰 單位:海軍軍醫大學藥學院
