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[摘要]有機化學作為藥學類專業重要的基礎必修課程,廣泛滲透于藥學各專業課程中,對藥學后續專業的學習具有重要的支撐作用,是藥學知識體系構建的基石。本文從藥學專業的專業特點以及有機化學的課程特點出發,結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進行總結,并對思路、方法和教學內容進行改革探討,以提高教學質量,從而更好地達到專業人才培養的目標。
[關鍵詞]藥學專業;有機化學;教學改革
1前言
在報告中指出“深化教育改革,全面推進素質教育”的要求和任務,并提出提高本科教育質量,實現“強國夢”號召,表明大學教育的改革創新是一項需要不斷努力推進的事業。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技能,而且還有較強的創新能力和應用能力等。藥學領域與有機化學關系密切,如:藥物合成與新藥研發、中藥成分分離與鑒定、體內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重要的基礎必修課程,對藥物化學、生物化學、天然藥物化學等后續課程的學習具有重要的支撐作用,決定了藥學專業學生知識體系構建的完善程度。有機化學課程的教學改革既關系到藥學專業學生培養效果,又會通過教學內容和方法的整合,對學生系統的專業學習產生深刻影響[1-2]。
2課程現狀與問題
傳統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即可。很多藥學專業學生片面的認為有機化學并非藥學專業課,所以重視程度也不夠,導致大部分學生出現課前不預習,課上不主動思考,課后不復習鞏固,學習被動懶散的情況。加之有機化學課程具有知識點多、物質種類多、物質之間轉化多、不易理解的反應機理多、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,很難全面系統的掌握有機化學知識。同時,在教學過程中,教師也經常面臨教學內容多而學時少的問題,為完成教學任務而忽視了有機化學中知識點之間的聯系,使學生容易孤立地學習各個知識點,沒有有效的串聯,造成學習效率低、知識點記不住等問題。有機化學課程系統性強,前后內容邏輯聯系緊密。若學生基礎薄弱,越學習越吃力,易導致學生信心不足,產生畏學心理。因此,結合實際教學情況,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激發學習興趣
“興趣是最好的老師”,所以培養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。在教學中發現,藥學專業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系或者與明確有機化學與其將從事的專業的密切關系,學生的學習興趣自然會產生。第一節的緒論課就顯得尤為重要[3],教師應有目地選擇與生活息息相關的事例,不僅可以激發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的風景?是因為眼睛中視紫紅質(Rhodopsin)轉化為變視紫紅質(Metarhodopsin),將光轉化為神經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的帖類物質受熱后結構的改變導致吸光波長的改變。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容或新聞熱點融入到相關章節教學中[4],這樣既可以提高學生的學習興趣,又豐富了教學內容增強了教學效果[5]。例如:在講授對映異構體的內容時,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與臨床應用中的重要性來進行導課,也可列舉上世紀60年代初歐洲“反應停”事件,通過講述手性藥物的不當使用所帶來巨大臨床災難的案例,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容學習的重要意義。學生只有對學習內容感興趣,才能激發其學習欲望,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量。
3.2優化教學內容
有機化學對于藥學專業是一門專業基礎課程,所以在制定教學大綱時課程定位不能偏移。教學內容的選擇應盡量與藥學專業課程緊密結合[6],建立微觀抽象的有機分子與宏觀實際藥物及藥物發展之間的聯系,增加課程教學的趣味性和實用性,達到為深入學習專業課打好基礎的目的。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、雜環化合物、生物堿等含氮化合物,糖類、氨基酸及蛋白質、脂類、萜類化合物等生命有機化合物的命名、結構特點和性質以及簡單的有機合成方法等內容。例如在實際教學中,我們將烴及含氧衍生物的命名統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則的學習、歸納、總結和應用。有機合成方法對于有機化合物的性質、反應和理論要求較高,對于大一學生而言難度較大,同時與后續專業課學習聯系不是很緊密,因此,我們不作為教學內容,僅供有興趣的同學自學。對于烷烴、烯烴、醇、酚等高中已經涉及的知識點,重新設定學習目標,在教學過程中根據學生掌握的程度進行講解,將教學重心放在諸如電子效應、馬氏規則、扎依采夫規則等全新且難易理解的內容上。而對于與藥物化學、天然藥物化學等專業課程密切聯系的醛酮、羧酸及其衍生物、胺類、雜環化合物、生物堿等章節,我們會作為重點教學內容,細致講解、反復練習與應用,為專業課的學習奠定扎實基礎。糖類、氨基酸和蛋白質、脂類、萜類化合物等內容也是后續生物化學、生理學等課程的基礎內容,也同樣作為重點安排教學。如此設計,將進一步凸顯有機化學基礎課程的功能,教學效果顯著提高。筆者跟蹤調查本校藥學院2017級和2018級6個班近300名學生,有機化學學習扎實、成績優異的同學,在完成后續藥物化學、天然藥物化學、生物化學、藥物分析等專業課的學習時,學習過程輕松、學習效率高、成績名列前茅。
3.3優化教學方法和手段,提高學習積極性
現在的大學生平時學習積極性普遍不高,課前不預習,課后不復習已成為常態,這樣易造成知識點積壓、學習越來越吃力的現象,更有甚者,產生厭學情緒而“放縱式”學習,這種現象值得一線教師注意和思考。改變傳統的單一的授課方法和手段勢在必行,教師需結合多種教學方法,以啟發式、案例式教學法為主[7],結合翻轉教學法[8]、小組合作學習[9]等其他多樣化教學方法,激發學生學習的興趣,有效提高教學質量。我們將學生分成幾個學習小組,采用“翻轉課堂”教學形式,布置團體預習作業,增加學生團隊協作精神,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,啟發學生思維,讓學生參與到教學中來。如在講醇的氧化反應時,可以“查酒駕”為背景,通過其中的反應現象啟發學生得出相關化學原理,從而總結出乙醇具有還原性。教師也可根據教學內容適當添加案例,加深有機化學與藥學的聯系,活躍課堂氣氛,有效調動學生的課堂積極性。比如在講授胺類化合物相關內容時,可以介紹多巴胺和腎上腺素等胺類物質的結構、生物活性和用途。還可以向學生介紹維生素D,經啟發提問,總結維生素D的食物來源以及缺乏維生素D的危害,之后引出甾醇相關內容。當今社會處于信息化時代,教學也應善于利用計算機技術,優化教學手段,采用多種不同教學方式授課。除了傳統的PPT外,還可在教學中引入視頻與動畫,用于輔助講授抽象的、難理解的有機反應機理和反應過程。學生可提前通過觀看教學錄像預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構三維立體化,非常有利于學生對對映異構、構象異構等有機立體化學內容的理解,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系密切的學科,通過實驗教學可以培養學生觀察和動手能力,還可通過實驗現象直觀地加深對化合物性質等理論知識的理解和記憶[10]。但是傳統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、照單抓藥的現象普遍存在,大大降低了實驗課程的設置意義。針對這種情況,對現有實驗課程進行改革:一是增加實驗內容與藥學的聯系,如開設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,理論聯系實際激發學生的學習興趣;二是增設設計性實驗,結合小組教學,要求學生自主設計實驗方案,激發學習主動性,培養學生自主學習,解決問題的能力;三是將成熟的科研平臺與實驗教學相結合,如將NMR、HPLC、GC等技術應用于化合物分離與結構鑒定中,在為學生提供前沿技術的同時,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
有機化學在給醫藥領域帶來巨大發展的同時,網絡中傳播的蘇丹紅、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”形成的關鍵時期,如何使學生明白學科的辯證關系,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,引入青蒿素的發現歷程,介紹諾貝爾獎獲得者屠呦呦在青蒿素發展為“抗瘧神藥”中巨大貢獻,培養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)的結構和其對中樞神經系統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用史上的災難—“反應停”,從而激發學生在學習和工作中要樹立嚴謹的科學態度和良好的職業操守。教師只有做到將思政教育融入有機化學教學的各個環節之中,做到專業知識吸收和價值引領相相結合,在提升教師教書育人的能力同時,更好地培養學生科研精神、創新能力、道德修養和職業操守等綜合素質的提升,為學生畢業后從事醫藥工作或進一步深造奠定良好的基礎。
4結束語
隨著社會和科技的發展,大學教育和人才培養模式也應與時俱進,進行教學改革探索,有利于優化教學系統。對于藥學專業至關重要的基礎課程有機化學而言,通過優化教學內容、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中的競爭性。今后也會繼續根據學生的反饋,進一步優化、完善教學內容和教學方法。
參考文獻
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作者:孫忠文 謝惠定 白慶 柳波 陳麗君 單位:昆明醫科大學藥學院暨云南省天然藥物藥理重點實驗室醫藥化學系