天然药物化学实验教学中的应用

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摘要：探讨“以问题为中心”教学法在天然药物化学实验教学中的应用，构建启发—探究式实验教学模式，通过问题解决模式，教师引导学生发现与分析问题、提出设想、解决问题，从而使学生在探究实验过程中改变陈旧的思维方式，提高解决实际问题能力。

关键词：以问题为中心；天然药物化学；实验教学

1“以问题为中心”教学理论

1.1理论基础

“以问题为中心”教学法是教师围绕问题，引导学生自主思考解决方法的带教模式[1]，其在加拿大麦克玛斯特大学首先试行。具体就是通过解决问题来学习，是以学生为主导、以问题为中心、以教师为引导，增强学生学习主动性，让学生自主学习的一种教学方法。将“以问题为中心”教学法应用于天然药物化学实验教学中，便于学生掌握较难理解的各种类型的天然产物提取分离方法，提高知识运用能力。

1.2教学基本程序

“以问题为中心”教学法的基本程序：提出中心问题→转化任务、明确问题→分解成问题和任务序列→完成序列任务、解决序列问题→完成任务、解决问题。解决问题的4个主要循环阶段：激活阶段→展示阶段→应用阶段→整合阶段。对应教师指导循环圈：帮助→指导→辅导→鼓励。对应学生学习循环圈：准备→理解→尝试→反思。“以问题为中心”的有效教学的4个阶段：激活阶段，教师通过激活学生原有知识结构和向学生提供知识结构，帮助学生做好学习准备；展示阶段，教师指导学生将新知识与准备的知识结构加以联系，理解新知识；应用阶段，教师辅导学生进行应用活动，让学生尝试练习；整合阶段，教师鼓励学生将知识融会贯通，进行反思和创新[2]。“以问题为中心”实验教学思想：在教师引导下让学生将实验项目分解成多个问题，并以“问题“为中心、以“方法”为中介、以“答案”为结果，让学生学会主动提出问题，并运用所学理论知识寻找解决问题的方法，最后得到实验结果，旨在培养学生独立思考能力和探究精神，并在实验过程中巩固知识。

2“以问题为中心”

教学法在天然药学化学实验教学中的应用天然药物化学是一门实用性很强的课程，而传统的实验教学内容单一，即从已知的天然药物中提取明确成分，然后进行鉴别，由于药物、成分、提取溶剂使用的仪器和方法等是已知明确的，实验内容枯燥，学生大多缺乏兴趣，不能锻炼运用知识能力，实验教学不理想。“以问题为中心”教学法能使学生由知识的被动接受与被动记忆者转变为知识的主动探索者，从而根据实际情况主动寻找问题答案和复习相关知识点。在教学中我们发现学生普遍对与“药物发现”相关的知识比较感兴趣，对天然药物的开发、利用以及新药研究有浓厚的好奇心。因此，可用问题和实例激发学生热情，提高其学习兴趣，以获得理想的实验效果。以天然药物化学成分系统预实验为例。天然药物所含的化学成分种类较多，对未知成分的天然药物怎样进行初步提取分离？如何了解天然药物化学成分？可应用所学的天然药学化学知识设计实验内容和步骤，初步判断天然药物化学成分，可将实验设计为5个环节。

2.1提出中心问题

由我国药学科学家屠呦呦获得2015年诺贝尔医学奖导入，利用青蒿素如何从青蒿这种天然药物中被发现、提取分离并验证其药效的发展历史，提出怎么发现这些药物的有效成分，利用其药用价值，然后开发新药的问题。如黄连、黄柏中的黄连素具有抗菌、消炎作用，临床疗效良好；银杏叶中的黄酮可以改善血液循环，降低胆固醇。那么黄连素和黄酮是怎么被发现的？怎样从天然药物中分离出来？如何判断？通过对这些天然药物或中药的有效成分或生物活性成分进行研究，从中发现有药用价值或潜在药用价值的活性单体。在此情景下提出中心问题“怎么判断天然药物化学成分类型”。

2.2转化任务，明确问题

将提出的中心问题“怎么判断天然药物化学成分类型”转化为“了解天然药物化学成分”这个具体任务。明确具体任务后，师生一起确定任务目标。实验课前，教师给出一个未知的天然药物粉末，让学生3人一组进行讨论，并利用文献、网络等进行实验前资料的搜集。

2.3分解成问题和任务序列

“怎么判断天然药物化学成分类型“这个问题太大，需要分解成一些小问题，并排序，层层推进，通过序列问题的解答最终解决复杂问题。教师提出“天然药物不能直接用于试验，需要先制备成供试液，你们知道如何制备供试液吗？”学生回忆之前的实验经验，提出提取方法。教师引导学生思考并确定提取方法。教师提出“之前的提取实验我们都是明确知道使用哪种溶剂提取明确成分，然而现在是未知的天然药物，应该使用哪种溶剂？”学生讨论，有人说水提取法，有人说碱提取法，有人说乙醇提取法，等等。教师提出“通常我们根据什么对溶剂进行分类？”学生回答“溶剂的极性！”由此复习“相似相溶”运用原则，天然药物中各类化学成分溶解度不同而选取不同极性的溶剂进行提取的知识点。由于实验时间有限，我们不可能使用所有极性不同的溶剂，一般选取几种常用溶剂，如水、95%乙醇和石油醚。根据以上问题，在教师引导下，学生寻找解决方法，将此次实验项目分为4个任务，明确实验内容。任务一：分别使用水提取法、乙醇提取法和石油醚提取法进行供试液的制备。教师提出“提取需用哪些仪器？”并让学生选定仪器。学生根据之前的实验经验，复习回流提取装置与实验方法，并重温各仪器的作用和使用方法。教师给学生提出回流提取需要注意的细节问题，包括冷凝水的方向、装置的气密性和回流提取的时间等。教师提出“提取后的提取液是不是就是供试液？”学生思考回答“不是，还需要制备”。教师引导“相似相溶的物质有很多，提取液里面的化成成分类型较多，我们要怎样将它们分类分离出来？常用的分离方法有哪些？”学生复习回顾“过滤、萃取、酸沉法……”任务二：提取液的分离。在获得相应的供试液后，要通过化学定性实验对其进行化学检识。教师提问“怎么安排检识项目，才能避免重复性并确保实验结果的准确性？”学生翻开课本，寻找各类成分相应的化学检识方法。学生提出，一方面可以根据不同供试液里可供检识的化学成分类型，选取相应的检识方法；另一方面同一种化学成分可采用几种不同的检识方法，以确保实验结果准确。教师给予肯定和鼓励，让学生继续实验。任务三：化学成分的检识。师生共议：冷水供试液做氨基酸、多肽、蛋白质检查，热水供试液做糖、多糖、皂苷、苷类、鞣质、有机酸等检查，乙醇供试液做黄酮、蒽醌、酚、苷、香豆素、内酯、萜类、强心苷甾体等检查，酸水供试液做生物碱检查，石油醚供试液做挥发油、油脂检查。学生对以上供试液的检识试剂和反应现象进行记录，教师查看学生实验进展并进行点拨。任务四：实验结果的判断和总结。学生根据实验现象初步判断该天然药物可能含有的化学成分类型。组内有不同意见时，可让学生互相协商从而得出最终结论。在这个过程中，学生不仅能自主根据实验现象做出相应判断，避免过分依赖教师，还能培养团队协作精神，为以后更复杂的实验研究打下基础。

2.4完成序列任务，解决序列问题

针对以上提出的问题，学生分组设计实验内容和步骤，并用实验操作验证，做好实验记录。教师巡回指导。

2.5完成任务，解决问题

教师将学生实验结果进行汇总并展示，对相似结果给予肯定，对不同结果给予分析、点评。提问学生可以从哪些方面给予反思。学生思考后回答，如试剂的用量以及酸性条件或碱性条件的控制、温度、时间、是否振摇充分和颜色的判断等。最后学生根据检识结果，总结出该天然药物可能含有氨基酸、糖、有机酸、皂苷、黄酮类、酚类、强心苷、生物碱和挥发油等化学成分。在此次实验中，学生获得了极大的成就感，增强了自信心，实验结果较理想。

3讨论

（1）运用“以问题为中心”教学法需要教师创设有任务特点的问题情景，使教学过程贯穿于完成一个由“中心问题”转化的任务解决中。（2）“以问题为中心”教学法注重教师的引导与启发作用,通过学生的讨论、探索，充分发挥学生创造力和想象力，发掘学生潜能，激发学生对问题的探究动机[3]。在这个过程中，学生主动参与实验，从实验的流程设计、实验过程的实施到实验结束的小结都由学生自己做主，教师只是引导者，不是命令者，不要过多干预[4]。（3）鼓励学生将新知识、技能融会贯通，迁移到日常生活中，并对学到的新知识、技能进行反思、质疑和辨析，从而培养学生提出问题和反思能力。

作者:刘晓蕾 单位:梧州职业学院

参考文献：

[1]NormanGR，SchmidtHC.TheeffectofthePBLcourses[J].MedicalE－ducation，2000，34（9）：721-728.

[2]孙文波.新课程课堂教学设计研究———“五星”教学设计的探索[M].杭州：浙江大学出版社，2006.

[3]罗勇为.“以问题为中心”的教学模式设计[J].中国成人教育，2006（2）：104-105.

[4]翁裕馨，陈湘宏，宋青云.天然药物化学综合设计性实验的教学实践探索[J].中国民族医药杂志，2014（1）：64-65.蒉