碩士研究生課程《天然源農(nóng)藥研究方法》的教學(xué)體會

田永清，徐漢虹 (華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲毒理研究室，天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室，廣東廣州510640)

碩士研究生課程《天然源農(nóng)藥研究方法》的教學(xué)體會

田永清，徐漢虹 (華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲毒理研究室，天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室，廣東廣州510640)

《天然源農(nóng)藥研究方法》是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為天然源農(nóng)藥方向的碩士研究生開設(shè)的一門必修課程，該課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)實驗操作技能、提高綜合研究能力。從培養(yǎng)學(xué)生的研究素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容、教師自身的專業(yè)積累3個方面介紹了《天然源農(nóng)藥研究方法》的教學(xué)體會。

天然源農(nóng)藥；天然源農(nóng)藥研究方法；教學(xué)

《天然源農(nóng)藥研究方法》是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為天然源農(nóng)藥方向的碩士研究生開設(shè)的一門專業(yè)課，目的是讓新生建立天然源農(nóng)藥的理論體系、培養(yǎng)實驗操作技能，提高綜合研究能力，使他們在修完此課程后能夠初步開展實驗。天然源農(nóng)藥雖然應(yīng)用了很長時間，但是由于1940年代以后有機(jī)合成農(nóng)藥盛行沒有受到普遍重視，現(xiàn)在由于環(huán)保、食品安全等多方面的原因重新受到重視，故只有少數(shù)歷史較長的農(nóng)業(yè)院校在本科階段開設(shè)了這一課程，這決定了多數(shù)研究生新生沒有天然源農(nóng)藥的理論基礎(chǔ)，相關(guān)的實驗操作經(jīng)歷就更少，要把教育背景不一、沒有天然源農(nóng)藥研究經(jīng)歷的新生培養(yǎng)得能夠獨(dú)自開展研究工作確非易事。近年來報考天然源農(nóng)藥方向的研究生在增加，很多高校新開設(shè)了天然源農(nóng)藥課程，如何做好該課程的教學(xué)工作值得探討。筆者多年研究天然源農(nóng)藥，對研究工作的難度、細(xì)節(jié)、研究者必備的理論基礎(chǔ)和研究素質(zhì)等有較深感受，主講《天然源農(nóng)藥研究方法》也有數(shù)年時間，在此談幾點(diǎn)教學(xué)體會，希望能起到拋磚引玉的作用，共同做好該課程的教學(xué)工作。

1 培養(yǎng)學(xué)生的研究素質(zhì)

研究天然源農(nóng)藥是繁瑣、費(fèi)時、風(fēng)險性大、難度高的工作，研究者具備相關(guān)素質(zhì)后才能做好這一工作，筆者認(rèn)為要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生如下5項研究素質(zhì)。

第一項素質(zhì)是耐心。雖然所有的科學(xué)實驗都要耐心，但是在天然源農(nóng)藥的研究中耐心顯得更為重要。分離天然產(chǎn)物是十分費(fèi)時的工作，要求研究者必須經(jīng)得住時間的煎熬。有些研究生做了一兩年的工作沒有進(jìn)展，直到畢業(yè)前的幾個月才取得重要結(jié)果；還有些研究生分離六、七十個化合物后才發(fā)現(xiàn)一個新化合物，這是從事天然源農(nóng)藥研究的常見現(xiàn)象，要求研究者必須有耐心。

第二項素質(zhì)是細(xì)心。研究天然產(chǎn)物的很多環(huán)節(jié)，成敗就在一瞬間，要求研究者細(xì)心、再細(xì)心。例如向?qū)游鲋屑酉疵搫r一定要用玻璃棒將洗脫劑緩緩加入柱中，稍不小心就沖壞平整的柱面導(dǎo)致局部樣品被先沖下，本來能夠分開的物質(zhì)又混在一起了。又如，用薄板制備法純化樣品時，若將目標(biāo)帶的上下邊帶入，即使是很少量的雜質(zhì)，也可能給圖譜增加很多干擾信號，成為鑒定結(jié)構(gòu)的大障礙。

第三項素質(zhì)是專心。研究天然產(chǎn)物需要處理很多細(xì)節(jié)，一般沒有太長的間斷時間，要求全身心投入，不能打算忙里偷閑。間斷時間較長的，例如對材料作第一次層析分離，每流分可以接200～400 mL，所需時間為20～30 min，這種情況下才可以離開數(shù)分鐘；間斷時間較短的情況例如用反相柱或用凝膠柱純化樣品時，一般每瓶流分只有數(shù)毫升，接一瓶只需幾分鐘，如此短的間隙時間是不允許操作者離開的。但有的研究生利用這種間隙到實驗室外聽音樂、聊天或打電話，很容易超過允許的時間，結(jié)果是層析柱中的洗脫劑早已流干、流分或已提純的化合物溶液早已溢出瓶外，導(dǎo)致前功盡棄。

第四項素質(zhì)是恒心。研究天然源農(nóng)藥有一些捉摸不定的現(xiàn)象，例如用活性跟蹤法追蹤流分中的活性成分時，材料粗提物的活性很好，但是經(jīng)過兩三次柱層析后活性便消失了。這種情況經(jīng)常發(fā)生，要求研究者要有恒心，經(jīng)得起失敗的打擊。

第五項素質(zhì)是信心。研究天然源農(nóng)藥不僅是勞力的工作，而且是勞心的工作，要求研究者不僅要花時間做好實驗，而且要補(bǔ)充學(xué)習(xí)很多理論知識。最典型的是用于鑒定化合物結(jié)構(gòu)的“四譜”理論——核磁共振譜、質(zhì)譜、紅外光譜、紫外光譜，這些理論較深奧，使不少研究生產(chǎn)生畏懼感，但有的研究生通過潛心學(xué)習(xí)最終掌握了這些理論，他們的獨(dú)特素質(zhì)就是學(xué)習(xí)的信心。課堂上要以這些成功的學(xué)生為例，教育新生克服畏難情緒、樹立信心。

2 精心安排教學(xué)內(nèi)容

研究天然源農(nóng)藥一般包括確定研究對象、測定活性、分離活性成分、鑒定活性成分的結(jié)構(gòu)、查新及撰寫論文等環(huán)節(jié)，應(yīng)該緊扣這些環(huán)節(jié)安排教學(xué)內(nèi)容，具體應(yīng)從以下幾方面開展教學(xué)工作。

2.1 補(bǔ)充相關(guān)學(xué)科知識，建立理論知識體系

研究天然源農(nóng)藥需要農(nóng)藥學(xué)、化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等多方面的知識作為支撐，所以無論哪種專業(yè)背景的新生在理論體系上都是不完備的。天然源農(nóng)藥是植物保護(hù)學(xué)科下的研究方向，本科為植物保護(hù)專業(yè)的新生具備相對較好的基礎(chǔ)，只需加強(qiáng)化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等基礎(chǔ)知識；而本科為農(nóng)學(xué)、林學(xué)、生物學(xué)等專業(yè)的新生需要補(bǔ)充的知識面更廣一些。待補(bǔ)充的基礎(chǔ)知識在很多教材上可以查到，但是分布零散，學(xué)生自學(xué)時有眼花繚亂之感，需要組織重點(diǎn)內(nèi)容講授，給學(xué)生建立一個有機(jī)的理論體系。對多數(shù)新生而言，經(jīng)過本科階段的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)備考的準(zhǔn)備一般在化學(xué)和農(nóng)藥學(xué)方面有了一定的基礎(chǔ)，講授理論課時只需對與研究工作密切相關(guān)的知識點(diǎn)作重點(diǎn)介紹，如生物活性測定方法、氫鍵理論、異構(gòu)類型等，其它的內(nèi)容要求自學(xué)。天然產(chǎn)物化學(xué)一般沒有作為碩士研究生入學(xué)考試的必考課程，在本科階段一般也沒有作為必修課，新生在這方面的基礎(chǔ)最差，需要補(bǔ)充的內(nèi)容有各類天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類型、顯色特征、生物活性、在自然界的分布等。沒有這些必備的理論基礎(chǔ)就不可能形成正確的研究思路。

2.2 注重培養(yǎng)文獻(xiàn)檢索能力

檢索文獻(xiàn)貫穿于整個研究過程。絕大多數(shù)新生不會查文獻(xiàn)，所以需要特別注重培養(yǎng)他們的文獻(xiàn)檢索能力。首先，要求學(xué)生能熟練使用幾種常用的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)站，如SciFinder Schcolar、Elsevier SDOL、AGRICOLA(Agricultural Online Access)等。其中SciFinder Schcolar是最重要的數(shù)據(jù)庫，收集的資料最齊全，并且具有實時更新功能。在SciFinder Schcolar上可以用某一關(guān)鍵詞查到關(guān)于它的所有文章，用SciFinder Schcolar找到相關(guān)摘要后再通過其它電子期刊數(shù)據(jù)庫或紙質(zhì)刊物查找到原文，在確定研究對象、鑒定化合物的結(jié)構(gòu)和查新時這項工作至關(guān)重要。其次，還要求學(xué)生熟悉天然產(chǎn)物領(lǐng)域的主要期刊，中文期刊有《中國藥物化學(xué)雜志》、《天然產(chǎn)物研究與開發(fā)》、《藥學(xué)學(xué)報》、《沈陽藥科大學(xué)學(xué)報》等，外文期刊有《Journal of Natural Products》、《Phytochemistry》、《Journal of Asian Natural Products Research》、《Chinese Chemical Letters》、《Fitoterapia》、《Bioorganic and Medicinal Chemistry》、《Tetrahedron Letters》、《Tetrahedron》、《Journal of Herbal Pharmacotherapy》等。

學(xué)會檢索文獻(xiàn)后，必須要求學(xué)生多看文獻(xiàn)，這不僅是開闊眼界的需要，還是對基礎(chǔ)知識的重要補(bǔ)充。有的研究生在看文獻(xiàn)的過程中便獲得了很多有用的信息，順利地確定了研究方向，走好了研究工作的第一步。此外，多看文獻(xiàn)還有利于提高英文寫作水平、掌握各種期刊的內(nèi)容要求，為發(fā)表研究論文作好準(zhǔn)備。

2.3 透徹講授實驗細(xì)節(jié)，親身傳授實驗經(jīng)驗

本課程的主要目的是提高學(xué)生的實驗技能，所以實驗中的注意點(diǎn)是課程教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，特別是往屆研究生的失誤及從中可吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)，這些內(nèi)容對于新生至關(guān)重要，能夠避免重蹈覆轍。例如，在講述“用葉碟法測試植物的殺蟲活性”時，要提醒學(xué)生注意配制藥液時一般要加入適量的丙酮，丙酮與水的體積比在15∶85左右，這個含量的丙酮有助于藥物附著在葉片上，又不致于使葉片過度失水，丙酮過多或過少都會導(dǎo)致實驗失敗。又如，在講授“記錄實驗結(jié)果”時，要提醒學(xué)生注意假象，以測定某化合物對斜紋夜蛾的拒食活性為例，如果用已接近蛻皮的斜紋夜蛾幼蟲作為試蟲，由于接近蛻皮的幼蟲會自然減少取食量，就會給出高拒食率的假象。這里僅僅列舉了活性測定中的2個細(xì)節(jié)，需要注意的細(xì)節(jié)還有很多，例如挑選研究對象時要考查它的來源、通過檢索文獻(xiàn)弄清楚它的背景資料、有無特殊性質(zhì)、采集運(yùn)輸時有無特殊要求；提取時要弄清溶劑的來源、是否已被污染；分步萃取粗提物時要防止乳化；在進(jìn)行柱層析時要準(zhǔn)備好合乎標(biāo)準(zhǔn)的層析柱，然后小心上樣、耐心層析，并且隨時注意洗脫劑的極性；顯色時一定要用多種顯色方法，通過薄板層析鑒定純度時一定要用硫酸顯色，特別注意樣點(diǎn)周圍有無陰影或拖尾現(xiàn)象；對化合物進(jìn)行核磁共振圖譜、質(zhì)譜等檢測前要注意樣品中的水分、溶劑是否已蒸發(fā)干，樣品是否必須避光，等等。如果不透徹講授這些細(xì)節(jié)，學(xué)生在開展實驗后可能要走很多彎路。由于前述的各種細(xì)節(jié)及注意點(diǎn)是筆者在一線科研的心得體會和筆者所在教研室前輩們的經(jīng)驗總結(jié)，書本上一般沒有記載，有時決定實驗成敗的又恰恰是這些細(xì)節(jié)，所以講授這些內(nèi)容時學(xué)生幾乎都在聚精會神地聽課，下課后還在爭相提問或談自己的感受，教學(xué)效果無疑是很好的。

理論課上的講授已給了學(xué)生很深的印象，但是實驗科學(xué)的很多現(xiàn)象僅僅用語言描述是不夠的，還要通過實驗加強(qiáng)感性認(rèn)識，“百聞不如一見”就是這個意思。實驗課上老師先操作示范并對各種現(xiàn)象一一講解，然后學(xué)生自己操作。學(xué)生從實驗課上能夠直觀地看到很多難以用語言描述清楚的現(xiàn)象，如活性測定中試蟲的吐水現(xiàn)象、萃取中的乳化現(xiàn)象、各種化合物純品的形狀、層析顯色時的各種顏色等。有了理論課的基礎(chǔ)和教師的示范實驗，學(xué)生通過獨(dú)自實驗訓(xùn)練基本可以學(xué)會常規(guī)的操作，能夠初步開展實驗。

3 教師自身的專業(yè)積累

“要給學(xué)生一杯水，自己要準(zhǔn)備一桶水”，這句俗語的意思是教師必須要有充足的知識儲備才能上好課。教師有了足夠的專業(yè)積累后，上課時便能左右逢緣、旁征博引，做到理論知識與實踐有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識，活躍課堂氣氛，使學(xué)生在很愉悅的氛圍中完成學(xué)習(xí)任務(wù)?！短烊辉崔r(nóng)藥研究方法》這門課的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能，故教師自身必須自己堅持一線科研，總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，不斷充實教學(xué)內(nèi)容。

4 小結(jié)

研究天然源農(nóng)藥是一項實踐性很強(qiáng)的工作，而且需要多學(xué)科的基礎(chǔ)，《天然源農(nóng)藥研究方法》正是根據(jù)這一性質(zhì)而開設(shè)的一門研究準(zhǔn)備課。絕大多數(shù)研究生新生在修完此門課后不僅具備了天然源農(nóng)藥的系統(tǒng)理論知識，而且在文獻(xiàn)檢索能力、實驗操作技能方面有很大提高，能夠較順利地開展學(xué)位論文研究工作，不少研究生在二年級末便基本完成碩士學(xué)位論文。此門課程還大大提高了學(xué)生研究天然源農(nóng)藥的興趣，以天然源農(nóng)藥研究作為畢業(yè)論文選題的研究生逐年增多，有的研究生獲得碩士學(xué)位后繼續(xù)攻讀該方向的博士學(xué)位，該校草業(yè)、生態(tài)學(xué)等專業(yè)也有一些研究生選修此課。根據(jù)跟蹤調(diào)查結(jié)果和反饋信息，筆者從前述的幾個方面考慮授課內(nèi)容和講授方法，的確起到了教學(xué)相長的作用。

G423.04

A

1673-1409(2009)02-S097-03

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.02.028

2008-11-06

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)項目(2008)；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與研究項目(2009)

田永清(1973-)，男，湖北松滋人，農(nóng)學(xué)博士，講師，主要從事天然源農(nóng)藥研究.