《天然產(chǎn)物化學(xué)》教學(xué)方法探討

鄭紹軍

【摘 要】《天然產(chǎn)物化學(xué)》是化學(xué)、化工、生物技術(shù)、生物工程、食品科學(xué)與工程、制藥工程和藥學(xué)等專業(yè)本科生和研究生的一門重要課程，是一門集基礎(chǔ)與應(yīng)用于一體的課程。為進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)《天然產(chǎn)物化學(xué)》的學(xué)習(xí)效果，本文對(duì)天然產(chǎn)物化學(xué)理論課教學(xué)方面和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方面的教學(xué)方法進(jìn)行了分析和總結(jié)，以提高其學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】天然產(chǎn)物化學(xué)；教學(xué)方法；探討

《天然產(chǎn)物化學(xué)》是以各類生物為研究對(duì)象，以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，以化學(xué)和物理方法為手段，研究生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分離、結(jié)構(gòu)、功能、生物合成、化學(xué)合成和用途的一門科學(xué)[1]，是生物資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)。天然產(chǎn)物化學(xué)的研究對(duì)整個(gè)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用，并可導(dǎo)致從分子水平認(rèn)識(shí)并揭示生命的奧秘，同時(shí)也為生物化學(xué)、藥物化學(xué)和有機(jī)合成提供日益深化的研究內(nèi)容。它的成果可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、輕工、化工等領(lǐng)域。

為了適應(yīng)當(dāng)前科技發(fā)展所需人才的要求，培養(yǎng)學(xué)生成為具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能的人才，筆者結(jié)合自身實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及國內(nèi)外同行意見，對(duì)《天然產(chǎn)物化學(xué)》教學(xué)方法進(jìn)行了分析和總結(jié)，以便取得更好的實(shí)效。

1 根據(jù)不同專業(yè)，詳解重點(diǎn)以突出其專業(yè)特色

專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃是任課教師經(jīng)過詳細(xì)研討能最終下來的，如何在有限的學(xué)時(shí)里取得良好的教學(xué)效果，通常需要針對(duì)授課專業(yè)來確定?！短烊划a(chǎn)物化學(xué)》這門課程涉及化工、食品、藥品、保健品及農(nóng)藥等好多專業(yè)，教師首先應(yīng)明確課程在該專業(yè)構(gòu)架中的位置及作用，在教學(xué)內(nèi)容的選擇上進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩岷捅匾难a(bǔ)充，在講授過程中有所側(cè)重，根據(jù)具體專業(yè)突出其專業(yè)特色。

為了讓學(xué)生能夠掌握關(guān)鍵的核心內(nèi)容，在教學(xué)過程中，應(yīng)該重點(diǎn)介紹與本專業(yè)關(guān)系密切的部分。針對(duì)化工專業(yè)，教師授課時(shí)應(yīng)緊緊圍繞教學(xué)大綱，交待“提取～分離～鑒定～結(jié)構(gòu)～性質(zhì)”，這一學(xué)習(xí)主線，即化學(xué)結(jié)構(gòu)決定理化性質(zhì)，理化性質(zhì)決定提取分離，結(jié)構(gòu)鑒定運(yùn)用理化性質(zhì)，鑒定的結(jié)構(gòu)成分具有藥用活性等進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)講解。教學(xué)內(nèi)容除了講解天然產(chǎn)物的提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定的一般方法之外，就應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)糖和苷、苯丙素類、醌類化合物、黃酮類化合物、萜類和揮發(fā)油、三萜及其苷類、甾體及其苷類、生物堿類天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征、理化性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定以及生理活性的進(jìn)行系統(tǒng)討論，并結(jié)合實(shí)例講解生物轉(zhuǎn)化和全合成在然產(chǎn)物研究中的應(yīng)用，以突出其專業(yè)特點(diǎn)。

針對(duì)食品專業(yè)則既要講授經(jīng)典的天然產(chǎn)物，如黃酮、生物堿、皂苷等，又要講授其在食品、藥品、保健品及農(nóng)藥中具有代表性的化學(xué)結(jié)構(gòu)。以往的教學(xué)內(nèi)容由于參考植物化學(xué)和天然藥物化學(xué)的講授，其重點(diǎn)大都集中在介紹具有顯著藥理活性的天然產(chǎn)物的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定方面，沒有體現(xiàn)具體專業(yè)特色，教學(xué)內(nèi)容針對(duì)性不強(qiáng)，沒有選取講授的核心知識(shí)[2-3]。如有些內(nèi)容在具體專業(yè)其他科目中已經(jīng)學(xué)過的，可以刪去不用，例如《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程中的多糖類、蛋白質(zhì)類以及氨基酸類的內(nèi)容與前述的重復(fù)，所以可將這些內(nèi)容刪除。為了彌補(bǔ)分析化學(xué)課程相關(guān)知識(shí)的不足，學(xué)校應(yīng)該提前開設(shè)選修課應(yīng)用光譜解析，以方便學(xué)生在講授結(jié)構(gòu)鑒定部分時(shí)能夠更好地理解掌握。

2 用“研究性學(xué)習(xí)”教育理念來指導(dǎo)和組織教學(xué)

用“研究性學(xué)習(xí)”教育理念來指導(dǎo)和組織本課程的教學(xué)，能突出學(xué)生在教育中的主體地位，為學(xué)生提供自由活動(dòng)的空間，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，及時(shí)了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。以具體天然產(chǎn)物化合物的講解來概括總結(jié)該大類化合物的共性與特征，介紹研究方法和研究現(xiàn)狀；學(xué)完一章后，布置小論文題目，要求學(xué)生到圖書館查閱一定數(shù)量的文獻(xiàn)寫出讀書報(bào)告并將出色的報(bào)告在課堂上相互交流討論，從而也培養(yǎng)學(xué)生閱讀專業(yè)書刊主動(dòng)獲取知識(shí)的方法和習(xí)慣。同時(shí)可以及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因材施教，根據(jù)學(xué)生的具體情況不斷探索科學(xué)有效的教學(xué)方法。

3 用多媒體教學(xué)手段授課，加強(qiáng)課堂信息量

用多媒體教學(xué)手段授課，加強(qiáng)課堂信息量，使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)盡可能多地學(xué)到天然產(chǎn)物化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)與研究方法。多媒體教學(xué)以生動(dòng)形象的圖、文、聲、動(dòng)畫等信息來表現(xiàn)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，具有清晰、美觀、生動(dòng)、信息量大的特點(diǎn)，非常有利于天然藥物化學(xué)的教學(xué)，例如一些中藥材圖、各類化合物的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、提取分離流程圖、化學(xué)反應(yīng)過程、各種化合物的譜圖較多，通可以用多媒體進(jìn)行直觀而清晰的演示，學(xué)生就非常容易理解。

4 利用不同的化學(xué)軟件，形象直觀地呈現(xiàn)天然產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)

《天然產(chǎn)物化學(xué)》是基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)的延伸，《天然產(chǎn)物化學(xué)》的發(fā)展促進(jìn)了化學(xué)理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、化學(xué)成分分離鑒定技術(shù)以及與之相關(guān)的生命、醫(yī)藥、農(nóng)藥、功能材料學(xué)科的進(jìn)展?！短烊划a(chǎn)物化學(xué)》是有機(jī)化學(xué)的核心課程之一，也是藥物化學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)、中藥學(xué)、食品科學(xué)、林產(chǎn)化學(xué)工程、材料化學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本課程有助于學(xué)生了解自然界中動(dòng)物、植物、海洋生物、微生物的化學(xué)奧秘，有助于發(fā)現(xiàn)、改造和利用天然產(chǎn)物。對(duì)于《天然產(chǎn)物化學(xué)》課程來說，所教授的內(nèi)容涉及復(fù)雜的有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、三維立體模型以及圖譜的解析。而目前天然產(chǎn)物化學(xué)教材中對(duì)于復(fù)雜天然化合物的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)解析僅僅是一般羅列和簡單描述，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易感到天然產(chǎn)物化學(xué)內(nèi)容復(fù)雜枯燥、理解、記憶困難。如何將這些內(nèi)容清晰、美觀、生動(dòng)地展現(xiàn)給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生對(duì)《天然產(chǎn)物化學(xué)》的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生掌握重點(diǎn)內(nèi)容，提高教學(xué)效果，授課教師的教學(xué)方法和內(nèi)容尤為重要。在高等院校的課程教學(xué)中，多媒體課件（主要powerpoint幻燈片為載體）正在徹底改變傳統(tǒng)的板書加教案的模式。目前各種化學(xué)軟件琳瑯滿目，功能與繪圖效果各異。所以應(yīng)將多媒體課件與化學(xué)軟件有機(jī)結(jié)合，制作出精美直觀的多媒體課件，可徹底改變本課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法。

5 與時(shí)俱進(jìn)，突出教學(xué)內(nèi)容前沿性和新穎性

天然產(chǎn)物化學(xué)內(nèi)容豐富且不斷發(fā)展，授課教師在講解本課程時(shí)要與科研發(fā)展同步，吸納并充分利用網(wǎng)絡(luò)信息資源，關(guān)注研究動(dòng)態(tài)。授課過程中可以穿插介紹我國科學(xué)家的研究成果與研究實(shí)例。比如給學(xué)生講解我國在天然產(chǎn)物化學(xué)研究中已經(jīng)取得的一些成就，如抗瘧藥物青蒿素、抗老年癡呆癥藥物石杉?jí)A甲的合成等，講解歷年來在天然產(chǎn)物化學(xué)領(lǐng)域做出過杰出貢獻(xiàn)而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的化學(xué)家們的故事，比如北大校友屠呦呦獲得2015年諾貝爾獎(jiǎng)，成為第一位獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的本土中國科學(xué)家、第一位獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的華人科學(xué)家的故事。這樣不但可以激發(fā)學(xué)生對(duì)于天然產(chǎn)物的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是使學(xué)生能對(duì)該領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)有所了解，喚起學(xué)生的求知欲，使學(xué)生從課程授課之初就把學(xué)習(xí)和專業(yè)理想結(jié)合起來，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

6 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力

強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，是高等教育改革與發(fā)展的重要方向。為進(jìn)一步加深和鞏固學(xué)生在課堂上的學(xué)到的理論知識(shí)，讓學(xué)生能能夠?qū)W以致用，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中觀察、分析、解決問題的能力，為今后從事的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，教師應(yīng)在傳授學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作技能同時(shí)，還應(yīng)大膽鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，組成實(shí)驗(yàn)小組，開展實(shí)驗(yàn)并且思考解決實(shí)驗(yàn)過程中的問題，資料的搜集、技術(shù)路線的確定、實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的準(zhǔn)備以及溶液試劑的配制等過程全部由學(xué)生自主完成，使實(shí)驗(yàn)課真正發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐和創(chuàng)新能力以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)作風(fēng)的作用[4]。

7 結(jié)語

《天然產(chǎn)物化學(xué)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教師不僅要傳授基本的知識(shí)和技術(shù)，還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)主動(dòng)思考和解決自然科學(xué)中化學(xué)問題的基本思路和方法，并積極探索和嘗試多種教學(xué)手段和方法，從全方位提高教學(xué)水平，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。通過近年來的教學(xué)實(shí)踐探索，我們不僅提高了其分析、解決問題的能力，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)、做研究、做學(xué)問的方式方法，激發(fā)了其創(chuàng)造能力。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]周國梁，張傳宏，衛(wèi)強(qiáng).對(duì)《天然藥物化學(xué)》課程教學(xué)中的探討[J].科技信息，2007（13）：133-134.

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[4]王俊儒.天然產(chǎn)物化學(xué)分離與鑒定技術(shù)[M].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2006.

[責(zé)任編輯：王偉平]