基于整體性教學模式的中藥化學課程教學設計

竇德強，韓雪瑩，冉小庫

(遼寧中醫(yī)藥大學 藥學院，遼寧 大連 116600)

整體性教學模式是基于復雜學習而提出的教學方法，它是將教學的主體的素質和客體的知識、技能以及應用場景融合成一個有意義的整體，主要強調知識、技能和態(tài)度的融合，并協(xié)調運用各種復雜認知技能，針對面向工作實際的學習任務所進行的一種教學方式。這種教學模式的優(yōu)勢在于能促使學習者有能力把所學的知識應用到實際工作中，提高解決實際問題的能力。整體性教學模式主要圍繞“整體性”進行教學設計。目前，大學各專業(yè)所涉及的專業(yè)課知識是各類基礎知識綜合形成的，并有復雜的應用場景，需要綜合協(xié)調各種認知技能才能完成學習任務[1]。

傳統(tǒng)的教學設計思想一般是把復雜任務分解為若干簡單的任務，尤其關注某個特定的學習內容或單元操作。這種分割式教學模式不適合學生完成復雜學習目的，主要表現(xiàn)為注重孤立習得的知識和技能，而不能在實際的整體任務中正確應用。因此，傳統(tǒng)教學方法對知識綜合應用的遷移度較低，且解決現(xiàn)實復雜任務的應用能力也較差[2]。

近年來，許多教學設計專家都在積極研究和開發(fā)整體教學設計模型，如4-Mat教學設計模式、建構主義學習環(huán)境設計模式、復雜學習四要素教學設計模型 (Four-Component Instructional Design Model，簡稱4C/ID)等, 這些教學設計模型都是以“整體性”作為設計理念。整體性教學模式突出強調“整體性”，在實際教學設計中以整體性作為出發(fā)點，具體教學實踐可以是多種方法的融合[3]。

中藥學專業(yè)的課程與其他自然科學的課程有一定差別，課程所基于的中醫(yī)藥基本理論是我國勞動人民幾千年來與疾病斗爭的結晶，具有傳統(tǒng)經(jīng)驗和現(xiàn)代科學的雙重性質。過去由于多片面強調現(xiàn)代科學和西醫(yī)藥理論，教材編寫和教學過程更多地加強了現(xiàn)代科學研究內容，而與中醫(yī)藥基本理論結合較少，培養(yǎng)的學生對于中醫(yī)藥思維體現(xiàn)較少[4]。近年來，教育部教執(zhí)委提出加強中醫(yī)藥專業(yè)學生的中醫(yī)藥思維培養(yǎng)問題。因此，如何將中醫(yī)藥思維與中藥學專業(yè)教學相結合是目前中藥學各教學課程需進一步強化的課題。另外，傳統(tǒng)的教學設計模式不利于學生應用能力的提高。因此，加強中醫(yī)藥思維和提高學生實際應用能力，整體性教學方法顯得尤為重要[5-7]。本文以中藥化學中三萜及其苷類這一章教學為例，探討如何將中醫(yī)藥思維融入其整體性教學模式的教學實踐中，具體的教學模式可以采用四要素教學模式、PBL和CBT等多種教學模式相融合[2]。

1 引言

本章內容是“三萜及其苷類”，主要介紹三萜皂苷的結構、性質、提取分離和波譜特征。以三萜皂苷為主要有效成分的著名中藥較多，如人參、甘草等，而人參皂苷和甘草皂苷也分別是四環(huán)三萜和五環(huán)三萜兩類重要結構類型的代表，因此，可圍繞人參和甘草作為課程切入點。人參作為補氣藥，收載于我國最早藥學典籍《神農本草經(jīng)》中，言其具有“主補五臟，安精神，定魂魄，止驚悸，明目，開心益智，久服輕身耐老”?！吨袊幍洹分腥藚⒌墓δ芘c主治為“大補元氣，復脈固脫，補脾益肺，生津養(yǎng)血，安神益智。用于體虛欲脫，肢冷脈微，脾虛食少，肺虛喘咳，津傷口渴，內熱消渴，氣血虧虛，久病虛贏，驚悸失眠，陽痿宮冷”?，F(xiàn)代藥理學研究表明人參具有“適應原樣”的多方面藥理作用，如具有免疫增強、抗癌、抗老年癡呆以及心血管保護作用等，是世界馳名中藥。那么人參中主要起作用的藥效物質是什么？以人參為例作為課程的導入。

課程導入后，先預知答案為三萜皂苷，然后介紹概論中的三萜皂苷的定義等內容。

2 三萜皂苷化學結構與分類

人參皂苷為人參主要功效成分之一，由此我們引入其所含化學成分結構的介紹，人參皂苷的苷元屬于三萜類結構，整體介紹三萜類化合物結構與分類，此部分內容較簡單可以以PBL教學法以自學+討論的形式進行，題目為“三萜類化合物的結構與分類”，學生分組自學，采用討論式教學方法。

本節(jié)內容三萜皂苷的結構分類主要介紹四環(huán)三萜(達瑪烷型、羊毛脂烷型和葫蘆素烷型為主)和五環(huán)三萜(齊墩果烷型、熊果烷型和羽扇豆烷型為主)，這是本節(jié)的基本內容，介紹過程中要強調各類型代表性化合物的結構特點及藥理作用，尤其重要的是其藥理作用對中藥功效的貢獻，以加強其中醫(yī)藥思維。另外，本章中代表性中藥的內容結合在本節(jié)一起進行授課，代表性中藥的功效成分、指標成分在進行結構介紹時一并重點介紹。本節(jié)內容是中藥化學重要的基本內容，是學生將來從事中藥研究及執(zhí)業(yè)藥師工作的基礎。

3 理化性質

以人參皂苷和甘草皂苷為主線，從“結構-性質”相關性介紹三萜及其苷類理化性質。皂苷含有糖基不穩(wěn)定，因此其熔點很難測定。由于皂苷和苷元的極性差別較大，溶劑的溶解性差別較大。有關溶解性的介紹應以極性差別作為理論指導，從結構極性的判斷開始，介紹其易溶溶劑。以古人用中藥洗發(fā)實例導入，依次介紹皂苷的發(fā)泡性、特點及應用，尤其在現(xiàn)代洗發(fā)香波中的應用。從溶血、毒魚等傳統(tǒng)發(fā)現(xiàn)導入介紹三萜皂苷的溶血性質、規(guī)律及中藥開發(fā)注意事項。本節(jié)內容是理化性質，將為下一節(jié)的提取分離奠定基礎，內容連貫性差，最后以人參皂苷為例，進行整體內容的總結和梳理，并與其實際應用如中藥注射劑注意事項相關聯(lián)。

4 提取分離

圍繞中藥的傳統(tǒng)功效，“去粗取精、定向治療”是現(xiàn)代中藥的一個重要發(fā)展方向，本部分內容也是本科教學重點內容之一。目前，學生普遍存在提取分離方法應用能力較差，為此，建議采用四要素(4C/ID)和PBL教學方法相結合方法進行這部分內容講解。

內容以中藥人參大補元氣傳統(tǒng)功效作為導入點，設計實驗方法發(fā)現(xiàn)人參補氣的有效部位。所提供的學習資料包括：①人參中主要化學成分及結構類型；②大鼠“疲勞耗氣”所致氣虛的評價模型?；谏鲜鰲l件對人參進行提取分離講解，重點介紹總皂苷的提取分離和純化方法，然后進行動物實驗篩選，發(fā)現(xiàn)有效部位。這部分內容以講解為主，注意每一種方法的介紹可以以設定問題基于PBL教學方法進行。進一步以人參其他藥理作用及柴胡和甘草為例，進行練習和設計實驗，鞏固總皂苷的制備方法。由于人參的多方面藥理作用，體現(xiàn)中醫(yī)藥思維的例子很多，如與其“扶正祛邪”相關的抗癌和免疫增強研究也取得較好的進展，需要教師進行課前資料的整理，然后把課程內容(單體皂苷的提取分離方法)進一步合理嵌入到所準備的與人參或其他中藥研究的實例中，這樣就把整個三萜及其苷類的提取分離方法進行整體介紹。

以人參抗癌有效成分研究為例，首先需要發(fā)現(xiàn)有效部位，從人參的水煎液開始，采用水煎方法制備揮發(fā)油，然后濃縮采用醇沉方法制備人參多糖部分。上清液濃縮去除醇，然后經(jīng)過大孔吸附樹脂分離，依次用水、60%乙醇洗脫分別得到小分子糖部分和總皂苷部分。經(jīng)過活性篩選發(fā)現(xiàn)皂苷的抗癌活性較強，得到有效部位。為進一步研究抗癌活性成分，對總皂苷采用硅膠柱結合高效液相色譜等方法分離，得到單體皂苷，進而進行抗癌的體外篩選，發(fā)現(xiàn)構效關系。每一種分離方法使用中要結合每一種方法特點和人參典型化學成分的結構，以講解或練習的形式進行各成分所在分離部位及色譜出柱順序進行判斷。

上述內容講解過程中可應用4C/ID教學方法，這個設計模型主要由四個部分組成，即“學習任務、支持性信息、程序性信息、部分任務練習”。例如，總皂苷的制備方法有正丁醇萃取法和大孔吸附樹脂法，以人參為例進行通用方法講解，學習任務設定為“人參補氣有效部位研究”，支持性信息是對學習和完成非重復性技能的學習有幫助的信息，本部分支持性信息包括人參功效、化學成分及藥理模型等信息，這部分內容可結合書中代表性中藥來介紹，以學生自學和教師指導為主。程序性信息是為學習和完成重復性技能的學習任務隨時所需的前提性信息，本部分可通過對課程前幾章的總體方法介紹的復習來提示各類方法的特點及適用性供同學選擇。部分任務練習是針對重復性技能的學習任務達到高度熟練而設計的附加練習，根據(jù)課程掌握情況，可以以柴胡為例，安排學生設計制備總皂苷的方法。

PBL教學法所體現(xiàn)的內容是針對整體方法中某一具體方法介紹時采用的方法，如單體皂苷的分離可采用硅膠柱色譜、反相ODS柱色譜等，對于某一具體方法如硅膠柱色譜來說，以如何選擇柱色譜硅膠量、拌樣硅膠量及洗脫方法的選取進行講解，這部分內容如果應用在4C/ID整體性教學方法中，則主要體現(xiàn)在程序性信息部分。

5 波譜特征

這部分知識內容主要采用“結構特點-波譜特征”關聯(lián)方式進行介紹，主要體現(xiàn)現(xiàn)代科學理論的有機化學和分析化學內容，以波譜方法作為主體采用PBL教學方法，分別介紹三萜類化合物的UV、IR、NMR和MS特點。作為課程內容的導入，主要從提取分離中得到的單體有效成分開始，然后導入結構鑒定方法。由于波譜方法基本原理已經(jīng)在前述課堂介紹，本節(jié)重點強調三萜的波譜特征。NMR是本節(jié)重要內容，為了能夠加強知識的整體性，還是以人參皂苷的結構為例進行講解。課程首先準備支持材料-人參皂苷的結構鑒定歷程，如早期得到的結構是人參二(三)醇，而非原人參二(三)醇，通過化學溝通確定的人參二(三)醇的結構。然后介紹酸水解、堿水解和酶解法得到皂苷元結構，再介紹NMR特點，根據(jù)皂苷化學位移特點進一步介紹苷化位移等。把整個化學結構確定歷程、方法及波譜有關結構研究的方法結合在一起。在介紹立體構型時簡單加入構型與活性構效關系來增加構型確定的重要性，進而與中醫(yī)藥問題相關聯(lián)。整體部分既要體現(xiàn)解決中醫(yī)藥基本問題-有效成分的結構鑒定，又要把知識與解決的實際問題關聯(lián)起來，以增強學生解決實際問題的能力。

總之，在中藥化學的教學中，要把課程的知識和技能安排在一個基于真實中醫(yī)藥問題的發(fā)現(xiàn)、研究和解決的科研過程之中，既強調中醫(yī)藥思維，又對知識和技能的應用條件結合實際做較好的說明，以提高學生解決實際問題能力，強化中醫(yī)藥思維的培養(yǎng)。