《中藥化學(xué)專論》研究生優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)與思考

浙江中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 杭州 311402

《2019年全國(guó)研究生招生調(diào)查報(bào)告》顯示，近10年我國(guó)研究生招生規(guī)模迅速擴(kuò)大，招生人數(shù)已突破80萬(wàn)人。研究生教育進(jìn)入高速發(fā)展階段，成為推進(jìn)高校雙一流建設(shè)的重要抓手之一[1]。課程教學(xué)是研究生教育的重要環(huán)節(jié)，是保證研究生培養(yǎng)質(zhì)量的前提[2-3]，浙江中醫(yī)藥大學(xué)研究生院自2014年開始開展了研究生優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)工作?！吨兴幓瘜W(xué)專論》課程2017年被列入該建設(shè)項(xiàng)目，在以往十余年課程開設(shè)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)兩年多的建設(shè)，逐步形成了自身的課程體系和講授模式，對(duì)中藥學(xué)專業(yè)研究生的綜合能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)做出了新的嘗試。

作為中藥學(xué)專業(yè)研究生的學(xué)位課程，《中藥化學(xué)專論》旨在通過(guò)課堂教學(xué)和研究生自主學(xué)習(xí)，提高研究生對(duì)國(guó)內(nèi)外中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究新理論、新方法、新技術(shù)的認(rèn)識(shí)，著力培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維，提高科研能力，培養(yǎng)具有國(guó)際視野的高層次研究型人才。由于《中藥化學(xué)專論》課程涉及較為抽象的波譜學(xué)內(nèi)容，新的提取分離鑒定技術(shù)和方法又不斷涌現(xiàn)，導(dǎo)致研究生雖然明了《中藥化學(xué)專論》的重要性，但對(duì)課程的學(xué)習(xí)仍存在一定的畏懼心理。針對(duì)這些情況，《中藥化學(xué)專論》的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)手段、教學(xué)平臺(tái)和教師素質(zhì)等多方面進(jìn)行了系列改革。

1 本科階段《中藥化學(xué)》課程知識(shí)的歸納和提升可作為承前啟后的開場(chǎng)講授

《中藥化學(xué)》課程一般開設(shè)在本科階段大三學(xué)年，到《中藥化學(xué)專論》課程開課時(shí)，已經(jīng)過(guò)兩年的時(shí)間，學(xué)生對(duì)《中藥化學(xué)》課程的知識(shí)有所遺忘，僅留有部分印象?！吨兴幓瘜W(xué)專論》課程講授時(shí)，首先對(duì)《中藥化學(xué)》課程知識(shí)進(jìn)行整體層面上的歸納、總結(jié)和提升，可以起到很好的承前啟后的作用。因?yàn)椤吨兴幓瘜W(xué)》課程主要圍繞中藥中含有的各類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定分別進(jìn)行介紹，各類型化學(xué)成分間相對(duì)較為孤立，在《中藥化學(xué)專論》課程講授時(shí)可將各類成分聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)一步拓展辨析它們的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，有利于學(xué)生更靈活地掌握和運(yùn)用相關(guān)知識(shí)。

如蒽醌類和黃酮類化合物當(dāng)苯環(huán)上有酚羥基取代的時(shí)候，均表現(xiàn)出酸性，但酚羥基取代的位置不同，酸性大小也不同。蒽醌類成分酚羥基取代在β-位時(shí)，受到對(duì)位羰基吸電子共軛效應(yīng)的影響，電子云向羰基偏移，酸性增強(qiáng)，比一般酚羥基酸性要強(qiáng)；而黃酮類成分當(dāng)酚羥基取代在7-位或者4’-位時(shí)，也會(huì)受到4-位羰基吸電子共軛效應(yīng)的影響而導(dǎo)致酸性增強(qiáng)。蒽醌類成分的α-位酚羥基和黃酮類成分的5-位酚羥基均因?yàn)楹汪驶纬煞肿觾?nèi)氫鍵的原因而使酸性減弱，這說(shuō)明酚羥基酸性的增強(qiáng)或減弱并不取決于化合物類型，而是酚羥基所處的化學(xué)環(huán)境。在課題研究過(guò)程中，可以通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模塊對(duì)化合物的酸性乃至其他理化性質(zhì)進(jìn)行分析闡釋。

此外，對(duì)于《中藥化學(xué)》課程學(xué)習(xí)中學(xué)生感覺難度最大的化合物結(jié)構(gòu)解析，《中藥化學(xué)專論》中將不再按化合物類型進(jìn)行分類介紹，而是應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合《儀器分析》或《波譜解析》課程中的相關(guān)知識(shí)，總結(jié)出相應(yīng)的波譜規(guī)律。如紅外吸收光譜（infrared absorption spectrum，IR）中羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰一般出現(xiàn)在1 700cm-1附近，可能因?yàn)榕c鄰近羥基發(fā)生氫鍵締合，往低波數(shù)移動(dòng)；核磁共振氫譜（nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy，1H-NMR）中甲基氫的化學(xué)位移值一般只有零點(diǎn)幾ppm（parts per million），如果其化學(xué)位移值增加，往往是與電負(fù)性大的原子和基團(tuán)相連……這些在所有中藥化學(xué)成分的波譜中都是一樣的，不會(huì)因化合物的類型不同而出現(xiàn)顯著差異。各類化合物之所以有各自的波譜特征，是由于自身結(jié)構(gòu)所引起的，它們從根本上仍然符合最基本的波譜解析規(guī)律。在實(shí)際解析化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，尋找這些最基本的波譜信息，將化繁為簡(jiǎn)，化難為易。

2 中藥化學(xué)成分提取、分離、鑒定新技術(shù)的原理和應(yīng)用是介紹的核心內(nèi)容

作為一門融合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論的代表性課程，《中藥化學(xué)專論》以國(guó)內(nèi)外中藥化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)理論體系和前沿研究新進(jìn)展為核心，重點(diǎn)介紹現(xiàn)代提取分離方法以及現(xiàn)代波譜技術(shù)在中藥有效成分研究中的應(yīng)用[4]。

中藥化學(xué)成分的新提取方法如酶解提取、微波萃取、超高壓提取、閃式提取、半仿生提取法等，新分離方法如新材料的色譜分離、泡沫分離、膜分離、分子蒸餾以及將多種分離技術(shù)組合在一起的耦合技術(shù)等，新結(jié)構(gòu)鑒定方法如二維核磁共振譜 （two dimensionalnuclear magnetic resonance spectroscopy，2D-NMR）、傅立葉變換離子回旋共振超高分辨質(zhì)譜（Fourier transform ion cyclotron resonance-mass spectrometry，F(xiàn)TICR-MS）等，這些方法能有效提高中藥化學(xué)成分提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定的效率，縮短消耗時(shí)間，實(shí)現(xiàn)中藥材或復(fù)方制劑中成分的大量處理。當(dāng)然，這些新方法也有它們各自的適用范圍和自身的不足之處，需要依據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)進(jìn)行適宜的選擇。

在課程講授過(guò)程中，教師可在介紹每一種方法基本原理的基礎(chǔ)上，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的科研課題進(jìn)行思考。如原來(lái)課題設(shè)計(jì)的提取方法可能是用傳統(tǒng)的乙醇回流提取，現(xiàn)在是否可以考慮用微波萃取或者酶解提取的方法，以提高提取效率，縮短提取時(shí)間？然后再發(fā)揮學(xué)生自身的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)他們?nèi)ゲ殚唶?guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，通過(guò)該方法或技術(shù)應(yīng)用于其他藥材的研究實(shí)例，評(píng)估微波萃取或酶解提取在自己課題應(yīng)用的可行性，最終設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)提取的工藝進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使原本課題中的一個(gè)常規(guī)操作成為新的創(chuàng)新點(diǎn)。

3 線下實(shí)驗(yàn)操作、線上虛擬仿真是課程中不可或缺的組成部分

對(duì)于中藥專業(yè)的研究生而言，實(shí)踐動(dòng)手能力是科研能力的重要組成部分，是每位同學(xué)必需具備的基本能力[5-6]?！吨兴幓瘜W(xué)專論》課程中開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課，但實(shí)驗(yàn)的講授方式和側(cè)重點(diǎn)與《中藥化學(xué)》完全不同。首先，由于研究生在本科階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了中藥學(xué)各門專業(yè)課程，知識(shí)面更廣，《中藥化學(xué)專論》實(shí)驗(yàn)講授時(shí)一定要把實(shí)驗(yàn)的前因后果解釋清楚，如實(shí)驗(yàn)中的藥材其原植物來(lái)源是什么？如果是《中國(guó)藥典》收載的藥材品種，應(yīng)先進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)，符合標(biāo)準(zhǔn)的才能用于實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)提取出的成分，后續(xù)可以用于中藥制劑的制備，也可以進(jìn)行藥理實(shí)驗(yàn)，證明其藥效作用，以培養(yǎng)學(xué)生整體的、系統(tǒng)的中藥學(xué)研究理念。再者，由于本科階段的實(shí)驗(yàn)操作基本是分組進(jìn)行，每位同學(xué)往往不能全程操作，遇到一些需要使用儀器如高效液相的實(shí)驗(yàn)，小組人數(shù)更多，實(shí)驗(yàn)儀器參數(shù)也基本由實(shí)驗(yàn)老師事先設(shè)置好，學(xué)生對(duì)儀器的使用和相關(guān)原理并不了解，僅僅是盲目跟從，導(dǎo)致在《中藥化學(xué)專論》實(shí)驗(yàn)時(shí)容易出現(xiàn)一些較為低級(jí)的錯(cuò)誤，如使用分析型或制備型高效液相時(shí)，樣品或溶劑不用微孔濾膜過(guò)濾，或不清楚先后洗脫的樣品組分在極性大小上的差異等等。幫助研究生在此階段鞏固基本的操作技能，理解每一步的原理，規(guī)范中藥化學(xué)涉及的實(shí)驗(yàn)操作，將為研究生后續(xù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室、順利實(shí)施課題研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

此外，《中藥化學(xué)專論》的課程實(shí)驗(yàn)具有一定的綜合性，耗時(shí)較長(zhǎng)，由于研究生課程學(xué)時(shí)數(shù)的限制，不可能開展多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，此時(shí)線上的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就成為了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的良好補(bǔ)充[7]。中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的各方面內(nèi)容，大到整體項(xiàng)目（如甘草中皂苷類成分和黃酮類成分的大孔樹脂分離純化）、小到玻璃器皿和小型儀器（如索氏提取器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等）的使用，都可以讓學(xué)生在3D立體虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作，如對(duì)色譜柱進(jìn)行裝填、洗脫，觀察索氏提取器提取過(guò)程中出現(xiàn)的虹吸現(xiàn)象等等。打破空間和時(shí)間局限的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不僅可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，還可以讓學(xué)生模似演練實(shí)驗(yàn)中可能遇到的各種問(wèn)題，并采用適宜的方法加以解決[8]。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目里，還設(shè)置了健康值和生命值，如果學(xué)生出現(xiàn)違背安全規(guī)章的操作，相應(yīng)的數(shù)值均會(huì)減少，以不斷警示學(xué)生，讓他們切實(shí)體會(huì)安全操作的必要性。

4 翻轉(zhuǎn)課堂式的幻燈片（Power Point，PPT）匯報(bào)是課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的良好方式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)是近年來(lái)一種創(chuàng)新的教學(xué)模式，指讓學(xué)生通過(guò)視頻、微課等方式完成知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，把課堂作為教師與學(xué)生之間以及學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，從而使學(xué)習(xí)過(guò)程更能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位[9-10]。鑒于研究生已有本科階段的專業(yè)知識(shí)積累，也往往具備較強(qiáng)的自學(xué)能力，在《中藥化學(xué)專論》課程一開始，教師便將“設(shè)計(jì)任一中藥材或中藥制劑的提取分離方案，在課程最后以PPT形式匯報(bào)”這一課程任務(wù)和考核內(nèi)容布置給學(xué)生，讓他們?cè)谡n余時(shí)間查閱資料，擬定具體的內(nèi)容，并利用課程中所講授的知識(shí)不斷修改完善，最后在課堂上以PPT形式逐一進(jìn)行匯報(bào)。教師和其他同學(xué)共同聽取匯報(bào)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案發(fā)表自己的看法，提出問(wèn)題、建議或意見，學(xué)生據(jù)此再進(jìn)一步修正其方案和PPT，最終提交作為評(píng)價(jià)成績(jī)的主要組成部分。

翻轉(zhuǎn)課堂式的PPT匯報(bào)活躍了課堂氣氛，增強(qiáng)了師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，相比于測(cè)試、撰寫綜述等其他課程評(píng)價(jià)方式，這種方式也更能反映學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況，讓教師了解他們?cè)趯W(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)。通過(guò)匯報(bào)與答辯，研究生們不僅修正了自己的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)有了更全面的認(rèn)知；他們對(duì)研究設(shè)計(jì)理念的理解能力、口頭表述能力乃至PPT的制作能力也能夠大大提升，為后續(xù)開題報(bào)告的撰寫、課題方案的設(shè)計(jì)提供了良好的保障。匯報(bào)過(guò)程中，好的實(shí)驗(yàn)方案、PPT也能起到示范作用，引導(dǎo)其他同學(xué)往更完善的層面進(jìn)行提升。好的設(shè)計(jì)、采用的新技術(shù)或新方法，可以啟發(fā)其他同學(xué)思考，引起共鳴，對(duì)自身的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行新的優(yōu)化；設(shè)計(jì)中存在的不足，也可以提示其他同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加以避免。如在設(shè)計(jì)葉類或者全草類藥材中化學(xué)成分的提取分離方案時(shí)，學(xué)生很容易忽視葉綠素類成分的存在，經(jīng)過(guò)教師提醒修正后，其他同學(xué)也能在自己的方案設(shè)計(jì)中增加丙酮提取等步驟以去除葉綠素的干擾。

5 課程網(wǎng)站的建設(shè)為課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)搭建了互動(dòng)的平臺(tái)

學(xué)校研究生院在其網(wǎng)站上開辟了 “優(yōu)質(zhì)課程”的版塊，每一門入選的優(yōu)質(zhì)課程均可以在此上傳教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)課件和教學(xué)視頻等，發(fā)布課程通知、閱讀文獻(xiàn)以及作業(yè)思考題等，也可以進(jìn)行課程測(cè)試、課后答疑等，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也在此開展，網(wǎng)絡(luò)信息的“交互性”為課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)、師生間的互動(dòng)等搭建了良好的平臺(tái)。

由于化學(xué)成分結(jié)構(gòu)的微觀性，《中藥化學(xué)專論》課程內(nèi)容偏于抽象，網(wǎng)站上可以通過(guò)視頻、圖片、動(dòng)畫演示等使其變得立體和動(dòng)態(tài)，也更容易被學(xué)生所感知和接受[11]。網(wǎng)絡(luò)的無(wú)時(shí)限性能隨時(shí)、重復(fù)播放視頻、音頻等，使學(xué)生能更自由地進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)；同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的開放性也為課程學(xué)習(xí)提供了無(wú)限的補(bǔ)充資源。

在課程網(wǎng)站上，詳細(xì)介紹了每一位授課教師的基本情況，擅長(zhǎng)的方向領(lǐng)域和發(fā)表的期刊文章等，并設(shè)置了互動(dòng)留言中心，研究生們可以就自己感興趣的問(wèn)題或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行咨詢和討論，由教師們進(jìn)行答疑解惑。

6 授課教師自身素質(zhì)的不斷提升是教學(xué)質(zhì)量的可靠保證

《中藥化學(xué)專論》是一門內(nèi)容日新月異的課程，隨著科技的不斷發(fā)展，新的技術(shù)和手段不斷涌現(xiàn)，新的化合物不斷被發(fā)現(xiàn)，這就要求任課教師要不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)，把握國(guó)內(nèi)外新的動(dòng)態(tài)，對(duì)新的提取分離鑒定方法有較全面的了解，才能給學(xué)生教授不斷更新的課程知識(shí)；同時(shí)教師要引導(dǎo)學(xué)生閱讀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，首先自己要查找文獻(xiàn)，閱讀文獻(xiàn)，進(jìn)行優(yōu)劣篩選后，才能把合適的文獻(xiàn)提供給學(xué)生，才能與他們共同探討其中的創(chuàng)新之處；教師還要對(duì)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行解讀和建議，首先自己要有相應(yīng)的科研經(jīng)歷，才能針對(duì)其中的正誤和關(guān)鍵點(diǎn)做出判斷，這些都是對(duì)教師自身科研素養(yǎng)的要求。而在課程講授、PPT匯報(bào)過(guò)程中，教師還要有良好的溝通與協(xié)調(diào)能力，良好的把控能力，以使課堂的互動(dòng)更為和諧，通過(guò)自己的言行舉止讓學(xué)生懂得科研設(shè)計(jì)不可能一開始就很完美，而是需要不斷地加以探討與修正，面對(duì)自己設(shè)計(jì)方案的一些不足或者錯(cuò)誤，應(yīng)該接受他人的建議，努力去思考與提升，這些則是對(duì)教師人文素養(yǎng)方面的要求[12]。

與此同時(shí)，隨著多種教學(xué)方法和教學(xué)輔助手段的不斷引入，教師除了專業(yè)方法的積累，還要學(xué)習(xí)網(wǎng)課的創(chuàng)建、微課的制作、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的腳本撰寫等，《中藥化學(xué)專論》課程的講授，也促使著教師不斷跟隨時(shí)代的發(fā)展，提升自身的各方面技能和綜合素質(zhì)。

《中藥化學(xué)專論》通過(guò)優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)，使得課程的內(nèi)容體系更加系統(tǒng)，原本抽象難以理解的提取分離技術(shù)和結(jié)構(gòu)鑒定的原理變得更為淺顯生動(dòng)，能更好地在課題研究實(shí)際中運(yùn)用。師生之間通過(guò)課堂講授、PPT匯報(bào)、課程網(wǎng)站等多種途徑互動(dòng)交流，感知新知識(shí)，使自身的科研和人文素養(yǎng)得以極大提升。同時(shí)研究生科研論文水平得到明顯提高，80%以上的研究生發(fā)表了中文一級(jí)期刊和美國(guó)科學(xué)引文索引（science citation index，SCI）收錄文章，授課教師也榮獲了第三屆“中醫(yī)藥社杯”高等學(xué)校中藥學(xué)類專業(yè)青年教師教學(xué)設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)、校青年教師教學(xué)技能比賽一等獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

7 結(jié)語(yǔ)

《中藥化學(xué)專論》課程在建設(shè)過(guò)程中，從教書育人的根本出發(fā)，有機(jī)融合本科《中藥化學(xué)》課程知識(shí)，結(jié)合中藥化學(xué)成分提取、分離、鑒定等專業(yè)新知識(shí)，依托課程網(wǎng)站平臺(tái)，運(yùn)用虛擬仿真、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)新手段，不斷提高教師專業(yè)素養(yǎng)，構(gòu)建了具有自身特色的課程體系和講授模式，也取得了良好的建設(shè)成效，有效提升了中藥學(xué)專業(yè)研究生的知識(shí)基礎(chǔ)和科研能力?！吨兴幓瘜W(xué)專論》優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)還將持續(xù)下去，以便為我校中藥學(xué)一流學(xué)科的發(fā)展、為培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)技能和創(chuàng)新科研能力的優(yōu)秀研究生繼續(xù)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。