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摘要：通過提煉中藥化學(xué)課程中內(nèi)容主線—極性，在學(xué)生學(xué)習(xí)各種類型的化合物結(jié)構(gòu)之前，通過啟發(fā)性教學(xué)和實(shí)時考核培養(yǎng)學(xué)生以“極性”主線來學(xué)習(xí)中藥化學(xué)課程中的提取分離重點(diǎn)，真正做到“授人以漁”。在此過程中，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，充分體現(xiàn)了“學(xué)生是主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)思想，同時有助于提高學(xué)生的專業(yè)勝任能力。

關(guān)鍵詞：中藥學(xué)；中藥化學(xué)；極性概念；課程建設(shè)

2018年6月，在改革開放40周年之際，教育部首次召開了新時代背景下的全國高等學(xué)校本科教育工作會議，突出了在高等教育普及化的新形勢下，本科教育對于培養(yǎng)“人”和“才”的重要性，實(shí)現(xiàn)了從“本科教學(xué)”到“本科教育”的認(rèn)識和內(nèi)涵的提升，凝練了“以本為本”和“四個回歸”的教育工作方針［1］。在教育部、財政部和國家發(fā)展改革委公布“雙一流”建設(shè)學(xué)科名單中，我校中藥學(xué)作為入選的學(xué)科之一，勢必會給我校中藥學(xué)專業(yè)的本科教育帶來新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。中藥化學(xué)作為中藥相關(guān)專業(yè)的主干課程，是一門基于中醫(yī)藥基本理論和實(shí)踐，運(yùn)用現(xiàn)代化學(xué)、物理學(xué)、分離分析科學(xué)、生命科學(xué)的理論和技術(shù)來研究中藥化學(xué)成分的一門學(xué)科［2］。其對于闡明中醫(yī)藥臨床療效的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，詮釋中藥藥性理論和配伍規(guī)律，建立藥材、飲片、制劑生產(chǎn)過程的科學(xué)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以及開發(fā)中國特色的創(chuàng)新藥物，都具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。對于該專業(yè)的本科生來說，中藥化學(xué)就是一把利用現(xiàn)代科學(xué)思維和手段打開千年中醫(yī)藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的鑰匙，而極性作為連接化合物微觀和宏觀的橋梁，則是學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)過程中重點(diǎn)掌握的核心概念，進(jìn)而可以收獲“漁”而不僅僅是“魚”。因此，在課程中如何有效地將極性概念引入到教學(xué)環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生的知識和能力的雙重獲得感，我們進(jìn)行了一些有益的嘗試，并取得了一些階段性成果。

1課程改革背景

中藥化學(xué)的課程內(nèi)容主要包括中藥中有效成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì)、提取分離方法及主要類型化學(xué)成分的檢識與結(jié)構(gòu)鑒定等。其中化學(xué)知識是基礎(chǔ)，根據(jù)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，分析、設(shè)計提取分離流程是重點(diǎn)，而在整個知識體系中極性可作為一條主線貫徹始終。在有機(jī)化學(xué)中，極性包括鍵的極性和分子的極性，而鍵的極性往往決定了分子的極性。鍵的極性對于學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)機(jī)理和結(jié)構(gòu)鑒定等都具有重要價值，而分子的極性在有機(jī)化學(xué)中主要體現(xiàn)在熔沸點(diǎn)、溶解度等，而在中藥化學(xué)中分子的極性又體現(xiàn)在提取分離方法和手段的選擇上。這些概念在以往的教學(xué)中，學(xué)生往往認(rèn)識不夠或沒有相應(yīng)的切入點(diǎn)，進(jìn)而造成知識點(diǎn)的離散及掌握困難。同時中藥化學(xué)作為一門本科生大三學(xué)習(xí)階段首要學(xué)習(xí)的應(yīng)用性課程，需要學(xué)生在前期的無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等課程的學(xué)習(xí)中掌握化學(xué)的基礎(chǔ)理論，而實(shí)際上有些學(xué)生往往對有機(jī)化合物中屬于極性基團(tuán)的有哪些、大小順序都不甚明了。如何在大班教學(xué)的課程中及時了解學(xué)生對關(guān)鍵知識點(diǎn)的掌握情況并及時反饋則十分關(guān)鍵。同時中藥化學(xué)成分來源范圍廣泛，結(jié)構(gòu)類型多樣，不同于有機(jī)化學(xué)中常見的結(jié)構(gòu)簡單的有機(jī)化合物，而中藥化學(xué)成分的復(fù)雜結(jié)構(gòu)往往讓學(xué)生望而生畏，同時化合物結(jié)構(gòu)就像中國的象形文字，只有多畫多練才能很好地掌握。更重要的是，化合物的結(jié)構(gòu)決定了它的極性、理化性質(zhì)、提取分離手段和波譜特征等，而在此方面，學(xué)生往往認(rèn)識不夠，或缺乏有效的引導(dǎo)造成學(xué)習(xí)效果的降低。為了改變這種被動的教學(xué)現(xiàn)狀，我們在教學(xué)過程中引入核心概念—化合物極性原則進(jìn)行教學(xué)探索和嘗試，整合教材中相對割裂的知識體系，運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，做到化合物極性與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、理化性質(zhì)、提取分離甚至于結(jié)構(gòu)鑒定的融會貫通，以期調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，逐步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力。

2課程改革方法

2．1在現(xiàn)代中醫(yī)藥發(fā)展所取得的成果中融入極性概念激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

在中醫(yī)藥快速發(fā)展的今天，中藥巨大的藥用價值越來越多地被國內(nèi)外學(xué)者所認(rèn)同。在百余年的中藥現(xiàn)代化征程中，中藥的現(xiàn)代化成果也開始不斷涌現(xiàn)。早在20世紀(jì)20年代，我國學(xué)者陳克恢首次闡明麻黃中麻黃堿作為β－腎上腺素受體激動劑的作用機(jī)制，推廣了麻黃在世界范圍的應(yīng)用。進(jìn)入70年代后，以屠呦呦為首的一大批科學(xué)家，從浩瀚的中醫(yī)藥文獻(xiàn)中發(fā)掘和開展抗瘧藥物研究，最終屠呦呦受到《肘后備急方》的啟發(fā)，首次從黃花蒿中分離得到的青蒿素對鼠瘧具有100％的有效性，為青蒿素的后續(xù)研究和世界范圍的推廣打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)，拯救了數(shù)以億計的普通大眾，故屠呦呦教授于2015年獲得了諾貝爾生理及醫(yī)學(xué)獎，成為首位獲得該獎項(xiàng)的中國科學(xué)家。以上兩個事例中中藥有效成分都是非極性成分，特別是在青蒿素的發(fā)現(xiàn)過程中，一開始屠教授以青蒿水煎提取物進(jìn)行抗瘧實(shí)驗(yàn)是無效的，而乙醚提取物則有效，在此基礎(chǔ)上才有了青蒿素的發(fā)現(xiàn)。而以王逸平研究員和宣利江研究員為代表的新一代中藥新藥探路者，獨(dú)辟蹊徑從丹參水溶性部位研制開發(fā)了丹參酚酸B鎂鹽粉針劑，成為第一個開展IV期臨床試驗(yàn)，以及3萬例真實(shí)世界的有效性和安全性研究的中藥。研發(fā)帶頭人王逸平更是被特追授為“時代楷模”———中藥現(xiàn)代化的奮進(jìn)者。朱依諄教授從傳統(tǒng)中藥益母草中研發(fā)的原創(chuàng)降脂一類新藥———益母草堿，實(shí)現(xiàn)了1．5億元項(xiàng)目轉(zhuǎn)讓。而這兩類中藥有效成分一個是酚酸鹽、另一個是胍類生物堿都屬于極性成分，在水中溶解度良好。因此，在教學(xué)中通過這些鮮活實(shí)例的引入勢必會激發(fā)學(xué)生的思考，傳統(tǒng)中藥都以水煎為主，是否其有效成分都是大極性成分？非極性成分都是無效成分嗎？進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有助于變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

2．2通過啟發(fā)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生以極性概念為主線的自我學(xué)習(xí)能力

啟發(fā)式教學(xué)是區(qū)別于傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)、注入式教學(xué)的重要教學(xué)方式和教學(xué)原則。其最重要的特點(diǎn)是利用具有啟發(fā)性的教學(xué)方式刺激學(xué)生的思維，使學(xué)生在合理的引導(dǎo)下，自主學(xué)習(xí)、自主探索，從而提升學(xué)生的主動性，促使學(xué)生形成良好的創(chuàng)新能力。在講解溶劑提取法這部分內(nèi)容時，我們并不直接講述溶劑提取原則和方法，而是先讓學(xué)生回憶有機(jī)化學(xué)課程中極性基團(tuán)有哪些，極性大小的順序是怎樣的，進(jìn)而列出常見提取溶劑的結(jié)構(gòu)，并讓學(xué)生按極性大小排列分組，并分析原因，加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的鞏固。在講授選擇提取溶劑的要點(diǎn)－“相似相溶”原則時，以生活中修車時清洗手上的機(jī)油為例，是優(yōu)先選擇汽油還是肥皂，進(jìn)而從它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，機(jī)油和汽油都是烷烴類，而肥皂雖然也含有長鏈的烷烴，但其一端還有親水性的磺酸基等，一個極性基團(tuán)的引入改變了它原有的非極性，造成其與機(jī)油相溶性的較低。中藥材是一個復(fù)雜的化合物體系，讓學(xué)生思考：“實(shí)際科研和生產(chǎn)工作中，其提取溶劑的選擇是嚴(yán)格按照“相似相溶”的原則嗎？”教材指出，一般來說，乙醇、甲醇是最常用的溶劑，為什么？比如乙醇和甲醇作為大極性有機(jī)溶劑，其溶解不同極性成分范圍的廣度如何？其在復(fù)雜中藥成分提取過程中有何價值？針對此點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的理論聯(lián)系實(shí)際能力和職業(yè)勝任力。中藥有效成分的分離主要有溶劑分離法、色譜分離法、結(jié)晶法、沉淀法、膜分離法和分餾法等，可事先讓學(xué)生對這些分離方法按是否依據(jù)極性原則進(jìn)行分類，進(jìn)而可從整體上對中藥化學(xué)成分的分離方法有個整體的認(rèn)識。在具體的分離方法講解時，可將容易混淆的分離方法歸類一并講解，求同存異，便于知識點(diǎn)的掌握。比如：溶劑分配法要使用兩種互不混溶的溶劑，利用溶質(zhì)在兩相的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離；而分級沉淀法則是使溶質(zhì)溶于易溶的溶劑中，通過加入互溶的另一溶劑，增大或減小溶液極性達(dá)到溶質(zhì)析出的方法，進(jìn)而引入實(shí)例，使學(xué)生更好地運(yùn)用此法進(jìn)行實(shí)際操作，比如溶劑分配法往往適用于提取物的系統(tǒng)初步分離或脫脂；分級沉淀法則主要用于水提醇沉的操作，進(jìn)一步提問引出結(jié)晶法與上述哪兩種分離方法更類似？為什么？進(jìn)而引出結(jié)晶法使用對象、溶劑選擇、溫度因素等對化合物結(jié)晶的影響。還比如，硅膠、氧化鋁和活性炭，都屬于天然吸附劑，哪些是極性的，哪些是非極性的？進(jìn)而提出吸附色譜中的吸附劑和分配色譜中的固定相有何不同？而分配色譜中固定相都是在支持材料表面進(jìn)行化學(xué)加工，就好像在硅膠表面形成了一層液膜，不同極性基團(tuán)的引入對于分配色譜分離目標(biāo)和特征有何影響？同時作為吸附色譜和分配色譜的填料使用時要注意什么？吸附色譜是否可以向分配色譜轉(zhuǎn)化？進(jìn)而提出大孔樹脂色譜是屬于吸附色譜還是分配色譜？通過這些有計劃，有目的地層層遞進(jìn)式地提問，讓學(xué)生的思維主動運(yùn)轉(zhuǎn)起來，提高課堂教學(xué)的效果。

2．3及時的教學(xué)評價反饋促進(jìn)學(xué)生的知識獲得感

中藥化學(xué)課作為70個學(xué)時的純理論課程，授課對象為中藥學(xué)專業(yè)大三學(xué)生，人數(shù)超過百人。為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和及時了解學(xué)習(xí)情況，課堂上我們首次向?qū)W生推薦新出的KingDraw化學(xué)式結(jié)構(gòu)編輯軟件，PC版和APP版都有，滿足學(xué)生在課堂上或課后的學(xué)習(xí)需求。中藥化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)來自于天然合成，結(jié)構(gòu)類型繁多，有的結(jié)構(gòu)甚至非常復(fù)雜，如果只通過看書很難掌握這些結(jié)構(gòu)的特征及官能團(tuán)差異，而手機(jī)客戶端現(xiàn)在成為學(xué)生學(xué)習(xí)生活的必需品，專業(yè)化學(xué)軟件和手機(jī)的結(jié)合有助于促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動力，為此，我們對課程中需要掌握的化學(xué)結(jié)構(gòu)隨時進(jìn)行抽查，有助于學(xué)生克服對中藥化學(xué)成分結(jié)構(gòu)的恐懼感和陌生感。同時在課程教學(xué)中引入出題優(yōu)APP，針對本課堂的重點(diǎn)內(nèi)容和知識點(diǎn)，可事先做成題庫，在需要時發(fā)放給學(xué)生，在規(guī)定的2～3min內(nèi)完成答題，從而在大班教學(xué)中可有效地獲得學(xué)生整體對相關(guān)內(nèi)容的掌握情況，從而避免了從前單個提問造成的片面問題。比如，在上課前通過出題優(yōu)軟件實(shí)時在線答題，檢查學(xué)生對《有機(jī)化學(xué)》書本中極性基團(tuán)極性大小的掌握情況；或者在課堂內(nèi)容講授完成后，通過出題優(yōu)軟件實(shí)時在線答題，了解極性概念在中藥化學(xué)成分提取分離方法中的體現(xiàn)和應(yīng)用情況。最后可從學(xué)生的總體答案中獲得反饋信息，適時調(diào)整相應(yīng)知識點(diǎn)的講解方法和方式，從而獲得更好的教學(xué)效果。該課程結(jié)束后的教學(xué)反饋也顯示，對于教學(xué)中以極性概念為主線的講授方式，以及KingDraw和出題優(yōu)兩款A(yù)PP的引入，大多數(shù)學(xué)生都給予積極的評價和認(rèn)可。

3結(jié)語

《中藥化學(xué)》作為一門建立在“四大基礎(chǔ)化學(xué)”基礎(chǔ)上的應(yīng)用型學(xué)科，其特殊性主要體現(xiàn)在化學(xué)結(jié)構(gòu)類型的多樣性和復(fù)雜性，提取分離方法的交叉性和特異性以及結(jié)構(gòu)鑒定方法的實(shí)踐性。這些都在很大程度上造成學(xué)生主觀上認(rèn)為該課程與“四大基礎(chǔ)化學(xué)”的延續(xù)性不強(qiáng)，甚至有些脫節(jié)。因此，從它們中間尋找共同點(diǎn)或者關(guān)聯(lián)性則顯得非常重要，而極性概念不論從微觀電子云的分布還是宏觀理化性質(zhì)都能很好地貫穿其中，因此我們在本課程教學(xué)中，以極性概念為主線，同時引入KingDraw和出題優(yōu)兩款A(yù)PP，將化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定有機(jī)地結(jié)合起來，在保持教學(xué)互動和及時反饋的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生對課堂教學(xué)的參與度以及對課程內(nèi)容的理解度，最終達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的連續(xù)性和有效性。

參考文獻(xiàn)

［1］陳寶生．在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上的講話［J］．中國高等教育，2018（Z3）：4－10．

［2］李醫(yī)明．中藥化學(xué)［M］．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2018.

作者:張劉強(qiáng) 賈琦 王瑞 郭夫江 吳迎春 吳華麗 李醫(yī)明 單位:上海中醫(yī)藥大學(xué)