化学专业开设“植物化学”课的探索与实践

摘要：本文对化学专业高年级学生开设“植物化学”课进行了探索。学生在本科阶段进行植物化学基本知识和实验操作技能的学习，对将来的深入学习和工作具有重要意义。

关键词：植物化学；化学专业；教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0195-02

植物化学是应用现代化学理论和方法研究植物中的化学成分的一门学科。其研究内容包括植物成分（主要是具有生理活性的次生代谢产物）的提取、分离纯化、结构鉴定、理化性质以及主要结构类型化合物的生物合成途径和生物转化等。植物化学是植物学与有机化学相结合而形成的一门交叉学科，是天然有机化学或天然产物化学的重要组成部分，是在分子水平上揭示植物奥秘的学科，也是植物资源合理利用的基础。植物成分不仅是天然药物的重要组成部分，是发现新药或药物活性先导化合物的重要来源，而且还广泛应用于农业、工业、日用化工、食品、染料和化妆品等行业。我国对植物资源的利用有着悠久的历史和传统，涉及社会生活的方方面面。化学专业的学生毕业后许多会从事与植物成分有关的深造学习、技术、管理和服务工作。学生在本科学习阶段进行植物化学基本知识和实验操作技能的学习，对将来的深入学习和工作无疑具有重要的意义。鉴于这种情况，结合云南丰富的植物资源和地域特点，为了让学生尽早了解社会的发展和需求，拓宽知识面，改善知识结构，更好地融入社会，投身经济建设主战场，围绕国家“西部大开发”和云南建设“绿色经济强省”的战略目标，我们于1996年开始为化学专业高年级学生开设“植物化学”课。现根据十多年来的教学工作，谈谈教学中的几点体会。

一、课程定位与目标

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要》，培养造就适应我国经济社会发展需要的高质量多样化人才成为新形势下我国高等教育教学改革的重点。植物化学课程以“培养厚基础、高素质、强能力的复合型人才”为人才培养的基本目标。由于我校的学生多数来自云南，结合云南的资源特点、社会、经济发展的实际，课程定位于培养的学生具有宽广的化学基础知识，不仅可以胜任传统的中学化学教学，而且能够根据自身情况和当地社会经济发展的需要，进行与植物成分相关的研究工作和产品开发，或者为进一步的深造提高打下坚实的基础。植物化学的课程目标是让学生认识植物化学的应用领域，了解植物化学研究的内容、目的、意义、发展现状和趋势；了解植物化学成分研究的程序及纯化合物的结构鉴定方法；了解各类重要植物化学成分的生物活性及应用；掌握植物化学成分常用的提取、分离方法，理解提取分离的原理；掌握各类重要植物化学成分如：糖、苷、萜、甾体、生物碱、芳香族化合物（香豆素、木脂素、黄酮）等的化学结构特征、性质和提取分离的方法。为继续学习以及毕业后从事与植物成分相关的工作打下理论和实践基础。通过植物化学实验，锻炼学生在植物化学领域的实验操作技能，通过实验加强理解理论知识，培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。进一步要求通过植物化学课程的学习，让学生感觉学到的知识就在自己的身边。通过开放实验、大学生课外科技活动、毕业论文设计等，锻炼学生的创新思维、动手能力；培养学生从提出问题，到分析问题和解决问题的能力；强调合作学习，包括师生之间的合作、同学之间的合作，培养学生严谨求实的科学态度、团结互助的团队合作精神；培养学生适应现代知识体系发展的综合能力。

二、教学内容设置

与其他化学专业课相比，植物化学课在化学专业中开设较少，无专门的教材。国外有的院校为学生开设“天然产物化学”，课时不多，无专门的教材；国内药学专业、中药专业等有“天然药物化学”、“中药化学”等教材。植物化学只有农林院校主编的两本教材，侧重于农林专业。为了编写适合化学专业使用的植物化学教材，我们于1998年编撰印刷“植物化学”讲义，在教学中使用。2004年，我们组织云南高校植物化学研究领域的科技人员，又是奋斗在教学一线的教师一起编写了《植物化学成分》一书，由化学工业出版社出版。该书内容既包括了植物化学成分的基本知识，又兼顾学科最新进展。尤其具有中国（包括云南）天然产物的特色，与社会的需求和发展紧密，便于学生把握植物化学的研究趋势和发展脉搏。《植物化学》课程由四大知识模块构成。第一部分，植物化学概论。包括植物化学的研究内容、意义、目的、研究程序、研究形势和发展趋势；植物化学成分提取、分离、结构鉴定的方法。第二部分，各类常见植物成分的结构特征、理化性质、提取分离、纯化精制以及结构鉴定的基本方法。第三部分，自主学习。每名同学就自己家乡特色的药用植物1～2种，对其活性成分的提取、分离方法及在医药、保健品、染料、色素和化妆品等领域的应用通过查资料后，写成小论文进行讨论。第四部分，植物化学实验。培养学生植物化学领域的实验操作技能，通过实验加强理解理论知识，培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。部分同学通过进一步的开放实验、大学生课外科技活动、毕业论文设计等，锻炼创新思维和动手能力。理论课授课共54学时，植物化学实验共36学时。

三、教学方法

采用课堂讲授、课堂讨论、实验、课外互动及学生课外查阅资料、阅读、归纳总结、报告、课外科技活动等方法进行教学。

1.课堂讲授。课堂讲授中注重经典内容和学科发展的有机结合；注重热点植物化学成分和云南特色药用植物的有机结合。采用多媒体授课，既有效地利用了课时，使学生在单位时间内获得较大的知识量，又能将植物图片、复杂的植物成分结构等一些比较抽象的内容形象化、具体化，生动地表现出来，加深学生的理解。将植物化学课件上网或打印出来提供给学生，使学生能够课前预习，课堂上能够跟得上教师的思路。通过课堂讲授，使学生系统地获得了各类植物化学成分的结构特征、主要理化性质、提取、分离方法、生物活性等知识。

2.课堂讨论。通过课堂讨论培养学生对植物化学基本理论和基本知识的归纳总结及综合应用的能力。启发学生从应用的角度综合地去掌握植物化学知识。如生物碱的提取，根据所学生物碱的结构特征、理化性质，让学生归纳其提取分离有哪些方法等。学生发言踊跃，对各种不同的提取方法提出自己的见解和质疑。

3.课外互动。课程教学中要求每个学生就自己熟悉的药用植物1～2种，自己出题，在课外进行资料查阅、归纳总结、小论文写作和幻灯片制作。这个过程，增加了学生与老师的互动和同学之间的交流讨论。弥补了植物化学内容多、课时少、辅导答疑时间有限的缺陷，也有利于学生释放自我，激发潜能，培养综合能力。学生将自己的课后阅读资料做成PPT进行汇报，一方面引导学生“走出书本”，扩大学生的知识面，锻炼了其查阅文献、分析和解决问题的能力；另一方面，提高了其专业交流的水平。

4.科研反哺教学。教学中，紧密结合云南特色药用植物成分或课程组教师的科研工作进行案例探讨，让学生觉得所学知识联系实际，有用，加深学生对所学知识的理解。如在结构鉴定、黄酮、二苯乙烯、环烯醚萜、二萜、三萜等内容的教学中，结合课程组教师的工作进行讲解，深受同学欢迎。既让学生对自己老师的工作有所了解，又收到了良好的教学效果。

为了培养学生的实际动手能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力，安排了6～10个植物化学实验，培养学生对常见植物化学成分提取、分离、鉴定的实际操作能力。为进一步加强对学生创新能力、实践能力、思维能力的培养，充分利用课程组教师科研课题较多、科研能力较强、科研方向与云南省地方经济发展紧密结合的特点，鼓励学生根据自己的兴趣，参加教师的科研活动，或在教师的实验室进行毕业论文实验，或自主申请省、校课外科技活动资助进行探索学习，以激发学生的学习兴趣，实现科研反哺教学。每年均有二十多名同学参与植物化学课程组老师的科研项目研究，在老师的指导下进行课外科技活动。

四、教学效果

植物化学课程由于贴近生活，与社会、经济发展密切相关，深受学生喜爱。学生的学习兴趣和主观能动性大大增强，资料查阅、综合分析、实验操作、论文或报告写作、科学思维等能力有很大的提高。自主申请学校的大学生课外科研基金，或参与老师的科研项目进行研究的热情高涨。相当一部分学生考取植物化学方向的硕士研究生进一步深造，作为人生的进一步追求。一些同学通过自主学习或参加课外科技活动，发表了学术论文，一些同学的课外科技作品获得了全国大学生“挑战杯”课外学术科技作品竞赛三等奖等奖励。

参考文献：

[1]徐任生.天然产物化学[M].第二版.北京：科学出版社，2004：1-2.

[2]Baker DD，Chu M，Oza U et al.Nat. Prod. Rep.2007，24，1225–1244.

[3]Filho RB.Quim.[J].Nova，2010，33（1）：229-239.

[4]陈业高.植物化学成分[M].北京：化学工业出版社，2004：1-283.

基金项目：云南省精品课程建设项目

作者简介：陈业高（1965-），男，湖北潜江县人，云南师范大学化学化工学院院长，教授，主要从事教育管理研究。