农林院校天然产物化学实验教学改革与思考

摘 要：分析了天然产物化学传统实验教学在新的教学模式下存在的问题，从实验教学内容、实验教学方法和实验手段多方面阐述了天然产物化学实验教学的改革路径。实践证明，天然产物实验教学的改革取得了较好的效果，充分调动了学生的积极性和主动性，提高了学生的动手能力和综合实验技能。

关键词：天然产物化学实验 教学内容 教学方 教学手段

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0188-02

天然产物化学是运用现代科学理论和技术方法研究天然产物中化学成分的一门学科[1]，是化学类专业的一门必修课，在整个化学教育体系中具有十分重要的作用和地位。随着我国药学事业的飞速发展以及崇尚“自然”之风的回归，《天然产物化学》课程显得更加重要。

天然产物实验教学课程是学生在完成了基础化学课程以及有机化学、有机分析化学、精细化工工艺学、化学反应工程等专业基础课和专业课学习及实验基本操作的基础上开设的一门专业实验课，是理论与实践相结合的纽带，是培养学生实验操作技能和应用技术的有效手段，对提高培养质量以及将来学生的就业和从业都起着举足轻重的作用，但由于天然产物实验课时较少，教学当中不可能面面俱到，因此如何选择实验教学内容及采用有效的实验教学手段显的更加关键。为此，我们对天然产物化学实验教学改革进行了探索，取得了一些有益经验，同时还有许多方面有待于进一步深入探索和实践。

1 实验教学内容改革

1.1 时代化

随着科技的快速发展（天然产物产品发展尤为迅速）和学生知识结构的变化，实验内容不能进行及时的调整，一些相关领域的新知识和新技术不能及时引进，不利于激发学生对实验课的主动性和积极性，不利于激发学生的创新性思维，影响了实验教学的质量，同时容易挫伤学生的专业兴趣，为调动学生的积极性，选取一些和日常生活联系密切的综合性实验。如我们在实验内容中开设了大黄中大黄素的提取实验，既让学生了解大黄素在生活中的具体应用，又锻炼了学生的实验技巧，并且通过大黄素的红外鉴定使学生掌握大型仪器的使用，使学生对实验更加感兴趣。

1.2 本土特色化

农林院校天然产物实验课程要以农业为优势和特色开展实验课程教学，一方面体现农学类课程优势；另一方面为学生就业打下特色基础，因此在实验课程的设置上可以适当结合农产品开展天然产物相关实验。比如，紫甘薯是当前流行的甘薯特有品种，其紫甘薯色素是一类用作食用色素的天然花青素类色素[2]，对于缓解肝功能障碍、调节血压有显著作用[3]。由于无毒副作用，可用作安全无毒的食品着色剂，是一类极具前途的功能型食品添加剂和保健食品基料，因此在实验中开展紫甘薯色素的提取加强了学生天然产物农学特色化的理念。

2 实验教学方法改革

2.1 多媒体

天然产物化学涉及单体成分的化学结构、提取分离流程、光谱鉴定数据等，传统板书既浪费时间、又容易出错，而经多媒体教学以生动形象的图、文、声、动画等信息来表现教学内容和教学过程，图文并茂，文字清晰，生动直观，便于理解，动态的提取分离过程更利于学生掌握，从多方位刺激学生对知识的理解和接受，显著提高学生的兴趣性和参与性[4～6]。比如说在实验中设计到的一些装置如：浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流法等操作技术所需设备仪器、使用溶剂、适用范围和优缺点采用多媒体的形式演示出来，不仅能给学生较深的直观印象，而且动态的演示对于学生后续独立动手操作也有较好的指导作用了，为后期实验教学内容地顺利完成提供保证。

2.2 比较化

传统天然产物实验为流程式操作，具有连续性特点，难以在一次实验课内完成，加之实验学时有限，那么如何在有限的实验学时内充分利用实验室资源，做到既能达到课程标准的基本要求，又能更好地调动学生的积极性，增加其动手、动脑机会，就显得十分重要。因此，我们对传统的单一实验模式进行了改革，建立了同步比较实验模式。该模式是指在同一实验室、同一时间内同步进行2种实验目的相同，但实验方法不同的实验项目。比如在齐墩果酸的提取、分离和鉴定实验中，一半的学生采用索氏提取；另一半的学生采用连续回流提取，并比较两种提取方法在提取效率上的不同，索氏提取效果高的结论不仅是对课堂理论的印证，使学生在比较中形成了科学的思维方法，提高了分析问题的能力；而且扩展了实验范围，同时也使学生对两种操作深有体会，使学生在理论与实践的结合中巩固了所学知识。

3 实验教学手段更新

3.1 开放型实验

所谓“开放性实验”，就是在设计时开始由老师为学生集体命题，由学生从中选题，然后查阅相关资料，独立设计实验方案，计划所需的仪器、试剂，老师组织学生对各种设计方案进行讨论，选择可行性实验方法，并且要求学生在实验报告中对自己所选的工艺路线和实验结果进行讨论分析[7]。如连翘中连翘苷的提取、分离和鉴定，在给定学生命题后由学生自己查阅资料，自行设计提取方案，经教师把关后开展实验。通过方案的设计，学生进一步巩固了理论课堂上的相关内容，切实了解每种试剂的具体作用；通过实验的完成，既锻炼了学生动手能力又锻炼了小组成员间协同工作的能力。开放型实验不仅改变了教师在实验中从实验目的、原理、实验步骤"一包到底"的被动局面，而且是学生对所学知识的一个独立综合应用，是他们由不独立走向独立工作岗位的一个实践平台，因此在一定程度上开展此类实验对于学生的就业是有极大帮助的。

3.2 项目化

传统开设的天然产物实验周中，通常是1个人或者2个人一组，学生的实验方案虽是自己依据参考文献制定，但大都沿用了文献中的数据，依葫芦画瓢的重复一遍，只知其然，不知其所以然，因此对于即将进入大四做毕业论文或者找工作的同学来说进行如何解决实验中问题的训练势在必行。另外学生的合作意识不强，因此为了改变此现象，锻炼学生的解决问题的能力和团队意识，将每个班级的学生分成5个小组，每组6人。分组时不考虑学生的成绩以及相互间关系等因素，只按班级学生名单上的先后顺序依次划分。以大黄中大黄素的提取为例：其中两人负责提取，期间包括提取条件的筛选及提取条件的优化；另外两人负责大黄素的提纯，其中包括纯化方法的选择及条件的筛选；最后两人负责大黄素检测条件的建立。通过分组并摸索实验条件，一方面学生能明白文献或书籍上的实验数据是如何来的，知数据的所以然；另外一方面通过实验的训练也锻炼了他们分析解决的实际操作能力，对大四的论文工作或者与毕业后进入单位进行研究工作都是很有帮助的。另外也可以结合"比较化"实验，使两两大组对同一实验命题，不同方法获得的结果进行横向比较，并作其优缺点及使用范围分析，这样在同一实验内既有统一性（命题的统一），又有差异性（方法的不同），让学生充分发挥实验的主观能动性。

3.3 微型化

微型化学实验是美国的Mayo博士和他的同事们于1982年基于化学实验理论思维上的微型化为减少资源消耗和化学污染而发展起来的一种化学实验的新方法、新技术，为化学实验教学改革开辟一条新的途径[8]。天然产物实验中所用试剂通常属于易挥发、有毒害气体，相对于其它实验而言消耗量大，不仅污染环境，而且在药品回收处理上费时费力。比如在连翘中连翘苷的提取实验中，本来从连翘壳中进行提取分离连翘苷，实验中不仅乙醇等消耗量大，而且富集起来困难，因此我们把实验进行了改革，改成连翘叶中进行提取，在保证收率的情况下50%的减少了试剂的用量。因此在当今大力提倡绿色化学教育的情况下，微型化学实验不仅完全符合绿色化学的教育目标，充分体现了环境友好的原则；而且可降低实验成本，节约实验经费。

实践证明，通过这种从实验教学内容、实验教学方法和实验手段多方面的教学改革，不仅培养了学生的语言表达能力，查阅文献、分析问题及解决问题的能力，而且也培养了学生团队协作能力，此改革有效可行。

参考文献

[1] 姚新生.天然药物化学[M].北京：人民卫生出版社，2002：11

[2] 朱美娟，姚勇芳，韩雪钗，等.紫薯色素的提取及稳定性的研究[J].安徽农业科学，2009，37（36）：17885-17887.

[3] ZHU Hongmei，ZHAO Meng. Study on chemical constituents and antioxidan activty of anthocyanins from Ipomoea batatas L （purple sweet potato）[J].Chemistry and Industry of Forest Products，2009，29（1）：39-45.

[4] 连国清.多媒体教学好处多[J].中国教育技术装备，2009，22：198-199.

[5] 方君.Flash课件在多媒体教学中的应用[J].考试周刊，2009，33：155-156.

[6] 亢临生，田晋平，王玉莲.充分运用现代教育技术手段进行计算机辅助教学[J].高等理科教育，2003，S2：194-196.

GINA M B，RAYMOND W K.Galanth amine derivatives for the treatment of Alzheimer's disease[J].Drugs Future，1996，21：621-635.

[7] 王举涛，刘金旗，汪路明，等.《天然药物化学》课程教学改革的探讨[J].安徽医药，2009，13（4）：463-464.

[8] 曹晓群，朱晓慧，王玉民.化学实验微型化的改革与实践[J].实验室科学，2008（1）：24-25.