制药工程《药物合成实验》教学改革探索

  制药工程《药物合成实验》教学改革探索  梁兴勇+丁杰+程纯儒+陈国华Summary：在药物合成的实验教学中，我们采用了探索性实验的模式进行教学，调动学生学习的积极性，在提高学生实验操作能力的同时，培养学生积极主动追求知识的欲望。Keys：药物合成实验；实验教学；积极性G642.0：A：1674-9324（2017）11-0169-02《药物合成实验》课程是制药工程专业的一门重要的专业基础实验课程，是学生在完成了药物合成，药物化学和有机化学等课程之后开设的一门重要的技术基础实验课。[1]《药物合成实验》是以典型药物及其重要中间体的合成操作为具体内容，巩固学生的合成基础知识；验证所学理论，加深对有机化合物性质以及有机化学反应的性质的理解；培养学生如何选择合适的合成路线、分离提纯与鉴定的方法，在实验室完成药物或中间体的合成，使学生能熟悉并了解药物合成工艺的要点，进一步熟练实验操作技能。一、传统教学模式现行的药物合成实验的教学模式与一般化学实验基本一样：老师首先要求学生预习将要开展的实验的讲义；在实验开始前，教师讲解实验讲义上的主要内容及注意事项；然后，学生在教师指导下按照实验讲义上的内容推进实验，得出实验结果；实验结束后，学生按照固有格式完成实验的撰写并上交。在整个实验过程中，学生完全遵循实验讲义上的描述进行操作，无需思考，无需提问也缺少讨论，完全抑制了学生的主动性，使学生成为一个机械的实验操作工。此外，传统的药物合成实验的主要内容是一些经典性药物合成路线的验证性实验，缺少性和探索性的实验。因此，学生们普遍现出对实验不感兴趣，学生的学习积极性和主动性很差，从而影响到学生对知识的运用能力的提高。最后，传统的药物合成实验的时间安排一般是每次4个学时，而在药物合成实验中，多数实验耗时很长，特别是涉及产品纯化等后续操作时很难在规定的学时内完成实验的所有内容，使得部分实验出现了虎头蛇尾的现象，导致药物合成实践教学内容缺乏完整性，从而影响教学效果。[2]因此探讨如何摆脱陈旧的实验教学观念的束缚，如何更有效地培养全面复合实用型人才，进行药物合成实验教学改革研究很有必要。为了深化教学改革，提高药物合成实验教学的质量，提高学生对实验的主动性和积极性，笔者在《药物合成实验》教学上进行了初步的探索，取得了不错的效果。现总结出以下几点教学经验以供分享。二、“以学生为本”的探索性教学模式：笔者认为，教师的职责不仅仅是知识的传授，更重要的是教会并辅助学生自主地去探索，去创造。因此，在药物合成实验中我们摈弃传统教学灌输式的教育方法，提倡推行探索性的教学模式即开放性实验，[3]通过激发学生主动参与设计实验的兴趣，探寻未知的实验结果，在锻炼学生操作能力的同时，培养学生积极主动追求知识的欲望。[4]该的主要模式如图1所示：開设药物合成实验时，首先由老师根据实验教案和文献，选择一些具有两种以上合成途径的经典药物或中间体作为合成目标；接着安排学生分别查询并提供合理的实验路线，并上交给指导老师；学生和指导老师交流并确定方案的可行性，按照其选所选方案进行分组，按两人一组的形式进行实验；选定实验方案后，学生按照方案开始推进实验。获得最终产物，通过TLC，LC-MS等手段进行表征，并通过与标准品的数据进行对比，确定实验结果；如果实验失败，学生可与教师交流分析可能出现的原因；最后，不同方案之间通过对实验现象和结果的对比，了解不同方案的优缺点，深刻地理解药物合成中选择合理的合成路线的重要性。这样的教学模式促使学生自觉预习，提高实验效果，使学生实物化地了解药物合成的理论知识；使学生有时间思考实验中的问题，准备实验过程中，学生还可与教师相互交流，促进教学顺利进行，培养学生综合实验能力。我们以苯佐卡因的合成为例进行实验改革：首先安排同学在文献中查询了苯佐卡因的合成路线，由同学确定一条合理的合成路线并提供所需要的实验原料，通过师生交流，同学们确定了两条合成苯佐卡因的途径，途径1：由对硝基甲苯为原料，通过氧化，酯化和还原三步反应完成苯佐卡因的合成。途径2：由对乙酰氨基甲苯为原料，通过氧化，水解和酯化反应三步完成苯佐卡因的合成。通过同学们提交的方案，将同学们按两人一组的方式分为两个方向进行实验操作，获得实验结果，两个方案间进行对比和分析。学生在实验结束后，以论文的形式完成实验报告的撰写，报告内容包括：Summary、实验材料和方法、实验结果、实验结论和讨论，Reference等部分。在评分过程中，教师通过考察每组同学从资料的查阅、实验动手能力、实验的结果和论文的撰写等四个方面，对学生的实验进行评价。三、实验改革的分析通过对2013年级制药工程本科生的三个班实施新的药物合成实验教学的结果来看，学生对于这种新的开放性实验表现出了很高的积极性，主要表现如下：第一，在实验准备阶段同学们能够充分地准备实验材料，对实验中可能遇到的问题有一定的了解；在师生交流确定合成路线时的主动性较传统实验时高出很多，对可能出现的问题积极寻找解决方案；第二，学生有充足的时间进行思考后，能很熟练地搭建实验台，实验过程明显比以前顺利；第三，在实验报告的撰写中，学生对实验中现象的描述非常详尽，也能做出了自己的分析，书写的内容也专业了很多。四、结论目前，在我们对三个实验班的同学进行统计中，98.5%的学生觉得对新的实验模式更有兴趣，学到的东西更多；91.4%的同学未来继续推进这种实验的进行，这证明了开放性实验的实践取得了不错效果，通过改革教学方式，调整教学思路，调动了学生的积极性和主动创造性，能更好地提高实验教学质量。此外，随着社会需求的不断变化，药物合成实验的教学模式还需不断进行探索和完善。Reference：[1]颜范勇，王兵，王东华.药物合成反应教学研究探讨[J].化工高等教育，2010，27（2）：81-83.[2]赵韩强，郭宝龙，赵东方，等.国外大学产学合作教育对我国实施卓越工程师教育培养计划的启示[J].高等理科教育，2010，（3）：49-52.[3]何邦平，盛春泉，王小燕，等.开放设计性实验教学探讨[J].药学教育，2007，23（2）：49-50.[4]朱小康，李琼，袁吕江.本科药物合成实验教学改革探讨[J].西南师范大学学报，2010，6（35）：236-238.ExplorationandReformontheTeachingMethodof"PhamaceuticalSynthesisExperiment"forPhamaceuticalEngineeringSpecialtyLIANGXing-yong，DINGJie，CHENGChun-ru，CHENGuo-hua（SchoolofChemicalEngineering，SichuanUniversityofScienceandEngineering，Zigong，Sichuan643000，China）Abstract：Intheexperimentalteachingofdrugsynthesis，weusedtheexploratoryexperimentalmodeofteaching，arousetheenthusiasmofstudents，improvestudents'abilityinexperimentaloperationatthesametime，thecultivationofstudents'activethinking，activelearning，longingforthenatureoftheknowledge.Keywords：drugsynthesisexperiment；experimentalteaching；enthusiasm -全文完-