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摘 要:本文对《植物成分分析》实验课程进行了一系列的创新研究,包括增加跨学科综合性实验;引入新实验,新方法;引入部分学生自行设计性实验;将教师的部分科研活动引入到教学实验中;将环保节约理念融入到部分实验中等,使学生的创新能力在实验中得到最大限度的锻炼和培养。
关键词:植物成分分析 实验教学模式 创新研究
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)07(a)-0015-01
近年来,在深化改革开放的形势下,我国中药现代化进程正不断加快,植物有效成分的研究已经成为国际国内的一个研究热点,有关植物有效成分分析的主要学科为药学类的天然药物化学学科以及化学类的天然有机化学学科[1],随着相关学科的日益交叉以及大类招生等政策的实行。生物院系的学生开设《植物成分分析》课程已经成为了其重要培养目标之一。《植物成分分析》实验课的教学是培养学生创新能力的重要环节,也是教学内容和教学方法急需改进的环节,它不仅能够验证和巩固课堂学习的理论知识,更重要的是通过实验使学生掌握分析植物有效成分的基本操作技术和方法,培养学生观察、分析、解决问题的能力,达到学以致用的目的,为将来运用实验手段进行科学研究和工作打下坚实的基础。而在当前,由于学科交叉,有关《植物成分分析》课程的本科生教材均是套用天然药物化学等相关学科的相关教材。而其中重要的实验课更是各个院系根据自己的培养要求自行设置,层次参差不齐。本课题组通过对近期相关学科人才所掌握的知识需求情况和多年的教学实践。对《植物成分分析》实验课程教学内容进行如下改革实践,建立了一套完整的适合于生物学科的《植物成分分析》课程的实验模式。
1 整合学校资源,增加跨学科综合性实验
目前我校所有的实验室归各个教学学院自己管理,这就使实验教学变成一种从属性的教学,内容多为验证理论、演示现象、且各自为政,对于实验中具有共性的内容以及对学生进行科学实验能力的培养等内容涉及较少。开设一些跨学科的综合性实验,并尽量地使几门学科课程基本理论与实验融为一体,相互渗透,相辅相成。即可避免过去几个学科部分实验教学内容相互重复的现象,也可增强对学生科学探索能力的培养。
2 引入部分新技术,新方法实验
在有关植物提取的实验中,传统实验往往拘泥于经典实验方法,与现代工业生产中的应用差距较大,常常达不到培养应用型、创新型学生的目标。根据本学科专业的特点,对部分传统实验进行改进,开设一些有代表性的、适合现代工业生产的实验方法。例如某一植物中有效成分的提取具体方法可以多种多样,通过系列对比实验发现适当浸渍后超声波提取法完全能达到传统加热回流提取效果,且产率稍有所提高。而今年来超声波提取法、微波萃取法和超临界流体萃取法等技术在植物提取方面的应用取得了突破性的进展[2-4]。这些技术的设备简单,使用范围广、效率高、污染小,引入到实验教学中,既减少了药材、试剂的用量,又缩短了实验时间,最终达到既经济又环保的效果。
3 引入部分学生自行设计性实验,培养学生创新能力
与传统的实验不同,开设学生设计的综合性实验,使实验教学成为技能和智能训练的小型科学研究。其具体方法是:在教师指导下,给出一指定实验题目,让学生在实验课前先自行查阅文献提出实验方案,需要用到的药品试剂和仪器设备等,进而各组根据选用的不同方案进行实验操作。这样,从实验结果的比较中使学生掌握了各方法的优缺点,同充分调动学生的实验积极性,拓宽学生的知识面,为学生今后開展植物成分研究打下良好的基础。
4 将教师的部分科研活动引入到教学实验中
科研是高校教师的基本任务之一,而将教师的部分科研活动引入到教学实验中,是我们课程的一大特色,这种引入包含有课堂内和课堂外两个方面,在课堂内,将教师部分科研步骤融合在教学实验中,让学生知道他们所作的实验就是教师当前从事的课题,是实实在在实用的实验内容,他们的实验步骤是整个项目科研中的部分内容,而实验结果也将在科研项目中具有重要的参考价值。在课堂外,主要是针对个别对本课程探索欲望强,表现优秀的学生而言,让他们长期跟随教参与教师的科研活动,让学生连续不断地受到科学研究的启发和教育,得到充分地科学研究综合训练,从而培养出新形势下的创新型人才,这种模式是新形势下的创新人才质量工程的具体应用,目前取得了很好的效果,参与的学生科研素质,科研成果明显高于其他同学,给其他同学也营造了一种很好的科研氛围。总之,通过将教师的科研引入教学实验中这一模式,既满足了学生的探索欲望,调动了学生的创造性思维能力,灵活运用了理论知识,培养了学生的整体科研素质,也使老师特别是没有带研究生的老师能够更好的完成其承担的科研项目。
5 将环保节约理念融入到部分实验中
在植物成分分析实验中,有部分实验用到了大量的有机溶剂,比如乙醇、甲醇、石油醚、苯、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚等。这些溶剂毒性大小不一,告知学生尽量避免有毒的苯和氯仿的使用。同时,实验过程中使用的的有机溶剂经减压浓缩后适当调配可进行回收循环利用,这使得整过实验有机试剂耗量减少一半以上,产生的废液也相应减少。对于部分复杂多组分溶剂,确实没有回收价值时,应该将其收集于固定的容器中,积累到一定量时,再统一送至专职部门进行无害化处理。
总之,实验教学内容改革是整个教学环节改革中非常重要的步骤,本课题组根据目前社会对《植物成分分析》方面的知识和技能的实际需求,对其实验内容进行了一系列的改革尝试,目的是使使学生的创造思维能力得到培养的同时,也创造性地运用课堂上所学的理论,这样不但使他们创造思维能力得到培养,而且缩短了尝试的时间,对于学生走上社会后,应用植物有效成分分析理论解决实际生产问题无疑是一条捷径。这样,我们的教育更贴近社会需求,达到培养植物有效成分分析专门的技术应用人才的目的。
参考文献
[1] 谭仁祥.植物成分分析[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 高丽威,李向荣.微波萃取法提取紫心甘薯总黄酮及其抗氧化活性研究[J].浙江大学学报(理学版),2009,36(5):571～574.
[3] 周婷婷,范国荣,吴玉田.超临界流体萃取法在生物样品前处理中的应用[J].药学学报,2004,28(4):317～320.
[4] 项昭保,霍丹群,绍光.超声波在中药化学成分提取中的应用[J].自然杂志,2001,23(5):289.
关键词:植物成分分析 实验教学模式 创新研究
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)07(a)-0015-01
近年来,在深化改革开放的形势下,我国中药现代化进程正不断加快,植物有效成分的研究已经成为国际国内的一个研究热点,有关植物有效成分分析的主要学科为药学类的天然药物化学学科以及化学类的天然有机化学学科[1],随着相关学科的日益交叉以及大类招生等政策的实行。生物院系的学生开设《植物成分分析》课程已经成为了其重要培养目标之一。《植物成分分析》实验课的教学是培养学生创新能力的重要环节,也是教学内容和教学方法急需改进的环节,它不仅能够验证和巩固课堂学习的理论知识,更重要的是通过实验使学生掌握分析植物有效成分的基本操作技术和方法,培养学生观察、分析、解决问题的能力,达到学以致用的目的,为将来运用实验手段进行科学研究和工作打下坚实的基础。而在当前,由于学科交叉,有关《植物成分分析》课程的本科生教材均是套用天然药物化学等相关学科的相关教材。而其中重要的实验课更是各个院系根据自己的培养要求自行设置,层次参差不齐。本课题组通过对近期相关学科人才所掌握的知识需求情况和多年的教学实践。对《植物成分分析》实验课程教学内容进行如下改革实践,建立了一套完整的适合于生物学科的《植物成分分析》课程的实验模式。
1 整合学校资源,增加跨学科综合性实验
目前我校所有的实验室归各个教学学院自己管理,这就使实验教学变成一种从属性的教学,内容多为验证理论、演示现象、且各自为政,对于实验中具有共性的内容以及对学生进行科学实验能力的培养等内容涉及较少。开设一些跨学科的综合性实验,并尽量地使几门学科课程基本理论与实验融为一体,相互渗透,相辅相成。即可避免过去几个学科部分实验教学内容相互重复的现象,也可增强对学生科学探索能力的培养。
2 引入部分新技术,新方法实验
在有关植物提取的实验中,传统实验往往拘泥于经典实验方法,与现代工业生产中的应用差距较大,常常达不到培养应用型、创新型学生的目标。根据本学科专业的特点,对部分传统实验进行改进,开设一些有代表性的、适合现代工业生产的实验方法。例如某一植物中有效成分的提取具体方法可以多种多样,通过系列对比实验发现适当浸渍后超声波提取法完全能达到传统加热回流提取效果,且产率稍有所提高。而今年来超声波提取法、微波萃取法和超临界流体萃取法等技术在植物提取方面的应用取得了突破性的进展[2-4]。这些技术的设备简单,使用范围广、效率高、污染小,引入到实验教学中,既减少了药材、试剂的用量,又缩短了实验时间,最终达到既经济又环保的效果。
3 引入部分学生自行设计性实验,培养学生创新能力
与传统的实验不同,开设学生设计的综合性实验,使实验教学成为技能和智能训练的小型科学研究。其具体方法是:在教师指导下,给出一指定实验题目,让学生在实验课前先自行查阅文献提出实验方案,需要用到的药品试剂和仪器设备等,进而各组根据选用的不同方案进行实验操作。这样,从实验结果的比较中使学生掌握了各方法的优缺点,同充分调动学生的实验积极性,拓宽学生的知识面,为学生今后開展植物成分研究打下良好的基础。
4 将教师的部分科研活动引入到教学实验中
科研是高校教师的基本任务之一,而将教师的部分科研活动引入到教学实验中,是我们课程的一大特色,这种引入包含有课堂内和课堂外两个方面,在课堂内,将教师部分科研步骤融合在教学实验中,让学生知道他们所作的实验就是教师当前从事的课题,是实实在在实用的实验内容,他们的实验步骤是整个项目科研中的部分内容,而实验结果也将在科研项目中具有重要的参考价值。在课堂外,主要是针对个别对本课程探索欲望强,表现优秀的学生而言,让他们长期跟随教参与教师的科研活动,让学生连续不断地受到科学研究的启发和教育,得到充分地科学研究综合训练,从而培养出新形势下的创新型人才,这种模式是新形势下的创新人才质量工程的具体应用,目前取得了很好的效果,参与的学生科研素质,科研成果明显高于其他同学,给其他同学也营造了一种很好的科研氛围。总之,通过将教师的科研引入教学实验中这一模式,既满足了学生的探索欲望,调动了学生的创造性思维能力,灵活运用了理论知识,培养了学生的整体科研素质,也使老师特别是没有带研究生的老师能够更好的完成其承担的科研项目。
5 将环保节约理念融入到部分实验中
在植物成分分析实验中,有部分实验用到了大量的有机溶剂,比如乙醇、甲醇、石油醚、苯、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚等。这些溶剂毒性大小不一,告知学生尽量避免有毒的苯和氯仿的使用。同时,实验过程中使用的的有机溶剂经减压浓缩后适当调配可进行回收循环利用,这使得整过实验有机试剂耗量减少一半以上,产生的废液也相应减少。对于部分复杂多组分溶剂,确实没有回收价值时,应该将其收集于固定的容器中,积累到一定量时,再统一送至专职部门进行无害化处理。
总之,实验教学内容改革是整个教学环节改革中非常重要的步骤,本课题组根据目前社会对《植物成分分析》方面的知识和技能的实际需求,对其实验内容进行了一系列的改革尝试,目的是使使学生的创造思维能力得到培养的同时,也创造性地运用课堂上所学的理论,这样不但使他们创造思维能力得到培养,而且缩短了尝试的时间,对于学生走上社会后,应用植物有效成分分析理论解决实际生产问题无疑是一条捷径。这样,我们的教育更贴近社会需求,达到培养植物有效成分分析专门的技术应用人才的目的。
参考文献
[1] 谭仁祥.植物成分分析[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 高丽威,李向荣.微波萃取法提取紫心甘薯总黄酮及其抗氧化活性研究[J].浙江大学学报(理学版),2009,36(5):571～574.
[3] 周婷婷,范国荣,吴玉田.超临界流体萃取法在生物样品前处理中的应用[J].药学学报,2004,28(4):317～320.
[4] 项昭保,霍丹群,绍光.超声波在中药化学成分提取中的应用[J].自然杂志,2001,23(5):289.