淺談如何從課堂教學(xué)提升研究生的科研創(chuàng)新能力 -以天然藥物化學(xué)課堂為例

淺談如何從課堂教學(xué)提升研究生的科研創(chuàng)新才能——以天然藥物化學(xué)課堂為例〔〕:

摘要：研究生教育是培養(yǎng)具有創(chuàng)新型科學(xué)研究才能高層次人才的主要途徑，?關(guān)于研究生教育改革的意見(jiàn)?提出研究生教育應(yīng)該加強(qiáng)課程建立，重視發(fā)揮課程教學(xué)在研究生培養(yǎng)中的作用。本文以藥學(xué)研究生的主干課程?天然藥物化學(xué)?為例，通過(guò)改變教學(xué)形式、四個(gè)方面討論如何從課堂教學(xué)提升研究生的科研創(chuàng)新才能。

關(guān)鍵詞：研究生；課堂教學(xué)；天然藥物化學(xué)；科研創(chuàng)新

本文引用格式：馮濤.淺談如何從課堂教學(xué)提升研究生的科研創(chuàng)新才能以天然藥物化學(xué)課堂為例[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(32):67-69.

OnHowtoImproveGraduateStudent'sScientificResearchInnovationAbilityfromClassroomTeaching

taketheNaturalPharmaceuticalChemistryCourseasanExample

FENGTao

(South-CentralUniversityforNationalities,Wuhan,Hubei)

Abstract:postgraduateeducationisthemainwaytocultivatehigh-leveltalentswithinnovativescientificresearchability.Attachimportancetotheroleofcurriculumteachingingraduatetraining.TakingthebackbonecourseofPharmaceuticalGraduatestudents,NaturalMedicinalChemistry,asanexample,throughchangingtheteachingmode,thispaperdiscusseshowtoimprovetheinnovationabilityofgraduatestudentsinscientificresearchfromclassroomteaching.

Keywords:Postgraduatestudents;Classroomteaching;Naturaldrugchemistry;Scientificresearchinnovation

研究生教育是國(guó)家教育層次構(gòu)造中最高的教育等級(jí)，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新型科學(xué)研究才能高層次人才的主要途徑，如何培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新才能，是每個(gè)高等院校亟需解決的重大問(wèn)題【1】。2022教育部下發(fā)了?關(guān)于研究生教育改革的意見(jiàn)?。文件指出研究生教育應(yīng)該加強(qiáng)課程建立，重視發(fā)揮課程教學(xué)在研究生培養(yǎng)中的作用。增強(qiáng)學(xué)術(shù)學(xué)位研究生課程內(nèi)容前沿性，通過(guò)高質(zhì)量課程學(xué)習(xí)強(qiáng)化研究生的科學(xué)方法訓(xùn)練和學(xué)術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)。

天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生的主干課程，是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)方法研究具有生理活性的藥用天然產(chǎn)物中化學(xué)成分的一門(mén)學(xué)科【2】。這門(mén)課程包括天然藥物化學(xué)成分的構(gòu)造特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)、提取別離方法、構(gòu)造鑒定以及生物合成途徑和生理活性等內(nèi)容。希望通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，研究生能充分掌握天然藥物主要類(lèi)型成分的構(gòu)造特征及理化性質(zhì)、提取別離精制方法、構(gòu)造鑒定方法和生物合成途徑及生理活性等知識(shí)，從而運(yùn)用到天然藥物創(chuàng)新藥的研發(fā)中去，為開(kāi)發(fā)研究新藥奠定根底。作者結(jié)合常年的天然藥物化學(xué)科研經(jīng)歷和多年的天然藥物化學(xué)教學(xué)經(jīng)歷，針對(duì)本門(mén)課程內(nèi)容特點(diǎn)采取相應(yīng)的改革教學(xué)措施，通過(guò)改變教學(xué)形式、融入課題設(shè)計(jì)研究教學(xué)、結(jié)合波譜解析等穿插學(xué)科內(nèi)容、擴(kuò)展細(xì)胞分子生物學(xué)知識(shí)，討論了如何從課堂教學(xué)入手，提升研究生的科研創(chuàng)新才能，為后續(xù)科研任務(wù)的開(kāi)展奠定了良好的根底。

一改變教學(xué)形式提升研究的自主學(xué)習(xí)才能

"構(gòu)造決定性質(zhì)，性質(zhì)表達(dá)構(gòu)造";，物質(zhì)的構(gòu)造不同，其性質(zhì)必然不同，物質(zhì)的構(gòu)造類(lèi)似，其性質(zhì)也會(huì)類(lèi)似。對(duì)于天然藥物化學(xué)來(lái)說(shuō)，各類(lèi)型化合物的構(gòu)造類(lèi)型和理化性質(zhì)是本門(mén)課程的重要根底內(nèi)容，是掌握這類(lèi)化合物的前提，我們只有首先理解所要研究的物質(zhì)的特點(diǎn)，才知道如何去研究它。天然藥物化學(xué)主要研究的物質(zhì)包括：黃酮類(lèi)、萜類(lèi)、木脂素類(lèi)、香豆素類(lèi)、強(qiáng)心苷類(lèi)、生物堿類(lèi)、糖及其苷類(lèi)、醌類(lèi)等等。這些構(gòu)造類(lèi)型又可以分為不同的亞類(lèi)，內(nèi)容復(fù)雜抽象，各類(lèi)間無(wú)顯著連接性，需要理解與記憶的內(nèi)容較多。藥學(xué)研究生通過(guò)大學(xué)四年的學(xué)習(xí),已經(jīng)根本理解了這些類(lèi)型化合物的構(gòu)造特點(diǎn)，但是如何綜合分析這些知識(shí)并靈敏運(yùn)用到以后的科研中去，對(duì)于大多數(shù)研究生來(lái)說(shuō)卻是很困難的。這是因?yàn)樗麄兏字R(shí)不夠扎實(shí)，難以從全局層面去總結(jié)歸納，缺乏創(chuàng)新所需要的靈敏運(yùn)用知識(shí)的才能。所以在學(xué)習(xí)這一局部?jī)?nèi)容時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合歸納才能。以萜類(lèi)化合物為例，在課前布置作業(yè)，讓大家以以下幾個(gè)問(wèn)題為主線，以思維導(dǎo)圖歸納萜類(lèi)化合物的構(gòu)造特點(diǎn)：1、什么是萜類(lèi)化合物？2、萜類(lèi)化合物分為幾大類(lèi)？3、每類(lèi)萜類(lèi)化合物分成哪小類(lèi)？每小類(lèi)萜類(lèi)化合物的構(gòu)造特點(diǎn)？4、相似類(lèi)型萜類(lèi)化合物的異同？上課時(shí)，先請(qǐng)同學(xué)根據(jù)思維導(dǎo)圖的總結(jié)來(lái)講解，并要求其將總結(jié)歸納的知識(shí)進(jìn)一步演繹細(xì)化。老師針對(duì)大家不懂的內(nèi)容或者知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)講解和指導(dǎo)。對(duì)于已經(jīng)自學(xué)會(huì)的課程內(nèi)容，不用再反復(fù)強(qiáng)調(diào)。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更有針對(duì)性，也大大進(jìn)步了課堂效率。

在這局部知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，從單純的"傳授形式";向"學(xué)習(xí)形式";轉(zhuǎn)變[3-8]。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)已有的知識(shí)和經(jīng)歷去理解并總結(jié)歸納甚至演繹，而不是簡(jiǎn)單地把所聽(tīng)到、讀到的東西原樣反射到大腦中。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生能自主地學(xué)習(xí)、研究和探究，充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，讓其思維才能得到了鍛煉，讓其總結(jié)歸納才能以及靈敏運(yùn)用知識(shí)的才能得到了提升。

二融入課題設(shè)計(jì)研究教學(xué)提升學(xué)生的科研思維和團(tuán)隊(duì)合作才能

天然藥物化學(xué)研究常從有效成分或生理活性成分的提取別離工作開(kāi)始。所以，對(duì)于天然藥物化學(xué)這門(mén)課程來(lái)說(shuō)，各類(lèi)化合物的提取別離和純化的方法及原理屬于核心內(nèi)容，是研究生必需掌握的。不同類(lèi)型化合物，提取別離純化方法不盡一樣，假設(shè)只是單純地對(duì)課本上的內(nèi)容進(jìn)展講解，很難讓學(xué)生做到學(xué)以致用、舉一反三。因此，在這局部?jī)?nèi)容教學(xué)過(guò)程中，只需要介紹一些根底知識(shí)，其余的內(nèi)容通過(guò)課題設(shè)計(jì)研討教學(xué)法來(lái)深化。將手中的研究課題交給學(xué)生處理和完成：讓學(xué)生以小組為單位，弄清整個(gè)課題的研究背景，制定自己的研究目的和施行方案。在課題設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料〔要求根本為英文文獻(xiàn)〕，這個(gè)時(shí)候?qū)W生可以鍛煉文獻(xiàn)檢索才能和文獻(xiàn)閱讀才能；接著學(xué)生會(huì)對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)展整理、討論和分析，在這個(gè)過(guò)程中提升其文獻(xiàn)分析才能和提煉總結(jié)才能以及進(jìn)步靈敏運(yùn)用知識(shí)進(jìn)展正確決策的才能。最終結(jié)果要求他們制作成PPT，每組派代表匯報(bào)討論結(jié)果并進(jìn)展辯論，其他組學(xué)生提問(wèn)，老師點(diǎn)評(píng)，辯論過(guò)程中，可以鍛煉學(xué)生的表達(dá)才能和思辨才能。

課題設(shè)計(jì)研討過(guò)程中首要問(wèn)題是進(jìn)展文獻(xiàn)查閱，通過(guò)文獻(xiàn)充分理解當(dāng)前課題相關(guān)的科研現(xiàn)狀并尋找科研空白，為自己的課題設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案找到切入點(diǎn)。因此，可以培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)閱讀才能，良好的文獻(xiàn)閱讀才能是培養(yǎng)科學(xué)思維才能的前提【4】。同時(shí)，課題設(shè)計(jì)研討過(guò)程中每名學(xué)生任務(wù)明確、分工合作、群策群力，有利于培養(yǎng)他們的知識(shí)應(yīng)用、思辨才能和團(tuán)隊(duì)合作的精神。通過(guò)課題設(shè)計(jì)研討教學(xué)讓學(xué)生感受到自己是在真正地做科研也能真正地做科研，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)其科研思路和創(chuàng)新性思維，拓寬其知識(shí)面和提升其綜合素質(zhì)【5】。

三結(jié)合波譜解析提升研究生的實(shí)際解決問(wèn)題才能

天然產(chǎn)物數(shù)量宏大、構(gòu)造類(lèi)型繁多，一直以來(lái)其構(gòu)造研究都是天然產(chǎn)物化學(xué)研究中最重要的工作之一。目前，天然產(chǎn)物的構(gòu)造主要是利用"四大光譜";技術(shù)，即紅外光譜、紫外光譜、質(zhì)譜、核磁共振波譜來(lái)完成，這也是波譜解析這門(mén)課的主要內(nèi)容。因此，在天然產(chǎn)物教學(xué)時(shí)，可以將天然藥物化學(xué)和波譜分析的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合在一起教學(xué)，使學(xué)生更容易系統(tǒng)掌握不同類(lèi)型天然藥物的構(gòu)造特征及其波譜規(guī)律【6】。

首先，在每一章構(gòu)造解析局部，交融波譜解析對(duì)每一類(lèi)化合物的波譜特點(diǎn)進(jìn)展簡(jiǎn)要介紹。比方萜類(lèi)化合物一章，先對(duì)每類(lèi)萜類(lèi)化合物的紅外光譜、紫外光譜、質(zhì)譜、核磁共振波譜特點(diǎn)進(jìn)展簡(jiǎn)要的介紹；接著，重點(diǎn)介紹不同取代基變化對(duì)這類(lèi)化合物不同譜圖的影響。如萜類(lèi)化合物在有了羰基取代后，其紅外光譜會(huì)在1600到1700cm-1出先新的吸收峰；由于構(gòu)造中羰基的存在，200到400nm的近紫外區(qū)域發(fā)生nrarr;pi;躍遷，其紫外圖譜中也會(huì)產(chǎn)生新的紫外吸收帶；而其核磁共振圖譜變化更大，除了被直接取代的碳原子會(huì)向低場(chǎng)位移〔160-210ppm，詳細(xì)有其相應(yīng)的化學(xué)環(huán)境決定〕外，其周?chē)钠渌荚拥奈灰埔矔?huì)發(fā)生變化。在講解的過(guò)程中，更多地總結(jié)規(guī)律，讓學(xué)生們能更好地學(xué)以致用。最后，在講解完每一類(lèi)化合物后，選取一個(gè)代表化合物的圖譜，讓學(xué)生著手進(jìn)展實(shí)訓(xùn)。同過(guò)實(shí)訓(xùn)，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)分析問(wèn)題的才能并加強(qiáng)獨(dú)立考慮和解決實(shí)際問(wèn)題的才能。

通過(guò)交融教學(xué)，使得教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)，可以進(jìn)步研究生學(xué)習(xí)效果、激發(fā)學(xué)生興趣。同時(shí)，結(jié)合實(shí)例進(jìn)展實(shí)訓(xùn)，讓研究生對(duì)每一類(lèi)天然藥物的波譜知識(shí)反復(fù)穩(wěn)固，從真正意義上進(jìn)步研究生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的才能。

四擴(kuò)展細(xì)胞分子生物學(xué)知識(shí)開(kāi)闊研究生的科研視野

天然藥物化學(xué)這門(mén)課程，除了要求掌握天然藥物化學(xué)成分的構(gòu)造特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)、提取別離方法和構(gòu)造鑒定外，還需要學(xué)習(xí)主要化合物的生物合成途徑和生理活性。傳統(tǒng)本科教學(xué)中，這局部?jī)?nèi)容大多數(shù)僅僅只是一帶而過(guò)，加之藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生細(xì)胞分子生物學(xué)知識(shí)薄弱，對(duì)這局部?jī)?nèi)容理解也有限。對(duì)于藥學(xué)研究生來(lái)說(shuō)，他們不僅僅是需要掌握提取別離及構(gòu)造鑒定，他們更應(yīng)該知道這些分子如何來(lái)的？可以用來(lái)做什么？作用機(jī)制是什么？因此，藥學(xué)研究生要學(xué)好天然藥物化學(xué)還需要有細(xì)胞分子生物學(xué)的知識(shí)。近年來(lái)，藥學(xué)相關(guān)細(xì)胞分子生物學(xué)不斷開(kāi)展：發(fā)現(xiàn)各種疾病靶點(diǎn)、確認(rèn)多種受體構(gòu)造及功能、說(shuō)明多個(gè)參與疾病形成的信號(hào)通路。這些發(fā)現(xiàn)都為天然藥物分子的生物學(xué)功能評(píng)價(jià)提供了重要線索和手段。因此，天然藥物化學(xué)課程在現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容根底上，有必要增加相關(guān)的細(xì)胞分子生物學(xué)知識(shí)，讓"藥物";和"疾病";更加嚴(yán)密地聯(lián)絡(luò)起來(lái)。通過(guò)課堂教學(xué)中引入最新相關(guān)細(xì)胞分子生物學(xué)的內(nèi)容，讓學(xué)生能洞察最新的科研動(dòng)向，跟蹤科學(xué)前沿，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)闊學(xué)生視野，而且加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)天然藥物化學(xué)課程的深化認(rèn)識(shí)和理解，有益于培養(yǎng)掌握將來(lái)科技動(dòng)向和具有獨(dú)立創(chuàng)新精神的科研工作者【7】。

研究生教育階段的學(xué)習(xí)不同于初等教育和大學(xué)本科教育，該階段不僅是知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程,更是研究才能和思維才能進(jìn)步的過(guò)程。因此，通過(guò)課堂教學(xué)培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新才能具有重要意義。本文以藥學(xué)院主干課程?天然藥物化學(xué)?為例，討論了如何通過(guò)改變教學(xué)形式提升研究的自主學(xué)習(xí)才能、融入課題設(shè)計(jì)研究教學(xué)提升學(xué)生的科研思維和團(tuán)隊(duì)合作才能、結(jié)合波譜解析提升研究生的實(shí)際解決問(wèn)題才能、擴(kuò)展細(xì)胞分子生物學(xué)知識(shí)開(kāi)闊研究生的科研視野。希望通過(guò)以上四個(gè)方面對(duì)該課程進(jìn)展教學(xué)改革，使該課程更有利于提升研究生的科研創(chuàng)新才能，為后續(xù)科研任務(wù)的開(kāi)展奠定了良好的根底。

參考文獻(xiàn)

【1】吳江,張會(huì)文,任建興,等.提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量的專(zhuān)題研討方式探究與理論[J].中國(guó)電力教育,2022(30):13-14+38.