基于自主学习生态评价体系的中药化学教学案例分析*

周媛媛，关 枫，刘 源，金 阳，付 蕾，杨炳友

(黑龙江中医药大学药学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

《中药化学》课程内容涵盖广泛、知识点众多，而且也是一门实践性很强的专业课[1]。学习内容主要包括研究中药中有效成分的化学结构、理化性质、提取分离方法与技术、结构鉴定(或确定)、检识等[2]。“中药化学课程的自主学习生态体系评价”是在正确理解《中药化学》课程的内涵和任务基础上，依据该课程的体系改革的目标，不断摸索、总结并制定的，为培养适应中医药发展需要既有扎实理论基础又有较强动手能力的高素质自主学习型人才提供坚实保障。评价体系对教师和学生具有双向促进和强化作用，对于整个教学过程具有很大的激发和提升作用。基于课程内容存在学科交叉复杂、知识点量大、综合分析偏多等特点，为教学带来了不容回避的困难，我们从课程教学中代表性案例入手[3]，利用建立的自主学习“多元化、多指标”生态评价体系，衡量学习效果并找到解决问题的有效途径。

有关自主学习生态评价体系及其建立思路如下：首先我们根据“教、学、悟、用、展”各环节的特征，设置基本要求，并以评价指标的反馈(包括教学目标是否达成，教学方法是否适用、教学内容是否合理)再进一步优化“三形式-五层次”中涉及的教育实施模块(见图1)。下面我们从环节设置基本要求中涉及到的“基础性”、“全面性”、“实践性”、“多样性”、“交叉性”以及“高阶性”的六个特征性入手，结合具体代表案例分析各教学环节与其相互关系，解释相关评价指标的内涵和效果。

图1 自主学习效果评价体系

1 基础性

本课程内容包含了如黄酮类、三萜类、醌类、苯丙素类等各类化学成分类型，每类成分都有其独特的母核和取代基特征。如黄酮类化合物具有2-苯基色原酮母核，根据黄酮类化合物A环和B环中间的三碳链的氧化程度、三碳链是否构成环状结构、3位是否有羟基取代以及B环(苯基)连接的位置(2位或3位)等特点(分类情况见图2)，可将主要的天然黄酮类化合物分为黄酮醇、二氢黄酮、异黄酮和查耳酮等。学生结合以往有机化学知识在学习本部分内容时可以采取自主学习模式，也可以通过教师简单举例讲解后再自行进行归纳分类学习。除了结构分类、一些化学成分基本定义、科属分布和主要活性都可以归属于“基础性”内容，考虑到该部分学习对象具有规律性强、易于理解等特点，主要对应的教学环节是“教”和“学”，尤其是以学生为主体的“学”。最终考察教学目标是否达成，主要是考察学生对理论基础知识的掌握程度，是否能够做到熟记并归类整理，能否较顺利地开展自学讲授；教学方法和策略主要考虑采用以教师为辅的启发式案例法结合学生为主的发现学习和合作学习；教学内容主要涉及上述讲到的客观性内容。

图2 黄酮主要结构分类情况

2 全面性

本课程每一章从内容看涉及化学结构、物理化学性质、提取、分离、检识、结构鉴定或确定等一系列阶梯递进式知识体系，如醌类化合物，首先介绍了苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌成分类型，到依据其酸性、升华性等特性，可选择碱提酸沉、升华法等提取分离手段获取，再到醌式结构化学定性检识，最后结构解析，既涵盖丰富多样的理论知识又涉及到实践技能培养，均体现了“全面性”特点。不论在教师“教”还是学生“学”的环节中，都应该重视知识的“点、线、面”有机结合。在中药化学课程中“全面性”往往也是注重基础性、广泛性，主要对应“教”、“学”和“展”三个教学环节中。最终评价指标的考察包括学生是否形成了以基础知识为本，以综合实践为重的自主学习能力，具备从事中药开发、生产、加工、质量评价、临床应用等相关工作的全面性素质；教学方法主要涉及讲授法、演示法、练习法等；教学内容主要是客观性、原理性理论知识以及规范实操性内容为主(注：本部分内容深度及广度要高于基础性教学内容)。

3 实践性

中药化学是一门实践性极强的科学，因此实验教学在整个学生课程体系中占有举足轻重的地位，全日制本科学生本课程的理论与实验教学时数比为1∶1。为了加深学生对理论课汲取内容的理解和运用，更好地适应未来生产和科研需要，让学生“提前热身”在实验室进行实践基本技能培养是十分重要的。例如，我们在实验教学中设置了开发性实验——设计多种实验方案从槐米中提取黄酮类化合物芦丁，依据芦丁极性较大且有酚羟基显酸性的特点，可以选择水提取，醇提取或者碱水提取等方法，再根据提取溶剂特征设计不同的提取方式，如煎煮法、回流法、超声提取法等，不论哪种途径，哪种方式只要具有合理性、可行性即可。由上述案例可知开放性实验(具有拓展性、综合性以及自拟设计性特点)往往能够培养学生发散性、多样性思维，以最大限度发挥学生学习的主动性，着重培养学生独立解决实际问题的能力、探索创新能力及组织管理能力。但由于开放性实验不确定性和未知性较大，教师应在教学中加以启发引导，以有效控制实验发展的方向而更易达成目标。“实践性”不仅渗透于师生互动的“教”与“学”环节中，也体现在学生自主学习的“悟”和“用”中，只有仔细观察实验中的现象，认真记录实验数据，积极分析和讨论实验结果才能真正做到学有所“获”。 最终考察教学目标是否达成培养学生具有基本的实验操作技能，使学生掌握常规中药化学所涉及有效成分的提取、分离、精制、检识等一系列基本技能、基本操作方法；教学方法主要涉及演示法、启发法、讨论法等；教学内容主要来源于实验教学内容以及课后科研实践。

4 多样性

“多样性”是覆盖在“教、学、悟、用、展”五个层次所有教学环节中的，这里“多样性”具体指的是教学资源多样性、教学方法多样性、教学形式手段多样性以及学习动力多样性。首先，教学资源多样性强调打破“唯书本是尊”的传统，知识的获取途径可以是课堂、网络和课后实践等，如我们课后组织学生开展“有关酸碱性成分检识方法差异性研究”本科创新实验研究，通过“查阅并整理文献资料”→“设计预实验”→“正式实验”→ “结果讨论与总结”，上述这一系列实验科研培训，很多学生掌握了课题中涉及的主要成分类型和酸碱性基团来源，以及络合、离子化、共轭等检识原理方面的关键内容；其次，教学方法要多样性，选择适合的教学方法对于学生的学习效果非常重要，具体看在“教”的环节大多都伴之以案例法、启发法，“学”、“悟”和“展”的环节多用讨论法、练习法，“用”的环节多以自主启发法、学习法、练习法等；再者，“多样性”也体现在教学形式和手段上，如在“悟”、“用”、“展”等高层次要求上，多采用翻转课堂，微课和协作问答等形式；最后，学习动机的多样性主要源于其机制的复杂性，有近景的直接性动机和远景的间接性动机，高尚的、正确的动机与低级的、错误的动机，内部动机和外部动机等。不论哪种动机，最重要的是激发学生产生动机，并由学习的被动性转变为学习的主动性。考察多样性目标是否达成、方法是否适用、内容是否合理主要标准是要做到八字原则——“多而不乱、相容相合”。

5 交叉性

《中药化学》是中药学类专业知识结构体系中的一门非常重要的专业课程，其知识内容融会贯穿于许多其它课程之中，具有承上启下、联络贯通的重要作用。一方面，中药化学与现代科学如化学、物理学、生物学、植物学、现代医药学等理论和技术相互结合；另一方面，中药化学与本领域其他学科理论与技术相互渗透，在以知识延伸为特点 “展”(即指知识延展、迁移)这个教学环节尤其要注重知识的交叉性。为了更好地让学生自主学习过程中体会学科间交叉性，基本前提是学生不但应保证有各门课程扎实的知识功底，还要具备各课程间知识点、线和面的串联、对比及整合能力。如以“乌头”为例从中药化学角度阐明其炮制原理：乌头中含有大量双酯型生物碱类化合物，毒性极强，水加热煎煮后毒性降低或消失。从化学成分角度分析是由于双酯型生物碱水解后转变成毒性降低的单酯型生物碱，再进一步水解后转变成几乎无毒性的醇胺型生物碱(反应原理见图3)。在“交叉性”方面，最终考察的教学目标为是否达成了培养学生对各门类知识的有效融合和灵活运用，是否能利用学科交叉性知识解决实际生产和科研中遇到的问题；教学方法主要涉及案例法、启发法、讨论法等；教学内容不局限于课堂和书本，可以来自学术讲座、文献学习等。

图3 乌头碱水解反应

6 高阶性

“高阶性” 最初是作为金课一项标准提出的。针对自主学习生态体系评价我们也提出了高阶性要求，是培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，为中医药事业的发展输送高素质人才的重要环节。最终考察教学目标为是否达成了拓宽学生的知识视野，是否激发了学生的求知欲和创新欲，是否培养了学生的创新思维和不断探求真理的精神和能力；教学内容主要体现在课程中理论知识的难点和高水平实践技能的培养上，教学方法也要注意与教学内容相适应。如化合物结构的波谱解析需要具备学生很高的综合分析推理能力，是教学难点之一，要求学生不仅要从一维氢谱和碳谱获取结构骨架基本概况，还要从二维如HSQC、HMBC及COSY谱中找寻取代基连接位置和顺序等重要细节信息，从而对结构进行有效推断。在教学方法上主要采取演示法、练习法，由易到难、循序渐进地展开学习，以简单案例引导学生入门，再形成自学能力；高水平实践技能培养主要是让学生除了有规范的实验操作技能外，还要具备灵活的实验设计能力、创新的科研能力。如在实验课程中涉及色谱法对大黄中各蒽醌类成分分离的内容，从柱色谱填料选择原则、上柱操作手法训练、洗脱收集合瓶判断等各个步骤都引导学生主动思考、缜密规划，最终对得到的分离产品进行定性定量检识判断，在教学方法上主要采用演示法、讨论法等。

7 结 语

自主学习是全世界范围内都在提倡的一种学习方式，也是当今教育的主题[4]。培养学生的自主学习能力，使学生由“学会”走向“会学”，不再受时间、空间的限制，能够有效实现终身学习，从而适应知识日新月异变化、社会飞速发展的现实[5]。我们尝试将生态学习观与自主学习能力培养相结合，更突出研究方法的整体性、关联性，初步构建了自主学习生态体系。本文结合多年教学体会和经验，从代表性教学案例入手，对“教、学、悟、用、展”不同层次各教学环节引入多元化、多指标评价方案，研究发现虽然目标都是培养学生自主学习能力，但是每个环节都要有独特的、相适应的教学方法和考核标准，不能采用“一刀切”模式。希望本研究为今后其他专业建立类似自主学习生态体系提供参考，也为本领域培养中医药高素质人才提供新的模式和思路。