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药物合成反应是药学、制药工程等本科专业的专业主干课之一。随着药物及其医药中间体的发展,学好并能系统地掌握药物制备中重要的有机合成反应和合成设计原理,对于培养学生在实际药物合成工作中设计、分析问题和解决问题的能力具有重要意义[1],并为今后《药物化学》的学习奠定基础。本课程采用的教材是闻韧主编的药物合成反应,主要内容是学习各类药物合成反应及在合成中的应用。但是教材没有编排绪论章节,从第一章起就直接介绍常见的药物合成单元反应,忽略绪论,显得有点突兀,学生普遍感到难学、难懂、枯燥,学习积极性难以调动,对后面的学习失去兴趣和信心。因此,为消除学生厌学的情绪,笔者非常重视第一堂课的讲授。
一、通过启发和诱导让学生明确药物合成的内涵及研究意义
什么是药物合成?笔者没有采取硬灌的方法,而是用一个简单的合成实例启发学生自己去体会。在ppt中首先以大家熟悉的药物阿司匹林切入,介绍它的来源。最初从柳树皮中提取出一种有机化合物--------水杨酸,该物质也具有解热镇痛的作用,但是由于结构中酚羟基和羧酸的存在,药物酸性较强,对肠胃刺激较大,因而产生副作用。随后让学生在课堂上自行讨论解决方案,学生通过思考得出两种方案,一种方案是使羧酸与氢氧化钠反应生成水杨酸钠,另一种方案是将酚羟基乙酰化生成乙酰水杨酸。前者因为具有极不愉快的甜味已不再使用,后者即为阿司匹林。学生通过自己讨论很自然得出药物合成的概念,所谓药物合成就是从简单易得的原料,通过一步或多步化学反应制备出比较复杂的药物分子的过程。笔者通过ppt给 学生展示一些复杂天然药物的结构,如紫杉醇、海葵毒素等,解释现今许多药物都像阿司匹林一样最初由植物中提取分离出来,再经由化学家全合成或进行改良而进一步开发成为合成药,即西药。最后通过一个问题,“如果没有化学合成,单纯从植物中提取药物,可想而知在中药资源匮乏的今天,药物的价格将会怎么样呢?”使学生立即明确了药物合成的研究意义,也初步意识到了药物合成反应这门课程的重要性。
二、 从学科的发展史、结合当前药物合成新技术或相关热门话题激发学生学习的兴趣
任何一门新课在开始时,教师应该充分利用各种机会激发学生的学习兴趣,这也是绪论课教学最重要的教学目标。笔者在在备课时系统地查阅相关文献资料,做好多媒体课件,在教学中通过图文并茂的媒体资料及教师激情的讲解,向学生介绍药物合成从学科的创立到至今发展历程、今后的发展方向以及许多里程碑式的标志性事件和人物,影响学生的学习态度和积极性。例如,有机合成之父伍德沃德及他的课题组合成了胆固醇、皮质酮、马钱子碱、利血平、叶绿素等多种复杂有机化合物,是上世纪在有机合成化学实验和理论上,取得划时代成果的罕见的有机化学家;有机合成大师科里提出的“逆合成分析法”,获得1990年诺贝尔化学奖,他的理论成果对现代合成的发展具有重要的指导意义。在这些大师所合成的复杂的药物分子结构及事迹面前,学生在教师讲述的过程中,会不知不觉地产生崇敬之情,并激发起学生学习的兴趣与热情,在许多学生内心里种下学好本门课程将来做出杰出贡献的想法。
为激发学生学习动机,笔者结合时下热门话题,如三聚氰胺、瘦肉精、冰毒等化学合成品展开讨论,这一系列问题让学生们很有兴趣地讨论着,讨论了十多分左右,整个课堂的气氛非常活跃,大家都在积极地思考,他们对合成已经有了非常大的好奇心和兴趣。
三、循序渐进,从浅至深,树立学生学好药物合成的信心
药物几乎都属于有机化合物,因此药物合成是有机合成的一部分,药物分子结构一般较为复杂,学生常常表现为望“结构”兴叹,因此笔者从一些简单易懂的有机化合物出发,教学过程中采取循序渐进,从浅至深的方法,让学生逐渐接受这门全新的课程,并逐渐进入学习状态,不再丧失学习的信心和产生恐惧心理。例如笔者在绪论讲授中,选择些关于化学合成品应用的图片和数据,比如石油化工、医药工业、食品工业、农药的一些生产图片,从有机化学合成品在工农业及人们日常生活中的重要应用来阐述,向学生展示其涉及人们的衣、食、住、行等方方面面,让其明白今后无论从事哪个行业的工作,都离不开有机化学合成品。结合中医院校学生的实际情况,笔者还通过三个方面介绍合成在医药中的应用,如天然产物的结构改造、天然产物的全合成、药物的构效研究。通过这些丰富而形象的媒体资料、教师的讲述及学生的讨论,很容易激发学生的责任与使命感,形成“学好药物合成,在将来的医药事业中大显身手”的想法。
四、让学生了解课程的知识框架及药物合成的学习方法
药物合成反应是药学相关专业的基础课,为40学时,3学分。 学生的教材为闻韧主编的《药物合成反应》,该书一共分为八章,前七章集中介绍重要的药物合成反应,采用常见的单元反应分类法分别介绍卤化、烃化、酰化、缩合、重排、氧化、还原反应,第八章为合成设计原理。由于学时的限制,不可能对每个章节都做到面面俱到地讲解,必须对教材内容进行适当的取舍。教师在多媒体课件中应把教材的章节体系结构简洁地展现出来,让学生对整体内容形成初步印象,再讲述药物合成的学习方法,引导学生学好药物合成。
对药学相关专业的学生而言,药物合成设计是建立在精细有机单元反应以及药物合成反应基础上,只有具备扎实的有机化学基本功,学习起来显得相对简单得多,学生之前已学过有机化学,故本门课程中所需重点掌握的是药物合成设计的方法、策略和技巧等。但某些学生可能在这方面的基础知识相对欠缺,在上课时感觉学习难度大,提不起兴趣。因此笔者在绪论中督促这些学生在课余时间加强有机化学基础知识的复习,同时在后续课程中,根据学生掌握情况结合一些具体的药物合成设计案例来补充相应的单元反应基础知识。另外,笔者针对学生缺乏有效的思考方法、不会灵活运用所学过的化学反应进行合成设计的实际情况把讲述重点放在第八章------合成设计,并参照清华大学巨勇等主编《有机合成化学路线设计》的编排顺序给学生系统介绍一种非常实用的分析怎样设计有机合成的方法------合成子法(逆向合成分析法),并把各章单元反应穿插在合成设计里,运用各单元反应来设计合成路线加深对单元反应的认识和掌握,从而也培养了学生的逆向思维。在绪论课的教学中,教师应在学习方法上适当加以引导,并在以后的具体内容教学中逐步突破学生以往的思维习惯,掌握正确的学习方法,才能让学生“学起来轻轻松松,用起来得心应手”。
按照上述的教学方法,本人在药物合成设计的教学中取得了良好的效果,得到了相关老师和学生的一致好评。但是,药物合成设计是一门交叉学科,同时又是一个需要“与时俱进”的学科,因此药物合成设计的研究和教学也需要不断地提高与完善。作为教师在绪论课中,最重要的是要尽可能激发学生的学习兴趣,树立学习的信心,了解药物合成的知识框架和学习方法,这样就达到绪论课教学的目的了。
参考文献
[1]闻韧.药物合成反应[M].北京:化学工业出版社,2003.
一、通过启发和诱导让学生明确药物合成的内涵及研究意义
什么是药物合成?笔者没有采取硬灌的方法,而是用一个简单的合成实例启发学生自己去体会。在ppt中首先以大家熟悉的药物阿司匹林切入,介绍它的来源。最初从柳树皮中提取出一种有机化合物--------水杨酸,该物质也具有解热镇痛的作用,但是由于结构中酚羟基和羧酸的存在,药物酸性较强,对肠胃刺激较大,因而产生副作用。随后让学生在课堂上自行讨论解决方案,学生通过思考得出两种方案,一种方案是使羧酸与氢氧化钠反应生成水杨酸钠,另一种方案是将酚羟基乙酰化生成乙酰水杨酸。前者因为具有极不愉快的甜味已不再使用,后者即为阿司匹林。学生通过自己讨论很自然得出药物合成的概念,所谓药物合成就是从简单易得的原料,通过一步或多步化学反应制备出比较复杂的药物分子的过程。笔者通过ppt给 学生展示一些复杂天然药物的结构,如紫杉醇、海葵毒素等,解释现今许多药物都像阿司匹林一样最初由植物中提取分离出来,再经由化学家全合成或进行改良而进一步开发成为合成药,即西药。最后通过一个问题,“如果没有化学合成,单纯从植物中提取药物,可想而知在中药资源匮乏的今天,药物的价格将会怎么样呢?”使学生立即明确了药物合成的研究意义,也初步意识到了药物合成反应这门课程的重要性。
二、 从学科的发展史、结合当前药物合成新技术或相关热门话题激发学生学习的兴趣
任何一门新课在开始时,教师应该充分利用各种机会激发学生的学习兴趣,这也是绪论课教学最重要的教学目标。笔者在在备课时系统地查阅相关文献资料,做好多媒体课件,在教学中通过图文并茂的媒体资料及教师激情的讲解,向学生介绍药物合成从学科的创立到至今发展历程、今后的发展方向以及许多里程碑式的标志性事件和人物,影响学生的学习态度和积极性。例如,有机合成之父伍德沃德及他的课题组合成了胆固醇、皮质酮、马钱子碱、利血平、叶绿素等多种复杂有机化合物,是上世纪在有机合成化学实验和理论上,取得划时代成果的罕见的有机化学家;有机合成大师科里提出的“逆合成分析法”,获得1990年诺贝尔化学奖,他的理论成果对现代合成的发展具有重要的指导意义。在这些大师所合成的复杂的药物分子结构及事迹面前,学生在教师讲述的过程中,会不知不觉地产生崇敬之情,并激发起学生学习的兴趣与热情,在许多学生内心里种下学好本门课程将来做出杰出贡献的想法。
为激发学生学习动机,笔者结合时下热门话题,如三聚氰胺、瘦肉精、冰毒等化学合成品展开讨论,这一系列问题让学生们很有兴趣地讨论着,讨论了十多分左右,整个课堂的气氛非常活跃,大家都在积极地思考,他们对合成已经有了非常大的好奇心和兴趣。
三、循序渐进,从浅至深,树立学生学好药物合成的信心
药物几乎都属于有机化合物,因此药物合成是有机合成的一部分,药物分子结构一般较为复杂,学生常常表现为望“结构”兴叹,因此笔者从一些简单易懂的有机化合物出发,教学过程中采取循序渐进,从浅至深的方法,让学生逐渐接受这门全新的课程,并逐渐进入学习状态,不再丧失学习的信心和产生恐惧心理。例如笔者在绪论讲授中,选择些关于化学合成品应用的图片和数据,比如石油化工、医药工业、食品工业、农药的一些生产图片,从有机化学合成品在工农业及人们日常生活中的重要应用来阐述,向学生展示其涉及人们的衣、食、住、行等方方面面,让其明白今后无论从事哪个行业的工作,都离不开有机化学合成品。结合中医院校学生的实际情况,笔者还通过三个方面介绍合成在医药中的应用,如天然产物的结构改造、天然产物的全合成、药物的构效研究。通过这些丰富而形象的媒体资料、教师的讲述及学生的讨论,很容易激发学生的责任与使命感,形成“学好药物合成,在将来的医药事业中大显身手”的想法。
四、让学生了解课程的知识框架及药物合成的学习方法
药物合成反应是药学相关专业的基础课,为40学时,3学分。 学生的教材为闻韧主编的《药物合成反应》,该书一共分为八章,前七章集中介绍重要的药物合成反应,采用常见的单元反应分类法分别介绍卤化、烃化、酰化、缩合、重排、氧化、还原反应,第八章为合成设计原理。由于学时的限制,不可能对每个章节都做到面面俱到地讲解,必须对教材内容进行适当的取舍。教师在多媒体课件中应把教材的章节体系结构简洁地展现出来,让学生对整体内容形成初步印象,再讲述药物合成的学习方法,引导学生学好药物合成。
对药学相关专业的学生而言,药物合成设计是建立在精细有机单元反应以及药物合成反应基础上,只有具备扎实的有机化学基本功,学习起来显得相对简单得多,学生之前已学过有机化学,故本门课程中所需重点掌握的是药物合成设计的方法、策略和技巧等。但某些学生可能在这方面的基础知识相对欠缺,在上课时感觉学习难度大,提不起兴趣。因此笔者在绪论中督促这些学生在课余时间加强有机化学基础知识的复习,同时在后续课程中,根据学生掌握情况结合一些具体的药物合成设计案例来补充相应的单元反应基础知识。另外,笔者针对学生缺乏有效的思考方法、不会灵活运用所学过的化学反应进行合成设计的实际情况把讲述重点放在第八章------合成设计,并参照清华大学巨勇等主编《有机合成化学路线设计》的编排顺序给学生系统介绍一种非常实用的分析怎样设计有机合成的方法------合成子法(逆向合成分析法),并把各章单元反应穿插在合成设计里,运用各单元反应来设计合成路线加深对单元反应的认识和掌握,从而也培养了学生的逆向思维。在绪论课的教学中,教师应在学习方法上适当加以引导,并在以后的具体内容教学中逐步突破学生以往的思维习惯,掌握正确的学习方法,才能让学生“学起来轻轻松松,用起来得心应手”。
按照上述的教学方法,本人在药物合成设计的教学中取得了良好的效果,得到了相关老师和学生的一致好评。但是,药物合成设计是一门交叉学科,同时又是一个需要“与时俱进”的学科,因此药物合成设计的研究和教学也需要不断地提高与完善。作为教师在绪论课中,最重要的是要尽可能激发学生的学习兴趣,树立学习的信心,了解药物合成的知识框架和学习方法,这样就达到绪论课教学的目的了。
参考文献
[1]闻韧.药物合成反应[M].北京:化学工业出版社,2003.