药学专业有机化学案例教学探讨

作者：何耀纲 蒋福华

来源：《新课程研究·职业教育》2010年第05期

[摘 要]在有机化学教学中对教学方法和教学内容进行改革,探索有机化学案例教学实施的方法,选择相关案例,加强与药学知识的联系,可激发学生学习的积极性,培养他们掌握扎实的理论知识,提高其认识、分析、解决问题的能力。 [关键词]药学 有机化学 案例教学

有机化学是药学专业的一门重要基础课,通过有机化学的学习,使学生掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能,培养他们运用有机化学知识分析问题和解决问题的能力,为后续天然药物化学、药物化学,以及药物分析等课程的学习打下坚实基础。

长期以来,有机化学教学是以教师和教材为中心,以灌输的方式从书本到书本,从概念到概念,关注的是向学生灌输哪些知识,忽视对学生学习潜能的开发。学生在课堂上的学习大多花费在配合教师的展示,被动地掌握教师所教的具体内容上,学习动力主要是外界环境的刺激,来自教师的要求,课堂缺少学生的主动参与,经常处在枯燥乏味的状态。而案例教学十分重视发挥学生学习的主动性、积极性和创造性,学生的思维是开放的,不受教师权威和教授行为的太多干预。学生可以从自己的角度认识问题,自由发表观点;可以参与班级讨论或对其他学生的观点进行评价、提出质疑;也可以提供新的材料或论据引发进一步的思考或讨论,等等。案例教学中,学生积极参与,气氛活跃,学习动力主要来自内在的学习兴趣和探究欲望。从这个意义上说,案例教学很好地体现了“以学生发展为本”的教育理念。 一、案例教学的内涵

案例教学是指教师根据教学目标和教学任务的要求,运用精选出来的案例材料,使学生进入某种特定的事件情境之中,通过组织学生对事件的过程进行积极主动的探究活动,培养他们创造性地运用知识、分析、解决实际问题的能力和智慧,发展其积极情感、态度与价值观的一种教学方法。案例教学是教学行为,它以案例素材为载体,探究、获取学习的经验或教训,主体是教师和学生。教师组织案例教学活动,学生参与案例探究活动,双方协作的目的是促进他们能力和智慧的发展,体现了行为主体的学习活动,反映了行为主体自主解决实际问题的创新思维和探索实践。

二、有机化学案例教学的实践

有机化学做为一门学科有自身的系统性和完整性,以官能团和化合物结构分类分别介绍各类化合物的性质、应用。而天然药物化学和药化等课程,是以药物分类,直接应用化合物的性质、提取、分离、反应、合成和分析。学生在学习后期课程时,普遍感到有机化学知识不够用,不足以解决后期课程中一系列问题。归纳起来有两方面:一是基本理论知识不够扎实,缺乏认识、分析、运用已有知识解决问题的能力。二是有机化学中缺乏“有机结构和药物性质”的药物案例,与天然药物化学、药化联系不足。因此,有机化学教学必须改变偏重知识传授的倾向、过于强调学科本位、过于注重书本知识等现状,强调形成积极主动的学习态度,加强课程内容与后续课程、现代社会生活和科技发展的联系,在课堂教学中应用案例教学法,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手等,这对于培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流合作的能力是特别有益的。

1.明确教学目标。教师应该充分认识到学生通过案例学习应达到的知识与技能水平,既要考虑他们的条件和状况,又要考虑到其学习能力、情感态度与价值观的改变;既要清楚通过案例解决什么层次的问题,又要明确体现出学生解决问题时所显现的能力水平。

2.精心准备案例。案例教学的焦点是围绕着案例进行的,案例的选择很关键。是实施有效教学策略的第一步,也是最基础的一步。

(1)案例必须真实、新颖、贴近生活实际。取自社会和生活中与化学距离很近的典型例子,学生通过学习,一方面更好地掌握了化学的原理,巩固了所学知识;另一方面,了解了所学化学知识在未来社会中的应用,根据需要学习相应的化学技能,很好地体现了化学STS教育理念,真正使化学走向社会,走向生活。例如,在学习芳香烃这一章节内容时,原有教材对苯的危害性知识介绍较少。笔者对此章节的内容和课时做了调整,以“芳香杀手”作为教学主题,引申出相关绿色化学理念的案例学习。

案例1:近年来,我国职业性苯中毒事故多发生在制鞋、箱包、玩具、电子、印刷、家具、室内装饰等行业,多由含苯的胶粘剂、天那水、硬化水、清洁剂、开油水、油漆等引起。其中最严重的有1999年南海发生的32人苯中毒,观察对象68人;2002年河北省白沟镇箱包加工企业发生苯中毒致6人死亡;浙江温岭市制鞋企业发生苯中毒致4人死亡;广东东莞发生8人苯中毒;北京某包装制品企业20人苯中毒致1人死亡1人病危,吉林石化爆炸導致松花江苯污染等。 如何避免类似的事件再次重演?这需要加强宣传教育,使人们充分认识苯的性质、危害性和中毒的可防性。据此发散出“苯在工业中有何用途?”、“我们何时可能接触苯?”、“苯中毒的病理机制是什么?”、“如何净化室内空气?”、“如何从根本上杜绝苯的污染?倡导什么样的产品?”等问题。学生通过资料收集经讨论、归纳,总结出预防措施:用无毒或低毒物质代替苯做溶剂和稀释剂;改革工艺,减少接触;进人可能存在苯的场所,必须遵守操作规程,佩戴防毒面具,避免直接接触;新居装修完成后,不宜马上居住,宜打开门窗保持空气流通,使含毒气体充分散发,并在室内放置一些炭粉或者摆上几盆绿色植物,如月季花、茉莉花、散尾葵等植物。

(2)案例与药学知识结合起来,要有典型性和代表性。有机化学原理和概念一般比较抽象,学生往往不易接受,这就需要在教学过程中借助一些具体、典型的与药学知识相结合的案例来帮助学生综合分析和理解。而设置的案例必须能够反映和说明相关的理论,同时要符合教学目标和要求,具有典型性和代表性。

案例2:电子效应是有机化学中较为重要的基本理论,这种效应在有机药物分子中普遍存在,并直接影响药物的

性质。如局部麻醉药对氨基苯甲酸乙酯

和对硝基苯甲酸乙酯

药效探究是电子效应典型的案例。

笔者联系教学提出药效的基础物质是什么?存在什么电子效应?在苯甲酸乙酯的对位引入氨基和硝基又有什么样的电子效应?哪种物质更难水解,适合做局麻药?学生根据已学的知识进行热烈的讨论、分析,得出结论:药效的基础物质是苯甲酸乙酯;对氨基苯甲酸乙酯分子中氨基给电子的ρ-π共轭效应比吸电子诱导效应大得多,因此总的电子效应为给电子效应,使酯羰基C原子正电荷降低,其水解速度慢而有药用价值;对硝基苯甲酸乙酯,分子中硝基的吸电子诱导效应和ρ-π共轭效应方向相同,使酯羰基C原子上正电荷增强而水解性增强,不宜使用于临床。 3.营造好学习氛围。教师在组织案例教学中要坚持以学生为主的原则。要营造和谐、平等、民主的课堂氛围,把亲切、尊重和鼓励的情感信息传递给学生,消除学生的紧张心理,使他们处于一种宽松的心理环境中。提倡独立思考的精神、给学生提供质疑机会、鼓励他们发言。这种宽松的情绪氛围能扫除思维束缚,学生积极主动参与讨论、发言,让不同的经验得到交流,使他们真正感到自己才是课堂的主体,学习的主人。

4.组织好课堂教学环节。如何活跃课堂教学,使教师的案例教学变得生动、有活力,学生的学习兴趣得到增强,以达到满意的教学效果,组织好课堂教学环节就显得十分重要。

案例3:槐花中芸香苷(芦丁)的提取与分离。教材分析和理念:本课程内容虽没有列入有机化学模块教材中,但在《酚》这一章节中,学生学习并掌握了酚类物质的性质,以及官能团酚羟基与其性质之间的密切联系。创建《槐花中芸香苷(芦丁)的提取与分离》的教学情境,把有机化学与

药学知识联系起来,使学生在真实的生活情境中愉快的探究,能够体会“结构(官能团)决定性质”的深刻含义,培养学生认识问题、分析问题,综合运用知识解决问题的能力。

环节一:案例引入(呈现案例)

槐花系豆科植物槐的花蕾。自古作为止血药物,治疗痔疮、子宫出血、吐血、鼻出血等症。其所含主要成分为芸香苷(芦丁),含量高达12%~20%,有调节毛细血管渗透性作用,目前临床上用作毛细血管性止血药,并用于高血压症的辅助治疗。芸香苷在冷水中溶解度为1∶10000,沸水为1∶200,冷乙醇为1∶300,热乙醇为1∶30。

环节二:讨论(阅读案例、个人分析—小组讨论—全班交流)

问题1:观察芸香苷分子结构中的官能团,判断其呈酸性、中性、还是碱性? 学生讨论分析:有多个酚羟基,与苯酚相似呈酸性。

问题2:根据已学的苯酚性质分析怎样把芸香苷从药材中提取出来?

学生讨论分析:芸香苷呈酸性,可溶于碱水生成盐,加酸又可沉淀析出,可以用这样的方法来提取。

問题3:酚类物质易被氧化,你认为在提取过程中要注意什么?

教师提示启发,学生讨论分析:芸香苷有邻二酚羟基,易被氧化,性质不太稳定,暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色,在碱性条件下更容易被氧化分解。加入硼砂能与邻二酚羟基结合,达到保护的目的。

问题4:根据案例信息,你认为还有什么样的方法提取分离芸香苷? 学生讨论分析:利用其可溶于热水,难溶于冷水的性质来提取、分离。 ……

讨论环节是形成认识、集中集体智慧阶段,其中全班交流是课堂教学高潮,是形成教学结果的重要环节,也是全班学生经验与知识共享过程,需要教师和学生做好充分的准备。在这一环节中,教师是引导者。针对一些复杂的问题,教师加以启发引导,帮助他们寻找合适的解决方法。

环节三:总结归纳、消化提升

(1)芸香苷具有酚羟基结构,呈酸性,可采用碱溶酸沉法提取分离。

(2)物质的结构(官能团)决定性质。结构是主因,结构、性质、应用三者依次为主从关系。 通过从讨论中引申出一定的结论,这是案例教学最重要的一步。可以让学生总结,也可以由教师总结,讲明案例中的关键点,以及该案例讨论中得出的化学原理或运用化学知识解决问题的方法。

三、有机化学案例教学的思考

1.案例教学对教师的要求较高。案例教学对教师的知识结构、教学能力、工作态度及教学责任心提出了比传统讲授方法更高的要求,既要求他们具有渊博的理论知识,又要求其具备丰富的实践经验,并将理论与实践融会贯通;既要求教师不断地更新教学内容,补充教案,又要求他们更加重视社会实际现状,对现实中的问题保持高度敏感,不断地从社会实践中寻找适宜教学的案例。

2.案例教学对学生的要求较高。案例教学方法由案例创造出所研究的化学问题的情境,覆盖面广,学生思维广度和深度、创新能力、总结能力要求高。有机化学的基本概念和基本理论是贯穿有机的一根主线,也是专业学科的主要应用理论依据。学生必须对学科的基本概念、基本方法、基本理论框架有一定程度的掌握才能应用案例教学。因此,在有机化学教学过程中,不能超越学生的知识领域和认知能力,为案例而案例。

3.案例教学要追求实效,避免形式化。案例教学的目的是培养学生分析、解决问题的能力。而从有机化学教学的三维目标来看,并不是所有的教学内容都适合案例教学。许多知识性的内容,教师采用传统的教学方陈述清楚,分析得当,学生很容易掌握,不一定需要案例教学,过多运用案例教学是不恰当的。只有在不失有机的系统性和完整性,又能体现“药”的特点基础上,选择性使用教材和内容进行案例教学 ,才可以充分调动学生积极主动地参与,提高课堂效益,这是案例教学成功的前提。

参考文献:

[1]毛东海.化学教学中开展案例教学的几点思考[J].化学教育,2005,(8). [2]郑金洲.案例教学指南[M].上海:华东师范大学出版社,2000.

[3]马培华.有机化学教学中案例教学运用举例[J].黔西南民族师范高等专科学校学报,2008,3(9).