談分子生藥學(xué)理論和實驗教學(xué)方法

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[關(guān)鍵詞]分子生藥學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)效果

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，已滲入到整個生物學(xué)領(lǐng)域，其相關(guān)分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用已成為推動學(xué)科建設(shè)的必要手段[1]。特別是在中藥學(xué)相關(guān)學(xué)科的應(yīng)用，正在不斷地幫助加快中藥現(xiàn)代化的進程[2]。早在1995年黃璐琦院士就在《中國中藥雜志》上發(fā)表《展望分子生物技術(shù)在生藥學(xué)中的應(yīng)用》中提出了“分子生藥學(xué)”的概念。并對分子生物學(xué)技術(shù)在生藥學(xué)中的應(yīng)用進行了分析和預(yù)測。2000年黃璐琦等主編的《分子生藥學(xué)》第一版在北京醫(yī)科大學(xué)出版社出版，標(biāo)志著一門嶄新的中藥學(xué)分支學(xué)科在國內(nèi)誕生。2017年，凝聚27家高等教育機構(gòu)汗水的“十三五”本科規(guī)劃教材《分子生藥學(xué)》及研究生規(guī)劃教材《分子生藥學(xué)專論》的出版，標(biāo)志著分子生藥學(xué)教育體系已逐步建成。在研究內(nèi)容上，因其融合了現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)中藥在鑒定和機理方面的不足，并為道地藥材形成的分子機制及其應(yīng)用方面提供了豐富的技術(shù)指導(dǎo)和理論依據(jù)，如中國中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心起草的蛇類飲片特異性PCR鑒別方法被《中國藥典》2010版收載，成為首個被世界藥典收載的天然藥、中藥分子鑒別方法。隨著分子生藥學(xué)優(yōu)勢和潛力越來越得到大家的認(rèn)可，各高校對加強分子生藥學(xué)課程的教學(xué)建設(shè)越來越重視。本文結(jié)合我院開展的分子生藥學(xué)課程及本人在分子生藥學(xué)方面的研究經(jīng)驗，簡述了加強并提高分子生藥學(xué)理論和實驗課程教學(xué)的方法。以期通過加強高校分子生藥學(xué)課程建設(shè)，為培養(yǎng)分子生藥學(xué)的后備力量做好前期的“鋪墊”。

1理論教學(xué)

1.1多媒體和網(wǎng)絡(luò)資源結(jié)合教學(xué)，提高教學(xué)效率

分子生藥學(xué)是生藥學(xué)與分子生物學(xué)交叉融合的學(xué)科，其研究內(nèi)容包括中藥的分子鑒定、藥用植物有效成分的生物合成與調(diào)控機制及藥用植物的轉(zhuǎn)基因與分子育種等領(lǐng)域所取得的最新成果和所涉及的理論知識[3]。分子生藥學(xué)是現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)生藥學(xué)的有機融合，在進行分子生物學(xué)理論教學(xué)時會有較多重要的專業(yè)性概論，如果僅僅通過傳統(tǒng)的教學(xué)模式以書本為中心，單向灌輸，是很難讓學(xué)生有生動而深刻地理解。在多媒體已成為大學(xué)課堂教學(xué)的基本配件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源十分豐富的情況下，利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)資源相結(jié)合進行分子生藥學(xué)理論教學(xué)，無疑可以大程度上提高學(xué)生的積極性和主動性。多媒體不僅可以展示文字和圖片等信息，更可以通過音頻和視頻等感官刺激引起學(xué)生的注意力，提高教學(xué)效率。如在介紹《分子生物學(xué)》中藥用植物功能基因組學(xué)研究的內(nèi)容時，可以通過多媒體播放石斛等一些藥用植物的取樣、保存及進行全基因組測序的講解視頻和資料，例如2020年安徽省皖西學(xué)院主導(dǎo)完成了藥食同用的植物霍山石斛(DendrobiumHuoshanense)的全基因組測序，為明確霍山石斛的神奇功效、挖掘其功能基因提供有力基因序列支持，通過相關(guān)視頻的介紹，可以向?qū)W生清晰生動的展示如何利用分子生藥學(xué)技術(shù)解決在實際中解決問題。此外還可通過多媒體鏈接網(wǎng)絡(luò)資源，可進一步向?qū)W生展示和推薦學(xué)習(xí)資源，如美國國立生物技術(shù)信息中心(www.ncbi.nlm.nih.gov)，藥用植物組學(xué)數(shù)據(jù)庫(herbalplant.ynau.edu.cn)和中草藥數(shù)據(jù)庫(www.pewiki.net/herbs-data)等網(wǎng)站和學(xué)習(xí)平臺，使學(xué)生可以了解分子生藥學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進展和前沿技術(shù)，拓展學(xué)生在該領(lǐng)域的視野，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，在此基礎(chǔ)上使教學(xué)效率得到有效提高。

1.2引入類比，使復(fù)雜問題簡單化

類比法是比較研究對象的貌異質(zhì)同的思維方式，是一種非常重要的邏輯推理方法，由于分子生藥學(xué)中的道地藥材中存在著相似的規(guī)律和顯著的差別。在教學(xué)過程中可以利用類比的方法進行講解，通過引入類比，將道地藥材的異同點進行總結(jié)和分類，把復(fù)雜問題簡單化。在介紹《分子生藥學(xué)》中，藥用植物有效成分的生物合成一章的內(nèi)容時，在教學(xué)上可以引入類比，使學(xué)生更容易理解和記憶相關(guān)的知識點。如藥材麻黃和桂皮功能上異同點是都具有發(fā)汗解表的功效，都可用于風(fēng)寒表證。但二者不同的是麻黃，以宣散為主，發(fā)汗力強，適用于外感風(fēng)寒，惡寒無汗的表實證，適用于肺氣壅揭之咳喘證及水腫。桂枝，以溫通為主，發(fā)汗力較緩，外感風(fēng)寒，無論有汗的表虛證和無汗的表實證均可用。常用治寒凝血滯諸痛證，痰飲，心悸脈結(jié)代等證[4-5]。通過引入類比，可以讓學(xué)生對知識點留下深刻的印象，有利于學(xué)生的理解記憶。此外，在分子生藥學(xué)教學(xué)中可將復(fù)雜的藥用植物合成途徑與簡單的模式植物的合成途徑進行類比。由于模式植物研究的比較深入，相關(guān)的知識點和合成途徑比較清楚，二者類比之下，可以形成先易后難得過渡，使比較復(fù)雜的，難理解的問題簡單化。有利于學(xué)生的理解和探索，可以激發(fā)學(xué)生的主動性和積極性，從而使教學(xué)效率得到提高。

1.3文獻解讀，擴大學(xué)生視野

書本教材是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)編制的、系統(tǒng)反映學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)用書。所包含的知識往往是對前人研究的總結(jié)，其中的經(jīng)典理論和原理是在不同時期經(jīng)過反復(fù)驗證仍然成立的，具有較強的教學(xué)和教育性質(zhì)。但是隨著科技的發(fā)展，分子生物技術(shù)是不斷更新和進步的，僅依靠書本教材的講授，有時候會忽略相關(guān)領(lǐng)域最新研究進展和發(fā)現(xiàn)。而在當(dāng)今世界，很多領(lǐng)域的最新研究成果和技術(shù)原理，大多時候都會以論文形式發(fā)表于各類期刊，以此提高作者在相關(guān)領(lǐng)域的知名度。所以，很多學(xué)術(shù)期刊、論文里包含的知識點、技術(shù)和方法等，較課本教材在時間上具有前瞻性。通過在課堂上適宜的引入文獻解讀，有助于擴大學(xué)生在該領(lǐng)域的視野。此外，把文獻里作者的研究思路、設(shè)計以及運用的技術(shù)原理與課本教材上的進行對比，不僅可以加深學(xué)生對相應(yīng)知識點的理解，還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作力，拓展學(xué)生的思維模式，進而激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，從而使教學(xué)效率得到提高。

2實驗教學(xué)

2.1設(shè)置課前思考題，“預(yù)熱”實驗內(nèi)容

分子生藥學(xué)的實驗是教學(xué)過程中的重要壞節(jié)，它是把課堂教學(xué)中所獲得的理論知識加以驗證和鞏固，并結(jié)合課堂講授而進行的教學(xué)活動。通過對實驗中實物的觀察、辨別和驗證，從而使學(xué)生將所學(xué)的理論知識和實踐聯(lián)系起來，建立一個既與理論課有一定互補作用，又具有相對獨立性的實驗體系[6]。但是，實驗教學(xué)又不同于理論課教學(xué)，它要求學(xué)生對實驗?zāi)康?、實驗原理及儀器設(shè)備等實驗裝置都要有充分的認(rèn)識。這些內(nèi)容僅靠老師在實驗課前的講授是難以達到良好的效果的。通過設(shè)置課前思考題，在實驗課之前必須看完有關(guān)的實驗講義。在實驗課之前，完成所設(shè)置的課前思考題，并按要求寫出預(yù)習(xí)報告。課前思考題的完成，將有助于學(xué)生對實驗原理的掌握，對將要進行的實驗內(nèi)容起到“預(yù)熱”的效果。因此通過思考題和實驗預(yù)習(xí)報告不僅能提高教師實驗課的效率，還能加深學(xué)生對理論課內(nèi)容的理解，增強學(xué)生們做實驗的積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考、綜合分析能力，科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識。

2.2任務(wù)分解，激發(fā)學(xué)生的協(xié)作能力

實驗教學(xué)中，往往需要將學(xué)生分成幾個小組來進行，這也是對學(xué)生相互協(xié)助能力的培養(yǎng)。但是在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)下，多名同學(xué)圍繞一個實驗內(nèi)容展開，難以調(diào)動所有同學(xué)的積極性和主動性，預(yù)期的實驗教學(xué)效果往往并不是特別理想。但通過將實驗內(nèi)容進行分解，使之形成多個小的任務(wù)目標(biāo)，將其分配到每個小組成員，各成員之間圍繞這任務(wù)目標(biāo)存在緊密的聯(lián)系。如在《分子生藥學(xué)實驗》中的分子鑒定實驗部分，可將其拆分為三個小的實驗任務(wù)：(1)藥材DNA的提取，(2)DNA的驗證和(3)PCR擴增等3個小任務(wù)。每個小組成員負(fù)責(zé)一個小任務(wù)，這些任務(wù)彼此之間存在相互依賴和先后順序的關(guān)系。如DNA的驗證需要在藥材DNA的提取基礎(chǔ)上，PCR擴增則需要在藥材DNA的提取和DNA的驗證的基礎(chǔ)上。這樣對實驗任務(wù)進行分解不僅可以在實驗教學(xué)中極大地調(diào)動學(xué)生完成實驗的積極性，還可以激發(fā)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。通過對實驗內(nèi)容的設(shè)計，形成任務(wù)驅(qū)動的模式，可以極大地調(diào)動每位學(xué)生的積極性和主動性，有利于均衡的培養(yǎng)學(xué)動手能力和協(xié)助能力。

2.3結(jié)合認(rèn)識實習(xí)，深化理論知識

認(rèn)識實習(xí)是教學(xué)計劃的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生運用新技術(shù)新方法解決實際問題的第二課堂。因此通過合理安排學(xué)生參加認(rèn)識實習(xí)，一方面可以提高學(xué)生的感性認(rèn)識，另一方面可在認(rèn)識實習(xí)過程中，將學(xué)校獲得的知識在生產(chǎn)實踐中進行驗證，反向檢測書本上理論的準(zhǔn)確性。將在學(xué)校所獲得的知識與生產(chǎn)實踐融合，進而加強、深化已經(jīng)學(xué)過的理論知識，整體提高對知識的綜合運用能力，并激發(fā)自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的潛力。通常為了更好地突出教育教學(xué)的性質(zhì)，學(xué)校開設(shè)的分子生藥學(xué)實驗課程，多數(shù)是屬于驗證性教學(xué)實驗，實驗結(jié)果屬于已知狀態(tài)。而生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究中很多屬于未知狀態(tài)，通過合理安排實習(xí)，可以更好了解學(xué)校教學(xué)、社會生產(chǎn)和科學(xué)研究之間的差別與聯(lián)系。為學(xué)生將來能更好的融入社會做好充足的準(zhǔn)備和理性的認(rèn)識。此外，認(rèn)識實習(xí)也是培養(yǎng)學(xué)生了解和融入社會的一個過渡階段，通過結(jié)合認(rèn)識實習(xí)，深化理論知識，有助于學(xué)生了解相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的方向和趨勢，找準(zhǔn)自己未來發(fā)展的方向，達到學(xué)有所用，回報社會的目的。

3結(jié)語

分子生藥學(xué)作為新興學(xué)科，是融合了分子生物學(xué)和生藥學(xué)的交叉學(xué)科，隨著分子生藥學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展，其研究方向、技術(shù)水平、理論思想和學(xué)術(shù)影響都得到了專家和學(xué)者的廣泛認(rèn)可。特別是在生物合成途徑解析以及合成生物學(xué)方面發(fā)揮了越來越重要的作用，比如著名的青蒿素、止痛的阿片類藥物、紫杉醇等都離不開分子生藥學(xué)理論和實驗技術(shù)的支撐[7-9]。因其著眼于現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿，分子生藥學(xué)科的發(fā)展具有強勁的動力和巨大的空間。但是，分子生藥學(xué)尚處在發(fā)展階段，在教授過程中對學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)要求較高，因此需要高度重視分子生藥學(xué)課程建設(shè)和教學(xué)方法的改革。而教學(xué)方法對提高學(xué)生對課程的興趣和教學(xué)效率有著至關(guān)重要的作用。在教學(xué)方法上要注重強化理論與實踐緊密結(jié)合，做到學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，深入淺出，學(xué)以致用。提高學(xué)生富有前瞻性和實用性的課堂教學(xué)效果，將是分子生藥學(xué)教學(xué)發(fā)展的重點。

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作者：衛(wèi)培培 趙汀單位： 皖西學(xué)院