微观教学法在《天然药物化学》实验教学中的应用

黄初冬

摘要：微观教学法能培养学生的独立思考和课堂的主动参与性，提高学生的交流、合作能力，开发和培养学生的交际能力、共同探讨和解决问题的能力，能培养学生的自学能力和创新能力。本文以天然药物化学实验教学内容“槐花中芸香苷的提取分离实验”为例，改变传统实践教学方法，通过微观教学法在实验教学中的应用，让学生主动查找资料，预先进行课前实验设计，并按小组完成实验设计和实验操作，取得了良好的教学效果。

关键词：天然药物化学微观教学法实验教学芸香苷提取分离

微观教学法是把工作任务分为任务1、任务2、任务3等，任务之间既有关联性又有独立性，全班分若干个组，分别完成相应任务，然后重新分组，每一个组都有完成各个任务的成员，每一个人都把自己原组的信息告诉其他成员，然后进行汇总，得到解决任务的办法。

《天然药物化学》是应用现代理论和方法研究天然药物中化学成分的一门学科，研究内容包括天然药物中各类化学成分的结构特点、理化性质、提取、分离和检识的方法与技术以及主要类型化学成分的结构鉴定知识。《天然药物化学》是一门实践性很强的学科，实践教学着力于培养学生的动手能力，观察、分析和解决问题的能力，其任务是为学生从事天然药物化学成分的提取、分离和检识等方面打下扎实的基础。在全国中等卫生职业教育“十一五”规划教材（药剂专业）《天然药物化学基础》的实践教学中，实验内容主要有《黄柏中小檗碱的提取、精制与检识》、《防己中粉防己碱和防己诺林碱的提取与检识》、《槐花中芸香苷的提取、分离与检识》、《大黄中羟基蒽醌类化合物的提取、分离与检识》、《八角茴香油的提取与检识》。[1]下面以实验四“槐花中芸香苷的提取、分离与检识”为例，改变传统实践教学方法，通过微观教学法在实验教学中的应用，让学生主动查找资料，预先进行课前实验设计，并按小组完成实验设计和实验操作，取得良好的教学效果。

一、传统教学

1.实践目标。熟悉芸香苷的结构特点，掌握碱溶酸沉法提取分离芸香苷的原理及精制依据；熟悉掌握煎煮法、沉淀法、结晶法在提取分离、精制中的基本操作；认真观察记录操作现象，熟悉操作注意事项；学会用纸色谱法和化学方法检识芸香苷，能综合分析实践结果得出合理结论。

2.实践方法与步骤。提取（煎煮法）——分离（碱溶沉淀法）——精制（结晶法）——水解（酸水解）——检识（化学方法检识、纸色谱法检识）——实验结果分析——完成实验报告。

3.教学过程。传统教学都是先在教室完成理论教学，然后在实验室分组按照操作方法每一组都从头到尾完成所有实验，组员之间往往是机械操作，实验中缺乏独立思考。每一组所得产量不一致时，不会分析原因，尤其是初次提取时，如果无产品，后续实验无法继续完成，造成教师不能给学生客观评价。

二、微观教学方法的应用

1.微观教学法的基本模式。把教学目标（任务）细分（任务之间既有关联性也有独立性），全班分组，每组完成一个目标（任务），充分应用小组讨论和团队合作去完成前期任务，然后重新分组，每一个组都有原来其他组的成员，每个人把自己原组的信息告诉其他组员，然后进行汇总，得到解决目标（任务）的办法，并在班上进行展示。教师点评每组的优缺点，最后进行伙伴工作法，独立完成目标（任务）。

2.微观教学法在《槐花中芸香苷的提取、分离与检识》实验教学中的应用。

（1）实验目标（任务）。完成槐花中芸香苷的提取分离、精制、水解（槲皮素）和有效成分的检识（芸香苷和槲皮素）实验任务。

任务1：槐花芸香苷的提取工艺（提取分离方法）。

任务2：芸香苷的精制工艺（纯化方法）。

任务3：芸香苷的水解（槲皮素、芸香糖的制备）。

任务4：槐花有效成分的检识（芸香苷、槲皮素、芸香糖等）。

（2）教学重点、难点。重点是使学生通过不同的分工，找到实验提取、精制、水解的不同工艺以及检识的主要方法。难点是通过不同的实验结果得出槐花中芸香苷提取、精制、水解的最佳工艺（提取条件、提取温度、时间、固液比、使用试剂浓度等）。

（3）教学过程。芸香苷（芦丁）提取工艺很多，因其属黄酮苷类，极性大，易溶于强极性溶剂，难溶于苯、氯仿等有机溶剂，提取时常选择水、甲醇、乙醇等溶剂。因分子中有较多酚羟基显酸性，可溶于碱液，加酸可沉淀析出；又因具邻二酚羟基，易氧化、分解（提示：提取中应控制酸碱度PH值），苷类和其水解酶同时存在药材中，水提时必须灭酶的活性，以沸水或紫外光照射，根据其在冷热水（醇）中溶解度相差悬殊，进行精制。

影响提取率的因素：药材的来源、真伪优劣、药材的粉碎度，提取工艺操作，溶剂的选择，提取的温度、浓度、时间及人为操作等。

①实验前学生准备。教师事先给出实验教学目标（任务），先做一个实验任务简单的介绍，然后布置各组任务（全班分四组，每组一个任务）。

第一组：槐花芸香苷的提取工艺（提取分离方法）。（教师提示：超声波提取、连续回流提取、沸水提取、碱溶酸沉法、一般回流提取、简单微波炉装置加热提取[2]。）要求区分哪些适用于实验室操作、哪些适用于工业化生产，写出实验操作流程。

第二组：芸香苷的精制工艺（纯化方法）。（教师提示：大孔树脂法、活性炭吸附法、冷水结晶法[3]。）

第三组：芸香苷的水解（槲皮素、芸香糖的制备）。(教师提示：直火加热简易回流酸水解法、直火加热沉淀法。)

第四组：槐花有效成分的检识（芸香苷、槲皮素、芸香糖等）。（教师提示：纸色谱鉴定、Molish反应、斐林试剂反应、酸性实验、镁粉——盐酸反应、三氯化铝反应、醋酸镁反应。）

各小组通过互联网、图书馆查资料，完成各组任务。提示中文关键词（如槐花、芸香苷、提取分离、精制、槲皮素制备、芸香苷鉴别、芸香糖鉴别、槲皮素鉴别等），小组成员汇集资料，收集整理资料，形成小组总结。

重新分组（每一组都平均具有四个任务的同学），经小组讨论完成槐花中芸香苷的提取分离、精制、水解（槲皮素）和有效成分的检识（芸香苷和槲皮素）的实验操作步骤，并在班上展示。（教师点评）

布置实验，每4位同学完成一份实验操作内容（要求：提取分离方法1种、精制方法1种、槲皮素制备1种、检识方法每一种成分不少于2种）。

②完成实验。按照自行设计的实验步骤，独立完成实验，以提取率、精制回收率、实验成果展示为实验主要评价标准。

③评分标准。小组成果的专业性（小组每个人分数一样）、小组成员讨论的参与性与积极性（教师做好记录）、4人一组的操作内容的规范性可作为实验评价标准。要严格实验成绩评定，加强实验教学过程的管理，包括实验准备、预习情况、实验过程、实验结果和实验报告等环节，提高实验成绩占课程总成绩的比例。要采用形式多样的综合考核方法对学生实验成绩进行考评，如采用平时实验准备成绩与实验成果展示成绩相结合的办法进行，平时实验准备成绩占50%，以实验操作、实验能力、实验结果及实验报告为主要依据，实验成果展示成绩占50%。同时，为鼓励学生在实验中有所创新，对学生具有创新性的实验探索在实验考核成绩中可给予加分奖励。

三、教学中存在的问题

天然药物化学实验大多是采用化学的方法，一般由天然药物开始，从提取一直做到分离纯化、定性检识等一系列操作，中间还会经过加热、萃取、冷却、抽滤、重结晶、薄层检识等实验操作，实验周期很长，而这其中只要一步做错实验便会失败。所以基本的实验操作必须十分规范，在实验中要不断指导与强调，要求规范操作，学生始终要认识到实验不只是单纯的某一个步骤的知识，而是整个实验中所涉及的仪器装置、试剂药品、实验技能与操作方法、分析总结等都要在头脑中形成一整套科学的认知，且对实验中有可能用到的操作技能和方法要非常熟悉，如提取分离天然药物化学成分常用的方法（冷浸提取、渗漉提取、煎煮提取、回流提取、连续回流提取、水蒸气蒸馏提取、超临界流体萃取；常压蒸馏、减压浓缩、抽滤、萃取、铺板、点样、显色、薄层色谱、纸色谱等），要求学生对实验中的每一个操作环节都非常熟练，并严格规范操作。实验前期准备工作对学生的主观能动性、自学能力、查阅资料能力、团队协作能力等提出了更高的要求，有些组实验无法顺利完成，学生过分依赖教师的指导。

四、教学策略的选择

教师不要过多干扰小组讨论，让每一个小组都有自己的工作空间。分组可采取自愿组合（首次分组）、教师协调（第二次分组），发现问题时教师不能直接把答案告诉学生，而是通过学生之间相互讨论解决问题，教师只能给予指导性的建议。教师在实际实验教学中要注意时间的掌控。

五、微观教学法的教学特点

微观教学法中的小组讨论法充分展示了学生的团队合作精神，提高了学生的交流和交际能力，培养了学生的责任感。评分客观性和主观性相结合，能较好地评价每一位学生，使学生学习上容易有成就感。微观教学法改变了学生把教师作为获得专业知识和信息的唯一渠道的依赖心理，激发了学生自主学习的热情，提高了教学资源的无限性，培养了学生的自学能力和创新能力。

参考文献

[1]王天玲《天然药物化学基础》第二版[M].北京：人民卫生出版社，2009，8：198。

[2]边昌军等《槐米中芸香苷提取几种工艺的比较》[J].亚太传统医药，2009，8：37-38。

[3]涂瑶生等《槐米中芦丁提取纯化工艺研究》[J].海峡药学，2010，12：49-50。