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生物技術專業(yè)是與生物、醫(yī)學、化學等領域密切相關的一門學科，在這方面學習的學生不僅要掌握高深的生物化學知識，還要擁有基因工程、發(fā)酵工程、酶工程以及高通量篩選的相關基礎。因此為了更好地為生物技術后續(xù)相關課程打好基礎，學生們不僅要有豐富的生物醫(yī)學方面的知識積累，還應該具有雄厚的化學基礎。無機化學作為一門重要基礎課，是生物技術專業(yè)大學新生入學后所接觸的第一門化學課。學好這門課，對于打好學生們的化學基礎，培養(yǎng)學生們對物理化學、有機化學、分析化學等化學課程的學習興趣具有舉足輕重的作用。本人從事生物技術專業(yè)無機化學課程教學多年，對無機化學授課時基本理論和基本公式多、基本概念單調枯燥深有體會。為了進一步激發(fā)學生們的學習興趣，提高教學效果。我們進行了大膽地嘗試，收到了較好的效果。以下我們就介紹本人近年來在無機化學教學改革中所進行的探索。

1開展互動式教學以激發(fā)學生的學習興趣

無機化學是一門有著悠久歷史的學科，其發(fā)展過程有數(shù)千年的歷史。如果我們在教學中只注重傳授知識，對學生只是灌輸基本理論和概念，那么就很難激發(fā)學生們的學習熱情，整個課堂氣氛就會變得死氣沉沉。為了測定改變“滿堂灌”的教學方式，我們將作為教學主體的學生引入到課堂教學整個過程中，在授課的過程中強化教師和學生之間的教學互動。例如在介紹元素和健康這一部分內容時，我們還提前讓學生們通過各種數(shù)據(jù)庫去廣泛地收集資料和文獻，了解元素在生命健康中的重要作用，然后歸納總結形成一篇篇綜述。在上課時，教員先開個頭：元素在生命健康中起著不可替代的作用，這時一位同學就躍躍欲試了，教員讓他站起來，這位同學就結合自己的綜述介紹鈉和鉀的生理功能：Na+是細胞外液的主要陽離子，K+是細胞內液的主要陽離子，也是細胞外液的重要成分。人體內的Na+和K+離子能控制細胞、組織液和血液內的電平衡，以起到保持體液正常流通和體內酸堿平衡的作用。Na+能維持體液滲透壓，并保持肌肉的正常興奮性和細胞的通透性。K+是丙酮酸激酶的輔基。K+和Na+對神經信息傳遞起著重要的作用。這時教員就補充：人體血漿中K+濃度為5mmol•L-1、Na+濃度為143mmol•L-1，而細胞內液中K+濃度為105mmol•L-1、Na+濃度為10mmol•L-1，因此將K+從血漿中運輸?shù)郊毎麅刃柰ㄟ^特殊的離子通道。然后教員給學生們展示由D.A.Doyle測定的K+通道結構圖，并講解通道的結構和運送K+的工作原理。而在介紹砷與健康和疾病的關系時，教員先引出砷是有毒的元素，但是如果能恰當?shù)匕l(fā)揮它的毒害作用，以毒攻毒，可能對一些疾病具有意想不到的治療效果。在教員的提示下，一名準備充分的同學自告奮勇地介紹砷與疾病的關系：砷及其化合物多具有毒性，兩千年前就有砒霜中毒的記載。20世紀的早期階段，人們開始致力于有機砷化合物的合成，并用于傳染病的治療，至1937年，已人工合成8000余種砷化合物用于醫(yī)藥。在不同年代，砷劑被用來治療皮膚病、寄生蟲病、氣喘、瘧疾、結核病、神經病、風濕病甚至糖尿病等。直到1943年青霉素的開始使用，砷化合物作為藥物的研究熱潮才逐漸平息。這時教員提示砷的研究并沒有停止，并補充：在上世紀70年代初，哈爾濱醫(yī)科大學的孫亭棟從治療淋巴結核的民間驗方中受到啟發(fā)，發(fā)明了“癌靈一號”（主要成分是三氧化二砷），并在治療急性早幼粒細胞白血病中起到顯著的治療效果。1996年國際學術界權威雜志《Science》以“古老的藥物放射出新的光彩”為題介紹我國學者用三氧化二砷治療急性早幼粒細胞白血病的研究成果，為國際醫(yī)療界矚目。如今，亞砷酸注射液已作為國家一類新藥上市，美國FDA已批準該藥進入臨床研究階段。通過教員引出問題并提示學員從搜集的資料中歸納總結，然后在課堂積極地開展教學互動，學生學習的知識更加扎實了，學習的積極性有了顯著的提升，學生對這種授課方式普遍反映很好。

2介紹與本學科有關的最新研究進展

無機化學是一門理論性很強的課程，如果我們在課堂上只強調抽象的理論，就不能很好地調動學生對這門課的學習興趣。在一些教學過程中適當?shù)匾肱c本學科有關的最新進展，就能明顯地改善課堂的氣氛，顯著地提高教學效果。例如在講授化學反應的方向時，要給出大量的理論推導和公式，學生對這些高深的理論有哪些用途感到很困惑。我們在將理論講透和擺明之后，并沒有草草結束了事，而是將化學熱力學理論在藥物設計中的最新應用———藥物設計中的自由能計算模型呈現(xiàn)在學生面前。自由能計算模型為藥物設計提供了重要的結構信息，目前已應用于藥物分子的設計中。藥物分子設計開始于20世紀60年代，80年代中期，應用于創(chuàng)新藥物先導結構的發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化取得了突破性進展。到90年代，藥物分子設計已作為一種實用化的工具滲透到藥物研究的各個環(huán)節(jié)中。直接藥物設計就是從生物靶標大分子結構出發(fā)，尋找、設計能夠與它發(fā)生相互作用并調節(jié)其功能的小分子，目前主要采用的是分子對接法。即通過將化合物的三維結構數(shù)據(jù)庫中的分子逐一與靶標分子進行對接，通過不斷優(yōu)化小分子化合物的位置、方向和構象，尋找小分子與靶標生物分子作用的最佳構象，計算其與生物大分子的相互作用能。利用分子對接對化合物數(shù)據(jù)庫中所有的分子排序，即可從中找出可能與靶標分子結合的分子，通過受體和配體之間結合Gibbs自由能的評價，優(yōu)先選擇Gibbs自由能小，與靶標分子結合強的小分子作為擬合成的分子，從而大大提高了藥物設計的效率。向學生講授完這些內容以后，我們在電腦中結合分子對接程序模擬與癌癥靶標大分子、真菌靶標大分子對接的小分子的篩選過程，通過Gibbs自由能的計算在小分子庫中篩選出幾種代表性的抗腫瘤、抗真菌化合物的結構。如果我們只向學生直接灌輸枯燥的熱力學理論，學生們的學習興趣就得不到激發(fā)。如果我們能結合這些難懂的理論講授它們在藥物篩選中的重要應用，學生們的學習積極性就得到了顯著的激發(fā)，教學效果就有了顯著的提升。

3引入案例式教學

無機化學是一門理論和實踐結合的課程，我們在向學生們傳授化學理論的同時，還要教學生如何將學到的理論知識應用到實踐中，并指導生產實踐。為了達到理論和實踐相結合的目的，我們在授課過程中適當?shù)匾肓税咐浇虒W，提高教學效果。例如在講授配位化合物這一章內容時，除了重點闡明配合物定義、組成、價鍵理論和晶體場理論外，我們還要講配合物在醫(yī)學上的應用。例如在講鉛中毒時，注射枸櫞酸鈉針劑使鉛轉變成無毒的枸櫞酸鉛以排出體外。在講U、Th、Pu、Sr等放射性元素中毒時，則需要EDTA的鈣鹽與這些放射性元素結合來將它們排出體外。在講Hg中毒時，讓學生知道Hg常與酶的活性中心-SH結合，從而破壞酶的結構，使之失去正常的生理功能，而注射二巰基丙醇則可與汞形成配合物排出體外，從而使酶的活性得到恢復。為了加深理解，我們引入了一個教學案例：1960年正月，山西平陸縣發(fā)生了61個農民兄弟的集體食物汞中毒事件，而當時能解毒的藥物就是二巰基丙醇，這些藥物在平陸縣城沒有，只在北京特種藥品商店有。當時縣里正在謀劃這一年的生產計劃，老書記果斷地停止了會議，通過緊急討論，決定向北京求援，在正月里將電話打到北京王府井特種藥品商店。藥店的員工接到電話就立刻準備藥品，全速運往機場。憑著對階級兄弟的深厚感情，衛(wèi)生部、民航局和人民空軍都緊急行動起來，爭分奪秒地為了挽救生命。在人民空軍的協(xié)助下，空軍飛機抵達了空投地點，在地形復雜的山區(qū)驚心動魄地降低高度，在有火堆信號標志的位置準確地空投了一箱二巰基丙醇藥品。注射了這些藥物，61個農民兄弟的生命很快得到了挽救。在講授完這些內容之后，教員還將一個相應視頻短片播放給大家看。通過這個教學案例，學生們被其中的情節(jié)和二巰基丙醇神奇效果所打動，對配合物在醫(yī)學上的應用有了更加深刻的認識。當在講授配合物的內容中穿插配合劑解毒的教學案例，原來抽象枯燥的內容變得生動有趣了，大大地激發(fā)了學生們的學習熱情，收到事半功倍的教學效果。總之，通過對于無機化學以上三個方面的教學改革探索，大大激發(fā)了學生們的學習積極性和教員參與教學改革的熱情，收到了良好的教學效果。

作者：羅俊 劉寶姝 張欣榮 邱麗娟 李武宏 楊峰 單位：第二軍醫(yī)大學藥學院