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【摘要】科研平臺擁有非常優越的實驗條件和資源，可以為有機化學實驗教學提供有力的支持。通過將科研平臺中的科研成果、科研設備、科研人員以及科研場地融入有機化學實驗教學中，可以自主設計綜合性的實驗項目，改變傳統的教學模式，充分調動學生的主動性，積極參與到有機化學實驗中，培養學生的實踐能力和創新能力。

【關鍵詞】科研平臺；有機化學實驗；教學改革

1科研平臺融入有機化學實驗教學的必要性

自從華為芯片事件發生以后，國內芯片制造能力的短板被徹底展現出來，雖然華為可以設計出全球最頂尖的芯片產品，但并不具備芯片制造能力。因此，在國際競爭越來越激烈的當下，培養具有創新能力和實踐能力的人才迫在眉睫。有機化學實驗是我校藥學專業和制藥工程專業的基礎實驗課程，其教學目的是培養學生的基本操作技能，結合綜合設計性的實驗內容，培養學生的科研思維。學生通過觀察實驗現象、分析和解決實驗中遇到的問題，可以培養他們實事求是的科學態度、嚴謹細致的科學作風以及良好的實驗工作習慣，為以后的學習、工作和科研打下扎實的基礎。除此之外，有機化學實驗的教學目的在于驗證、鞏固和運用課堂講授的理論知識，培養學生敢于創新和挑戰的實踐能力。然而，有機化學實驗教學存在一定的弊端，如教學內容單一陳舊、教學方法簡單、教學資源缺乏等，導致學生趨于被動，實踐能力較差，“依葫蘆畫瓢”的方式完成整個實驗，缺乏思考和創新[1]。錢偉長院士曾說：“大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育”[2]。因此，如何將科研與有機化學實驗教學相結合，培養具有創新精神和實踐能力的高素質專業人才是我們教學改革的重點之一。科研平臺是高校科研工作者的主要陣地，具有先進的儀器設備、優秀的學術團隊、濃厚的學術氛圍、前沿的學術研究、充足的研究經費以及靈活的開放時間[3]。因此，科研平臺比傳統的教學實驗室更具優勢，如果將科研平臺融入有機化學實驗教學中，可以豐富學生的專業知識，了解學科前沿，提高創新能力和實踐能力。我校藥學院擁有一個獨立的科研機構，即創新靶向藥物國際研究院，現有科研實驗室面積6100平米，科研儀器價值4300余萬。目前，該研究院擁有激酶類創新藥物重慶市重點實驗室和創新靶向藥物重慶市工程實驗室兩個市級重點科研平臺、國家級科研平臺創新靶向藥物國家地方聯合工程研究中心。該科研平臺現有科研人員約30人，另以首席科學家方式聘有海外藥物研發知名專家6人。那么如何將科研平臺融入有機化學實驗教學中，是我們教學工作者所關注的重點。

2科研平臺融入有機化學實驗教學的途徑

2.1科研成果轉化為有機化學實驗教學項目

我校藥學院開設的有機化學實驗課程包含的實驗項目有基本的操作實驗如熔點的測定、色譜分離等，有機合成實驗如二苯亞甲基丙酮的制備等。這些實驗項目主要是訓練學生的基本操作技能，以驗證性的實驗為主，缺乏思考和創新[4]。每個實驗項目都是單獨存在，相互沒有關聯，讓學生“畫地為牢”，不能掙脫束縛。在一些藥物的合成中，很少可以一步反應完成得到目標產品，所以，連續的合成實驗才具有實用性。另外，傳統的有機合成實驗教學如乙酸乙酯的制備、肉桂酸的制備等，只需要按部就班地操作，拿到產品就可以了，忽略對于產品的結構表征。這樣一來，將會誤導學生養成不良的實驗習慣和科學態度。如果我們將科研平臺中與有機化學專業相關的論文和項目成果轉化成實驗教學項目，則可以解決傳統實驗教學的弊端。基于我校藥學院現有的科研平臺，將其科研人員分為有機合成方法學、藥物化學以及分子生物學三個方向。其中，有機合成方法學的科研成果可以運用到有機化學實驗教學。以筆者發表在AdvancedSynthesis&Catalysis上的科研成果（多樣性導向合成功能化的咪唑并吡啶衍生物）為例，將其轉化成有機化學實驗課程，供學生們選修。首先，明確該論文成果轉化成學生實驗項目的可行性。該成果不需要過渡金屬催化劑，避免了重金屬污染，借助科研平臺中的微波反應儀，可以將反應的時間縮短到10-20min，反應的后處理都是常規的操作，因此，該實驗項目具備可行性。接下來，確定該論文成果轉化成學生實驗項目的方案設計。我們將論文成果分成兩大部分：第一部分為學生實踐操作，如圖1（a）所示；第二部分為學生思考探究部分，如圖1（b）所示。在第一部分的基礎有機實驗中，將原料1、2、3加入反應瓶，然后加入溶劑，利用微波反應儀合成目標化合物4，過程簡單，容易操作。然而，該實驗設計的目的在于培養學生的創新能力和實踐能力，反應條件的篩選方法和操作是該實驗的重心。將學生分為成五個小組，第一小組承擔反應溶劑的篩選工作，第二小組承擔反應溫度的篩選工作，第三小組承擔反應時間的篩選工作，第四小組承擔反應催化劑的篩選工作，第五小組承擔底物拓展的研究工作。每一個小組依次進行實驗，小組中的每一個學生都要制定2-3個不同的反應條件，并完成相應的實驗操作。為了拓展該實驗項目的應用性，我們設計了圖1（b）所示的思考探究內容，目標化合物5可以通過化合物7經中間體6合成，而化合物7是化合物4的衍生。通過逆合成分析，訓練學生對理論知識的綜合運用，進一步激發學生的創新能力。

2.2科研設備轉化為有機化學實驗教學資源

科研的硬件設施則是科研設備，高校的科研平臺擁有許多大型儀器作為支撐。我校藥學院的科研平臺具有完善的有機合成和分析測試儀器，如Biotage微波合成儀、Bruker400M核磁共振波譜儀、Biotage中壓制備色譜、半制備液相色譜儀、島津LC-MS、Thermo超高分辨率質譜儀、氮氣制備系統、酶標儀等精密儀器和旋轉蒸發器、電磁攪拌器等常規合成儀器，具備有機合成、反應后處理、高通量化合物分析、純化及藥物活性篩選技術等科研能力。我們可以根據實驗教學內容的需要，綜合利用科研平臺設備，充分發揮大型儀器的作用。例如前面我們設計的實驗項目所合成的目標產物，可以用LC-MS檢測是否含有目標產品，還可以用HPLC檢測目標產品的含量。學生對于這些儀器的認知不再停留于書本上的圖片和枯燥的原理知識，能掌握其基本操作和應用。在傳統的有機化學實驗教學中，往往會忽略對于目標產品的表征實驗，僅僅是通過觀察其性狀來判斷純度，并沒有實驗數據支撐結果的準確性，這是由于缺乏實驗設備。對于一個完整的有機化學實驗，除了培養學生熟練的操作技能外，更重要的是訓練學生分析實驗結果的能力。因此，科研平臺中的儀器設備應該為有機化學實驗教學提供有力的支持。這樣一來，學生必須用數據去驗證實驗結果的可靠性，而不是用猜測，培養了學生嚴謹的科學態度和實事求是的科研作風。

2.3科研人員轉變為有機化學實驗教學工作者

我校藥學院擁有一個國家級科研平臺和兩個市級重點實驗室，平臺中現有科研人員30人，長期從事有機合成方法學、藥物化學和分子生物學研究。將這些科研人員轉變成有機化學實驗教學工作者，可以大大地提高教學質量。在傳統的有機化學實驗教學中，一個教師要帶幾十個學生做實驗，如果科研人員加入教學工作中，可以減輕實驗教師的壓力，同時也能提升教學效果。科研人員可以根據自身的具體情況，合理安排實驗教學時間，避免影響自己的科研工作。按學生人數的實際情況，分配小組人數，盡量減少每個小組的人數，控制一組在1-2人范圍內。對于長期從事有機化學研究的科研人員來說，他們具備豐富的實踐經驗和良好的科研素養，可以在有機化學實驗教學中正確地引導學生，培養他們的科研思維。在實驗預習階段，科研人員還可以教授學生文獻調研的方法，了解該實驗方法的具體應用，關注學科前沿動態。科研人員作為實驗教學的老師，將會融入科學研究的思維和方法，不僅鍛煉學生的動手能力，還要培養學生科學研究能力，讓學生掌握文獻調研、開展反應、處理反應、結構表征等。

2.4科研場地轉化為有機化學實驗教室

在有機化學實驗中存在一些有毒、有害的化學試劑，直接影響到學生的身體健康。然而，傳統的有機化學實驗室通風效果并不好，對于有刺激性氣味、易揮發的化學試劑，不能及時地從教室排出，造成整個實驗室的污染。例如，在“二苯亞甲基丙酮的制備”實驗中，用到了苯甲醛和丙酮，二者都是有毒的化學試劑。其中苯甲醛具有特殊的杏仁氣味，屬于低毒類試劑，但對眼睛、呼吸道粘膜有一定的刺激作用。丙酮是易燃、易揮發、有毒的試劑，對中樞神經系統有麻醉作用。在實驗過程中，由于通風櫥數量有限，學生只能在通風效果不好的操作臺面進行實驗，這樣一來，實驗室中苯甲醛和丙酮的氣味越來越大，嚴重影響學生的身體健康。我校藥學院的科研平臺擁有兩個有機合成實驗室，一共約30個通風櫥，通風效果好，每個通風櫥的操作臺可以讓兩個學生共用。對于有毒有害、易揮發的化學試劑，只要在通風櫥內規范操作，就可以避免實驗室出現有毒有害的氣體。

3總結

科研平臺擁有非常優越的實驗條件和資源，可以為有機化學實驗教學提供有力的支持。通過將科研平臺中的科研成果、科研設備、科研人員以及科研場地融入有機化學實驗教學中，可以自主設計綜合性的實驗項目，改變傳統的教學模式，充分調動學生的主動性，積極參與到有機化學實驗中。將科研的思維和方法滲透于有機化學實驗教學中，可以讓學生學會觀察實驗現象、分析實驗結果，提升科研能力。在今后的教學工作中，我們還需要不斷地探索和思考，將科研平臺更加有效地融入有機化學實驗教學中，為提高學生的實驗操作能力和科研思維不懈努力。借助科研平臺的優勢，培養學生的實踐能力和創新能力，為培養高水平的應用型人才添磚加瓦。

作者:宋桂廷 屈川華 單位:重慶文理學院藥學院