時間：2023-04-18 17:46:23
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天然產物化學課程是高等院校藥學[1]、應用化學[2]等相關專業的專業主干課程，是有機化學的一個重要分支，又是一門交叉學科，涉及有機化學、無機化學、波普解析、生物化學、儀器分析等先修課程，本門課程要求學生了解天然產物的分類、分布與結構類型，掌握天然產物分離提取、結構鑒定的一般方法，熟悉各類天然產物，特別是重要天然產物的合成、性質及應用，并對天然產物的合成途徑有一定認識。其授課主要內容包括來源于陸生植物和動物的十三大類天然有機化合物(維生素、糖、核酸、氨基酸、多肽與蛋白質等)，以及近年來新增的海洋天然產物章節[3-4]。天然產物化學是一門理論和實驗并重的課程，許多提取分離天然產物的規律是從實驗中總結出來的[5]，而實驗中得到的規律和經驗的集合形成了天然產物化學課程的理論體系。在實驗課程中有意的訓練大學本科階段學生的創新能力，不僅能夠為部分適合繼續科學探索的學生打下扎實的基礎，因為本科階段學生的思維還沒有固化，有特有的靈活性和創新性，在實驗過程中能夠有更新穎的角度和更獨特的思維，往往還能夠得到許多高年級研究學生沒有涉及的新發現。例如美國猶他大學Olivera教授指導18歲左右的大學新生開展關于芋螺毒素毒性的研究，創造性地直接將芋螺毒組分注射到哺乳動物中樞神經系統，揭示了芋螺毒素藥理多樣性的面紗，并且進一步研究發現了多種活性多肽，部分多肽進入臨床試驗，其中齊考諾肽(ziconotide)已經上市[3]。可見，在大學天然產物實驗課程階段培養學生的創新精神和創新能力的重要性，不僅能夠幫助學生在今后的工作中敢于設想，大膽實踐，使其創新素質不斷提高，還能推動天然產物研究領域發展，同時得到更多有益于人類發展的科研成果。本文就如何在天然產物化學課程理論授課的基礎上，在實驗課程中培養學生的創新能力和激發學生的探索精神，設計了天然產物化學實驗課程中培養學生創新能力的具體流程，并探討了該流程得以順利實施的保障。以期在天然產物化學實驗課程的授課中，培養學生的創新能力，激發學生創新創業熱情，并發現具有科研精神和科研潛力的優秀學生，鼓勵其積極投身于我國天然產物化學領域的研究，還能在實驗課程中得到更多有價值的科研成果，以期積極推動產學研相結合的高校課程培養體系建設。
1天然產物化學課程創新能力培養的流程設計
1.1基礎練習
天然產物化學是一門理論和實踐并重的課程，良好的理論基礎是其實踐操作的前提，而實踐操作又豐富了理論知識體系，但最終落腳點是在實踐應用上，一些基礎的實踐操作技能單靠理論是無法習得的，要熟練掌握還是需通過實驗課程的習得和課后不斷練習，并且對基本操作技能的熟練使用是實踐創新的基礎。盡管對天然產物進行深入研究的過程中會涉及非常多的實驗操作方法，但其中最基本的操作方法和技能并不多，如天然產物提取，天然產物除雜、純化，天然產物結構和理化性質的分析等，所涉及到的儀器設備或工具主要有提取裝置、旋轉蒸發儀、分層過濾裝置、硅膠等不同類型柱色譜裝置、薄層色譜、液相色譜裝置、紫外檢測裝置等，都是初級簡單的基礎裝置。因此，在實驗教學過程培養學生創新能力的基礎，是通過設計一些初級基本的課程，由淺入深，訓練學生初步了解或掌握最基本的操作技能，使用最基礎的裝置和工具，如“黃連中小檗堿的提取與鑒定”、“黃芪多糖的提取分離和鑒定”等。這些基礎實驗作為天然產物化學研究的入門，必不可少，但是切勿過多，否則會因為重復類似的操作而使學生漸漸失去興趣，阻礙了其創新發揮。
1.2自主選材
經過少而精的基礎練習后，同學們對于天然產物化學的實踐有了一定基礎，為培養其創新能力，需激發學生的興趣，要啟發學生通過探索身邊的未知，在實踐中打開另一個世界的大門，并伴隨帶來的一定成就感，再進一步激發興趣。此時，要求學生根據自身生活環境，選一種或多種材料，可以是植物、動物或微生物，然后根據興趣方向進行組隊。同學們自發組隊完成后，為了保障后續創新訓練的順利開展，指導老師可根據實驗課程基礎練習階段的表現情況，對各分組進行調整，并選定小組組長，同時根據自身經驗從學生選出的材料中排除一部分收集或探索難度較大、明顯超過學生水平的材料，并給出建議首選材料。
1.3自主設計
選材組隊完成以后，便進入實驗方案自主設計階段，要求學生結合之前實驗課程的實驗設計，自主查閱文獻并設計實驗方案。為了節約時間，提高效率，可要求小組不同學生根據自身特長進行分工，如資料收集、整理，具體某一實驗流程的安排設計、調研確定實驗中所需儀器設備實驗室是否滿足并擬定解決方法，及最后的設計報告的撰寫等。本過程是理論探索過程，為保障設計的合理性和完整性，指導老師需對設計報告進行審核和修改，并及時為學生解疑答惑，提出意見，同時鼓勵學生克服困難，避免部分學生放棄。還應就實驗設計中涉及的實驗室安全問題進行教育培訓，提前識別風險，預估風險并提出方案規避風險，確保實驗進行中的安全問題，提高安全意識。
1.4實驗方案實施
實驗方案設計完成后，便進入實踐實施階段，該階段可能是天然產物化學實驗中最具挑戰的部分，其周期最長，遇到的問題可能最多。此階段，指導老師須定時與學生分析和討論實驗過程中的問題、現象等，指導學生如何獲取解決方法，還須在實驗實施過程中強調實驗安全操作流程，培養學生安全意識。此外，指導老師要鼓勵學生仔細觀察、不斷重復，自主發現問題；也要對實驗過程中的新現象，引導學生思考，鼓勵大膽假設；對部分初步判斷特別有價值或有意義的新問題，指導老師甚至可以和學生一起進行探究。整個過程中要培養學生做好實驗記錄的習慣。
1.5實驗結果整理
實驗完成后，要求學生對實驗結果進行整理，并撰寫報告，對部分有科學價值的內容，鼓勵學生撰寫成論文，投稿發表。對于實驗結果的整理分析，可以幫助學生認識實驗中得到了怎樣的數據，說明了什么問題。通過對整個實驗的回憶，能讓學生意識到自身的進步，從而增加其探索的欲望。其中，對具有科學價值的創新成果，投稿到期刊，對學生來說也是一種認可，會大大激發學生的成就感，在投稿返修過程中還能培養學生抗挫折能力和科學韌性。
2課程創新設計實施的保障
2.1師資力量的保障
本文設計提出的天然產物化學實驗課程中培養學生創新能力的流程的第一階段基礎訓練階段，由于其整個實驗設計、實驗過程和實驗結果等早已明確，實驗為驗證性工作，一般實驗教師便可勝任。而在此基礎上開展的后續流程，具有明顯的探索性，期間所遇到的問題，和所面臨的困得更多，需具有較好科研基礎和創新能力的老師作為指導，這對后續流程的順利開展和完成具有重要作用。并且，由于每位老師精力有限，指導的小組不宜太多，為每一個小組配備專門指導老師很重要。因此，在天然產物化學實驗課程開始前，教研室相關課程負責教師要為學生遴選一個導師庫，根據教師研究方向匹配相應實驗小組；也可以由學生根據實驗設計和研究內容，在導師庫選擇合適的指導教師。目前，盡管隨著各大高校不斷引進高水平博士，高校的師資水平在不斷提高，但國內高校很少有這種直接為某一個實驗創新課程匹配師資的舉措。不過，從目前很多高校開展的大學生創新創業項目來看，高校中已經有相當部分教師有意愿指導學生作探索研究[6]，并且隨著具有博士學位教師的增加，此類教師隊伍人數在逐年增加，可見高校中愿意帶領學生開拓創新的老師并不少，這為本文提出的在天然產物化學實驗課程中培養學生創新能力的流程的順利開展提供了一定保障，為建立相應的導師庫提供了可能。
2.2時間和場地的保障
由于天然產物化學課程中涉及實驗的開展需要耗費大量的時間和精力，并且需要較固定的場所，因此，在時間和場地方面的保障必不可少。每一門課的課時量有限，除了減少驗證性實驗課的課時量外，增加實驗課的總課時量也很重要，同時，還需要學生拿出部分課余時間。由于不同學生課余時間的安排不盡相同，小組間不同成員的合理分工就非常有必要，通過合作從而保障創新性實驗的順利進行。此外，隨著開放性實驗室越來越多，公共平臺也越來越多，獲取一個相對固定的地方也相對容易，這為創新性實驗課程的順利開展提供了有力支撐。
2.3經費保障
材料的收集、試劑和耗材的購買都需要經費，充足的經費來源是保障其順利實施的前提之一。教研室在安排相關實驗前，便需要預算相應的經費需求。此外，對于創新性較好的實驗，可以在完成課程教學的同時，申請高校相應支撐項目，如大學生創新創業項目。此外，部分選題在篩選指導老師時，如果能找到具有類似科研項目的指導教師最好，這樣指導老師可以從自己的科研經費中拿出一部分資金，保障創新實驗的順利完成。此外，不同高校還可以從不同的創新實驗課程中篩選出部分具有較好價值的研究進行資助。
2.4過程監督
過程監督是指在整個創新實驗培養過程中，基礎實驗課程主講教師、小組探索實驗指導教師、教研室負責老師負有監督學生整個實驗課程按照既定的流程持續進行的責任，避免虎頭蛇尾，隨著時間的延長，參與的人越來越少。同時也要避免創新性天然產物化學實驗課程進行的過程中，出現安全事故，要保障師生及學校的人身財產安全。此外，對于客觀原因無法順利完成該課程的，也可通過時時監督和了解，及時終止。
英文名稱：Chinese Journal of Natural Medicines
主管單位：中華人民共和國教育部
主辦單位：中國藥科大學;中國藥學會
出版周期：雙月刊
出版地址：江蘇省南京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1672-3651
國內刊號：32-1708/R
郵發代號：28-306
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：2003
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
（安徽新華學院 藥學院，安徽 合肥 230088）
摘 要：從實驗教師隊伍、實驗分級、實驗學時、錄像和多媒體教學、雙語教學、綠色和環保實驗、實驗評價方式七個方面論述《天然藥物化學》實驗教學改革的措施和必要性，為應用型人才培養在教學上落實提供新的思路.
關鍵詞 ：天然藥物化學；實驗；教學研究
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）04-0241-02
國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年) 中明確指出，“以人為本、全面實施素質教育”是教育改革的主要方向和著力點，要強化應用能力培養，全面提升學生的實踐和創新能力[1].《天然藥物化學》是藥學專業與中藥學專業的主干課程，其實驗主要包括對天然藥物中各類化學成分的提取、分離、精制與鑒定等內容[2].
高等教育大眾化使我國高校學生人數不斷增加，而實驗設備投入相對不足，特別是地方新辦本科院校，使藥學課程實驗存在較大的現實難題，主要表現在：實驗學時偏少，項目較少；實驗分組人數較多，學生實驗技能鍛煉機會少；實驗開放時間短，學生僅靠教學時間難以得到有效訓練，效果不理想；實驗成績評價單一，主要以實驗報告為主；實驗項目單一，綜合性、設計性實驗較少；實驗試劑沒有建立或實施回收制度，易造成環境污染等.因此，強化學生的應用能力培養，充分挖掘高校人才培養的個性化，增強學生的主觀能動性，讓學生充分參與到實驗教學中，是教育工作者肩負的重要責任.
另外，傳統的《天然藥物化學》實驗教學主要依靠教師對實驗目的、原理、步驟和注意事項的詳細講述，由學生被動完成各項教學任務，學生“照方抓藥”，沒有體驗到對一個事物進行自我探索，最終領悟真理的自我感受，久而久之，厭學情緒油然而生.在匆匆忙忙的2-3學時實驗教學中，不知道為什么這么做，做的是什么，實驗結束一哄而散，學生之間沒有交流和總結，這種做法極大地束縛了學生的創新精神和實踐能力[3].本文從以下幾個方面論述《天然藥物化學》課程實驗改革的方向和思路.
1 加強實驗師資隊伍建設，提高實驗室建設水平
通過增加《天然藥物化學》課程實驗教師，提升教師職稱和學歷，提高實驗教學的軟件水平.在實驗室建設方面，需要投入大量資金，通過引入多功能反應釜、中試旋轉蒸發儀器、微濾-超濾系統、高效液相色譜儀、紅外光譜儀、紫外分光光度儀等設備，提升中試實驗和創新實驗的水平和層次[3]，強化應用性設備使用訓練強度.
2 增加實驗學時，保證實驗鍛煉效果
根據應用型人才培養的要求，我院已對《天然藥物化學》課程實驗學時進行了大幅度修訂，從原來的18學時增加到30學時，這對促進學生充分掌握實驗技能，對進一步開設綜合性與設計性實驗奠定了基礎，也可以為適當增加實驗難度提供了學時保障.
3 實行實驗分級安排制度
《天然藥物化學》課程實驗課時間需要化零為整，因為過度分散的時間不利于實驗的開展，必然導致如下問題：(1)藥物提取、分離的時間可能不夠，學生易產生急躁和緊張情緒；(2)每次實驗間隔時間可能1-2天，也可能1-2周，如果趕上放假，有可能2-3周，學生的積極性被耗損掉，對整個實驗沒有系統化和整體化觀念.(3)由于產物放置時間過長，產生變性或變質后，學生易產生挫折感，對科學、嚴謹精神的培養極為不利.因此，需要延長單次實驗時間，把一次藥物化學實驗改為一天或半天[4].
實行初級、中級、高級三級實驗模式，可以解決以上問題.初級實驗先進行1-2人的驗證性實驗，中級實驗進行3-4人的綜合性實驗，高級實驗實行4-5人的設計性實驗.驗證性實驗按傳統模式進行，注重訓練動手能力，以教師指導為主.中級和高級實驗摒棄傳統的固定時間、固定實驗室、固定實驗項目制度，實現小組完成，個人參與項目，要求學生查閱多種數據庫(如Sciencedirect、中國期刊全文數據庫、維普數據庫等)，動手采集藥材，進行預實驗，確定一種藥物的提取、分離路線及鑒定實驗方案[5]，最終要上交實驗產品和詳細研究報告，在有條件的情況下上交產品純度和檢測報告，用此報告代替傳統的實驗報告作為評定成績的標準.例如將“黃柏中鹽酸小檗堿的提取分離與檢識”和“槐花米中蕓香苷的提取及槲皮素的制備與檢識”兩個實驗由綜合性實驗上升為自主設計性實驗，可明顯發現在學生實驗過程中所展現的理性思維的閃光點[6].
4 拍攝實驗教學錄像和多媒體輔助教學
拍攝實驗教學錄像可作為共享資源，可作為學生實驗前的演示材料，也可以強化教師對教學的自我反思[7].利用多媒體技術，如PS連續動作示意圖片，flash動畫及錄像演示等手段，將抽象的實驗操作、文字性操作規范轉變為可視化記憶，可明顯提高學生興趣和教學效果[8].例如超聲、微波、超聲波、超臨界流體萃取、高速逆流層析、高效液相色譜等是現代常用的提取技術，大孔吸附樹脂、離子交換樹脂、葡聚糖凝膠色譜、聚酰胺柱色譜是經典的分離材料，紅外光譜、磁共振、圓二色譜是天然產物結構鑒定過程中常用的手段[9]，由于儀器設備昂貴，種類較多，本科學生一一體驗并不現實，這就需要充分發揮錄像和多媒體輔助教學的優勢，使學生體驗較直觀的感受.
5 努力開展雙語教學
隨著我國加入WTO，國際交流與合作會日益頻繁，跨國制藥巨頭紛紛在國內辦廠，精通專業英語和專業技能的高素質“復合型”人才非常稀缺.雙語教學(Bilingual Education)指運用英漢兩種語言進行教學活動的一種教學形式.《天然藥物化學》課程雙語教學的實施有利于學生了解本專業研究領域的學術前沿，有利于引進國外先進的專業技術，構建適應國際專業學術交流的人才培養模式，使學生的語言知識和專業知識實現同步提高[10].
英文文獻調研和雙語教材編寫是開展雙語教學的重要支撐.例如在實驗中結合Journal of Natural Products，Tetrahedron，Chemical& Pharmaceutical Bulletin等專業期刊中論文進行講解，學習專業詞匯，把握國際研究方向.本教研室編寫的《天然藥物化學實驗》雙語教材已被遴選為安徽省十二五規劃教材.
6 灌輸綠色、環保實驗理念
制藥企業“三廢”的大量排放導致生態環境的急劇惡化，重視綠色化學思想要在《天然藥物化學》實驗課程中進行點點滴滴的積累和熏陶.傳統的藥物化學實驗教學中，特別是中試實驗，實驗原料用量大，有機溶劑無法集中回收、反應產生廢氣廢液等情況，污染環境，提高了實驗成本高、能耗，嚴重違背人與自然和諧發展的教學觀念[11].
《天然藥物化學》實驗課程中實現綠色、環保的理念有助于學生人文思想的培養，從原料到實驗方案的“綠色化”涉及到諸多方面，主要可以從下列幾個方面開展：(1)引進仿真軟件或者拍攝多媒體教學錄像，對簡單實驗進行計算機模擬操作或視頻體驗教學.(2)微型化學實驗就是在微型儀器裝置中進行的化學實驗，其試劑用量為常規的十分之一到千分之一，用量比相應的常規實驗節省90%左右.(3)實行試劑取代制度，嚴格控制劇毒試劑或藥物的使用[12-14].
7 改革實驗評價方式
改革傳統的“一張實驗報告定成績”方式，學生為了完成任務，以抄襲應付.要給每個學生充分展示自己個人能力的機會和平臺，同時又要發揮每個人的優勢和特色.因此，《天然藥物化學》課程實驗的評價要實行多元化標準，比如有的學生動手能力較強，有的學生理論功底較好，有的學生善于表達，有的學生撰寫報告的能力較強等等.可根據開放性實驗項目，要求小組成員根據個人的能力情況和愛好，做相關的工作，也是個人能力展現的機會.同時，也要將產品設計、合成效果、產品純度、結構檢測等相關文件作為其評定成績的依據.為了鼓勵學生興趣和擴大該課程的影響力，可將本實驗的綜合、設計性實驗適當拓展，允許學生作為畢業論文的一部分，提前完成畢業論文研究工作.
8 總結
《藥物化學》是一門實踐性很強的課程，需要由量的積累才能產生質的改變，學生的實踐能力培養不是一兩堂實驗課就可以完成的，需要長期不斷的實驗訓練，這就需要在充分挖掘學生學習興趣和自主性的基礎上，以提升動手能力和創新能力為根本目的，才能真正達到實現應用型人才培養的目的.
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目的探討天然藥物化學實驗教育模式，培養學生的思維能力和創新精神。方法將2004級藥學專業36班32個學生分為8組，每組4人，各組設計了不同的提取分離方法進行橙皮苷的提取、分離和鑒定實驗。結果各組實驗的最終產物都是橙皮苷，但產率和純度有一定的差異。使學生對幾種橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。結論異法同步設計性實驗模式充分調動了學生的學習積極性，大大提高了其獨立解決實際問題的能力及創新能力，在藥學教育領域值得提倡和應用。 【關鍵詞】 異法同步設計性實驗； 天然藥物化學實驗； 創新精神
construction and application of designing experimental mode of different methods at the same experiment
li ziqiang, duan jing
(pharmacological college of liaoning medical university,jinzhou 121000,china;college of animal sciences and technology of liaoning medical university,jinzhou 121000 china)
abstract：objectiveto study the experimental education model of natural medicine chemistry and cultivate students' were thinking ability and innovative spirit. methods32 four-year undergraduate students (grade 2004) were divided into eight groups.each group consisted of four persons.each one designed various extraction and separation methods on the extraction, isolation and identification experiment of hesperidin. resultsfinal product of each one was hesperidin.but there were some differences in yield and purity.so students had a perceptual self-acknowledgement and comparison for various extraction and separation methods of hesperidin. conclusiondesigning experimental mode of different methods at the same experiment mobilizes sufficiently students' learning enthusiasm and improves the ability for resolving practical problem and innovation.thus,it is worth promoting applying in pharmaceutical field.
key words：designing experiment for different method and synchnization; experiment of natural medicine chemistry; innovative spirit
創新精神與社會發展、教育進步之間關系復雜，縱觀發達國家快速發展的進程，無一不是重視創新的結果［1］。當前，我們的人才培養存在著創新精神和創造能力不足的弱點，究其原因，其中重要一點是實踐環節教學方法仍為機械式、灌注式教學［2］，由教師先講解、再演示，學生按照預設的模式、計劃和步驟去達到實驗的目標。這種教學模式是以教師為主體，學生處于被動學習的局面，影響了學生的求知欲和創造欲。這樣的教學方法不可能真正起到培養學生綜合運用所學知識和解決問題能力的作用，達不到開發學生智力和培養實驗研究能力的目的，體現不了實驗教學中學生的主體地位，忽視了在實驗教學中激發學生能動的創造性能力。異法同步實驗是指在同一實驗室、同一時間內同步進行兩種目的相同、但方法不同的實驗項目。設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。本文以橙皮苷的提取、分離和鑒定實驗為例，結合兩種實驗方法建立了異法同步設計性實驗模式并在我校本科教學中進行了實踐探索，取得了良好的教學效果，充分調動了學生的積極性，大大提高了其獨立解決實際問題的能力及創新能力。
1 異法同步設計性實驗的教學研究
1.1 實驗內容與安排
1.1.1 基礎階段首先要求學生制訂實驗方案，根據實驗目的和實驗原理，設計實驗方法，再選擇儀器并周密分析實驗中可能出現的問題，擬定好消除或減少這些問題的措施和辦法，最后確定實驗的具體步驟并提出實驗實施中應注意的事項。通過指導教師審核對橙皮苷的提取、分離和鑒定選取了以下4種方法：實驗方法1：溶劑提取法。①陳皮的預處理：將干燥的陳皮粉碎至1～2 mm，稱取30 g，加入0.002 mol／l稀鹽酸，在室溫下攪拌30 min，重復用0.002 mol／l的稀鹽酸洗滌兩次，再用流水洗滌。控干后，置于20倍量的去離子水中，用鹽酸調節ph值為2，在85～90℃下攪拌提取1h，過濾，濾渣作為提取橙皮苷所用。②粗制橙皮苷：將濾渣烘干，加入10倍量的甲醇，在85℃的水浴鍋中浸提4 h(帶回流裝置)后，過濾，除去濾渣，濾液蒸鎦回收甲醇后，調節ph值，靜置過夜，離心分離得粗橙皮苷。③精制橙皮苷：取粗品加入甲醇和0．1％氫氧化鈉使其完全溶解，過濾，濾液中加入鹽酸調節ph，再靜置過夜，過濾得白色晶體，烘干，即得精制橙皮苷。實驗方法2：堿溶酸沉法。①粗制橙皮苷：取100 g陳皮粉，加蒸餾水1 500 ml，再加na2co3 75 g，浸泡4 h，離心15 min(5 ×1 000 r／min)，得離心液。用濃鹽酸調ph值至5，靜置過夜，得沉淀。沉淀加入5％ na2co3，使之完全溶解。重復操作重結晶2次。所得結晶用蒸餾水洗滌，除去水溶性雜質。再用少量50％乙醇快速洗滌一次，除去部分色素，揮干溶劑，得粗制橙皮苷。②精制橙皮苷：取粗制橙皮苷用水加熱溶解，上d—101樹脂柱，水洗除雜質，再用50％ 乙醇洗脫，洗脫液旋轉減壓濃縮，真空干燥，得精制橙皮苷。實驗方法3：稱取100 g陳皮，粉碎成粗粉，乙醇回流提取2次，1.5 h/次，第一次加乙醇400 ml，第二次300 ml，過濾并合并濾液，回收乙醇至120 ml，放置過夜，抽濾得沉淀。沉淀依次用適量氯仿、乙醇、蒸餾水洗滌，甲醇重結晶，60℃真空干燥并稱重。實驗方法4：①稱取100 g陳皮，粉碎成粗粉，用2％naoh的65％ 乙醇400，300 ml回流提取2次，1.5 h/次，合并濾液，用濃鹽酸調節ph 6～7，回收乙醇至120 ml，放置過夜，抽濾，沉淀依次用適量氯仿、乙醇、蒸餾水洗滌，甲醇重結晶，60℃真空干燥并稱重。 橙皮苷的鑒定方法： 樣品和材料：橙皮苷對照品、硅膠g預制板、定量毛細管；展 開 劑：醋酸乙酯-甲醇-水（100∶17∶13）；顯 色 劑：2%三氯化鋁乙醇溶液；置紫外燈（365 nm）下檢視，樣品和對照品對照觀察。
1.1.2 實施階段這是實驗的關鍵階段，也是主體階段。主要是根據自己“最佳”的設計方案，正確組裝好實驗儀器和準備實驗藥品；根據擬定的實驗步驟進行實驗操作，觀察實驗現象，準確無誤地記錄實驗數據。實驗方法組合如下：方法1加方法3、方法1加方法4、方法2加方法3、方法2加方法4，每組任選其一，每組兩種實驗方法同時進行。
1.1.3 總結報告階段即實驗結果形成階段。通過對實驗現象的觀察，對獲得的產品、取得的有關數據和資料運用學過的相關知識，進行分析、綜合、判斷、推理等(或對產品進行純度分析，對產品的物理、化學性質等進行分析鑒定)，獲得設計性實驗的結果。在獲得實驗結果之后，還應該對實驗步驟進行反思、討論。在此階段中，學生應就自己的設計性實驗情況寫出實驗報告，對實驗全過程予以總結，最后寫出實驗論文，論文格式嚴格按照正式論文格式。這是使知識鞏固、方法遷移、能力提高的重要環節 。8個實驗組都獲得了比較理想的實驗效果，達到了預期的實驗目的，4種方法都可用于實驗教學。
1.2 實驗結果及評價
1.2.1 提高學習能力在異法同步設計性實驗教學過程中，學生們認真查閱資料，積極動腦分析，掌握了橙皮苷研究的最新動態和方法。通過學生自主設計實驗，在各種方案中對比分析，并在實際操作中有許多創新之處(如節約溶劑、節省時間等一些細節)，可以學習到相關的新知識，熟悉使用各種儀器設備的方法，極大地提高了學生自學能力，變被動為主動學習，增強了學生接納、學習新知識的能力。同步使用不同方法提取分離同一有效成分也有別于以往實驗的單一模式，學生在對提取分離方法比較的同時，激發了學習興趣，從而自然地掌握了黃酮類化合物理化性質和中藥有效成分提取分離及測定的基本方法。該實驗對于提高學生的綜合素質，養成良好的科研習慣，培養創新思維有較大的促進作用。4種工藝是運用不同的提取原理，均能得到橙皮苷。各組采用的提取分離方法不同、設計的提取工藝路線不同，而最終產物卻相同，使學生對幾種橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。從而調動學生的自我創作能力，發揮各自想象空間，開拓其思路，真正的做到理論指導實踐。
1.2.2 培養創新能力異法同步設計性實驗要求學生通過查文獻、收集材料、提出藥品試劑和儀器設備計劃、擬定實驗方案，打破以往教師講、照書做、實驗方法單一的驗證性實驗模式，培養了學生運用知識解決實際問題的能力。從而培養了學生開拓思維，積極創新的良好精神，提高了學生的實踐能力和對科研的自信心，為以后學習和工作奠定良好的基礎。在實驗教學中，為學生提供了自主創造的空間，有效的培養了學生的獨立思考能力和科研能力。同時實驗論文的寫作是一個總結再創造的過程。通過認真地反思，分析總結經驗教訓，對實驗提出改進的意見和設想，提高了分析問題能力及論文寫作水平。實驗及論文的寫作過程，提高了學生的實踐能力及綜合素質，促進了學生創新能力的提高。
2 討論
以前做天然藥物化學實驗，由于實驗原理、步驟、結論等都是已知的，實驗方法也是唯一的，學生參與實驗的積極性不高，對實驗課應付了事，實驗報告互相抄寫，難以收到較好的教學效果。而完成異法同步設計性實驗項目，學生必須主動地學習、思考、分析才能決定實驗方案，徹底改變以前照抄照搬實驗方法單一的驗證性實驗模式，大大提高了學生的自學能力，由原來的被動學習變成主動學習，激發了學生的學習興趣。
天然藥物化學實驗操作間歇時間比較長，如回流、煎煮、靜置等實驗操作。學生在這部分時間內大部分空閑，感覺沒有事情做。異法同步設計性實驗要求每組選定兩種實驗方法，并且同時進行。兩種實驗方法的提取分離方法不同、而最終產物卻相同，使學生對橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。從而既調動了學生的積極性，啟發了發散式思維，又讓學生鍛煉了更多的基本操作技能，樹立了獨立科研的信心。
在實施異法同步設計性實驗時，要求學生必須進行反復認真地獨立思考，按照實驗方案實施，靈活解決實驗過程中出現的各種問題。這不僅培養了學生的獨立科研能力，而且提高了學生分析問題、解決問題的能力。由于實驗方案是學生自行設計提出的，為了做好實驗，學生積極思考實驗中的操作細節，創造條件爭取實驗成功，進一步鍛煉了學生的獨立思考能力。
3 結語
開展異法同步設計性實驗，學生自己查閱文獻、自行設計實驗方案、選擇實驗儀器和試劑、獨立完成實驗操作，最后提交論文報告，不僅有助于培養學生靈活運用所學理論和實驗知識，分析歸納、解決實際問題的能力，而且有助于激發學生的主動探索精神，促進學生創新精神和實踐能力的形成和發展，對學生的創新能力培養起到了積極的促進作用。
創新源于實踐，沒有實踐，創新則無從談起。異法同步設計性實驗打破了傳統的以教師為中心的教學模式，把自主權交給學生，給予學生充分的思維空間和實驗設計的自主性，從而加強了學生的自學意識和自學能力，鍛煉了學生的創新意識和思維能力，它作為一種新的實驗教學模式對培養學生的創新能力起著重要的作用，是實驗教學發展的必然趨勢。在今后的工作中，我們將進一步充實完善異法同步設計性實驗教學的內容，為學生提供更為廣闊的思維空間，以達到提高學生科研素質的實驗教學目的。
【參考文獻】
目的探討天然藥物化學實驗教育模式，培養學生的思維能力和創新精神。方法將2004級藥學專業36班32個學生分為8組，每組4人，各組設計了不同的提取分離方法進行橙皮苷的提取、分離和鑒定實驗。結果各組實驗的最終產物都是橙皮苷，但產率和純度有一定的差異。使學生對幾種橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。結論異法同步設計性實驗模式充分調動了學生的學習積極性，大大提高了其獨立解決實際問題的能力及創新能力，在藥學教育領域值得提倡和應用。
【關鍵詞】 異法同步設計性實驗； 天然藥物化學實驗； 創新精神
Abstract：ObjectiveTo study the experimental education model of natural medicine chemistry and cultivate students' were thinking ability and innovative spirit. Methods32 four-year undergraduate students (Grade 2004) were pided into eight groups.Each group consisted of four persons.Each one designed various extraction and separation methods on the extraction， isolation and identification experiment of hesperidin. ResultsFinal product of each one was hesperidin.But there were some differences in yield and purity.So students had a perceptual self-acknowledgement and comparison for various extraction and separation methods of hesperidin. ConclusionDesigning experimental mode of different methods at the same experiment mobilizes sufficiently students' learning enthusiasm and improves the ability for resolving practical problem and innovation.Thus，it is worth promoting applying in pharmaceutical field.
Key words：Designing experiment for different method and synchnization; Experiment of natural medicine chemistry; Innovative spirit
創新精神與社會發展、教育進步之間關系復雜，縱觀發達國家快速發展的進程，無一不是重視創新的結果［1］。當前，我們的人才培養存在著創新精神和創造能力不足的弱點，究其原因，其中重要一點是實踐環節教學方法仍為機械式、灌注式教學［2］，由教師先講解、再演示，學生按照預設的模式、計劃和步驟去達到實驗的目標。這種教學模式是以教師為主體，學生處于被動學習的局面，影響了學生的求知欲和創造欲。這樣的教學方法不可能真正起到培養學生綜合運用所學知識和解決問題能力的作用，達不到開發學生智力和培養實驗研究能力的目的，體現不了實驗教學中學生的主體地位，忽視了在實驗教學中激發學生能動的創造性能力。異法同步實驗是指在同一實驗室、同一時間內同步進行兩種目的相同、但方法不同的實驗項目。設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。本文以橙皮苷的提取、分離和鑒定實驗為例，結合兩種實驗方法建立了異法同步設計性實驗模式并在我校本科教學中進行了實踐探索，取得了良好的教學效果，充分調動了學生的積極性，大大提高了其獨立解決實際問題的能力及創新能力。
1 異法同步設計性實驗的教學研究
1.1 實驗內容與安排
1.1.1 基礎階段首先要求學生制訂實驗方案，根據實驗目的和實驗原理，設計實驗方法，再選擇儀器并周密分析實驗中可能出現的問題，擬定好消除或減少這些問題的措施和辦法，最后確定實驗的具體步驟并提出實驗實施中應注意的事項。通過指導教師審核對橙皮苷的提取、分離和鑒定選取了以下4種方法：實驗方法1：溶劑提取法。①陳皮的預處理：將干燥的陳皮粉碎至1～2 mm，稱取30 g，加入0.002 mol／L稀鹽酸，在室溫下攪拌30 min，重復用0.002 mol／L的稀鹽酸洗滌兩次，再用流水洗滌。控干后，置于20倍量的去離子水中，用鹽酸調節pH值為2，在85～90℃下攪拌提取1h，過濾，濾渣作為提取橙皮苷所用。②粗制橙皮苷：將濾渣烘干，加入10倍量的甲醇，在85℃的水浴鍋中浸提4 h(帶回流裝置)后，過濾，除去濾渣，濾液蒸鎦回收甲醇后，調節pH值，靜置過夜，離心分離得粗橙皮苷。③精制橙皮苷：取粗品加入甲醇和0．1％氫氧化鈉使其完全溶解，過濾，濾液中加入鹽酸調節pH，再靜置過夜，過濾得白色晶體，烘干，即得精制橙皮苷。實驗方法2：堿溶酸沉法。①粗制橙皮苷：取100 g陳皮粉，加蒸餾水1 500 ml，再加Na2CO3 75 g，浸泡4 h，離心15 min(5 ×1 000 r／min)，得離心液。用濃鹽酸調pH值至5，靜置過夜，得沉淀。沉淀加入5％ Na2CO3，使之完全溶解。重復操作重結晶2次。所得結晶用蒸餾水洗滌，除去水溶性雜質。再用少量50％乙醇快速洗滌一次，除去部分色素，揮干溶劑，得粗制橙皮苷。②精制橙皮苷：取粗制橙皮苷用水加熱溶解，上D—101樹脂柱，水洗除雜質，再用50％ 乙醇洗脫，洗脫液旋轉減壓濃縮，真空干燥，得精制橙皮苷。實驗方法3：稱取100 g陳皮，粉碎成粗粉，乙醇回流提取2次，1.5 h/次，第一次加乙醇400 ml，第二次300 ml，過濾并合并濾液，回收乙醇至120 ml，放置過夜，抽濾得沉淀。沉淀依次用適量氯仿、乙醇、蒸餾水洗滌，甲醇重結晶，60℃真空干燥并稱重。實驗方法4：①稱取100 g陳皮，粉碎成粗粉，用2％NaOH的65％ 乙醇400，300 ml回流提取2次，1.5 h/次，合并濾液，用濃鹽酸調節pH 6～7，回收乙醇至120 ml，放置過夜，抽濾，沉淀依次用適量氯仿、乙醇、蒸餾水洗滌，甲醇重結晶，60℃真空干燥并稱重。 橙皮苷的鑒定方法： 樣品和材料：橙皮苷對照品、硅膠G預制板、定量毛細管；展 開 劑：醋酸乙酯-甲醇-水（100∶17∶13）；顯 色 劑：2%三氯化鋁乙醇溶液；置紫外燈（365 nm）下檢視，樣品和對照品對照觀察。
1.1.2 實施階段這是實驗的關鍵階段，也是主體階段。主要是根據自己“最佳”的設計方案，正確組裝好實驗儀器和準備實驗藥品；根據擬定的實驗步驟進行實驗操作，觀察實驗現象，準確無誤地記錄實驗數據。實驗方法組合如下：方法1加方法3、方法1加方法4、方法2加方法3、方法2加方法4，每組任選其一，每組兩種實驗方法同時進行。
1.1.3 總結報告階段即實驗結果形成階段。通過對實驗現象的觀察，對獲得的產品、取得的有關數據和資料運用學過的相關知識，進行分析、綜合、判斷、推理等(或對產品進行純度分析，對產品的物理、化學性質等進行分析鑒定)，獲得設計性實驗的結果。在獲得實驗結果之后，還應該對實驗步驟進行反思、討論。在此階段中，學生應就自己的設計性實驗情況寫出實驗報告，對實驗全過程予以總結，最后寫出實驗論文，論文格式嚴格按照正式論文格式。這是使知識鞏固、方法遷移、能力提高的重要環節 。8個實驗組都獲得了比較理想的實驗效果，達到了預期的實驗目的，4種方法都可用于實驗教學。
1.2 實驗結果及評價
1.2.1 提高學習能力在異法同步設計性實驗教學過程中，學生們認真查閱資料，積極動腦分析，掌握了橙皮苷研究的最新動態和方法。通過學生自主設計實驗，在各種方案中對比分析，并在實際操作中有許多創新之處(如節約溶劑、節省時間等一些細節)，可以學習到相關的新知識，熟悉使用各種儀器設備的方法，極大地提高了學生自學能力，變被動為主動學習，增強了學生接納、學習新知識的能力。同步使用不同方法提取分離同一有效成分也有別于以往實驗的單一模式，學生在對提取分離方法比較的同時，激發了學習興趣，從而自然地掌握了黃酮類化合物理化性質和中藥有效成分提取分離及測定的基本方法。該實驗對于提高學生的綜合素質，養成良好的科研習慣，培養創新思維有較大的促進作用。4種工藝是運用不同的提取原理，均能得到橙皮苷。各組采用的提取分離方法不同、設計的提取工藝路線不同，而最終產物卻相同，使學生對幾種橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。從而調動學生的自我創作能力，發揮各自想象空間，開拓其思路，真正的做到理論指導實踐。
1.2.2 培養創新能力異法同步設計性實驗要求學生通過查文獻、收集材料、提出藥品試劑和儀器設備計劃、擬定實驗方案，打破以往教師講、照書做、實驗方法單一的驗證性實驗模式，培養了學生運用知識解決實際問題的能力。從而培養了學生開拓思維，積極創新的良好精神，提高了學生的實踐能力和對科研的自信心，為以后學習和工作奠定良好的基礎。在實驗教學中，為學生提供了自主創造的空間，有效的培養了學生的獨立思考能力和科研能力。同時實驗論文的寫作是一個總結再創造的過程。通過認真地反思，分析總結經驗教訓，對實驗提出改進的意見和設想，提高了分析問題能力及論文寫作水平。實驗及論文的寫作過程，提高了學生的實踐能力及綜合素質，促進了學生創新能力的提高。
2 討論
以前做天然藥物化學實驗，由于實驗原理、步驟、結論等都是已知的，實驗方法也是唯一的，學生參與實驗的積極性不高，對實驗課應付了事，實驗報告互相抄寫，難以收到較好的教學效果。而完成異法同步設計性實驗項目，學生必須主動地學習、思考、分析才能決定實驗方案，徹底改變以前照抄照搬實驗方法單一的驗證性實驗模式，大大提高了學生的自學能力，由原來的被動學習變成主動學習，激發了學生的學習興趣。
天然藥物化學實驗操作間歇時間比較長，如回流、煎煮、靜置等實驗操作。學生在這部分時間內大部分空閑，感覺沒有事情做。異法同步設計性實驗要求每組選定兩種實驗方法，并且同時進行。兩種實驗方法的提取分離方法不同、而最終產物卻相同，使學生對橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。從而既調動了學生的積極性，啟發了發散式思維，又讓學生鍛煉了更多的基本操作技能，樹立了獨立科研的信心。
在實施異法同步設計性實驗時，要求學生必須進行反復認真地獨立思考，按照實驗方案實施，靈活解決實驗過程中出現的各種問題。這不僅培養了學生的獨立科研能力，而且提高了學生分析問題、解決問題的能力。由于實驗方案是學生自行設計提出的，為了做好實驗，學生積極思考實驗中的操作細節，創造條件爭取實驗成功，進一步鍛煉了學生的獨立思考能力。
3 結語
開展異法同步設計性實驗，學生自己查閱文獻、自行設計實驗方案、選擇實驗儀器和試劑、獨立完成實驗操作，最后提交論文報告，不僅有助于培養學生靈活運用所學理論和實驗知識，分析歸納、解決實際問題的能力，而且有助于激發學生的主動探索精神，促進學生創新精神和實踐能力的形成和發展，對學生的創新能力培養起到了積極的促進作用。
創新源于實踐，沒有實踐，創新則無從談起。異法同步設計性實驗打破了傳統的以教師為中心的教學模式，把自主權交給學生，給予學生充分的思維空間和實驗設計的自主性，從而加強了學生的自學意識和自學能力，鍛煉了學生的創新意識和思維能力，它作為一種新的實驗教學模式對培養學生的創新能力起著重要的作用，是實驗教學發展的必然趨勢。在今后的工作中，我們將進一步充實完善異法同步設計性實驗教學的內容，為學生提供更為廣闊的思維空間，以達到提高學生科研素質的實驗教學目的。
參考文獻
在“佰草集”系列化妝品和“家安”好空氣消毒潔凈劑的開發過程中主要負責完成3項發明專利（ZL98118665.3, ZL 98118666.1, ZL03116700.4），其中“家安”好空氣消毒潔凈劑被認定為2005年度上海市首批專利新產品,并且被評為2003年中國國際專利與名牌博覽會金獎。
應用化學專業教授級高級工程師、享受國務院特殊津貼的專家、C＆T China雜志專家技術委員會委員，現任上海萊博生物科技有限公司技術總監。其學術論文多次發表在IFSCC報告、PCIA會議、北京日化協會學術論文研討會、中國化妝品雜志等行業出版物和展會活動上。
部分論文 ：
GuoSheng Hu “ Research on the natural sunscreen from Chinese herbs”， International Journal of Cosmetic Science 20, 175-181 (1998)，reported by International Conference of IFSCC and The 4th Hungarian Congress on Cosmetics and Household Chemicals, Budapest, 14-16 April, 1997，
在1999年和2002年的PCIA 上分別作了“天然植物成分對頭發防曬的保護作用”，“艾葉精油的空氣消毒作用”的報告。
記者：目前市場上常用的中草藥美白原料有哪些？
胡國勝博士：目前市場上比較常用的中藥美白原料包括：熊果苷、甘草黃酮、原花青素、曲酸、人參皂甙、以及其他一些含有機酸或者酚羥基的化合物。除此以外，還有一些化學成分比較復雜的混合提取物，如：苦瓜、桑白皮、余甘子、黃芩等。還有一些來源于古代經典復方的中草藥提取成分，如：八白散、七白膏等。
記者：您認為中藥護膚原料配方的難度在哪兒？為什么？
胡國勝博士：中草藥護膚原料在化妝品方面的應用主要有以下幾個難點：
1. 原料生產方面：目前能夠直接為化妝品企業提供草藥原料的企業很少，大多數中草藥原料生產企業生產的中草藥產品主要是為制藥廠加工的，無法達到化妝品應用所要求的質量標準。
2. 化妝品工藝方面：化妝品配方工程師對于中草藥原料的化學性質了解得不夠，在應用中草藥成分時常常出現產品質量問題，影響使用。
3. 法規方面：中草藥化妝品原料的法規不夠完善，主要表現在：（1）質量標準的制定過于簡單化，一般只對植物的名稱進行規定，對成分含量沒有明確的規定，但是中草藥是多成分的物質，不同成分的作用和安全性方面差異很大；（2）對于“中草藥”這一名詞的應用有較多的爭議，有人認為，既然是中草藥，就屬于藥品，要求按照藥品管理法規進行管制，事實上很多中草藥成分在日常生活中的應用已經非常普遍，從來也沒有被當作藥品使用，安全性方面已經被肯定。因此，還是應該有明確的分類管理制度；（3）功能宣稱方面的管理比較亂，主要是對一些中醫名詞理解有偏差，導致管理法規方面的困難。
4. 技術原因：中草藥的成分、功效、安全性、和質量控制方面都比一般的化學品要復雜得多，因此，要求產品開發人員除了具有化妝品專業知識外，對中草藥的成分、中草藥在化妝品中應用方面的相關功能評價、中草藥使用的安全性、中草藥提取工藝和加工方法、質量控制等方面也要求有豐富的知識，但是這方面的技術人才明顯不足。
5. 市場因素：由于市場宣稱混亂，有的企業通過虛假宣傳損害消費者的利益，使消費者對中草藥化妝品喪失了信任，影響市場正常發展。
記者：如何解釋中草藥美白原料作用機理？與化學原料的機理有何不同？
胡國勝博士：目前美白產品的主要作用機理還是通過抑制黑色素的產生來實現的。但是，影響黑色素產生的途徑有很多，一般的化學原料通常是單一成分、單一作用，所以在一定程度上難以達到較滿意的效果。中草藥一般具有多成分、多功能作用的特點，尤其是采用復方提取物的中草藥美白產品，可以通過抑制酪氨酸酶活性、阻斷內皮素受體、抑制炎癥介質、清除氧自由基、加快表皮細胞新陳代謝等共同作用，達到更好的美白效果。同時，來源于天然成分的中草藥美白產品一般安全性比化學品高。但是由于中草藥在加工工藝方面的復雜性，原料來源稀缺性和產品研發周期較長等方面的原因，一般成本比化學品高。
記者：什么是天然防曬原料？是否有這種可能性？
胡國勝博士：防曬產品主要通過阻斷紫外線對皮膚的傷害來達到護膚的目的地。紫外線過度照射對皮膚的傷害包括：產生炎癥性紅斑，引起黑色素沉積，誘發皮膚癌，導致自由基堆積，從而加快光老化等。防曬劑包括物理性防曬劑和化學防曬劑，前者通過物理性隔斷的原理阻斷紫外線，后者通過吸收紫外線，將紫外線吸收后再以一種較低的能量形態釋放出來，這樣也能夠避免紫外線的直接損傷。
目前已經從天然中草藥中發現有些成分對紫外線具有一定的阻斷效果，除此以外還具有抑制炎癥、清除自由基等協同作用，同時，具有較好的安全性和與皮膚的親和性。因此，從中草藥中開發出具有對皮膚具有多重保護效果的天然防曬成分是可行的，而且相比目前的化學防曬劑，具有一定的優勢。
記者：目前中藥原料提取的成熟工藝有哪些？提取純度如何？
胡國勝博士：中草藥成分用于化妝品除了應用方面的要求外，還需要做一些特殊的加工處理，使其在穩定性、防腐性能、相容性等方面符合化妝品的使用要求。目前單從提取方法來講，基本上可以借助中藥制藥的技術平臺，但是在顏色、氣味等方面，化妝品有一些更加嚴格的要求。
傳統中藥采用的是水煎煮的方法，目前較多采用的提取方法有：水煎煮、水提醇沉、蒸餾、酸化或者堿化提取、有機溶劑提取和超臨界萃取等。分離技術包括：膜分離技術、柱層析、離心、分級蒸餾等。其中有的成分由于在制藥行業已經形成了比較成熟的純化技術，可以達到比較高的純度，還有的已經可以通過人工合成的方法取得與天然產物結構相同的化合物。具體在化妝品中使用方面的純度要求還是需要根據化妝品配方的特點、產品功效要求、安全性和穩定性要求以及成本考慮等綜合因素來決定。
皖西學院生物工程專業的培養方案規定，本專業培養學生具有合理的知識結構、良好的人文素質、較強的實踐能力和創新精神，能夠在植物細胞工程與技術、生物質能源工程、植物天然產物開發與應用技術、蛋白質與酶工程、微生物發酵工程以及其它生物技術與生物工程類企業的管理、生產、質檢、銷售崗位就業的應用型人才。為了使該培養方案得到實施，相應的課程體系組成為：公共基礎課程、高等數學、大學物理、大學物理實驗。學科基礎課程：專業概論（導論）、無機及分析化學、有機化學、物理化學、基礎化學實驗、儀器分析、工程制圖、化工原理、化工原理實驗、普通生物學（分動植物部分和細胞分子遺傳部分）、普通生物學實驗、微生物學、微生物學實驗、生物化學、生物化學實驗、生物統計與實驗設計、文獻檢索與科技論文寫作。專業核心課程：植物生物技術、植物天然產物開發、微生物發酵工程、蛋白質與酶工程、生物質能源工程、生物工程綜合實驗。
2生物工程綜合實驗課程模塊化設置
生物工程綜合實驗根據專業核心課程的設置分為5個模塊，即植物生物技術實驗模塊、植物天然產物開發實驗模塊、微生物發酵工程實驗模塊、蛋白質與酶工程實驗模塊、生物質煉制實驗模塊。根據上述5個模塊，遴選相應實驗項目，編寫特色明顯的實驗指導教材。
2.1植物生物技術實驗模塊
植物生物技術實驗具體安排如下6個項目：（1）植物組培實驗室設計和實驗設備、實驗用品認知；（2）MS培養基母液的配制；（3）MS培養基配制、滅菌與分裝；（4）外植體分化生長的誘導培養；（5）外植體脫分化生長的誘導培養（6）組培苗的煉苗。教學目的：掌握母液的配制方法；掌握培養基配制的步驟和滅菌方法；掌握不同材料（外植體）的消毒和接種方法；掌握獲取愈傷組織的方法；通過本實驗加深對幾個基本概念（植物細胞全能性、分化、脫分化、再分化、愈傷組織、煉苗等）的理解。可執行性分析：依托“植物細胞工程安徽省工程技術研究中心”和“安徽省植物生物技術實訓中心”兩個平臺，借助一整套成熟的植物組培技術和實踐經驗豐富的指導教師團隊以及諸多的產學研合作基地，能夠很好地將植物組織培養技術傳授給學生，并付諸于實踐。
2.2微生物發酵工程實驗模塊
微生物發酵工程實驗具體安排如下4個項目：（1）固定化酵母細胞的制備；（2）固定化酵母細胞發酵制酒及其影響因素分析；（3）蠟狀桿菌液體發酵產果膠酶；（4）啤酒生產。教學目的：學會制備固定化酵母細胞，并利用固定化酵母細胞進行酒精發酵；了解菌種的制備及其質量檢測，學會使用二聯發酵系統并進行規模發酵；學會使用圓柱露天錐形發酵罐發酵生產啤酒。可執行性分析：項目（1）、（2）屬于研究性實驗，根據實驗指導書和文獻資料的查閱，學生們能獨立完成；項目（3）、（4）屬于綜合性實驗，應用性極強，能激發同學們的興趣，學生們通過課前查閱資料，帶著問題進入實驗室，在老師的指導下，自己動手操作，以期達到預期目標。
2.3蛋白質與酶工程實驗模塊
蛋白質與酶工程實驗具體安排如下5個項目：（1）SDS-PAGE；（2）5-12%SDS-PAGE；（3）抗血清制備；（4）Westernblot；（5）豬血中超氧化物歧化酶（SOD）的分離純化及活力測定。教學目的：學習SDS-PAGE測定蛋白質分子量的原理；掌握SDS-PAGE電泳的操作方法；了解抗血清制備的基本原理；掌握抗血清制備的操作步驟及方法；掌握應用Westernblot檢測抗原及蛋白水平表達等；掌握SOD的分離純化及活力測定。可執行性分析：5個實驗的開設不僅讓學生們掌握了基本的實驗操作技能，而且為學生們更高層次的深造打下了堅實的基礎，同時也推動了“皖西學院抗體制備及其質量檢測中心”的可持續發展，加強了產學研項目的深入合作，師生共贏，校企共贏。
2.4植物天然產物開發實驗模塊
植物天然產物開發實驗具體安排如下4個項目：（1）植物色素的提取、性質及穩定性：（2）黃酮類物質的提取、分離和性質；（3）植物多糖的提取、分離和性質；（4）油料作物中油脂的提取、精制和有關性質。教學目的：了解植物色素、黃酮類物質、植物多糖和油料作物中油脂等物質的提取方法、提取過程，學會運用單因素實驗、正交實驗等實驗方法優化目標物質提取的最優條件，并通過提純目標物質，研究其理化性質或生物活性。可執行性分析：植物天然產物開發涉及的范圍較廣，生物工程教研組根據實際情況開設了以上4個項目，其中第1個項目是我們開設的傳統項目，后3個項目與我們教師的科研課題密切相關，是我校研究的優勢項目，實驗條件優越，儀器設備齊全，能夠達到教學和科研的優勢互補，教學相長。
2.5生物質煉制實驗模塊
生物質煉制實驗具體安排如下4個項目：（1）了解生物工程企業生產環境及生產技術原理；（2）比較不同生物工程行業廢水檢測方法；（3）熟練掌握廢水BOD和COD的檢測原理與方法；（4）利用農林廢棄物進行生物質煉制提取木質素。教學目的：使學生了解相關生物工程企業的生產流程、生產技術原理、下游廢水排放達標要求以及最重要的排放物生產過程檢測方法，加強對生物生產和管理的達標排放的認識，同時學習相關檢測方法。可執行性分析：我校生物工程專業在第五學期有2個月的企業實習，學生們根據興趣進入相關企業，結合專業特點，學生們有選擇的進行實習、實訓，了解生物工程行業的進展和前景；另外借助校級“生物質煉制科技創新平臺”，學生們能掌握廢水BOD和COD的檢測原理與方法，初步利用農林廢棄物進行生物質煉制提取木質素等實驗技能。
3生物工程綜合實驗課程的實施
3.1開設開放式實驗
改大班集中實驗為小組分散循環實驗教學，由于發酵罐、啤酒發酵系統、氣質聯用儀、液相色譜儀、原子吸收光譜儀等實驗設備臺套數少以及組培室等實驗場地的限制，又由于實驗內容的需要，在操作上要求連續，在實際教學時就必須改變原來大班上課狀況，只有將學生分散，以小組的形式進行訓練，采取學生循環而實驗項目固定的循環實驗教學方式，才能最大限度地提高實驗設備和實驗場所的利用率。同時，建立生物工程專業綜合實驗操作訓練的音視頻、試題庫等，完善實驗用多媒體教室以及仿真實驗室的建設。
3.2開設自主設計性實驗
高等教育的目標是培養素質高、能力強的創新人才，如何實現“能力為重”的戰略主題對高校創新人才培養提出新的要求。提高本科生的動手能力和創新意識一直是實驗教學改革的主題。在自主設計性實驗中，老師給出實驗項目名稱，學生們查閱資料，設計實驗方案，然后與指導老師討論實驗方案的可行性，對無法實施的方案，老師給予適當的指導后重新設計，對可行方案進行討論修改。在實驗方案設計可行的情況下，學生們進行實驗操作，觀察現象，記錄實驗數據和實驗結果，并對結果給予分析，撰寫實驗報告，準備ppt進行實驗匯報。經過近3a的自主設計性實驗的開設，學生們獨立動手能力和創新思維能力得到了培養和提高，也大大激發了同學們自主學習的興趣。
3.3開設研究性實驗
充分發揮我院教師科研能力強的優勢，將教師的科研成果引入教學，將科研課題轉化為實驗教學內容，把科研成果轉化為實驗項目，將科研設備開放于實驗教學。既能讓學生參與到教師的科研中去，培養學生科研的興趣，又能在教師的帶動下培養科研的思維。
3.4走進工廠，實地參觀學習
投身科研 攜手團隊
蔡國平，清華大學深圳研究生院教授、生物學和海洋生物學博士生導師。1969年畢業于北京大學生物化學專業，1981年畢業于中國協和醫科大學研究生院生化專業，獲醫學碩士學位并在中國醫學科學院衛生研究所任助理研究員。1985年6月起，在清華大學生物科學與技術系任講師、副教授、教授。2003年派往清華大學深圳研究生院任職至今。曾任生命學部主任、深圳市健康科學與技術國家重點實驗室主任、深圳市超級水稻研究重點實驗室常務副主任、深圳國家生物產業基地深圳研究生院海洋生物技術中心主任、深圳市中藥及天然藥物研究中心-清華大學生物技術與創新藥物聯合實驗室副主任、清華大學深圳研究生院-深圳市北科生物技術有限公司干細胞研究聯合實驗室常任理事。
清華大學深圳研究生院生命學部努力引進國內外優秀人才，加強與院外科技力量的合作，發揮官產學研結合的優勢，聘任姚新生、袁隆平、孔祥復、辛世文等院士為雙聘教授和博士生導師；與香港中文大學、香港城市大學及美國若干大學聯合培養研究生，發揮雙方的優勢，在健康科學與技術領域，辛勤耕耘，努力創新，積極推動科學研究與應用相結合，建立若干聯合實驗室和技術中心。團隊技術、人才實力，中國生命健康研究領域可以說是前所未有。
廣泛研究 成果豐碩
蔡國平主要涉及醫學細胞分子生物學及健康科學與技術等領域，主要從事了：①代謝性疾病的細胞分子學研究，研究糖尿病、高血脂癥和血管硬化及血栓等的細胞分子生物學，研究促進血管內皮細胞增殖、促溶血栓系統活化的相關多肽因子；②自身抗體與抗磷脂綜合癥等自身免疫疾病的發病機理研究；③若干纖維化疾病相關因子及細胞外基質的研究；④骨髓基質干細胞和前脂肪細胞的分化與基因調控及其與相關疾病的研究；⑤針對上述疾病的創新藥物（化學藥物、生物技術藥物）和納米醫學技術以及保健品的研究開發，⑥海洋生物學與海洋生物技術的研究與開發；⑦細胞生物學和細胞生物物理學的基礎研究等。
