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中國古代的神農嘗百草(《淮南子•修務訓》)使人們認識到某些植物的湯液對疾病有治療作用。這便是人類醫學科學的開端——中藥的重要起源。從中國的商代以后湯液成為中藥的主要劑型。然而,草藥雖然能夠治病,但并不能延長人的壽命。而封建王朝的最高統治者——皇希望長生不老,永遠處于統治地位。因此,自戰國以來,在中國歷代皇帝的支持下,便產生了一個長期繁榮不衰的職業——煉丹。起源于道家學派的煉丹家相信,只有自身不腐敗的藥物才能使人長生不老,青春永駐。當時,人們所用的草藥當然做不到這一點,惟有金石能充當這一角色。
我國晉代著名的道教學者、煉丹家和醫藥學家葛洪(公元284~354年)所著的《抱撲子•內篇》金丹卷中就明確記載:草木之藥“煮之則爛,埋之則腐”,而“丹砂燒之成水銀,積變又還成丹砂”。這就是說,用中草藥煉丹是不行的,因為它們容易腐爛。而朱砂加熱后可變成水銀和硫磺,反過來水銀與硫磺在冷卻的條件之下又可轉變為朱砂。因此,服用朱砂煉制的丹藥,人的生命就像朱砂與水銀能互變那樣,往返循環,生生不息。并把丹砂(HgS)稱為長生不老藥的極品。這是丹砂與水銀、硫磺進行可逆化學反應的最早的明確記錄。這一反應也是我們日常生活中的化學。例如:當水銀溫度計打碎了之后,灑落在地面的水銀容易蒸發,而以蒸汽的形式被人所呼吸,從而引起汞中毒。在這種情況下,我們通常的做法是在水銀上面撒一些硫磺,使之變為HgS,而HgS在常溫下是沒有揮發性的。有“藥王”之稱的唐代著名醫學家孫思邈(公元581~682年)也是一位非常著名的煉丹大師。他在煉丹過程中發現了黑火藥,在其著作《伏硫磺法》中記載了黑火藥的配方:兩份硝石+三份碳+一分硫。這三種物質一旦發生化學反應,就在短時間內產生大量的氣體,從而產生爆炸。這就是我國古代的四大發明之一。這一技術直到公元8世紀才傳到阿拉伯。阿拉伯人把硝石稱為“中國雪”,而波斯人(今伊朗人)則稱其為“中國鹽”。雖然煉丹家們尋找長生不老藥的夢想最終破滅,但卻在煉丹的過程中創造了很多有趣的新方法和新物質,例如淮南王劉安在組織其門客煉丹過程中偶然發現了豆腐,而被稱為豆腐的鼻祖,也把自己造就成了化學家。正因為如此,英國自然科技史專家李約瑟(1994年當選為中國科學院外籍院士),根據中國古代在煉丹術等方面的成就,在其著作《中國科學技術史》中提出了“醫藥化學源于中國”的論斷,認為“整個化學的最重要的根源之一,是地地道道從中國傳出去的”。到了16世紀初,藥物化學家的奠基者、瑞士科學家巴拉塞爾士首先把礦物質作為藥物使用,提出化學的目的是制造藥劑。他認為有病就是缺鹽、水銀和硫磺這三種要素之一(分別比作為肉體、靈魂、精神)。為了治病就要服用所缺的要素。而為了獲得能夠治療疾病的藥物,必然要進行化學實驗,因此,在這些實驗過程中,人們便發現了硝酸、鹽酸、硫酸、氨和礬等化合物,也產生了元素、化合物、化學試劑等概念,從而推動了化學的發展。
2化學的發展對醫學所做的貢獻
巴拉塞爾士作為醫學的改革者,極力反對伽侖及阿維森納的學說,并引導人們注意到化學對醫學及藥學的莫大用處。他的這種主張隨著科學的不斷發展而逐漸被證實。隨著唯物主義哲學和化學的發展,人們堅信能夠治病的這些植物中肯定存在著內在的物質基礎。結果在19世紀初,化學家們從藥用植物中尋找到了具有藥用價值的小分子有機化合物。例如:1763年,愛德華•斯通(EdwardStone)在倫敦皇家學會宣讀了題為“關于柳樹皮治愈寒顫病成功的報告”。1828年,法國藥劑師亨利•勒魯克斯(HenriLeroux)與意大利化學家拉斐爾•皮里亞(RaffaelePiria)利用化學手段從柳樹皮中提純出了其有效成分水楊酸,化學名是鄰羥基苯甲酸。1860年,德國拜爾公司化學家赫爾曼•科爾貝(HermanKolbe)成功實現了水楊酸的人工合成。但是水楊酸對口腔、食道和胃壁的黏膜有嚴重的刺激作用,從而使其在醫學應用中受到了嚴重限制。為了解決這一問題,化學家們首先想到的是將其改為酸性較小的鈉鹽(水楊酸鈉),這雖然減小了其刺激性,但卻具有令人不愉快的甜味,導致大多數患者不愿意服用。到了1893年,德國Bayer公司的化學家費利克斯•霍夫曼(FelixHoffmann)對水楊酸進行了改造,制成了乙酰水楊酸。水楊酸與乙酰水楊酸具有相同的醫學性質,但后者卻沒有令人不愉快的味道和對黏膜的高度刺激性,這就是“萬靈藥”阿司匹林。這個例子說明人們已經可以用化學的方法去改變天然產物的結構,使之成為更為理想的藥物。1928年,英國細菌學教授弗萊明發現了人類第一個抗生素藥物青霉素。雖然弗萊明發現了青霉素,但是青霉素培養液中所含青霉素的量太少,加上他化學底子比較薄弱,一直沒法找到富集濃縮青霉素的技術,很難從中提取足夠的數量供臨床研究使用。因此,弗萊明只好暫時停止了對青霉素的培養和研究工作。
直到1935年,澳洲藥理學家弗洛里和僑居英國的德國生物化學家錢恩合作解決了青霉素的富集、濃縮這個技術問題,才使得青霉素真正成為服務于人類的良藥。青霉素的大量生產挽救了千百萬患有肺炎、梅毒、猩紅熱等疾病的患者的生命。青霉素的發現被公認為是第二次世界大戰中與原子彈和雷達相并列的第三個重大發明。正是因為弗萊明、弗洛里和錢恩對改善人類健康和延長人類壽命所做出的突出貢獻,他們三人共同分享了1945年的諾貝爾生理學和醫學獎。同樣,我國的科學家們在推動醫藥學的發展和改善人類的健康方面也做出了重要的貢獻。2011年,我國藥理學家屠呦呦教授獲得了僅次于諾貝爾獎的世界級大獎——美國拉斯克-狄貝基臨床醫學研究獎(LaskerDeBakeyClinicalMedicalResearchAward),以表彰她在青蒿素(Artemisinin)的發現及將其應用于治療瘧疾方面所做出的杰出貢獻。這一醫學發展史上的重大發現,每年在全世界,挽救了數以百萬計瘧疾患者的生命。這是迄今為止中國生物醫學界獲得的世界級最高獎項。青蒿作為藥物使用,首次記載于《五十二病方》(公元前168年左右)中,這本書出土于馬王堆三號漢墓。書中詳細描述了如何用青蒿來舒緩痔瘡。在公元340年間東晉醫藥學家葛洪在其著作《肘后備急方》中,明確記載了青蒿能夠治療瘧疾:“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之。”屠教授正是根據這一段文字記載受的啟發,改變了傳統的提取方法,在經過190多次的失敗之后,于1972年11月8日從青蒿中獲得了其有效成分——青蒿素的單體。1973年,作為其結構研究的一部分,屠呦呦對青蒿素的結構進行修飾,得到了雙氫青蒿素,其藥效比青蒿素高10倍。雙氫青蒿素的合成奠定了合成其他衍生藥物的基礎。1984年初,上海有機所周維善院士課題組實現了對青蒿素的人工全合成。另外一個極為重要的例子就是哈爾濱醫科大學第一附屬醫院中醫科張亭棟教授發現As2O3可以治療M3型白血病的原創性研究。他從民間中醫中得到一個秘方:砒霜、輕粉(HgCl)和蟾蜍可用于治療淋巴結核和癌癥。而張亭棟將這個配方主要用于治療白血病的研究,并分別檢測這三種藥物在治療中的作用。通過研究,他發現其有效成分為As2O3,并于1973年在《黑龍江醫藥》上發表了As2O3用于治療白血病的開創性論文[4]。1979年,他們在《黑龍江醫藥》上再次,明確指出As2O3對M3型白血病效果最好,從而清晰地奠定了人類今天的認識:As2O3可以治療白血病,特別是M3型白血病[5]。1998年美國康奈爾醫學院的Soignet教授將張亭棟的研究結果用于臨床治療并將其治療結果和可能的作用機制發表于世界最權威之一的醫學雜志《新英格蘭醫學雜志》,從而導致了國際醫學界廣泛接受As2O3對M3型白血病的治療作用。而且相關藥品已經通過美國FDA批準正式上市。
此外,醫藥史上具有里程碑意義的藥物還有很多。例如1908年德國科學家埃爾利希課題組從合成的上千種含砷化合物中篩選出能夠用于治療梅毒的化學藥物——砷凡納明,從而開啟了化學合成藥物治療的時代;1911年,波蘭化學家CasmirFank在谷物中發現了維生素B1,并且發現缺乏維生素B1會患腳氣病,隨后新的維生素被不斷地分離純化并進行了結構的鑒定,使人們認識到維生素缺乏與疾病的關系;1932年德國生物化學家多馬克發現的第一個磺胺類抗菌藥——百浪多息;1963年美國化學家瓦尼(M.C.Wani)和沃爾(MonreE.Wall)從紅豆杉中分離到了抗癌活性成分——紫杉醇(taxol)等等,這些重要藥物的發現無不與化學的分離和確定結構的技術有關,見證了化學對醫學的深遠影響和重大作用。化學手段已經成為醫學研究的一個非常重要的技術支撐。如可以用先進的化學手段來測定基因的結構、基因的序列,還可以利用化學手段去改變基因的結構,在基因上連接一個小分子或通過基因的對接來改良基因、甚至創造出新的基因。例如我們現在所見的一些轉基因的食品——大豆和玉米等都是通過基因的改變來實現的。這些成就將為人類抵抗遺傳性疾病及惡性腫瘤等現階段無法治療的疾病提供一種可能的方法。生命過程是無數化學變化的綜合體現。盡管關于生命起源的學說很多,但是得到現在科學實驗強有力支持的就只有“化學進化學說”,即生命是化學反應的產物。1952年,美國科學家StanleyMiller在實驗室中模擬原始地球的大氣成分和電閃雷鳴的自然環境,將甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣等置于密閉的容器中,進行持續一周的活化放電,得到了氨基酸——這一組成生命不可缺少的蛋白質原料。而且在1965年9月17日,以鈕經義為首的我國科學家用無生命的簡單有機化合物合成了具有生命活性的結晶牛胰島素,這一成果為人類做出了劃時代的貢獻。這些研究結果為生命起源的化學進化學說提供了有力的實驗支持。美國著名的有機化學家,哈佛大學E.J.Corry教授(1990年諾貝爾獎獲得者)曾經預言:“21世紀,化學將涵蓋醫學與化學之間的任一事情。”這一預言很快就被美國斯坦福大學醫學院醫學教授科恩伯格所證實,科恩伯格于2001年首次在分子水平上展示了真核的轉錄過程,并因此榮獲了2006年諾貝爾化學獎。這里我們應該要特別注意的是,科恩伯格是位醫學教授,但他卻榮獲了化學獎。
3化學對醫學貢獻的未來展望
分析化學是一門實踐性非常強的專業,因此實驗教學在其中占據著重要意義。教學的開展離不開實驗教學,學生在實驗教學中可以學到更多實踐知識,動手能力與實際操作能力也會隨之獲得提升。而隨著科學技術的發展,大量的新型儀器以及檢驗技術相繼出現,醫學檢驗專業對學生動手能力的要求也會越來越高,學生只有同時兼具高實驗操作技能、較高的理論水平、獨立設計醫學實驗的能力以及較強的分析問題能力才能成為時代所需要的醫學檢驗人才。由此,在醫學檢驗專業的日常教學活動中,教師需要重視實驗教學、利用實驗教學來提升整體教學質量,讓醫學檢驗專業的學生在掌握牢固理論知識的同時可以同時獲得實踐機會,提升實踐操作能力。此外,需要注意的是,在教學過程中,教師還需要糾正學生只重視醫學部分內容而忽視化學部分內容的不正確思想,全面鞏固基礎知識,以免由于知識的漏洞而影響到實驗教學的效果。
二、強化醫學檢驗專業分析化學教學效果的措施
1.在教學內容方面,抓住重點,積極進行總結和歸納。
醫學檢驗的學生在學習分析化學之前就已經學習過相關的醫用基礎化學課程,教師只需要將教學內容梳理一次學生就會明確自己薄弱以及所需要掌握的地方。然后教師可以針對性地對重點內容進行講解,節省教學時間。分析化學所涉及的內容包括數學統計以及化學等,都屬于比較復雜的內容,并且會出現比較多的公式。因此,教師在教學過程中需要善于歸納,將相似內容總結在一起,讓學生可以更快記住重點內容。比如在計算弱酸性體系的分布系數時,涉及到的公式比較復雜,教師可以通過其中發掘規律的方式為學生找出便于記憶的方法:公式中的分母是按照氫離子濃度降冪的順序排列的,分子則取決于型體中所含氫的個數。抓住這樣的規律之后學生就可以更快并且更深刻地記住計算公式。
2.在教學模式方面,多種教學模式相結合,豐富課堂。
在教學模式方面,教師可以在確保教學質量的基礎上加強與學生之間的互動。以講授為主,同時結合談論、提問、小論文以及習題課等輔助手段讓學生的思考成為教學中心,激發學生的創造性思維,讓學生感受到學習的樂趣并逐漸取得進步。首先,教師可以從溶液的移取、天平稱量的操作方法等入手進行講授教學,在與實驗課結合的基礎上培養學生對檢測結果精度的重視。其次,在一部分知識結束之后教師可以利用提問教學的方式來強化學生對知識點的記憶,并讓學生在搶答過程中獲得成就感,激發出他們對分析化學的學習熱情。再次,教師可以根據學生的知識掌握情況確定一個課題,讓學生圍繞該課題展開談論并相互交流。學生在交流過程中不僅可以看到自己與同學之間的差距更可以明確認識到自己的不足,然后有針對性地進行強化訓練。討論教學的開展同時也可以提高學生在教學過程中的參與度,讓學生成為教學主體,在活動過程中發揮主觀能動性,更加積極、主動地學習。
3.在教學手段方面,將傳統教學手段與多媒體技術相結合。
多媒體教學的直觀性非常強,因此教師可以利用文字、動畫、圖表以及聲音等刺激學生的感官,讓學生在多媒體教學手段的幫助下加深對知識的理解,加快教學進度。但需要注意的是,多媒體教學雖然具有諸多優越性,可以有效提升教學質量,但有些知識如果單純使用多媒體教學學生反而會因為速度太快而無法更好地理解并掌握相關知識。比如重要的公式,由于公式無法利用多媒體教學手段的直觀性來強化大腦對它的記憶,因此如果教師只是利用多媒體教學讓學生過一遍公式的推導過程學生將很難領悟其中的思路。而板書教學手段則可以彌補這一缺陷,教師在推導公式時如果采用半數教學的形式,雖然速度會比較慢,但是在教師一步步板書的過程中學生可以跟隨推倒過程進行思維活動,而這種板書過程也為學生的思維活動提供了足夠的思維時間,既可以加強學生對公式的理解同時也可以讓課堂教學手段更加豐富多樣。
4.在教學方法方面,改革考核方式。
考試是每個學生都需要經歷的過程,其主要是為了測試學生對知識的掌握程度、了解學生的情況。教師可以重視學生的考試成績,但是更應該表現出對學生能力進步情況的關注。但是很多學校對于考試結果側重點從了解學生學習情況轉移到了對考試成績的在意,不僅讓學生背負較大的學習壓力,同時也無法根據學生的實際情況改善教學情況,讓學生獲得進一步的提高。針對這種情況,改革考核形式非常關鍵。第一,教師可以利用平時的小測驗來了解學生的學習情況,并將這種小測驗趣味化。比如可以通過舉辦知識問答的方式進行考核,這樣學生就可以在輕松的游戲氛圍下接受考核,教師也可以達到自己的目的,而學生也不用背負太大的壓力。第二,引入案例教學。對于醫學檢驗專業的學生而言,分析問題的能力是非常重要的一種能力,直接關系到這門專業課學習的優劣。因此,教師在分析化學教學過程中可以有意識地鍛煉學生分析問題的能力。比如通過引入案例分析的方式對學生進行考核,這種考核方式不僅可以更加全面地了解學生的知識掌握情況,更可以讓學生自己分析問題、尋找解答,教師也可以通過案例教學發掘出學生更大的潛力。比如社會上引發大眾關注的三聚氰胺事件等就可以作為教師的案例引入到教學過程中,讓學生提出分析其中有害化學成分的方案,學生也會真正理解分析化學這門課程的意義。
三、結束語
教師職業道德修養不僅影響醫學教師的發展,也影響學生的學習和發展。高校醫學教師肩負著培養高級人才的重任,教學效果固然重要,但醫學教師的職業態度、思想道德和個人修養都會對學生的知識體系構建、世界觀的形成產生重大影響。除了積極參加單位組織的學習外,醫學教師更要自覺地了解名人傳記和模范事跡,自我鼓勵。在教育和教學實踐中,在處理師生之間、教師之間、教師與其他成員之間的關系中,才能辨明是非,才能辨別善惡,才能對照、發現和糾正自己的缺點和不足,從而培養自己良好的思想道德水平。目前,我校新聘教師要先后通過教研室、學院及大學不同層面嚴格的考核,最終選擇師德高尚、知識淵博的人才到教師崗位,革除忽視師德、只重學歷的弊端。建議:第一,師德的表現應與工資、崗位和職稱掛鉤。第二,建立監督制度,結合行政與社會監督力量,明察暗訪,并設立“師德信箱”,通過各種手段鼓勵教師嚴于律己,以達到較高的思想境界。
2始終重視提高教學能力
教師的首要任務是教學,教學能力的提高是對教師的基本要求。近年來,隨著大學招生規模的擴大和師資的新老更替,大批年輕教師被引進。由于缺乏教學經驗,知識儲備不足,難以厚積薄發,使得教學捉襟見肘,學生感到索然無味,存在青年教師的教學能力不足的現象。例如,本人所在教研室共17名在崗人員,其中35歲以下教師高達70%,因此,對于青年教師教學能力的培養應格外重視。看法如下:第一,現有培訓結束后每個人都會頒發一個證書,無關乎你培訓表現、出勤等,純屬“走過場”。因此,建議加強培訓制度法律化,通過立法的形式,把參加在職培訓作為醫學教師終身在職教育。第二,由年資高、經驗豐富的教師對青年教師進行“一對一”帶教,要從最基本的做起,如,針對實驗課的“基本操作及標準曲線法測定未知硫酸銅濃度”,不僅要指導青年教師的教學過程,還要“手把手”完成整個實驗。課后,青年教師要積極進行教育教學反思,如,寫反思日記、觀摩教學、討論教學等,再與帶教老師溝通,以便提高自己的教學能力。第三,青年醫學教師要努力提高專業水平,做好專業知識積累,保持與專業前沿同步。
3努力提高教師科研能力