適應(yīng)工程教育的藥物化學(xué)課程建設(shè)實(shí)踐

適應(yīng)工程教育的藥物化學(xué)課程建設(shè)實(shí)踐[摘要]闡述了工科院校藥物化學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容改革、課群建設(shè)、教學(xué)方法優(yōu)化、多媒體應(yīng)用模式改革以及實(shí)踐教學(xué)方面的思考和做法。

[關(guān)鍵詞]工程教育藥物化學(xué)課程建設(shè)

藥物化學(xué)課程是面向制藥工程、藥物制劑和藥學(xué)等本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，在學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)中占有重要位置。但是，隨著各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的不同，該課程的授課重點(diǎn)和方法差別較大。

目前，藥物化學(xué)及其相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程在藥科大學(xué)或綜合性大學(xué)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)工作已經(jīng)日臻完善，2004-2006年間，中國(guó)藥科大學(xué)、沈陽(yáng)藥科大學(xué)、北京大學(xué)等三所高校的藥物化學(xué)課程已被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品課程。但是，對(duì)于在全國(guó)創(chuàng)辦僅僅10余年的制藥工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，如何結(jié)合該專(zhuān)業(yè)工程教育的特點(diǎn)，建好適應(yīng)化學(xué)、工程知識(shí)背景學(xué)生的藥物化學(xué)課程在各高校都還處于探索階段。我校制藥工程專(zhuān)業(yè)藥物化學(xué)課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年探索和實(shí)踐，在教學(xué)內(nèi)容改革、課群建設(shè)、教學(xué)方法優(yōu)化、多媒體應(yīng)用模式改革以及實(shí)踐教學(xué)方面作出了積極的探索，取得了一些共識(shí)。

一、因材施教，改革教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)制藥工程專(zhuān)業(yè)的工科背景對(duì)藥物化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理調(diào)整和規(guī)劃，重點(diǎn)解決了制藥工程專(zhuān)業(yè)課程多、課時(shí)少及學(xué)生知識(shí)斷層與課程之間內(nèi)容交叉重疊等問(wèn)題。

1．突出化學(xué)模式的授課體系

由于制藥工程專(zhuān)業(yè)前期課程以化學(xué)類(lèi)和工程類(lèi)為主，學(xué)生普遍缺乏作為藥物作用基礎(chǔ)知識(shí)的病理學(xué)、藥物作用部位的解剖生理學(xué)及藥物作用機(jī)理的生化、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)等知識(shí)背景[1]。因此，藥物化學(xué)課程在教學(xué)時(shí)，針對(duì)化學(xué)制藥全合成、半合成的特點(diǎn)，重點(diǎn)討論藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、構(gòu)效關(guān)系、典型藥物化學(xué)合成以及與藥物穩(wěn)定性和藥效有關(guān)的化學(xué)性質(zhì)，簡(jiǎn)化作用機(jī)制、代謝途徑等與藥理學(xué)重復(fù)的內(nèi)容。

2．重視學(xué)科前沿理論和技術(shù)的介紹

隨著化學(xué)和生命科學(xué)的不斷交叉融合以及生技術(shù)藥物的不斷涌現(xiàn)，藥物化學(xué)的發(fā)展日新月異，內(nèi)容也更加豐富。因此，在完成教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)上，及時(shí)添加既能反映藥物化學(xué)前沿領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新發(fā)現(xiàn)。對(duì)抗生素、維生素、激素類(lèi)藥物的合成，嘗試從化學(xué)合成和生物合成兩個(gè)角度進(jìn)行全面闡述，以此進(jìn)一步拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)當(dāng)代學(xué)科交叉的新形勢(shì)。

3．開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的探索

為了培養(yǎng)學(xué)生具備熟練查找和閱讀重要化學(xué)英文文獻(xiàn)的能力，嘗試部分章節(jié)采用雙語(yǔ)教學(xué)，平衡好學(xué)生既要學(xué)習(xí)藥物化學(xué)知識(shí)又要提高專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平的兩個(gè)需求點(diǎn)。制定了有效的雙語(yǔ)教學(xué)課程設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備雙語(yǔ)授課資料，包括專(zhuān)業(yè)詞匯表、英文課件和講稿、英文思考題等；對(duì)于非雙語(yǔ)授課的章節(jié)，在課件中為基本藥物化學(xué)術(shù)語(yǔ)增加了英文解釋?zhuān)诒ＷC教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，使學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)基本詞匯。

二、循序漸進(jìn)，重視課程群建設(shè)

藥物化學(xué)與有機(jī)化學(xué)、藥物合成反應(yīng)、藥理學(xué)、制藥工藝學(xué)等基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課聯(lián)系密切，在該課程建設(shè)進(jìn)程中，我們非常重視對(duì)課程群的整體建設(shè)，促進(jìn)了專(zhuān)業(yè)整體協(xié)調(diào)發(fā)展。

1．加強(qiáng)與基礎(chǔ)課有機(jī)化學(xué)的聯(lián)系

在所有基礎(chǔ)化學(xué)課程中，有機(jī)化學(xué)與藥物化學(xué)的關(guān)系最為密切。但是，由于工科有機(jī)化學(xué)的課時(shí)有限，關(guān)于雜環(huán)化合物的內(nèi)容并不是講授的重點(diǎn)。然而藥物化學(xué)課程中大量藥物均系雜環(huán)結(jié)構(gòu)，其命名、性質(zhì)和涉及的化學(xué)反應(yīng)是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是學(xué)生普遍感到最難以理解和掌握的內(nèi)容。因此加強(qiáng)與有機(jī)化學(xué)授課教師的聯(lián)系，對(duì)于典型藥物合成中將用到的反應(yīng)類(lèi)型重點(diǎn)講解，加強(qiáng)練習(xí)，有助于消除學(xué)生在藥物化學(xué)學(xué)習(xí)初看到復(fù)雜的藥物結(jié)構(gòu)式和合成路線產(chǎn)生的畏難情緒，提高學(xué)習(xí)興趣。

2．實(shí)現(xiàn)與專(zhuān)業(yè)課制藥工藝學(xué)的共同建設(shè)

制藥工程專(zhuān)業(yè)是以培養(yǎng)從事藥品制造工程技術(shù)人才為目標(biāo)的工科專(zhuān)業(yè)，而藥物化學(xué)是該專(zhuān)業(yè)核心課程——制藥工藝學(xué)的重要基礎(chǔ)。我校制藥工程專(zhuān)業(yè)嘗試將藥物化學(xué)與制藥工藝學(xué)同步開(kāi)設(shè)，通過(guò)加強(qiáng)任課教師之間的溝通，使學(xué)生在學(xué)習(xí)藥物化學(xué)的同時(shí)，從制藥工藝角度系統(tǒng)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行藥物的化學(xué)合成、工藝路線的優(yōu)化改進(jìn)、中試放大和三廢處理等內(nèi)容，充分體現(xiàn)藥物化學(xué)課程在制藥工程專(zhuān)業(yè)的延伸與應(yīng)用，幫助學(xué)生更好的理解、掌握和運(yùn)用。

3．豐富與課程相關(guān)的選修課資源

我校制藥工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了與藥物化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)的新藥研究與開(kāi)發(fā)等專(zhuān)業(yè)特色選修課程，供那些對(duì)藥物化學(xué)興趣濃厚、希望進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)或有繼續(xù)深造愿望的學(xué)生選修，使學(xué)生感受信息技術(shù)對(duì)藥物化學(xué)發(fā)展的廣泛影響。

三、啟發(fā)引導(dǎo)，優(yōu)化教學(xué)方法

對(duì)于制藥工程專(zhuān)業(yè)，藥物化學(xué)課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握各種類(lèi)型的藥物，重點(diǎn)包括藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、構(gòu)效關(guān)系、典型藥物化學(xué)合成以及與藥物穩(wěn)定性和藥效有關(guān)的化學(xué)性質(zhì)等。上述內(nèi)容中藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)是根本，也是對(duì)學(xué)習(xí)起決定作用的因素。因?yàn)樗幬锏幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)決定藥物的理化性質(zhì)、合成方法、穩(wěn)定性和代謝形式。抓住結(jié)構(gòu)，也就抓住了藥物化學(xué)學(xué)習(xí)的核心。而大部分學(xué)生恰恰是由于感到化學(xué)結(jié)構(gòu)式難學(xué)難記，不易掌握，失去了對(duì)學(xué)習(xí)的信心和興趣。

借鑒同類(lèi)院校成功經(jīng)驗(yàn)[2]，我們?cè)诮虒W(xué)中始終堅(jiān)持以藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)為主線，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)，以點(diǎn)帶線，以線帶面，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如，在學(xué)習(xí)喹諾酮類(lèi)抗菌藥時(shí)，以重點(diǎn)藥物諾氟沙星為切入點(diǎn)，指出其苯并4-吡啶酮-3-羧酸的結(jié)構(gòu)骨架，具有羧基、哌嗪基、氟原子、酮基等特征基團(tuán)。首先，對(duì)化合物進(jìn)行化學(xué)命名，進(jìn)而推測(cè)、聯(lián)系諾氟沙星的主要性質(zhì)，如具有兩性，有氟離子專(zhuān)屬性反應(yīng)，易和鈣、鎂、鐵等金屬離子形成螯合物使活性降低。其次，結(jié)合該類(lèi)藥物研究發(fā)展歷史，對(duì)不同位置結(jié)構(gòu)改造后的構(gòu)性、構(gòu)效特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)照比較，從研究方法學(xué)及研究中的問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合大量的鮮活事例對(duì)構(gòu)效關(guān)系總結(jié)歸納；而后，對(duì)其合成路線和策略進(jìn)行剖析；進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際臨床用藥中諾氟沙星不能與牛奶同服，老人、兒童也不宜多用等注意事項(xiàng)，指出藥物體內(nèi)的化學(xué)變化和影響因素以及如何在藥物設(shè)計(jì)時(shí)避免藥物代謝等。這種啟發(fā)、引導(dǎo)式的教學(xué)方法改變了學(xué)生死記硬背、不求甚解的學(xué)習(xí)狀況，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握共性規(guī)律，達(dá)到舉一反三、觸類(lèi)旁通的效果[3]。

四、揚(yáng)長(zhǎng)避短，創(chuàng)新現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用形式

由于藥物結(jié)構(gòu)和構(gòu)效關(guān)系的復(fù)雜性，在藥物化學(xué)教學(xué)中借助計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以大大節(jié)省教師板書(shū)的時(shí)間，不僅能增加課堂信息量，而且可以使抽象的內(nèi)容形象化，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。但是，如果教師過(guò)分依賴(lài)多媒體教學(xué)，便會(huì)喪失教師本身在教學(xué)中的主導(dǎo)者地位，使教學(xué)過(guò)程有如“看電影”，學(xué)生被動(dòng)等待電腦演示懶于思考，極大地影響了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)和提高。為此，我們根據(jù)藥物化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，對(duì)該課程的多媒體教學(xué)模式進(jìn)行了初步探索。

1.開(kāi)展教學(xué)動(dòng)畫(huà)開(kāi)發(fā)和交流競(jìng)賽

運(yùn)用chem3d軟件繪制出的彩色三維立體分子結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合特寫(xiě)、放大等手段展示，能使學(xué)生對(duì)藥物的結(jié)構(gòu)有直觀形象的了解，利用flash動(dòng)畫(huà)制作藥物與受體的結(jié)合原理、藥物的化學(xué)反應(yīng)歷程等，可以幫助學(xué)生更好理解這些只用語(yǔ)言描述有困難的微觀過(guò)程。為此，我們鼓勵(lì)和扶持有興趣的學(xué)生利用photoshop和fireworks軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)動(dòng)畫(huà)，并開(kāi)展交流和競(jìng)賽，提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

2.借助網(wǎng)絡(luò)課堂實(shí)現(xiàn)教學(xué)的拓展和延伸

利用信息技術(shù)，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)大綱、多媒體課件、電子講稿、教學(xué)錄像等內(nèi)容的上網(wǎng)，供學(xué)生自由下載學(xué)習(xí)。建立網(wǎng)絡(luò)試題庫(kù)、教師在線答疑系統(tǒng)和學(xué)生測(cè)評(píng)系統(tǒng)，及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。不斷完善拓展性學(xué)習(xí)資料的建設(shè)，將與本學(xué)科相關(guān)的知識(shí)及研究前沿整理上網(wǎng)，使學(xué)生利用課余時(shí)間了解課本以外的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，開(kāi)闊學(xué)生視野。

五、理論與實(shí)踐并重，強(qiáng)化實(shí)踐能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)

1.深化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革

藥物化學(xué)課程的建設(shè)與發(fā)展需要不斷提升與之相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)水平。根據(jù)培養(yǎng)方案設(shè)置，學(xué)生在完成藥物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)后，需先后進(jìn)行共為期三周的藥物合成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及了藥物化學(xué)課程中多個(gè)典型藥物的合成，如阿司匹林、貝諾酯、撲炎痛、氯霉素、磺胺醋酰鈉等。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)方法的確立和整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，包括搭建實(shí)驗(yàn)裝置、調(diào)試實(shí)驗(yàn)儀器、測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，實(shí)驗(yàn)教師只在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候予以啟發(fā)指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)給予了學(xué)生充分的獨(dú)立思考空間，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)親自去體驗(yàn)、感受、摸索、發(fā)現(xiàn)，有利于實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和提高。

2.開(kāi)展課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)

結(jié)合本教學(xué)團(tuán)隊(duì)所承擔(dān)的科研課題，采取開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理的方式，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研活動(dòng)，通過(guò)親身體驗(yàn)藥物化學(xué)研究的過(guò)程，加深對(duì)新藥研究的理解，提高學(xué)習(xí)藥物化學(xué)的興趣。目前，制藥工程專(zhuān)業(yè)已有50%以上的學(xué)生依托大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃等項(xiàng)目，在專(zhuān)業(yè)教師的指導(dǎo)下開(kāi)展藥物研究工作，不僅加深了對(duì)藥物化學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，而且學(xué)會(huì)了從事科學(xué)研究的基本方法，真正做到了學(xué)以致用。

3.重視校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)

加強(qiáng)與上海醫(yī)藥行業(yè)協(xié)會(huì)和上海醫(yī)藥（集團(tuán)）有限公司的聯(lián)系，在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，為學(xué)生提供了解生產(chǎn)實(shí)際的機(jī)會(huì)。專(zhuān)業(yè)目前已與上海信誼制藥總廠、上海雷允上制藥有限公司，上海新亞制藥廠等企業(yè)建立了穩(wěn)定的校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，藥物化學(xué)課程授課教師親自帶隊(duì)，組織學(xué)生深入企業(yè)參觀，并聽(tīng)取生產(chǎn)一線工程技術(shù)人才的講座，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高了課程教學(xué)效果。

六、結(jié)語(yǔ)

作為醫(yī)藥行業(yè)的“龍頭”學(xué)科[4]，藥物化學(xué)課程地位舉足輕重。而適應(yīng)工程教育需要的藥物化學(xué)課程的建設(shè)，對(duì)于應(yīng)用型制藥工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)更是起著關(guān)鍵的作用。經(jīng)過(guò)多年不懈努力，我校藥物化學(xué)課程已被評(píng)為校級(jí)精品課程和上海市重點(diǎn)建設(shè)課程，課程建設(shè)成果和思路得到了教育部制藥工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)專(zhuān)家的肯定。目前，課程團(tuán)隊(duì)正在大力推進(jìn)適用制藥工程本科專(zhuān)業(yè)的藥物化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)，希望能夠?qū)ν?lèi)院校該課程建設(shè)產(chǎn)生一定示范作用。

參考文獻(xiàn)：

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