浅谈药物化学教学改革与创新*

2016-02-21袁懿欧阳勤刘天渝第三军医大学药学院重庆400038

现代医药卫生 2016年10期

袁懿，欧阳勤，刘天渝（第三军医大学药学院，重庆400038）

浅谈药物化学教学改革与创新*

袁懿，欧阳勤，刘天渝△
（第三军医大学药学院，重庆400038）

【提要】药物化学作为药学专业的基础课程之一，在学科建设中起着至关重要的作用。目前我国正处于从药物生产大国向创新药物研发强国的关键转型期，在这一转型过程中需要大量的高素质创新型人才。该文针对药物化学课程特点，提出了通过优化授课内容、改变教学形式和调整考核方案等措施，强化学生药学专业综合技能的培养，激发学生自主学习的积极性，提高分析和解决实际问题的能力，从而培养适应新形势的药物化学创新人才。

药物化学；教学方法；教育；学生

创新是民族进步的不竭动力，创新人才的培养是人才培养体系中的重要组成部分，也是人才培养体系中难度最大的部分。国家教育规划纲要明确指出，人才培养要遵循教育规律和人才成长规律，适应国家和社会的发展需要，探索多种培养模式，深化教育教学改革，形成各类人才辈出、创新型人才不断涌现的局面［1］。《国家教育事业发展第十三个五年规划》把加强创新型人才培养作为重要内容，增强教育对区域经济社会发展的服务贡献能力，促进经济增长从主要依靠劳动力成本优势向劳动力价值创造优势转变。这充分体现了培养创新型人才的重要性和必要性。培养创新型人才是高等教育的根本任务，也是高等教育的本质体现。

药物化学是药学专业的基础课程之一，也是药学领域中的带头学科。药物化学是以化学为基础，结合生命科学的药学综合性交叉学科，其涉及范围广泛，包括药物合成、新药开发、计算机辅助药物设计、药物作用机制和构效关系等，是一门综合性学科［2］。同时，药物化学具有很强的理论性和实践性，并且覆盖面广、内容繁多、更新快，各知识点自成体系，药物的化学结构式复杂不易识记。面对如此繁杂的内容，在过去传统教育模式下，教师往往在有限的课堂教学中采用灌输式教学，将所有基础知识托盘而出；而学生对于各种药物的化学结构式、化学性质及合成步骤常常感到学习困难，挫伤了学生的学习积极性。长久的挫败感使学生失去学习药物化学的兴趣。这不仅影响该门课程的学习，对药剂学、药物分析学等相关学科的学习都会造成严重的影响，同时，也不利于培养学生的药学综合素质。因此，对药物化学的教学改革显得尤为突出。作者通过几个学期的摸索与实践，现总结药物化学教学工作中的几点经验和体会。

1　优化教学内容，增强教学趣味性

药物化学涉及的内容是以化学为基础，融合了生命科学的药学知识。目前药物化学教材普遍注重理论，教学过程中应把理论性强的内容尽量化繁为简、由浅入深。传统的“填鸭式”教学，会挫伤学生的学习积极性，导致学生失去对药物化学的学习兴趣。为改进传统教学方法中存在的问题，作者从药物数据库中挖掘药物的发现史、药物最新研究前沿、药物的社会价值及药物的临床应用等信息，增强教学的趣味性，激发学生对药物化学的学习兴趣［3］。例如在抗疟药物的学习中，介绍屠呦呦等科学家在青蒿素的发现过程中所做的贡献。同时也可以通过科学家对科学的严谨态度，教育学生对待科学研究应有严谨的科学态度和敏锐的观察力。在讲解降血压药物时，介绍了苯磺酸氨氯地平（络活喜）的临床试验结果，以及国家食品药品监督管理总局最新证明，络活喜适用于高血压的治疗，对成人高血压患者，降低血压可降低心血管事件的风险，主要是卒中、心肌梗死的风险。通过临床应用，使学生能够掌握药物在临床上的使用进展，为培养学生成为合格的药师奠定基础。在抗生素药物的学习中，列举了近几年市面畅销药物的排行，以及不同药物的作用机制，让学生了解药物的最新动态。在教学过程中，作者发现学生对与药物相关的科普知识感兴趣，通过生动的药物发现史、临床应用、最新的科学研究，以丰富教学内容，激发学生的学习热情。

药物的性质由药物的化学结构所决定，同一类药物中不同的化学结构决定了药物所针对的靶向不同，给药方式也有差异。这部分知识对于化学基础知识相对薄弱的学生常常采用被动接受，疲于记忆，效果较差。例如在讲解β-内酰胺类抗生素时，根据β-内酰胺环合并其他杂换不同，将β-内酰胺类抗生素分为青霉素类、头孢菌素类及非经典的β-内酰胺类抗生素。各种类型的抗生素结构类似，但用于临床的药物却很多。传统教学采用PPT和板书讲解，学生很难记忆理解。作者制作了Flash动画，对每一类骨架结构相同，改造不同的修饰基团得到不同特点的抗生素，并通过化学反应式清晰地在课堂上呈现出来，这种方式既生动形象又调动了学生的积极性，便于学生理解记忆。

新药设计与开发是药物化学学科的重点内容之一，也是难点内容。为使学生能够更好地掌握药物的设计思路和合成路线，作者着重引导学生思考药物的设计思路及合成路线中存在的问题和解决手段。带领学生从本质分析药物的化学结构与受体之间的作用关系，再引入计算机辅助药物设计（computer-aided drug design，CADD），利用计算机快速计算功能、全方位的逻辑判断功能和一目了然的图形显示功能，借助AutoDock、Sybyl、Discovery Studio等软件，从小分子数据库中筛选与靶酶或受体结合的新配体［4-6］。最后在引入先导化合物的发现与优化。在教学实践中，作者对抗生素类药物开展了一次药物设计课程，将学生分成四组，借助Drugbank、Chembl、Scifinder等数据库分别根据抗生素杀菌作用的不同机制查找相应的作用靶点、药物合成方法、临床应用及目前研究前沿进行查找，再通过药物化学教研室所搭建的CADD，对查找的相关药物与靶点进行对接，直观地展示药物与靶点的作用情况。通过这次课程的开展，学生化被动为主动，积极地思考药物的设计思路、合成路线和药物与靶点的作用机制。同时，学生也从中体验了科学家是如何对新药进行设计与研发的过程。探究科学家成功的原因，有益于激活学生的创新思维，树立学生创新的信心；鼓励学生独立思考开发新药可能的途径，开阔思路，活跃思想［7］。

日新月异的科学技术使得临床药物更新换代很快，因此，作者会从大数据中查找最新药物信息，在授课时及时补充每章节相应的内容。市面上部分药物在临床应用中也会发现许多问题。例如，由于药物的各种不良反应使药物退出市场或者被结构修饰改造的新药物所代替。这些都不能在高校药物化学教材中得到及时的更新。在授课过程中及时地让学生了解到这些新内容有助于培养学生的综合药学素质，为成为一名合格的执业药师奠定基础。

2　改变教学形式，增强学生创新意识

由于我国在基础教育阶段存在种种问题，导致学生在学科概念、学习方法、独立思考能力、学术观念等方面存在较多缺陷，因此，作者在学生的培养过程中，把批判性思维和质疑精神作为学生教育学术型转换的重点内容［8］。为了让学生能够深入的理解药物合成，作者以“the art and science of total synthesis”为主题，开展了专题研讨课。首先，作者把学生分成2个小组，第一次任务是2个小组分别对RobertBurnsWoodward和Elias James Corey 2位全合成的专家课题组上所研发合成的药物进行查找和总结药物的作用靶点信息和构效关系，制作PPT课件，在课堂上分享给大家，最后作者再进行点评，引导学生思考相关问题。再布置下一个任务，把学生分成4个小组，借助Scifinder、Drugbank和Pubmed等数据库查找前列腺素的不同合成路线，尝试阐述合成策略，在课堂上小组之间相互交流讨论，分析不同合成路线的优缺点，并尝试在教师的指导下设计一条兼并经济效益与绿色化学的最优合成策略。通过这种主动学习的过程，学生根据自己的体会来理解药物的研究过程，不同的学生有不同的体会，大家相互分享自己的体会，从而更深入地学习药物化学的相关知识。讨论式教学是一种具有创新性的教学形式，在教师的指导下，组织和鼓励学生主动学习和查找相关知识，论述和阐明对某一知识点的理解，既培养了学生主动获取知识和独立思考的能力，还通过愉快的讨论方式让学生掌握了药物化学重点知识［9］。同时，加强对学科性质和课程体系、结构的介绍和选课指导服务也非常重要。

3　调整考核方案，强化获取药物化学信息的能力

当代科学技术的迅猛发展加快了新药研发的进度，同时在研究已上市药物的新应用上也取得了重大突破，这使得药物信息服务为临床用药及解决综合用药问题提供了很大的帮助。一名合格的执业药师必须对药物的有效性、安全性及经济性有所认识，同时还要借助药物大数据收集化学结构类似的药物疗效和不良反应进行研究和比较，提高执业药师在临床用药中对药物使用的服务水平和质量［10］。为了培养学生的综合药学素质，在传统的笔试考核外，新增了学期论文作为考核内容。学期论文的目的是培养学生积极主动地利用所学药学知识和方法，借助现有数据库、药学信息网站等网络途径，收集相关文献，分析解决实践中的某一具体问题。在授课时，作者穿插讲授科学研究过程中如何借助医药化学数据库进行文献检索，怎样合理开发新药、进行药物评价等。课后布置论文，要求学生自行借助医药数据库和其他电子资源进行调查研究，收集资料撰写相关药物的综述论文。通过撰写学期论文可以培养学生综合运用所学知识和技能，同时使学生受到比较全面的从事科学研究、分析和解决实际问题能力的训练，也是作为全面提高本科生素质的一个重要环节。

综上所述，药物化学作为药学专业的基础课程之一，在学生能否运用掌握药学综合知识的能力方面起着重要的作用。针对目前教师在药物化学课程教学中所吸取的经验及存在的问题，应把激发学生的学习兴趣，培养学生的自主创新能力作为教学改革的重要标准，营造良好的氛围，鼓励学生自主思维、自由探索、大胆创新，努力寻找药物化学教学改革的创新点和突破口。为了达到这一目标，还需要广大教学工作者不断努力地探索和创新。

［1］孙铁民，赵临襄，郭春．药物化学创新性人才培养体系建设探究［J］．药学教育，2005，31（4）：1-3．

［2］王新杨．谈药学专业的特色建设［J］．药学教育，2009，25（2）：9-11.

［3］张植卿，程鲜彩．大数据对教育领域产生的革命性影响［J］.经济研究导刊，2014，223（5）：232-233．

［4］欧阳勤，王懿，李海波，等．药物大数据时代下的药物化学教育创新［J］．现代医药卫生，2015，31（12）：1905-1907.

［5］杜文婷，邓卫平，唐赟.大药学背景下的药物化学创新教育［J］.药学教育，2009，25（5）：23-25.

［6］周光华，辛英，张雅洁，等.医疗卫生领域大数据应用探讨［J］．中国卫生信息管理杂志，2013，10（4）：296-300.

［7］罗云．论大学学科建设［J］．高等教育研究，2005（7）：45-50.

［8］王海波，高鹏，秦向阳，等.提高课堂授课能力的方法与途径［J］.基础医学教育，2014，16（11）：929-932.

［9］李灵芝，崔颖，龚海英，等．讨论式教学法在药物化学教学中的实践［J］．中国高等医学教育，2007（1）：9-10．

［10］周光华，辛英，张雅洁，等．医疗卫生领域大数据应用探讨［J］．中国卫生信息管理杂志，2013，10（4）：296-30.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.10.053

1009-5519（2016）10-1569-03