制药工程专业药物合成实验教学的改革探讨

方伟光,朱金苗

(合肥师范学院 化学与化学工程学院，安徽 合肥 230601)



制药工程专业药物合成实验教学的改革探讨

方伟光*,朱金苗

(合肥师范学院 化学与化学工程学院，安徽 合肥 230601)

从专业特点和社会需求分析了制药工程专业实践教学的发展方向，结合教学经验，分别从教学内容、教学模式两方面分析了《药物合成实验》传统教学的不足，提出了改革方案。旨在为高等院校尤其是应用型本科院校制药工程专业《药物合成实验教学》提供有益的参考。

制药工程专业;药物合成实验;教学;改革

1 引言

制药工程专业是一门以药学、化学和工程学为基础，培养具备较强的理论知识和解决复杂工程问题能力，从事药品生产、研发、注册、管理、销售等专门人才的一门应用型专业[1]。在教学过程中实践教学是重要一环，对于夯实学生专业理论知识、培养实践能力和创新能力非常重要[2]。

药物合成是实验制药工程专业一门重要的专业核心实验课程，是学生应用掌握的药物合成、药物化学等理论知识，通过酯化、酰化、重排、环化、纯化、表征等单元操作，完成药物的化学合成的实践过程[3]，是培养学生理论知识与实践技能综合应用能力的过程，对学生专业知识的构建起到承上启下的作用。

为提高药物合成实验的教学质量，达到专业人才培养目标的要求，对本课程的教学改革很有必要。本文是笔者在合肥师范学院新建制药工程专业近三年药物合成实验教学实践中，结合理论与经验对教学内容、方法和成效进行思考探索，提出的药物合成实验教学改革思路。

2 教学内容的选择

制药工程是一门专业性、实践性很强的学科[4]，如何使学生在毕业后能更快的适应工作岗位，提高自身竞争力，关键在于抓住所学内容的实用性，同时兼顾创新能力的培养。在选择药物合成实验教学内容时，要掌握能力培养的层次性，突出实验内容的代表性，使培养的技能知识更贴近实际应用。在课程安排上，综合课时限制、各层次能力培养要求等多方面因素，按照单元操作、复杂多步骤操作和创新与综合能力三个层次设置教学内容，分别为验证性实验、综合性实验和设计性实验。

2.1 验证性实验

验证性实验是指实验方案成熟，学生只需要按照书本上步骤完成实验，进行验证。验证性实验具备课时好掌握，能更有目的性锻炼学生基本单元操作技能的优点。在选择这一部分实验时，需要注重两个原则：

一是每个实验项目培养的知识技能要明确，要能代表一类反应。由于这门课程的学习是在学生学习过有机化学实验课，掌握了有机基本单元操作之后，选择实验项目时要从巩固已学的一些操作过渡到一些药物合成中更复杂、更具专业代表性的实验操作。如在《常用药阿司匹林的合成》中，学生巩固了酯化反应和重结晶提纯操作，了解了这些有机基本单元操作在药物制备中的应用；在《磺胺乙酰钠的合成》实验中，需要学生了解和掌握乙酰化反应、成盐反应的机理和操作，还要在实验过程中学会控制pH、温度等反应条件来纯化产品[5]。

二是把握实用性原则，选择一些在企业应用的具备代表性的实验方案，设计实验项目，让学生直接了解企业生产常用药物的步骤、工艺选择依据。如《常用抗癫痫药苯妥英钠的合成》分为安息香缩合、制备联苯甲酰、制备苯妥英、成盐与精制几步[5]。在传统方案中安息香缩合步骤使用氰化钠作为缩合催化剂、在联苯甲酰制备步骤中以浓硝酸作为氧化剂，由于制备过程中涉及到了多种有毒有害物质，近年在企业生产中将缩合剂改为维生素B1、氧化剂改为氯化铁，大大提高了环境友好性。设计这一实验项目时就应引导学生分析两种方案的利弊，选择新方案的依据，在教学中引入绿色化学理念，培养学生环保意识。

2.2 综合性实验

综合性实验与验证性实验相似，实验方案成熟，步骤大体明确，不同点在于一般是学时多、步骤多、操作复杂。要求学生对理论知识掌握更全面，各单元操作更熟练，以便在实验中综合应用。

考虑课时限制，一般选择一到二个综合性实验项目，这就要求选择的实验项目更有综合性，能让学生将验证性实验中锻炼的单元操作综合应用，加深对药物合成反应理论的理解。如《盐酸普鲁卡因的合成与稳定性实验》分为合成与稳定性实验两大部分：(1)在合成过程先是制备对-硝基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇，然后还原成对-硝基苯甲酸-β-二乙胺基乙醇酯，最后通过pH的控制成盐与精制得到产物，这部分内容要求学生熟练盐酸普鲁卡因的化学结构、合成反应原理，掌握酯化、还原、成盐、纯化等单元反应，掌握水与二甲苯共沸脱水的原理和分水器的使用；(2)稳定性实验是通过pH值对盐酸普鲁卡因溶液的稳定性影响，使用薄层色谱鉴定，实验步骤包括薄层色谱板的制备，标准液、供试液的制备，展开剂的选择，点样，展开，显色，Rf值的计算与分析等，需要学生理解pH改变盐酸普鲁卡因水解速率的原理、掌握薄层色谱板的制备、展开剂的选择、掌握薄层色谱法检查药物杂质的方法。整个实验项目对于药物合成中常用理论与操作均有涉及，信息量大，对于学生知识技能的综合应用具有促进作用。

2.3 设计性实验

设计性实验不同于验证性、综合性实验，一般是实验教师从学科前沿、生产应用或者科研项目上，挑选出部分内容，设计成实验课题。该课题只有实验目的和目标物要求，没有具体实验方案，要求学生在熟练掌握相关理论和操作技能的前提下，发挥主观能动性和创新思维独立自主完成实验。实验运行更灵活、对学生各方面素质要求更高，所锻炼的内容更具有应用性。由于所需课时多，一般选择一个设计性实验项目。

从应用型人才培养的角度，要求实验项目宜从企业课题、产学研课题等应用性课题上选择，需具有一定难度，如《尼群地平的合成》。二氢吡啶类药物尼群地平临床上常作为钙拮抗剂，其合成具有合成方案多、合成步骤多、涉及反应类型多等特点，可以作为一个很好的设计性实验项目。如在授课时，首先提出实验目的：(1)了解尼群地平的结构与性质; (2)自选方案合成尼莫地平，阐述实验原理。然后提出实验要求：(1)查阅文献综述尼莫地平的性质与用途，常用合成方案；(2)分析各方案优缺点，根据实际情况，自行选择合成路线，设计具体操作与工艺过程;(3)运用已经掌握的药物合成技术进行本品的合成并得到最终产物; (4)对最终产物进行表征确定; (5)完成实验后写出实验报告以及对实验现象的讨论和对设计方案与实验结果的评价。整个实验过程要求学生按照实验目的与要求，自己查阅文献、设计方案、执行实验、表征测试、对比分析、最后撰写实验报告，对学生进行了应用性科学研究流程的训练，检验了学生理论与实践技能的综合应用能力，和发挥创新思维解决实际问题的能力。为实训实习阶段进行初步职业技能的训练打好基础。

3 教学模式的改革

传统的实验课上，一般课前学生预习实验，实验员准备好仪器、药品，上课时实验教师讲解实验原理与操作方法，学生按照老师讲解和书本步骤执行实验过程，整个过程中以教师、教材为中心，老师照本宣科讲教材，学生机械地执行实验步骤，难以锻炼学生独立自主的知识技能应用能力和创新思维，且由于所有的实验内容书本上写的很详细，不少学生不会对实验原理、实验过程多加揣摩和反思，预习报告、实验报告完全照抄书本，难以达到“能解决实际问题”的预定培养要求。

以应用型人才培养为导向的实践教学，关键在于学生实践技能、知识应用和创新能力的培养，要让学生能够一毕业后就能进入实战岗位，拥有就业竞争力。所以在《药物合成实验》课程的教学模式上要改革传统模式，突出锻炼应用能力：

3.1 在以单元操作为主的验证性实验阶段，以培养学生扎实基本功为目标。在预习任务布置上重点要求学生弄清楚反应原理，实验操作时对各步骤的操作要从实验原理、仪器装置上来讲解，让学生明白为什么这么做？还可以怎么改进？要求学生根据预习，自己准备仪器药品，实验时详细记录操作步骤、实验现象、实验数据，在撰写实验报告时重点对数据分析和注意事项进行阐述。

3.2 在综合性和设计性实验教学阶段，独立应用知识技能和发挥创新思维是培养目标。实验教师要将学生突出到主体地位，自身发挥引导的作用。如在《药物合成实验》课程一开课时，实验教师就将综合性设计性实验选题或范围告诉学生，给学生提供大半学期的时间准备，自己查阅文献，咨询教师，选择实验药品仪器，预设计实验方案，在练习单元操作实验时，从可行性上随时对预方案进行推敲，最后以实验目的、实验原理、实验操作步骤、预期结果、可行性分析为内容撰写一份完整的实验方案，在实验课前一周提交给实验老师，实验老师在确认方案不会出现较大错误和危险的情况下，让学生实验课上完成验证，最后根据实验结果撰写实验报告。对成功的实验方案要进一步完善，提出实验注意事项；对未能验证成功的实验方案，学生应该与同学教师讨论后，撰写失败的原因和改进意见。

3.3 充分利用开放性实验，进一步提升学生实践与创新能力[6]。正常授课方式时，《药物合成实验》内容的选择必然要受到课堂和学时的限制，难以对学生能力进行更高层次的培养。对于一些成绩好、学习兴趣高的同学，学校可以给他们提供开放性实践学习机会。开设开放性实验室、设置开放性选题、委派实验教师指导，甚至可以以参与教师科研、产学研课题研究团队的方式，让有兴趣的学生，在课余与假期时间进入实验室，更加自由灵活的开展实验研究活动。在开放性实验中学生的主体地位更加突出，技能培养进一步提高，知识综合应用能力和创新思维能更进一步发挥，最终让他们熟悉药物合成相关的科研过程，培养良好专业素养、严谨的科研精神和更高的实践技能。

4 结束语

综上所述，《药物合成实验》的课程改革，需要实验教师分析课程结构，总结实践教学经验，研究学生学习规律，同时不断了解行业发展和企业需求，在教学内容和教学模式上因时制宜地做出改革，提升学生技能水平，培养学生创新思维和综合运用知识技能解决实际问题的能力，最终培养出满足社会需求的制药工程专业人才。并在对改革内容进行验证教学中，实验教师还需总结经验，继续做出尝试和创新，不断完善，这样才能更好的完成《药物合成实验》课程的改革。

[1] 蒋建兰, 刘明言, 白鹏. 我国高等院校制药工程本科专业调研[J]. 化工高等教育, 2003(1): 15-18.

[2] 朱小康, 李琼, 袁吕江. 本科药物合成实验教学改革探讨[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2010(6): 236-238.

[3] 杨华，吴春丽. 《药物合成实验》教学改革的探索[J]. 广州化工, 2013(14): 222-223.

[4] 颜范勇，刘冬青，王兵. 制药工程专业实验教学内容建设与学生素质培养[J]. 药学教育, 2008(2): 48-49.

[5] 林强. 制药工程专业基础实验[M]．北京：化学工业出版社, 2011.

[6] 施跃健, 张樵. 浅谈开放性实验对学生创新能力的培养[J]. 内江科技，2007(2): 23.

A Discussion on Reform in Pharmaceutical Synthesis Experimental Teaching forPharmaceuticalEngineeringSpecialty

FANGWeiguang,ZHUJinmiao

(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HefeiNormalUniversity,Hefei230601,China)

Thedevelopmentdirectionofpracticalteachingofpharmaceuticalengineeringspecialtywasanalyzed,sodiddeficienciesoftraditionalpharmaceuticalsynthesisexperimentalteachingfromcontentofcoursesandteachingmodebasedonteachingexperience,andthereformplanwasproposed,whichprovidedausefulreferenceforpharmaceuticalsynthesisexperimentalteachinginuniversities,especiallyinappliedundergraduatecolleges.

pharmaceuticalengineeringspecialty;pharmaceuticalsynthesisexperiment;teaching;reform

2016-06-25

合肥师范学院校级青年基金；项目号：2015QN09；国家大学生创新训练计划项目，项目号201514098014；安徽省大学生创新训练项目，项目号201514098028

方伟光(1985-)，男，硕士，合肥师范学院教师，主要从事制药工程专业相关实验教学工作。

G

B

1674-2273(2016)06-0101-03