ChemOffice软件与网络课程平台相结合用于药物化学的教学实践

姚金凤，刘 颖，杨 红，武 佳

（首都医科大学燕京医学院，北京 101300）

1 药物化学的教学现状

药物化学是一门发现与发明新药、合成化学药物、阐明药物化学性质、研究药物分子与机体细胞（生物大分子）之间相互作用及规律的综合性学科，是药学、制药工程、药剂、临床药学等相关专业的专业必修课程[1]。药物化学也是药学专业学生开始接触和认识各种药物结构的一门专业基础课程。该课程的基础是有机化学与无机化学，除此之外，还涉及医学、药学、临床药学和生物学等学科的内容，在学科建设与发展中起着衔接基础课程与专业课程的作用，是学好药理学、药剂学以及药物分析等药学专业课程的必要基础。

药物化学的重点内容是叙述典型药物的名称、化学结构及特点、理化性质、主要用途、构效关系、化学合成、作用机制、药物设计基本原理及体内代谢等内容[2]。在这门课程的知识体系中，药物的结构式是药物理化性质、临床用途、构效关系及体内代谢特征等相关知识的基础，所以结构式在药物化学中占有极其重要的基础地位。

在我校高职药学的药物化学教学中发现，学生对于药物性质、临床用途等的学习相对容易，但也只是停留在简单记忆背诵的阶段，知其然不知其所以然，不理解结构式决定性质这一知识体系特征。对于简单化学基团的性质能够在教师讲解下理解，而对于构效关系和体内代谢这两部分内容理解起来难度很大，究其原因在于学生的化学基础较差，常见化学基团的名称、写法、性质掌握不牢，不能规范地书写化学结构式。基于此教学状况，为了提高学生识别、书写、解读和应用化学结构式的能力，同时也为了提高学生学习的兴趣，达到规范化书写结构式的要求，在教学中引入结构式绘制软件ChemDraw。

2 ChemOffice软件介绍

ChemOffice软件[3－7]是由 Cambridge Soft开发的一款综合性科学应用软件包，是目前较为优秀的化学绘图软件之一。该软件由ChemDraw.Ultra、Chem3D.Ultra和Chemfinder.Ultra三部分组成。ChemDraw用于分子结构绘图，Chem3D用于分子三维图形的模拟仿真，Chemfinder用于分子结构信息检索。该软件使科研人员能捕捉、存储、检索、分析和共享化合物、化学反应式、材料及其性能等方面的数据和信息。其中，ChemDraw是ChemOffice中使用较为频繁的组件，是国际上大多数杂志指定的论文排版软件。我们在药物化学教学中引入该软件，有利于学生准确、规范地书写结构式。

3 软件与网络平台教学相结合的实施方案

3.1 制订绘制结构式的教学计划

在保持总课时不变的情况下，由教师在课堂介绍并演示ChemDraw软件的功能和使用方法。然后按照课程标准，对于大纲中要求掌握的重点药物，首先要求绘制该类药物的结构通式或母核结构，然后针对每一个具体药物要做到：（1）准确绘制结构式，有立体异构体的药物尤其要画出准确的立体构型；（2）在结构式上标示出主要的活性基团；（3）具体解析每一个活性基团赋予该药物什么样的理化性质；（4）根据理化性质解析该药物的合成途径、临床应用、体内代谢和贮存注意事项等特征。对于大纲要求熟悉和了解的药物，则只要求绘制结构式。通过结构式绘制与解析的过程，学生能够准确掌握重点药物的结构式，并将结构式尤其是结构母核作为各类型药物学习的主线，串联起各大类型的药物及每一类药物中的各个不同药物。

3.2 利用网络课程平台评估软件应用情况

在以往的药物化学课程建设中，已经建立了完善的网络课程教学平台。该平台包括学习导航、课程资源、师生互动、在线测试等多个学习模块。以前的教学中，学生已经能熟练运用网络课程平台进行学习，主要学习形式为利用网络课程资源，复习授课课件和重要知识点，进行在线测试，参与互动讨论与提问。引入ChemDraw软件绘制结构式后，学生有了更新颖的学习形式。主要体现在：（1）教师将课堂演示的软件使用教程上传至网络课程平台，学生可以多次反复查看，并在此指导下边观摩边练习，大大提高了学习的自由度和灵活性；（2）学生按教师要求绘制的化学结构式，以电子版形式提交至网络课程平台，教师据此评估软件的掌握和使用情况，提交的作业作为平时成绩的一部分，加强了考核的可执行性和对学生的监督；（3）绘制结构式这一过程有利于学生在画结构的同时，加强理解药物基本母核和取代基对药物性质的影响，从而理解药物的合成、制剂、代谢、使用、贮存等方面的内容。与以往学生只是在网络课程平台上做在线测试题相比，要求学生必须投入更多的精力。

3.3 应用案例

在教学中，选取“镇静催眠药”一节内容，要求学生绘制本类药物的结构母核，并标出母核中各活性基团所具有的理化性质，绘制本类药物的4个典型药物，并标示出不同药物中的取代基所具有的理化性质，根据以上所绘制的母核结构和取代基的类型，解析药物应该具有的理化性质以及这些理化性质对药物制剂、合成、代谢、构效关系的影响。学生绘制的结构式及解析案例如图1～2所示。

图1 巴比妥类药物的结构母核及其性质

图2 巴比妥类典型药物的结构及其理化性质和构效关系

4 结语

经过一个学期的教学实践证明，将Chem Office软件与网络课程平台相结合，应用于药物化学的理论教学，取得了显著的效果。通过教师随堂演示软件使用、学生随堂展示绘制结构式、在网络平台提交作业、在互动模块中讨论软件的使用心得、教师及时考核反馈这一系列教学手段的实施，与实施之前的教学效果相比，学生对结构式的掌握准确程度和数量普遍有了提高，对药物化学的学习兴趣日益增强，课堂互动气氛更加活跃。这意味着将ChemOffice软件用于药物化学的理论教学取得了初步的成功，鉴于该软件不仅能绘制结构式，还能绘制化学仪器、化学反应式，进一步可以尝试将其应用于药物化学的实验课教学中，这些有待于在以后的教学中实践探索。

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