药用高分子材料教学改革探索

马文静，刘羽熙，周阿洋，周海嫔，王 悦

(滁州学院 材料与化学工程学院 制药工程系，安徽 滁州 239000)

能源、信息和材料被称为现代文明发展的三大支柱。其中，材料是科学与工业技术发展的基础。一种新材料的出现，能为社会物质文明带来巨大变化，给新技术的发展带来划时代的突破。现代三大合成高分子材料-塑料、合成纤维和合成橡胶，已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。现代科学技术的发展推动高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，许多产量高、价格低、性能优异的新型高分子材料应运而生。随着科学技术的不断发展，各学科之间相互渗透，相互促进，加速了药物制剂的发展，涌现了许多给药新剂型新技术。药物的新剂型在提高临床治疗效果、降低药物毒性、提高病人使用顺应性等方面发挥着积极的作用，具有非常重要的意义。而新剂型的发展往往依赖于新的高分子材料的产生。

随着高分子材料和药剂学的迅猛发展，社会迫切需要药用的高分子材料方向的创新能力强的高级技术人才。药用高分子材料正是基于这样社会迫切发展需要衍生出的一门实践性和应用性结合非常强的学科。药用高分子材料是以有机化学、高分子材料学和药剂学为基础的一门交叉性学科。它涵盖了高分子材料的制备方法、高聚物的结构与性能、高分子在药物制剂中的应用原理、药用天然高分子材料、药用合成高分子材料、高分子药物以及药品包装用高分子材料以及加工。结合滁州学院的课程体系特点和人才培养方案，笔者认为应当积极地探索教学内容和教学方式的改革，使学生充分了解药用高分子材料在新剂型中的重要性，激发学生学习热情，增加学生的课堂参与，全面提高学生的综合素质。

1 课程特点及现状

药用高分子材料是2018年滁州学院首次开设的一门新的课程。依据滁州学院“地方性、应用型”本科大学的办学思路和办学定位，材料与化学工程学院积极响应安徽省“十三五”计划，以高分子材料和新型药剂的社会发展需要为导向，于今年设立了高分子材料系，并结合药剂学的特点，为制药工程的学生增设了药用高分子材料这门课程。药用高分子材料是以有机化学、高分子材料学和药剂学为基础的新兴的交叉性学科，是一门综合性、应用性、实践性非常强的一门学科。

药用高分子材料作为制药工程系的一门专业选修课，旨在培养学生从事药物制剂的研究、生产和管理等专业理论和技能。该课程对我院大三学生开设，开设于药剂学之前。我院选用的是姚日生主编、化学工业出版社出版的第三版《药用高分子材料》，该课程只有32个学时。该教材从高分子的结构出发，依次介绍了高分子材料的性能及其在药物制剂中的应用。教材中涉及到高聚物的合成工艺、合成设备、工艺流程等知识，只凭借教材中的文字描述和简单原理，比较枯燥，很难使学生真正掌握。由于本课程课时安排时间少，而制药工程的学生没有相应的高分子材料方面的专业基础知识，因此需要通过调整教学的讲授方法，能够增强学生学习兴趣，活跃课堂气氛，并且让学生深刻领悟到发展高分子材料对药物新剂型的重要性。

2 精心设计教学内容

药用高分子材料课程由于涉及内容广泛，包括高分子的基础理论知识、高分子材料的性能、不同种类的高分子、高分子药物、包装用高分子材料等，而教学课时只有32个学时，因此需要对教材内容进行精简、优化和梳理[1]。通过对教学大纲的研究和整本教材详细的研究，笔者对教学内容做了以下调整：①调整教课顺序：教材的编排顺序先介绍高分子材料在药物制剂中的应用，再讲解不同种类的高分子材料。我校大三制药工程系学生还没有学习药剂学，对于充填材料、粘合剂、崩解剂等专业名词不太熟悉，课堂效果不好。笔者调整了讲课顺序，先讲解不同种类的高分子材料，等学生熟悉每种材料的结构、性能和应用之后，再讲解高分子辅料在药物制剂中的应用，这样可以使学生对前面所学的内容及时进行归纳总结，帮助学生理解记忆。②精简补充教学内容：由于制药工程系的学生缺乏对高分子化学的基本认识，而教材对该部分的内容讲解有限，因此笔者在教学当中对高分子的化学结构、化学反应、性质等内容做了大量的补充完善。之后，以结构-性质-应用为主线，重点讲解药用天然高分子材料和药用合成高分子材料章节，最后详细讲解高分子材料在药物制剂中的应用[2]。对于先修课程的重复部分，采取学生自学的方式。这样既精简了内容，重点突出，层次分明，又节省出大量时间对重点内容详细讲述，同时可以锻炼学生的自学能力[3]。

3 教学方式的改变

3.1 实例教学法

药用高分子材料种类众多，又缺少相应的实验课作为支撑，学生时常感到内容抽象繁琐，难以理解。在授课过程中，笔者结合日常生活中的衣食住行的实例，帮助学生理解，减少学生对高分子材料的陌生感，拉近学生与课程距离，引导学生思考，激发学生兴趣。例如，在淀粉结构的讲授过程中，笔者从淀粉遇碘变蓝的这一常见现象导入，引发学生思考变蓝机理，从而引起学生的兴趣，引入淀粉的结构讲解。在淀粉性质的讲解中，可以结合春节贴春联熬制糨糊的情景，解释淀粉的吸湿、膨胀、糊化和回生的现象。淀粉的水解反应可以结合前修课程中淀粉在体内的消化吸收来讲解。

每一章节的内容都可以通过列举生活中典型性、代表性的实例来增加学生对高分子材料的感知[4]。安全帽和有机玻璃、轮胎、涂料和胶带等可以分别代表高分子的玻璃态、橡胶态和黏流态；果冻、芦荟凝胶的一些现象帮助学生理解凝胶的结构和性质；阿拉伯胶可以用于糖果和巧克力的包衣，保持啤酒、咖啡泡沫稳定；甲壳素、壳聚糖可以用来制备创可贴和面膜；透明质酸存在于洗发水、面膜中；明胶存在于橡皮糖和软胶囊中；聚丙烯酸存在于人造肉、牙膏和方便面中，在市面上常用于防水涂层材料；交联聚丙烯酸钠主要用于尿不湿的制作；隐形眼镜的主要成分是硅水凝胶、甲基丙烯酸树酯等；聚乙烯醇可以用于滴眼液和糖纸；聚维酮碘是医院常用的消毒剂；聚乳酸常用作外科自主降解的手术缝合线；雪碧、可乐等碳酸饮料的瓶装材料成分主要是聚乙烯或聚丙烯等[5]。这样结合日常生活的实例的讲解，既能突出学科特点，又能积极引发学生思考，锻炼学生逻辑思维能力，促进学生知识内化，提高学习效率。真正做到实例从生活中来，知识应用到生活中去。

3.2 比较教学法

药用高分子材料课程中高分子材料众多，许多材料的名称相近，性质差别不大，为帮助学生认识近百种药用高分子材料，防止相互混淆，笔者在教学中引入分类比较教学法[6]。比较教学法的可操作性强，可减少重复讲解，通过比较又可温故而知新，帮助学生提高记忆，形成严密的逻辑思维能力，提高归纳总结的能力。比较教学法可以与已学过知识进行比较，也可以在新学知识之间进行比较学习。采用表格或三线图的比较方式，可以直观性更强的感受到比较种类之间的异同[6]。

例如，在讲解高分子材料的结构时，如果直接讲高分子材料的近程结构、远程结构、聚集态结构会比较抽象，而且讲起来比较繁琐，学生理解起来也比较困难。而学生在前修的课程中学习过一类生物学功能的高分子-蛋白质的化学结构，因此可以通过对二者结构的比较，列出表格，使学生能够直观强烈的感受到二者的异同；高分子溶液的性质可以通过与小分子溶液、胶体溶液进行比较学习，列出表格，学生能够直观感受到高分子溶液的粘度大、热力学稳定等特点；通过与前修的知识对比学习，可以引导学生对问题进行思考分析，很快的抓住新学知识的脉络，强化了学科之间的联系。而新学知识之间的对比，可以帮助学生提高归纳总结的能力，加强记忆。例如，天然高分子材料和合成高分子材料各自的特点之间的比较、直链淀粉和支链淀粉结构的比较、淀粉和纤维素的结构特点、性质和应用之间的比较等，在对比的基础上理解，对所学的内容进行归纳总结，使学生能够系统的学习和复习，帮助学生提高记忆，促进知识内化和知识的运用。

3.3 总结规律教学法

药用天然高分子材料、药用合成高分子材料是本课程学习的重点内容，而这两章涉及到的高分子材料内容众多，包括淀粉、纤维素、阿拉伯胶、透明质酸、聚丙烯酸、卡波姆、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、泊洛沙姆等重要高分子材料及其衍生物的结构、性质和应用。由于涉及内容众多、内容复杂、编排松散，学生普遍感到难以理解、掌握，出现死记硬背、觉得学习枯燥的现象，这严重打击了学生的学习热情，笔者在学生时代对此深有感触。因此，在教授这一部分内容时，应该及时总结学习规律，引导学生采用适当的方法学习，提高学生的学习兴趣和教学质量。

例如，淀粉的各种性质可以总结为羟基氢键的形成与断裂：淀粉含水量高(吸湿性)但不显潮湿性的原因是淀粉羟基与水分子间形成分子间氢键；淀粉的糊化和回生的本质是淀粉分子内氢键的断裂与再形成；淀粉遇碘变蓝也是由于淀粉分子内形成氢键，使淀粉具有螺旋结构，从而与I3-离子络合显色；改良的预交化淀粉是破坏了分子内氢键等。淀粉的众多衍生物可以总结为羟基的成醚性质：羧甲基淀粉钠(CMS-Na)和羟乙基淀粉等利用了羟基与烷基氯发生取代反应成醚性质。让学生汇总学过哪些肠溶型包衣材料，笔者引导思考这些材料的化学结构有什么共性，从而将肠溶型包衣材料总结为结构上经常含有羧基基团。同理，胃溶型材料一般含有胺基基团，渗透型高分子材料一般都是以盐的形式存在，例如渗透型丙烯酸树脂、交联聚丙烯酸钠等。及时总结出可压性好粉末直接压片的辅料、可用于高效崩解剂的辅料、可用于栓剂等的药用高分子材料等，以便于学生理解和掌握[7]。通过总结每种类型高分子材料的规律，大大激发学生的学习兴趣和求知探索的愿望, 加深了学生的记忆力，逐步养成创新性思维[8]。

4 总结

药用高分子材料的发展日新月异，且在未来有很大的发展空间。通过对药用高分子材料教学内容和教学方式的初步改革，改变了被动、僵化、封闭的教学模式，着重培养学生综合运用知识与解决问题的能力，充分调动学生学习的积极性和主动性，提高学生解决实际问题的能力。不同教学法进行单独实施或联合实施，充分调动学生学习的主动性，激发学生的创新性意识。药用高分子材料的教学改革是一个与时俱进的过程，对教师的知识体系和教学方法提出了更高要求。教师应该不断更新知识体系、及时调整和优化教学方法、及时交流总结教学经验、尝试拓展新的教学方法，从而达到培养综合型、高素质人才的教学目标。