数据库在药物化学实验教学考评中的应用探索*

李 清，邓小艳，蒋 能

(1 广西医科大学药学院， 广西 南宁 532001；2 广西医科大学附属肿瘤医院广西，广西 南宁 530021)

药物化学是药学领域重要的带头学科，也是药学专业知识框架不可或缺的基石，药物化学实验是药物化学理论体系的核心内容之一[1]。药物化学实验主要以药物的制备为学习掌握的重点，但是药物的化学结构多且无规律，合成方法路线繁杂，实验过程影响因素多，合成试剂毒性大。这使得药物化学实验难度大，实施过程受到多种条件限制[2]。很多高校都选择以使用多年经典的药物作为制备对象，这使得药物化学教学方法陈旧，创新性不足，不能提高学生的创新与研究能力[3]。针对药物化学实验教学中的问题，本文提出将数据库应用到药物化学实验考评中，以提升学生的知识面和创新能力。

1 当前教学过程的主要问题及原因分析

笔者所在教研室药物化学实验教学的内容为苯妥英锌、扑炎痛、磺胺醋酰钠等经典药物的合成。药物化学实验教学方法为：分组→查阅资料写方案→实验阐述与讨论→实验操作→实验报告。在长期的药物化学实验教学过程中，出现以下问题[4]：(1)资料查阅困难。不少学生承认资料阅读不够，数据库文献数量有限，外文文献资料少，没有好的方法途径查阅资料，不了解外文文献查阅方法，希望能在课前培训如何查阅文献。(2)资料文献信息陈旧，无新意。因为合成药物多为经典药物，合成路线是数十年前的方法，合成方法更新缓慢，实施路线无创新。(3)实验方案书写重复率高。由于历届学生将实验方案上传到互联网上，因此，部分学生直接下载使用，使各组方案相似度较高，所提出的问题毫无新意，甚至一些问题的答案存在明显错误也未加以纠正。(4)讨论环节的深度和广度不够，无法提高学生思考问题，创新研究的能力。(5)最后教师对方案书写提出建议或对不同方案的异同点进行总结分析，但是由于选题陈旧，难以提出创新的建议。

2 基于数据库药物化学实验教学考评实施的基本流程

本课题提出基于数据库的药物化学实验教学考评体系，实施内容包括：制备目标药物的选取；数据库的使用；实验方案的书写和PPT的制作；学生讲解；讨论和实验授课讲解；教师评分；教学效果的评价。

2.1 制备目标药物的选取

药物制备目标是药物化学实验教学研究的关键。传统的药物化学实验的药物制备方法非常成熟，近十年几乎无文献更新。虽然实验教学准备方便，但是这限制了学生的创新性。因此我们在三个传统实验的基础上，增加一个创新性的基于数据库的药物化学实验考评。传统实验可以让学生熟悉流程和实验方式，掌握实验操作。而在传统实验的基础上，我们新增一个药物实验考评内容，即为每一小组提供一个最近上市的化学新药，通过查阅合成方法，设计一个创新实验方案。

2.2 数据库的使用

药渡网是基于大数据的药物研发信息数据库，通过输入药物名称，即可获得药物的相关信息，包括基本信息、主要国家批准情况、化学信息、专利信息、化合物的合成路线、临床试验信息等[5]。这些信息是药物化学学科研究的主要内容，因此了解最新药物研发的信息对于药学专业学生是受益匪浅。对于药物化学实验，需要同学了解的信息是药物合成的路线和相关的文献，根据这些资料学生可完成实验方案的书写。

2.3 实验方案书写和PPT制作

由于目标药物的时效性强，药渡网的数据库更新快，因此实验内容新颖性强。查阅文献和书写内容可以提高学生的创新和研究能力。我们要求学生根据药渡网的文献结合自己查阅的文献，以论文的形式书写实验方案。根据实验的方案，制作PPT。此步骤和传统的药物合成有明显差异，传统教学法的目标药物文献陈旧，导致学生不能对最新的药物合成手段有所了解。新的目标药物的合成路线是当前研究的热点领域，每个药物都有几种甚至数十种路线，所以可以比较各种路线的优劣，阐明所选路线的缘由。

2.4 学生讲解、讨论和实验授课讲解

教学过程中，学生提出问题和讨论是教学的中心环节，也是和传统教学的不同之处。实验时，先用一个小时对实验方案进行阐述和讨论。学生讲解和讨论过程中，由于数据库提供很多信息，讲解和讨论具有广泛的拓展空间。传统教学法中，大部分的实验过程都在实验课本上标注了。因此学生往往“照本宣科”，不去理解，但是新近的药物是没有课本可以参考，学生必须同学独立思考，来完成实验，提供学生独立思考问题和创新的能力。

2.5 教师评分

根据实验过程学生的参与情况，教师给予学生评分，打分内容包括实验方案综述(40分)、PPT制作(20分)、讲解答辩(20分)、提问和讨论(20分)。

3 基于数据库药物化学实验教学考评实施案例

按照本科教学大纲的要求，以及本科阶段可以掌握和理解的合成知识，我们选取国际国内20个新近上市的药物，然后随机分配给各实验小组进行考核。学生需要按照前面三个实验流程，查阅药渡数据库，设计一个实验方案。方案内容包括，药物的化学名和研发状况，以及重点如何选取合适的路线进行药物合成。例如某一个小组学生选择了《奥西替尼的合成》。通过在药渡数据库输入关键词“奥西替尼”，就可获得关于新药奥西替尼的所有药物信息、合成工艺方法，专利信息和临床数据，且附有参考文献，包括药物化学期刊Journal of medicinal chemistry以及专利文献。在药物化学实验中，学生重点关注的是合成工艺方法。药渡数据库总结了包括原研公司的三条合成工艺，并且直接附有原文链接。学生只需要下载原文，根据药物合成知识进行分析，组内讨论，选择一条最优的路线，将原文路线进行整合和翻译，可得到一条最优的合成方案。学生可将主要精力集中在合成路线分析和讨论。如三条合成路线，哪一条是最优的合成路线，分析原料可获得性、收率和环保等问题。另外，该合成路线使用Pd/C和氢气还原硝基，但是在教学中，教师一般会强调，Pd/C和氢气的危险性，而避免在实验室使用，但是工业上，Pd/C和氢气还原却是一个环保和清洁的合成方法，学生需要分析该方法能否在实验室使用，这些提高学生对药物合成的认知和理解，提高他们的创新能力。最后教师根据他们的实验方案，现场PPT汇报，提问和讨论，进行评分。

对比与传统的数据库，包括中国知网等，项目实施时搜索中国知网则显示无该药物的合成相关信息。对于本科学生，如果让其查阅大量英文文献，进行分析找到“奥西替尼”原研公司的工艺路线，整理文献专利，进行实验方案设计。这过程是非常困难。学生把大量的时间花在找资料而不是理解资料，不能达到教学目的。药渡数据库可以一次性获得奥西替尼的药物化学的所有最新的文献和专利信息，重点就放在理解合成信息，达到培养学生目的。另外大量的药物可供选择，学生不要重复，避免学生照抄照搬，提升学生自己动手动脑能力。

4 基于数据库药物化学实验教学考评实施结果及讨论

在本科教学中，由于药物合成所用的试剂毒性大，实验过程影响因素多，因此，本科教学多采用反应路线较为简单，合成试剂毒性较低的经典的药物进行教学，但是正式由于经典的药物合成简单，在教学过程学生很难涉猎到药物合成的前沿的知识，难以提高学生的创新能力。如何提高学生创新能力是当前教育中的尤为内容。本文提出在传统药物化学实验的基础上，增加创新探索性实验考核内容，提高学生的学生创新与研究能力。笔者实施阶段，药渡网数据库可免费获取2300多个最新上市的药物的相关信息。基于数据库的完整的知识体系，对学生进行药学创新训练，尤为可行。(1)利用数据库的公共开放性，为学生免费提供数据库文献，解决学生查文献困难的问题；(2)利用数据库更新的时效性，为学生提供最新的文献信息；(3)利用数据库中药物合成内容的多样性，可为每组学生定制不同的合成目标药物，避免学生实验方案重复，提高创新性。(4)基于数据库的研究基础，提升讨论环节的深度和广度。最终，我们改革部分药物化学实验教学考评内容，探讨新的教学方法，打破传统的药物为题材的限制，提升学生的眼界，拓展知识空间，增强知识的时效性；数据库为学生提供全面的专利信息，而专利是以知识产权为核心的医药产业的核心竞争力，因此学习专利对于提升大学创新思维具有重要的意义。