《药物设计方法与应用》课程教学改革初探

张娜　谭建军　孙国辉　赵丽娇

【摘要】药物设计是一门交叉性、综合性特别强的学科，具有涵盖知识面广、内容概念抽象及实战技术能力强等特点。笔者结合自身的教学实践，针对授课对象为具有生物学和生物医学工程背景的研究生，就课程体系内容的优化、教学模式的探索，以及成绩评价模式的改革等方面进行了初步探究，对于研究型创新人才培养目标的实现具有重要的意义。

【关键词】药物设计学  课程内容优化  小组任务驱动  开放型评价机制

【中图分类号】G64      【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）03-0241-01

基于威胁人类生命健康的重大疾病的难治愈性、高发病率和死亡率及临床药物需求的迫切性，创新药物研发已成为生命科学与药物化学领域极具挑战性的研究课题。然而，传统的药物发现方法如随机化合物合成及盲目高通量筛选已经无法满足药物研发的需求。随着生物化学、生物信息学、药物化学及计算化学等学科的发展及学科之间的渗透，产生了一门综合性的应用交叉型学科——药物设计学，其研究内容涵盖新药发现链的主要过程，包括从先导化合物的发现、优化到药物的成药性研究等，及其所涉及的理论、技术和方法[1]。

近年来，高等院校的药学院已陆续在药学专业中开设了药物设计学这门课程，如山东大学、第二军医大学及广西西科大学等均具有多年开设本课程的经验[2-4]。我校生命科学与生物医学工程学院也面向研究生开设了药物设计方法与应用课程。但由于药物设计学课程涉及面广，专业性相对较强，采用传统授课模式对具有生物学及生物医学工程背景的研究生，教学效果不甚理想。因此，合理优化课程教学内容，选择恰当的教学模式与方法以及与研究生培养目标匹配的课程考核评价方式，有利于培养学生的学习兴趣、激发学生的创新思维，提高课程教学效果。

1.依据学生知识背景，优化课程教学内容

由于药物设计学是一门融合了药学、化学、生物学及计算机等多个学科的交叉型学科，经典传统的教学课程内容比较综合且偏向药物化学，这对于我院研究生的生物学及生物医学的学术背景来讲，具有一定的挑战性且不适用性。因此，依据我院研究生的知识背景，并考虑学生的可接受程度，进行课程教学内容的优化及重组，成为课程建设的根本任务与重要前提。

在课程教学内容上，笔者将注重药物设计学中的理念、方法及其应用[5]，主要包括以下章节：第一章绪论，包括药物发现的历史，传统药物发现模式的特点，以及药物设计的概念及其应用实例;第二章分子构象与搜索方法，包括分子结构的相关概念及其构象搜索的原理及其方法，这部分对于生物学背景的同学来讲概念比较抽象且难以理解;第三章基于配体的药物发现方法，包括药效团模型及构效关系模型构建及分析;第四章基于结构的药物设计方法，包括靶标结构，分子对接原理及分子动力学模拟方法;第五章相关软件的实战与应用，包括药效团模型，结构-活性关系模型，分子对接及分子动力学模拟等软件使用与实践。

2.小组任务驱动，提升自学探索能力

考虑到研究生已具有自主学习的能力，且学术背景存在一定的差异性，笔者首先打破了分散式的课堂座位传统模式，将学生进行小组团体模式，并保证每组的学生具有多样化学术背景。在每一章的教学过程中，在基本知识讲述结束后，按照小组进行任务领取，且每个小组的任务不同。学生针对在课堂上所学知识就文献内容进行分享与讨论，提出所阐述的科学问题及与所学知识的相关性，从而激发学生的参与性与互动性，并进一步提升科学素养与学术思考能力，实现由接受学习向主动学习的转变。例如，基于结构的药物设计方法中，就分子对接的原理及应用这一知识点，教师将依据所解决的科学问题类型选择多样化的文献，如化合物活性高低差异，选择性差异、新型化合物结构优化及作用机制探究等，开展小组间的互相分享与研讨。每个小组虽然只学习了某一类任务，但最终通过分享开阔了学术视野，在提升学生自学探索能力的同时，大大提高了课堂效率。

3.研究问题导向，开放型评价机制

由于研究生的培养目标不再是单纯注重考查对所学知识点的认识及掌握情况，而是考查其运用所学知识去提出科学问题并将其解决。因此，传统的试卷考试模式与当前创新型研究生培养目标的实现是不太匹配，加之该课程在解决具体科学问题的應用特点，因此，我们实行问题探索式的开放型评价机制，让学生依据自己的研究兴趣与学术背景，查阅文献，提出科学问题，运用课堂讲授的知识与方法解决问题，并在课堂上报告并答辩，学生之间互相评价与点评。这种考核方式，既提升了学生在提出问题和实战解决问题方面的学术思维与科学素养，又培养了学生做学术报告及研讨科研的交流能力，有利于新型教学模式的实施，对学生的评价也更具有科学性、合理性。

药物设计学在生物医药专业创新人才培养中发挥着重要作用。本文就教学内容、教学模式及教学评价方式等方面进行了初步探索，对于新时代创新型药物研发人才的培养具有重要的意义。

参考文献：

[1]伍小云，张嘉杰，李中皇，田元新，案例教学法在药物设计学教学中的应用[J].广州化工，2016（17）：192-193.

[2]叶德泳，周璐，李炜，谢琼，仇缀百.以科研能力培养为导向的药物设计学课程教学创新与实践[J].药学教育，2013（3）：50-52.

[3]董国强.军事药学专业《计算机辅助药物设计》实践教学探索[J].山东化工，2017（18）：180-181.

[4]黄增琼.基于创新能力培养的药物设计学教学[J].药学教育，2019（1）：47-49.

[5]徐筱杰，侯廷军，乔学斌.计算机辅助药物分子设计[M].北京：化学工业出版社，2004

作者简介：

张娜（1981.12-），女，汉族，山东泰安人，博士，副教授，研究方向：药物设计与信息。