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论药学专业药物合成实践课程教学模式

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[摘要]《药物合成实验》是药学本、专科的必修专业课程,在整个药学专业培养体系中具有极其重要的地位。在多年的教学实践中,我们发现课程在内容编排,教学方式选择与教材编写等诸多方面都存在着问题与不足。为此,我们结合了西部地区教学资源相对较少的实际情况,通过在教学过程中实施PBL(Problem-BasedLearning)教学方法,贯彻启发式教学的理念,对《药物合成实验》这门课程的教学方式进行了探索。为进一步提高教学质量提供意见和参考。

[关键词]药物合成实验;西部地区教学;教学实践

自改革开放以来,中国在经济领域建设取得了举世瞩目的成果,国民生活质量也获得了极大的提高。在解决了温饱实现了小康后,随之而来的是人民群众对于身心健康进一步追求。在此大背景下,近几年我国医药卫生事业取得了长足的进步与发展。作为医药卫生事业一个重要的部分,药物及其中间体合成产业发展非常迅猛。为与此相适应,我校对药学院各层次药学专业相关的学生们都开设了药物合成实验课程。众所周知,药物合成是整个药学的基础,没有合成出来的原料药,药剂、药分、药理等下游学科将无从谈起[1]。因此,与药物合成理论课相配套的实践课程在整个药学生的培养中起着举足轻重的作用。本课程作为理论课《药物化学》相应的实践课,课程设计理念是为了让相关专业学生掌握药物研发或生产过程中的基础技能与操作技能,同时逐步形成学生分析合成路线设计的思路和技能[2-4]。为了达到以上目的,在教学过程中,任课老师不但要给学生讲授相应的合成操作技能要领和理论知识,更是要启发学生进行积极地思考,进而形成学生的主观学习能动性。在传统该课程的教学中,教学方式比较单一,加上药物合成实验学时数往往比较长,学生对知识的吸收效果往往不太理想。此外,西部地区医学院校的教学资源相对于发达地区也相对欠缺,很多今年来在科研和生产上效果比较好的试剂及仪器也无提供给学生使用,这势必会影响学生掌握最新的生产或科研动态,也不利于药学生综合素质的提高。因此,对药物合成实验课程的教学改革势在必行。本研究结合西部地区特点探讨了当前药学专业药物合成实践课程教学存在的问题,进而对该课程的教学方式与教学方法改革进行了初步研究和实践。

1药物合成实践课程教学存在的问题

1.1单次实验教学学时数较长,按传统方式讲授课程学生学习效果不理想

药物化学合成实验与有机化学实验课程存在很大的差异。前者以通常以一个成品药的全合成为学习对象,注重掌握药物合成的理念和技能;而后者主要立足于传授有机基本单元操作的掌握[5-6]。每一次药化合成实验通常以一个成品药的合成为例,从原料开始直至合成出成品药,最后进行纯度鉴定或者结构鉴定。而我们知道,合成药物通常需要经过数步甚至数十步的反应步骤,在每一步骤往往还会涉及各种分离纯化操作。因此,完成一次药物合成实验的学时数一般都不会短,即便是选择比较简单的药物合成,学时数通常也会超过10个。此外在药物合成中会产生各种物理或化学性质不同的中间体,实验过程也因此会使用多种单元操作和技能。按照传统的教学方法,教师一次性讲解完毕后学生接着独立完成全部操作,经过长时间连续实验后,学生的注意力往往会下降,教学效果必然会打折扣。

1.2课程设计实验与实际科研或生产存在一定脱节现象

药物合成实践课程教学理念是,让学生掌握药物合成的方法、理念和操作,使得学生熟悉实际生产过程中的工艺与步骤。课程将作为课本所学理论知识向制药或者研发部门实际生产转化的一个桥梁,然而实际的教学效果却不尽然。导致上述问题的原因有以下两个主要因素:首先,西部地区高校往往受到经费、仪器等等的限制,导致无法将最新的科研动态和实际的科研方法引入教学。在不得已的情况下,退而选取最经典的甚至是过时的合成方法。在药物生产和研发过程中,是用保护基团是非常常见的操作。但是在西部高校中开设的药物合成反应中,绝大部分没有涉及保护基团的使用,即使有所涉及也是比较简单的一些保护方法。对于比较复杂的保护试剂往往只能是老师在讲课的时候简单介绍一下,很少有亲自操作的机会。至于昂贵的保护基团和脱保护方法,如钯碳脱苄基这样的操作,学生更是闻所未闻,以至于不少学生毕业进了药企或者研发机构甚至不知道保护基团的使用[7]。其次,受到学时数的影响,为了满足在一次实验合成出成品药,药物合成实践课程往往不得不简化操作。例如,在分离纯化的时候,为了迅速获得产品或者中间体,会选择沉淀法或重结晶法。对于诸如硅胶、葡聚糖、凝胶、HPLC等生产和研发过程时使用的色谱法则甚少涉及[8]。

1.3教学与考核方式单一

在学分制与应试教育的大环境下,药物合成实践课程的教学评价机制以评分制为基础。这种评价体系形式较为单一,通常以学生写出的实验报告为基础,评价内容过分集中在认知领域的评价。上述评价体系过于关注和聚焦在量化评价体系,对学生的动手能力、实际技能与兴趣的培养有所忽略,很难增进药学生的创新意识及能力的发展。

1.4教学内容覆盖面过于庞杂

由于药物合成实践课程是一门综合性的学科,课程所使用的教材需要涵盖相关的知识点,导致教学内容多而杂。在讲授药物的合成过程中,不可避免的需要涉及药物的设计理念,让学生理解所选实验的路线的优势,这就需要设计药物设计学知识;实际实验操作中仪器的选择和装置的搭建,则属于有机单元操作的知识;分离过程中,中间体的分离与纯化需要用到分析化学的知识[9]。如此一来,教材将不可避免的将《药物设计学》、《有机化学》、《分析化学》的内容整合其中。因此,造成该门课程的内容极易混淆、系统性差、枯燥乏味。学生普遍反映该门课程在学习过程中难学、难记、难掌握。

2教学方法的改革

由于在课程教学实施过程中存在效果不尽人意的问题,本课题组结合西部地区与本校的特点,在开展药物合成实践课时采取了以下教学改革措施。

2.1运用问题启发式教学加强创新与系统思维的培养

PBL(Problem-basedLearning)问题启发式教学法是一种倡导学生自我学习的启发式教学方法。该教学方式的一般思路是,通过提出问题,引导学生讨论并解决问题,进而培养自学能力,提升学生的综合思维能力[10]。为了在药物合成实践课程中提倡PBL教学,我们将一个典型的药物合成实验分为以下步骤。首先,将学生们分为3到4人的实验小组,以即将开展的合成实验为题目,让其自行查阅合成路线。第二步,学生们根据查阅的资料写成一份包括药物概述、合成方法路线、试剂以及仪器的报告并提交给带教老师。带教老师根据路线方案给出可行性报告。第三步,学生们根据老师返回的意见作出相应的PPT,并在实验课开始前讲述,接着老师对方案进行点评并且就具体的步骤进行提问。最后,按教材路线或者在试剂仪器条件以及可行性允许的情况下让学生根据自己的方案开展实验。例如,在开展贝诺酯的合成实验时,部分学生发现根据文献,目前对于贝诺酯的合成有更清洁绿色并且高效的催化剂:DMF,在进行酚钠与酰氯的拼合过程中可以采取更有效的相转移催化剂:PEG系列,进而在其所设计的方案中采用了上述方法。对此,带教老师在进过预实验后会安排实验室进行相关的仪器、试剂采购,以便学生可按自己的方案进行试验。由于可以采取了不同于课本的试剂甚至是方法,学生撰写计划书时积极性和能动性有很大的提高,往往渴望设计出一个更行之有效并且简单的实现方案。经过实践我们发现,采用PBL教学法后学生实验课知识的接受效果有大幅度提升。学生从单一的按照老师指示完成实验转变为主动参与实验设计与细节解决,进而在整个的实验中注意力大为提升,实验操作细节的注意上也有明显改善。通过上述教学改革,学生能抓住每次合成实验的基本知识和关键环节,深化了学生对理论知识的理解,也提高了学生对药物合成的兴趣,提升了学生的创造性学习思维。

2.2采取多样化与灵活化的考核与评价方式

随着高等教育的普及,学生人数也呈现逐年增加的态势,受到有限教育资源的制约,开展实验的时候很多时候需要学生组成2人小组共同完成实验操作,这在西部欠发达地区尤其严重。小组实验有一些缺点,这就是:在一定程度上纵容了懒惰的学生袖手旁观。为了达到“合理,公平、公正”,我们将实践课程的考核方式包括操作部分、实验报告撰写部分以及实验结果部分。我们坚持让学生尊重事实,而不是片面强调结果,不要给学生“更高的产率,得分越高”,或者“书写越漂亮,报告篇幅越多,分数越多”的错误理解。在实验考核中,我们采用了实验操作和实验结果相结合的综合评估方法。通过这种评分体系,我们可以合理有效地考察学生对于药物合成的理念、技能以及反应机理的掌握情况。事实证明,改用上述这种综合评估体系的结果是,教师会更加严格以及严谨地投入到教学之中,学生也会进一步注意他们的实验态度。通过这样的课程训练,药学专业学生的学习热情获得了极大地提高,此外,在实验操作能力上、处理问题的能力以及科学研究意识方面都有较大改善。

2.3利用信息技术手段辅助教学

迈入新世纪后,随着多媒体教学手段和信息技术在大学生教育中不断的推广与运用,虚拟技术与信息技术在教学中的地位也日益显现,并在西部欠发达地区体现出巨大的价值。药物化学合成实验以有机合成为基础,有机基本单元操作的知识贯穿于整个药物合成实验的教学[11]。在教学实践中我们发现,部分学生因为学习有机化学的时候效果不理想,导致药化合成实验时操作不熟悉,进而影响实验的开展。出现上述情况的时候最有效的办法是让学生再温习一遍装置,以利于开展药物合成实验时能顺利地找到仪器并搭建相关装置。然而,由于课程设置冲突、学时数有限等原因,学生很难根据需要随时到有机实验室进行练习。为解决上述问题,引入虚拟仿真实验室就显得尤为重要。在我们的药物化学合成实验过程中,教研室同时开放了仿真实验室,学生遇到问题时可以自行在电脑上进行反应仪器的认识与装置的搭建,此举既不占用实验室亦不占用教学学时,极大的提升了教学效果。

3总结

综上所述,药物合成实践课是四年制药学本科与五年制临床药学专业的重要专业基础课,对培养学生专业基础技能和科研创新思维方面起到了至关重要的作用。药物合成实践课的教学方法和教学方式两方面对该课程的教学实践开展改革进行了初步探讨与改革。我们发现,通过采取多样的教学方法(如PBL教学法,虚拟仿真教学法等)以及不同的教学方式(例如:多媒体教学法,启发式教学法),学生的学习主动性和积极性将会极大的提高。我们采取的教学改革,对于西部欠发达地区的高校意义尤其重大,通过发掘利用现有的教育教学资源,突破传统教学的局限性,可以让学生从被动接受教师讲授的内容变为主动摄取、探求文献与知识,这对于充分拓展了学生的创新性思维,发挥学生的学习积极性和主动性有重要的意义。

参考文献

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[2]陈爱军.论药物化学课程教育教学改革[J].职业技术,2015(4):26-27.

[3]史美荣.基于校企合作的药学专业化学课程教改探索[J].黑龙江科技信息,2017(1):126-126.

[4]陈桂荣.浅谈《药物化学》实验课教学改革[J].辽宁中医药大学学报,2008,10(7):189-189.

[5]傅春燕,李丽香,陈代武,等.药学专业有机化学实验教学改革初探[J].广东化工,2012,39(3):228-228.

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[7]方嵩,李晴晴.药物合成实验教学探究?[J].广州化工,2016,44(14):208-209.

[8]王杨,李云峰.基于企业项目的高职项目化课程教学改革研究[J].广州化工,2017,45(10):186-188.

[9]杨光.分析化学与药物分析合并教学的探讨[J].药学教育,2001,17(1):23-24.

[10]敖桂珍,温红.PBL教学法在药物合成课程中的实践探索[J].广州化工,2015(20):220-221.

[11]李元慈.药学专业有机化学课程教改探索[J].广州化工,2017,45(2):138-139.

作者:彭兴1;韦贤2;李福森1;陈铁寓1 单位:1.广西医科大学,2.右江民族医学院

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