新工科背景藥物化學(xué)教學(xué)改革研究

時間:2022-12-13 09:46:01

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新工科背景藥物化學(xué)教學(xué)改革研究

[摘要]新工科背景下,藥物化學(xué)課程的教學(xué)逐漸無法適應(yīng)應(yīng)用型本科高校生物制藥專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。因此如何按照培養(yǎng)應(yīng)用型人才的辦學(xué)定位和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求,克服傳統(tǒng)的教學(xué)思維定式,進行教學(xué)改革勢在必行。本文從藥物化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀入手,對其教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)評價方式進行改革,以期為該專業(yè)課程教學(xué)改革提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]新工科;藥物化學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)現(xiàn)狀;教學(xué)模式

藥物化學(xué)課程是生物制藥專業(yè)的重要專業(yè)核心課程。藥物化學(xué)是一門發(fā)現(xiàn)與發(fā)明新藥、合成藥物、闡明藥物化學(xué)性質(zhì)、研究藥物與機體細胞(生物大分子)之間相互規(guī)律的綜合性學(xué)科,是藥學(xué)相關(guān)領(lǐng)域中重要的帶頭學(xué)科[1]。傳統(tǒng)的藥物化學(xué)的教學(xué)是以經(jīng)典藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和構(gòu)效關(guān)系為重心,體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)-性能-構(gòu)效關(guān)系”一體化講述的主線。但是考慮到新工科背景下生物制藥專業(yè)應(yīng)用人才的培養(yǎng)要求,傳統(tǒng)的教學(xué)模式和課程體系已經(jīng)遠遠不能滿足學(xué)生的求知欲望和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的需要。此外,藥物化學(xué)與藥物設(shè)計等學(xué)科相互交叉,因此教學(xué)內(nèi)容應(yīng)滲透合理藥物設(shè)計的原理和思路,在教學(xué)中融入相關(guān)領(lǐng)域的新思想和新技術(shù)[2]。本文主要從教學(xué)現(xiàn)狀入手,對其教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)評價方式進行改革初探。

1教學(xué)現(xiàn)狀

目前應(yīng)用型本科高校生物制藥類專業(yè)藥物化學(xué)教學(xué)存在的主要問題有:(1)教學(xué)模式單一。傳統(tǒng)的教學(xué)模式將藥物按照生理系統(tǒng)或臨床用途分類成章,各章按照“前言→各類藥物分節(jié)→同類藥物結(jié)構(gòu)類型→代表藥物→名稱→結(jié)構(gòu)→理化性質(zhì)→代謝途徑→合成→構(gòu)效關(guān)系等”進行教學(xué)[3]。這種模式雖然系統(tǒng)性強,但不重視藥物設(shè)計思路的講述,不利于學(xué)生科創(chuàng)新意識和綜合能力的培養(yǎng)。(2)教學(xué)內(nèi)容陳舊。教材中的藥物多為臨床經(jīng)典藥物或傳統(tǒng)藥,甚至有些藥物淘汰率較高。而隨著醫(yī)藥領(lǐng)域的快速發(fā)展,新藥不斷問世而教材知識更新相對滯后。(3)理論不能緊密聯(lián)系實際。對于藥物結(jié)構(gòu)的修飾過程需要大量的計算機和專業(yè)的藥物設(shè)計軟件。純理論講解抽象難懂,教學(xué)效果差,應(yīng)結(jié)合藥物設(shè)計虛擬課堂進行設(shè)計實例的學(xué)習(xí)。

2教學(xué)改革策略

合理藥物設(shè)計是藥物化學(xué)的精髓,是該學(xué)科創(chuàng)新思維的源泉。藥物設(shè)計的方法主要包括計算機輔助藥物設(shè)計(CADD)、類肽、酶抑制劑、代謝拮抗、前藥設(shè)計、軟藥和硬藥、生物電子等排、組合化學(xué)、化學(xué)基因組學(xué)原理等。以化學(xué)生物學(xué)為主線,以藥物發(fā)現(xiàn)為目標,將CADD的理論和方法與現(xiàn)代前沿科技相結(jié)合,使學(xué)生了解學(xué)科的發(fā)展方向,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和獨立性,成為新藥研究與開發(fā)的開拓型人才。該課程融合傳統(tǒng)教學(xué)模式、數(shù)字教學(xué)模式和綜合創(chuàng)新培養(yǎng)三大模式,充分發(fā)揮學(xué)生的體作用,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與積極性,以綜合創(chuàng)新實踐改善教學(xué)效果。面向新工科背景下創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心,構(gòu)建基于計算機輔助藥物設(shè)計(CADD)的“PBL教學(xué)+線上教學(xué)平臺+綜合創(chuàng)新培養(yǎng)”混合式教學(xué)模式。以CADD為基礎(chǔ),藥物的分子結(jié)構(gòu)、修飾、動態(tài)模擬都可用相應(yīng)軟件(如分子結(jié)構(gòu)顯示軟件VMD、PyMOL等、分子對接軟件Dock、AutoDock等、分子動力學(xué)模擬軟件GRO-MACS、NAMD等)演示。PBL教學(xué)是以真實案例為先導(dǎo)、以問題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為主體、以教師為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)模式[4]。其中案例可以分為兩大模塊:一是經(jīng)典藥物的設(shè)計案例,如抗消化性潰瘍藥物西咪替丁的設(shè)計(運用生物電子等排原理)是藥物設(shè)計的典型案例,通過它的結(jié)構(gòu)改造進一步研發(fā)“metoo”藥雷尼替丁;二是新藥的研發(fā)案例。線上教學(xué)平臺主要是結(jié)合學(xué)習(xí)通、雨課堂等平臺創(chuàng)建課程,將知識碎片化,分解重難點;共享CADD常用軟件教程,使操作可視化;收集CADD相關(guān)科研教學(xué)視頻,了解前沿動態(tài)。綜合創(chuàng)新培養(yǎng)主要是將CADD運用至課后實踐。以小組為單位,自選某一種藥物進行藥物的結(jié)構(gòu)修飾,用相應(yīng)軟件進行藥物設(shè)計。此外,積極進行考核評價方式改革,除期末考核外積極開展過程性考核。如通過學(xué)習(xí)通后臺學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可動態(tài)觀察學(xué)生學(xué)習(xí)時間、課堂互動、課后作業(yè)、討論、試題等情況,其學(xué)習(xí)過程可被量化。創(chuàng)新考核形式從而全面客觀公正地評價學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。

3總結(jié)

通過藥物課程的教學(xué)改革研究,構(gòu)建基于CADD的“PBL教學(xué)+線上教學(xué)平臺+綜合創(chuàng)新培養(yǎng)”混合式教學(xué)模式,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用與積極性,提高學(xué)生的自主意識和創(chuàng)新能力。在教學(xué)內(nèi)容上能夠緊扣學(xué)科發(fā)展前沿,及時更新教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合近年來上市藥物和新藥設(shè)計的最新進展,通過案例分析和拓展性閱讀等方式,幫助學(xué)生更好理解藥物設(shè)計的精髓和新藥研發(fā)的最新進展。同時,通過有益的教學(xué)改革實踐,授課教師的能力素養(yǎng)也有一定提升,為培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實、實踐創(chuàng)新能力強的應(yīng)用型專業(yè)人才打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]尤啟冬,孫鐵民,郭麗.藥物化學(xué)(第8版)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2016.

[2]陳洪,黃思慶,謝建英.藥物化學(xué)教學(xué)模式改革的探索與創(chuàng)新[J].科技視界,2016(17):48.

[3]尤彩芬.藥物化學(xué)教學(xué)改革探索[J].考試周刊,2017(02):9-10.

[4]王志忠,黃青,白長財,等.以新藥研發(fā)為案例的有機藥物化學(xué)課程群PBL教學(xué)設(shè)計[J].化學(xué)教育(中英文),2017,38(12):55-57.

作者:吳夢晴 王未 單位:巢湖學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院