适应工程教育的药物化学课程建设实践

适应工程教育的药物化学课程建设实践[摘要]阐述了工科院校药物化学课程在教学内容改革、课群建设、教学方法优化、多媒体应用模式改革以及实践教学方面的思考和做法。

[关键词]工程教育药物化学课程建设

药物化学课程是面向制药工程、药物制剂和药学等本科专业开设的一门专业必修课，在学生的知识结构中占有重要位置。但是，随着各专业培养目标的不同，该课程的授课重点和方法差别较大。

目前，药物化学及其相应的实验课程在药科大学或综合性大学药学专业的建设工作已经日臻完善，2004-2006年间，中国药科大学、沈阳药科大学、北京大学等三所高校的药物化学课程已被评为国家级精品课程。但是，对于在全国创办仅仅10余年的制药工程专业来说，如何结合该专业工程教育的特点，建好适应化学、工程知识背景学生的药物化学课程在各高校都还处于探索阶段。我校制药工程专业药物化学课程建设团队经过多年探索和实践，在教学内容改革、课群建设、教学方法优化、多媒体应用模式改革以及实践教学方面作出了积极的探索，取得了一些共识。

一、因材施教，改革教学内容

针对制药工程专业的工科背景对药物化学课程的教学内容进行了合理调整和规划，重点解决了制药工程专业课程多、课时少及学生知识断层与课程之间内容交叉重叠等问题。

1．突出化学模式的授课体系

由于制药工程专业前期课程以化学类和工程类为主，学生普遍缺乏作为药物作用基础知识的病理学、药物作用部位的解剖生理学及药物作用机理的生化、分子生物学、细胞生物学和免疫学等知识背景[1]。因此，药物化学课程在教学时，针对化学制药全合成、半合成的特点，重点讨论药物的化学结构类型、构效关系、典型药物化学合成以及与药物稳定性和药效有关的化学性质，简化作用机制、代谢途径等与药理学重复的内容。

2．重视学科前沿理论和技术的介绍

随着化学和生命科学的不断交叉融合以及生技术药物的不断涌现，药物化学的发展日新月异，内容也更加丰富。因此，在完成教学大纲要求的基础上，及时添加既能反映药物化学前沿领域的新理论、新技术、新发现。对抗生素、维生素、激素类药物的合成，尝试从化学合成和生物合成两个角度进行全面阐述，以此进一步拓宽学生视野，培养学生适应当代学科交叉的新形势。

3．开展双语教学的探索

为了培养学生具备熟练查找和阅读重要化学英文文献的能力，尝试部分章节采用双语教学，平衡好学生既要学习药物化学知识又要提高专业英语水平的两个需求点。制定了有效的双语教学课程设计，准备双语授课资料，包括专业词汇表、英文课件和讲稿、英文思考题等；对于非双语授课的章节，在课件中为基本药物化学术语增加了英文解释，在保证教学内容的同时，使学生掌握专业基本词汇。

二、循序渐进，重视课程群建设

药物化学与有机化学、药物合成反应、药理学、制药工艺学等基础课和专业课联系密切，在该课程建设进程中，我们非常重视对课程群的整体建设，促进了专业整体协调发展。

1．加强与基础课有机化学的联系

在所有基础化学课程中，有机化学与药物化学的关系最为密切。但是，由于工科有机化学的课时有限，关于杂环化合物的内容并不是讲授的重点。然而药物化学课程中大量药物均系杂环结构，其命名、性质和涉及的化学反应是学习的重点，也是学生普遍感到最难以理解和掌握的内容。因此加强与有机化学授课教师的联系，对于典型药物合成中将用到的反应类型重点讲解，加强练习，有助于消除学生在药物化学学习初看到复杂的药物结构式和合成路线产生的畏难情绪，提高学习兴趣。

2．实现与专业课制药工艺学的共同建设

制药工程专业是以培养从事药品制造工程技术人才为目标的工科专业，而药物化学是该专业核心课程——制药工艺学的重要基础。我校制药工程专业尝试将药物化学与制药工艺学同步开设，通过加强任课教师之间的沟通，使学生在学习药物化学的同时，从制药工艺角度系统学习如何进行药物的化学合成、工艺路线的优化改进、中试放大和三废处理等内容，充分体现药物化学课程在制药工程专业的延伸与应用，帮助学生更好的理解、掌握和运用。

3．丰富与课程相关的选修课资源

我校制药工程专业开设了与药物化学学科密切相关的新药研究与开发等专业特色选修课程，供那些对药物化学兴趣浓厚、希望进一步深入学习或有继续深造愿望的学生选修，使学生感受信息技术对药物化学发展的广泛影响。

三、启发引导，优化教学方法

对于制药工程专业，药物化学课程的教学目的是使学生掌握各种类型的药物，重点包括药物的化学结构、构效关系、典型药物化学合成以及与药物稳定性和药效有关的化学性质等。上述内容中药物的化学结构是根本，也是对学习起决定作用的因素。因为药物的化学结构决定药物的理化性质、合成方法、稳定性和代谢形式。抓住结构，也就抓住了药物化学学习的核心。而大部分学生恰恰是由于感到化学结构式难学难记，不易掌握，失去了对学习的信心和兴趣。

借鉴同类院校成功经验[2]，我们在教学中始终坚持以药物的化学结构为主线，并在此基础上进行引导和启发，以点带线，以线带面，调动了学生学习兴趣。例如，在学习喹诺酮类抗菌药时，以重点药物诺氟沙星为切入点，指出其苯并4-吡啶酮-3-羧酸的结构骨架，具有羧基、哌嗪基、氟原子、酮基等特征基团。首先，对化合物进行化学命名，进而推测、联系诺氟沙星的主要性质，如具有两性，有氟离子专属性反应，易和钙、镁、铁等金属离子形成螯合物使活性降低。其次，结合该类药物研究发展历史，对不同位置结构改造后的构性、构效特点进行对照比较，从研究方法学及研究中的问题出发，结合大量的鲜活事例对构效关系总结归纳；而后，对其合成路线和策略进行剖析；进一步引导学生联系实际临床用药中诺氟沙星不能与牛奶同服，老人、儿童也不宜多用等注意事项，指出药物体内的化学变化和影响因素以及如何在药物设计时避免药物代谢等。这种启发、引导式的教学方法改变了学生死记硬背、不求甚解的学习状况，便于学生学习和掌握共性规律，达到举一反三、触类旁通的效果[3]。

四、扬长避短，创新现代化教学手段的应用形式

由于药物结构和构效关系的复杂性，在药物化学教学中借助计算机多媒体技术可以大大节省教师板书的时间，不仅能增加课堂信息量，而且可以使抽象的内容形象化，加深学生对知识点的理解和掌握。但是，如果教师过分依赖多媒体教学，便会丧失教师本身在教学中的主导者地位，使教学过程有如“看电影”，学生被动等待电脑演示懒于思考，极大地影响了分析问题和解决问题能力的培养和提高。为此，我们根据药物化学学科特点，对该课程的多媒体教学模式进行了初步探索。

1.开展教学动画开发和交流竞赛

运用chem3d软件绘制出的彩色三维立体分子结构模型，结合特写、放大等手段展示，能使学生对药物的结构有直观形象的了解，利用flash动画制作药物与受体的结合原理、药物的化学反应历程等，可以帮助学生更好理解这些只用语言描述有困难的微观过程。为此，我们鼓励和扶持有兴趣的学生利用photoshop和fireworks软件开发教学动画，并开展交流和竞赛，提高学生对课程学习的兴趣和积极性。

2.借助网络课堂实现教学的拓展和延伸

利用信息技术，建设网络课程，实现教学大纲、多媒体课件、电子讲稿、教学录像等内容的上网，供学生自由下载学习。建立网络试题库、教师在线答疑系统和学生测评系统，及时了解学生学习情况。不断完善拓展性学习资料的建设，将与本学科相关的知识及研究前沿整理上网，使学生利用课余时间了解课本以外的专业知识，丰富学习内容，开阔学生视野。

五、理论与实践并重，强化实践能力和工程素质培养

1.深化实验课教学改革

药物化学课程的建设与发展需要不断提升与之相适应的实践教学水平。根据培养方案设置，学生在完成药物化学课程的学习后，需先后进行共为期三周的药物合成实验。实验项目涉及了药物化学课程中多个典型药物的合成，如阿司匹林、贝诺酯、扑炎痛、氯霉素、磺胺醋酰钠等。实验要求学生能够独立完成实验仪器的选择、实验方法的确立和整个实验操作过程，包括搭建实验装置、调试实验仪器、测定实验数据、撰写实验报告等，实验教师只在适当的时候予以启发指导。实验给予了学生充分的独立思考空间，让学生有机会亲自去体验、感受、摸索、发现，有利于实践能力和创新精神的培养和提高。

2.开展课外学术科技活动

结合本教学团队所承担的科研课题，采取开放实验室管理的方式，鼓励学生进入实验室进行科研活动，通过亲身体验药物化学研究的过程，加深对新药研究的理解，提高学习药物化学的兴趣。目前，制药工程专业已有50%以上的学生依托大学生科研训练计划等项目，在专业教师的指导下开展药物研究工作，不仅加深了对药物化学课堂教学内容的理解，而且学会了从事科学研究的基本方法，真正做到了学以致用。

3.重视校外生产实习环节

加强与上海医药行业协会和上海医药（集团）有限公司的联系，在理论知识学习的同时，为学生提供了解生产实际的机会。专业目前已与上海信谊制药总厂、上海雷允上制药有限公司，上海新亚制药厂等企业建立了稳定的校外生产实习基地，药物化学课程授课教师亲自带队，组织学生深入企业参观，并听取生产一线工程技术人才的讲座，实现了理论和实践的有机结合，进一步提高了课程教学效果。

六、结语

作为医药行业的“龙头”学科[4]，药物化学课程地位举足轻重。而适应工程教育需要的药物化学课程的建设，对于应用型制药工程专业人才的培养更是起着关键的作用。经过多年不懈努力，我校药物化学课程已被评为校级精品课程和上海市重点建设课程，课程建设成果和思路得到了教育部制药工程专业建设指导委员会专家的肯定。目前，课程团队正在大力推进适用制药工程本科专业的药物化学理论和实验教材建设，希望能够对同类院校该课程建设产生一定示范作用。

参考文献：

[1]周显宏,李纠,刘煜平,等.应用化学专业《药物化学》课程的教学改革与实践[j].东莞理工学院学报.2007,14(2):59-62.

[2]许军,熊俭,黄洪林.以化学结构为主的药物化学课程的课堂教学[j].中国教育导刊.2007,9:63-64.

[3]林友文,陈莉敏,陈艳.药物化学知识结构的组织[j].药学教育.2007,23(6