地方高校制藥工程專業藥物合成實驗教學體會與思考*

李元祥，雷素芳

(1 懷化學院化學與材料工程學院， 湖南　懷化　418008;2 懷化學院電氣與信息工程學院， 湖南　懷化　418008)

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地方高校制藥工程專業藥物合成實驗教學體會與思考*

李元祥1，雷素芳2

(1 懷化學院化學與材料工程學院， 湖南懷化418008;2 懷化學院電氣與信息工程學院， 湖南懷化418008)

當前地方高校制藥工程專業藥物合成實驗課程教學中，普遍存在課時設置偏少、操作及檢測平臺建設力度不足、學生對課程學習的重視度不夠等問題。為提高課程的教學質量，本文針對當前藥物合成實驗的教學現狀，主要圍繞課程教學內容設計、設置課外輔助性實踐教學的必要性及合理制訂課程成績的評價標準等方面提出了藥物合成實驗課程教學改革的一些思路和想法，與廣大從事該課程教學的同行交流與探討。

制藥工程專業；藥物合成實驗；教學體會；教學建議

制藥工程專業的人才培養目標是培養具備制藥工程方面的知識，能在醫藥、農藥、精細化工和生物化工等部門從事醫藥產品的生產、工程設計、科技開發、應用研究和經營管理等方面工作，富有創新精神和實踐能力的復合型高級工程技術人才[1]。在專業能力方面，要求學生掌握化學制藥、藥物制劑技術與工程的基本理論、基本知識，具有對藥物新產品、新工藝進行研究、開發和設計的初步能力。為達此培養目標，要求高等學校在課程設置、人才培養模式等方面必須科學準確。在制藥工程專業的課程設置中，藥物合成反應是培養學生化學制藥綜合能力的核心必修課程，該課程內容主要包括鹵化、烴化、酰化等在化學制藥中常用的單元反應原理。本課程的教學目的是使學生系統地掌握藥物制備中重要的有機合成反應和合成設計原理。為使學生能將基本的有機反應原理靈活運用于藥物合成及新產品開發，有機合成技術的學習及藥物合成實踐技能的培養很有必要。所以，與藥物合成反應相對應的藥物合成實驗課程便自然成為制藥工程專業學生為提升實踐動手能力的一門必修課程。為使本課程教學在人才培養目標中取得良好的效果，探討有效的教學方法很有必要。相關藥物合成反應理論課程的教學改革已作報道[2]，以下就藥物合成實驗的教學現狀、提高實踐教學效果的思考及實踐教學效果的評價等方面淺談課題組多年來的學習體會。

1　藥物合成實驗教學的現狀

1.1使用參考教材單一及課時設置偏少

在藥物合成實驗的實踐教學中，當前的主要版本分別有郭春主編的《藥物合成反應實驗》、卓超主編的《制藥工程專業實驗》、王世范主編的《藥物合成實驗》、姚其正主編的《藥物合成基本技能與實驗》及宋航主編的《制藥工程專業實驗》等。當前的地方高校授課教師多只用一本參考教材，一定程度局限了教學內容的寬度及靈活度。在課時設置方面，因藥物合成反應課程多采用聞韌主編的教材，完成理論課程的教學任務原則上要求70個學時左右，因在人才培養所設計的模塊中，各模塊的課程設置及課時安排偏多的原因，使藥物合成反應的教學時數通常被壓縮至50個學時左右，由此分配于實踐教學的學時數一般在12個學時左右，12學時一般只能安排2次試驗。所以，有限的學時數較大程度制約了預期的實踐教學效果。

1.2專業的教學師資及教學條件有限

圍繞制藥工程專業的人才培養目標，根據專業課程藥物合成反應及藥物合成實驗的教學要學，要使培養學生具備運用有機轉化的理論原理從事藥物的研究開發能力，要求學生熟練掌握各項藥物合成技能。為此，要求配置有藥物合成背景的專業教師，但在地方高校的專業人才培養中，因難以引進專業教師，特別缺乏具有藥廠生產管理經驗的雙師型教師，專業師資不足很大程度制約了人才培養質量。另外，良好的教學條件亦是達成人才培養目標的重要因素，隨著專業建設工作的不斷推進，實驗條件大有改觀，如實驗臺、通風設備、常規的玻璃儀器等實驗室操作平臺及IR、UV等測試儀器基本滿足教學需求。但從全面培養學生素質與能力而言，仍缺乏一些硬件條件并亟待解決。如當前僅配機械攪拌器，未配置具加熱功能的磁力攪拌器，機械攪拌器的藥品用量較大，不利于環保。旋轉蒸發器數量少，約20人共用一臺，很大程度影響實驗進程。同時，旋轉蒸發器用自來水降溫、未配備低溫循環裝置，不利于溶劑回收及環境保護。沒有配置質譜儀、元素分析儀及核磁共振儀等藥物合成表征必須的高端儀器，很大程度影響學生對物質分子結構的感性認知，制約學生創新能力的培養。

1.3實驗教學課堂的現狀

雖然學生是教學過程的主體，但在學生動手能力的培養中，教師采用科學合理的教學方法也很重要。長期以來實驗課是被認為是理論課的附屬品，教師亦多采用傳統的教學方法，根據主講教師的教學計劃，一般由教輔備好實驗所需的儀器和原料，經主講教師通過板書或PPT介紹實驗原理、內容、操作及注意事項等內容后，學生開始動手操作。表觀上，實驗課堂里有教師講、有學生做，沒有違反正常的教學秩序、符合實踐教學要求，但在實驗課堂中，仍存在以下現象：①學生在思想上對實驗課重視不夠，沒有充分理解實驗課程是提高自身動手能力的有效途徑。少部分學生存在無課前預習、僅滿足出勤、忽視實驗結果現象。②學生課前準備不足。教師講解時，部分學生不認真聽講，動手實驗前沒有理解實驗內容要求及注意環節。在實驗中離不開教材、被動應付，出現問題時不去思考問題的原因及解決辦法，常出現做完實驗仍無所收獲現象。③教師課前準備不夠充分。如實驗內容停留在理論理解層面、未先過一遍，對實驗中各個易出錯之處不能很好把握，不能給學生以正確指導。④老師難有全程參與及指導學生的具體操作。在學生動手操作的各個環節，因教師人數有限或教師在制備室休息等原因，不能及時發現并糾正所有同學的不足。

1.4學生的實驗操作技能較差

掌握藥物合成技術是達成專業人才培養目標的重要環節。合成技術包含反應裝置的合理組裝、反應進程的監測、后處理操作技術等，其中后處理技術是分離純化拿到目標產物的關鍵步驟及環節，大致包含過濾(抽濾、熱過濾、硅藻土過濾)、常壓或減壓蒸餾、萃取、重結晶、柱層析、干燥等。以上技術不是千篇一律，應據具體反應情況靈活運用。學生對基本操作掌握與否或能否靈活運用，直接關系到課程的教學效果、專業的人才培養是否符合社會的需求等重大問題。目前學生的基本操作技能非常欠缺，很不扎實，主要表現在：①取樣環節，固體及液體樣的稱量操作不夠規范，常有樣品灑落在天平盤、滴管接觸容器內壁、讀數誤差較大現象。②組裝反應裝置環節，不能正確組裝反應裝置，如不按下到上、左到右的次序依次組裝，裝完后的機械攪拌裝置上下不垂直、裝置不穩定、整個裝置的重量靠反應瓶支撐，存在明顯的安全隱患，不能用于正常的攪拌反應。③反應終點的確定環節，不能獨立確定反應終點。如不會調配合理比例的展開劑、展開劑的量過多、用毛細管點樣時過濃、沒有對照原料等。④后處理環節，不會正確使用旋轉蒸發儀、分液漏斗等儀器，基本不能獨立完成柱層析分離提作，提純手法粗糙、產品損失量大。

2　藥物合成實驗教學改革思考

2.1結合藥物合成反應理論課程，精心選擇實驗教學內容

藥物合成理論課程的教學任務是培養學生初步具備藥物新分子及其合成路線的設計、合成路線優化等能力，目的是要求學生能運用有機轉化原理進行藥物中間體合成的工藝改進或藥物創新。而實驗課程的任務則是培養學生根據轉化原理實現反應轉化、得到藥物中間體或產品的能力。所以，理論與實踐之間關系密切，即實踐課程教學的開展應緊密圍繞理論課程內容，充分體現實踐與理論的融合。為此，結合課程的理論原理，廣泛參考相關的藥物合成實驗教材[3-5]，初步設計了實踐課程的教學內容(表1)。為使學生進一步領會鹵化、烴化、酰化、縮合、氧化、還原等單元轉化的機理，分別設計了對應的單元實驗項目，為了幫助提升學生的綜合實驗素質，設計了含3步轉化的綜合實驗項目。

表1　藥物合成實驗的教學計劃Table 1　The teaching plan of pharmaceutical synthesis experimental course

2.2以技能培養為目的，適當設立觀摩課程

眾所周知，實驗實訓是動手操作能力培養的主要途徑。針對以一對多的師生結構教學現狀，要使學生在有限的實踐教學時間內，學好并掌握各類合成技術，難度是非常大的。因為合成技術體現在學生對具體試驗進度的理解把握而隨之表現出的每個實驗操作動作，教師在同一時間能觀察到的學生操作情況有限，不能及時了解學生整體的操作情況，對學生的錯誤之處或不足未能及時指導，導致大多數學生忽然了事、未能真正掌握各類基本的藥物合成技術。同時，雖然此前學生修完了有機化學實驗課程，但許多學生的有機合成能力及分離純化技術仍有待提升及加強。所以，針對師資有限及學生的實際操作能力不足的現狀，涉及各類基礎技術，由教師演示整個操作，針對關鍵點、疑難點，進行細致講解并強調等工作很有必要。演示教學可讓學生在操作前有直接經驗或感性認知，避免或減少操作失誤，培養學生獨立思考，提升合成技能水平。圍繞各項操作技術，設計了相關觀摩課程內容(表2)。

表2　藥物合成實驗課程的觀摩演示內容Table 2　The demo content of pharmaceutical synthesis experimental course

2.3認真對待常規教學過程，充分發揮教師的輔導作用

教學過程是學生學習理論原理及獲得各類操作技能的重要環節。教師應根據教學計劃，精心準備實驗教學內容，包括各類儀器用具、各類藥品材料、講授教案或演示題材內容等。課前要求學生認真預習并提出問題，圍繞學生的問題、實驗注意事項及關機環節等，在實驗介紹時著重強調、重點講解，使學生在理解的基礎上動手實驗，著實提高實驗教學效果。學生操作是實驗教學過程的主體環節、占據時間長，在此過程中，教師應克服勞累，不停的在實驗室走動查看，發現不足及時糾正，現場幫助學生獲得相關知識和技能。此外，因藥物合成實驗經常用到腐蝕性、易揮發有毒的試劑，故在整個教學過程中，應強化安全環保意識教育。在反應中所用的酸堿溶液，要求學生經中和處理后再排放。后處理溶劑不宜倒入下水道污染環境，應集中處理重復利用。在驗證反應中，以達到驗證效果為原則，原料的用量應盡可能少。以上措施，可培養學生的環保意識及節約意識。

2.4注重課外輔助性實踐教學

由于實踐教學學時的限制，在有限的學時內要達到預期的教學效果難度較大。開展課外開放性實驗教學很有必要并被廣大同行認可[6]。課外輔助學習主要含2個方面，一是組織學生自習：內容可含各類單元轉化機理，觀看各類實驗技能的DV操作影像，運用網絡查閱有關藥物合成的數據庫(Wiley、ACS、ScienceDirect、Thieme及中國期刊網等)。通過課外自習環節，加強學生對反應機理、操作規程的理解，培養學生初步具備查閱文獻的能力。二是設置開放性實驗課堂：設計1～2個開放性綜合實驗，要求學生查閱相關資料，設計可行的合成路線并全程獨立操作，對實驗中出現及提出的問題，逐個分析給予及時正確的指導。通過開放實驗課堂，幫助有進一步學習興趣的同學強化實驗技能、提升動手能力及綜合素質。

2.5進一步完善實驗教學條件

良好的教學條件是取得良好的教學效果、為社會培養合格人才的重要保障。在師資方面，學校支持教學系部根據專業建設計劃及人才培養要求方案大力引進高層次的專業技術人才，確保有專業的師資培養專業的學生。在平臺建設方面，圍繞教學計劃及人才培養目標，積極購置數量足夠的精密分析天平、具加熱功能的磁力攪拌器、旋轉蒸發器、核磁共振儀等機械電子產品，在合成環節、結構表征環節提供有力的平臺保障，確保藥物合成教學的順利開展、提升專業的人才質量。

2.6合理制訂實驗成績評價標準

為了客觀、全面地評價學生的實驗成績，體現學生的綜合素質與能力，建立相對科學、客觀、有操作性的考核方法很有必要。考核可分為平時考察和期末考試兩部分，建議側重平時考察，比例可占60%～70%。平時成績可依據學生每次的實驗情況(含預習報告、基本操作、實驗結果、實驗報告、如何解決實驗中出現的問題等)進行的綜合考察。期末考試的成績比例可占30～40%，可通過筆試及基本操作技能相結合的方式進行考核，筆試內容可為課程計劃所含實驗的反應機理、目標物的合成路線、實驗注意事項及后處理方面選用技術的理論依據等。基本操作技能包含儀器的組裝、使用方法、產品的轉移收集等。另外，關于實驗小組人數的安排，每組1～2人，不宜過多。每組1人，有利于學生獨立思考、獨立操作能力的培養，每組2人，有利于相互討論解決實驗中出現的問題。

3　結　語

針對當前的教學條件有限、學時安排不足、學生藥物合成技能較差等現狀，提出了通過實驗內容的設計、強化教學過程的實施、改善教學條件、合理擬定考核標準等手段，培養學生

的分析能力、動手能力及解決問題的能力。通過課程教學，使學生在本科階段初步掌握各類基本的藥物合成技術，提高學生的專業能力和綜合素質，為取得預期的課程教學效果、達成專業人才培養目標及為社會培養合格人才打下基礎。

[1]張園園, 王乾, 郭慧, 等. 復合型制藥工程專業人才培養模式探索[J]. 廣州化工, 2015, 43(16): 223-225.

[2]李元祥, 劉益林, 林紅衛. 地方高校制藥工程專業《藥物合成反應》教學改革與探索[J]. 懷化學院學報, 2015, 34(5): 83-86.

[3]郭春. 藥物合成反應實驗[M]. 北京: 中國醫藥科技出版社, 2007:17-23.

[4]姚其正, 王亞樓. 藥物合成基本技能與實驗[M]. 北京: 化學工業出版社, 2008:122-123, 180-182.

[5]王世范. 藥物合成實驗[M]. 北京: 中國醫藥科技出版社, 2007:92.

[6]康淑荷, 蘇瓊. 學分制下制藥工程專業藥物合成實驗教學模式改革——以西北民族大學制藥工程專業為例[J]. 西北民族大學學報(自然科學版), 2014, 35(2): 78-80.

Teaching Experiences and Reflections in Pharmaceutical Synthesis Experimental Course for Pharmaceutical Engineering Specialty in Local Colleges*

LIYuan-xiang1,LEISu-fang2

(1 College of Chemistry and Materials Engineering, Huaihua University, Hunan Huaihua 418008;2 College of Electrical and Information Engineering, Huaihua University, Hunan Huaihua 418008, China)

Among the course teaching of Pharmaceutical Synthesis Experiment for Pharmaceutical Engineering specialty in local colleges, there is presently the ubiquity of insufficient teaching hours, inadequate construction for operation and testing platform, less attention pays to course learning, and so on. In order to improve the course teaching quality, based on current teaching situation of Pharmaceutical Synthesis Experiment, some ideas and thoughts on teaching reform for the course of pharmaceutical synthesis experimental were suggested, such as teaching content design, necessity of extracurricular auxiliary practical teaching, reasonable establishment of evaluation standard of course score, which was sharing with peer who engaged in the same course teaching.

Pharmaceutical Engineering specialty; Pharmaceutical Synthesis Experiment; teaching current situation; teaching suggestions

湖南省教育廳教學改革研究項目(編號：[2013]97-365)。

李元祥(1968-)，男，博士，教授，主要從事藥物合成反應的教學與研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)08-0185-04