以培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才為導向的藥物化學課程教學創(chuàng)新與實踐

張永強+李浩+李劍

[摘要] 實現(xiàn)我國制藥行業(yè)跨越式發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)大量新藥創(chuàng)制人才。藥物化學是新藥研發(fā)的源頭學科，藥物化學課程教學是培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才的基本形式。本文針對目前高校藥物化學教學中存在的弊端，通過拓展課外專題性教學、創(chuàng)新雙軌教學模式和建立二維教學評價體系，系統(tǒng)闡述了新形勢下，激發(fā)學科興趣，傳授新藥設計技巧，培養(yǎng)新藥創(chuàng)制思維的新策略。并對教學實踐效果與需要注意的問題進行了初步分析。

[關鍵詞] 新藥創(chuàng)制人才；藥物化學；專題性教學；雙軌教學模式；二維評價體系；教學實踐

[中圖分類號] R914 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）12（a）-0117-04

[Abstract] The fast-growing pharmaceutical industry of China calls for the cultivation of many qualified drug discovery talents urgently. The research of medicinal chemistry is the major driving force of drug discovery. Therefore， the corresponding course teaching represents main approach for the cultivation of drug discovery talents. Herein， three strategies against the problems in present college medicinal chemistry course teaching were demonstrated， including topic-based teaching extension， comprehensive teaching methods innovation and two-dimensional teaching evaluation. These strategies were initially proved efficient in motivating the students to learn more practical drug design skills and in developing the innovative thinking ability for drug discovery. Furthermore， the initial teaching practice outcome was evaluated and some constructive suggestions were thus presented accordingly.

[Key words] Drug discovery talents； Medicinal chemistry； Topic-based teaching extension； Comprehensive teaching methods innovation； Two-dimensional teaching evaluation； Teaching practice

隨著制藥行業(yè)由仿制藥為主向創(chuàng)新藥物為主、由生產主導型向研發(fā)主導型轉變以及國家重大新藥創(chuàng)制計劃的穩(wěn)步推進，我國正逐步向制藥強國邁進。在該背景下，培養(yǎng)大量具有新藥創(chuàng)制思維，掌握新藥研發(fā)技巧，對新藥研發(fā)事業(yè)充滿熱情的專業(yè)人才迫在眉睫[1-7]。高等院校藥學院，尤其是研究型大學藥學院，是培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才的主力軍，課程教學是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的基本形式。因此，在當前形勢下，客觀上需要高校藥學和其他相關學科在課程教學上通力合作，相互協(xié)調，確立以培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才為導向的教學目標。

藥物化學，屬于新藥創(chuàng)制的源頭學科，藥物化學研究則是新藥研發(fā)過程中最為關鍵的環(huán)節(jié)，因此，藥物化學課程教學在培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才方面扮演著重要角色[8-11]。筆者承擔了所在高校制藥工程專業(yè)本科藥物化學教學工作，在教學實踐過程中，同樣切身體會到藥物化學教學對于激發(fā)學科興趣，培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才的重要性。然而，客觀上講，目前高校藥物化學教學存在諸多問題，在培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才方面，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，筆者在授課過程中，在教學內容、教學模式和教學評價上，進行了諸多有益的思考和探索，并初步付諸實踐。本文將該過程中所涉及的教學創(chuàng)新和實踐做簡單介紹和探討。

1 以傳授藥物設計技巧為核心的教學內容拓展

藥物化學教科書是教學內容的主要來源。目前國內各高校使用的教科書主要聚焦于各類疾病治療藥物的發(fā)現(xiàn)、結構、理化性質、構效關系、化學合成、作用機制等，對于新藥設計理論與技巧只是零星地關注，缺乏系統(tǒng)的把握。這樣的教學內容組成有助于培養(yǎng)出合格的藥劑師，但是卻不利于新藥創(chuàng)制人才的培養(yǎng)。然而，藥物化學教科書凝聚著一代又一代藥物化學家的智慧，是傳授基本理論知識、構建知識體系和進行課程教學的主要支撐。因此，堅持以教科書內容為中心的理念不能有絲毫動搖。鑒于此，本文提出以教科書內容為主，以培養(yǎng)新藥創(chuàng)制思維、激發(fā)學科興趣為導向，以傳授藥物設計技巧為核心對教學內容進行針對性課外拓展，以彌補當前藥物化學教學內容的不足。具體內容：通過對課本知識進行總結和挖掘，結合必要的課外知識補充，靈活設置藥物設計理論專題，進行針對性的教學拓展。初步設置了7項教學拓展專題：①生物電子等排體與藥物設計；②計算機輔助藥物設計與新藥發(fā)現(xiàn)；③前藥設計與靶向治療；④藥物化學中的“優(yōu)勢骨架”；⑤氟元素在藥物化學中的應用；⑥老藥新用與新藥研發(fā)；⑦綠色合成工藝。從長遠來看，拓展專題還將根據學生的反饋，進行進一步優(yōu)化篩選。同時，還計劃將一些重點藥物的發(fā)展歷程，包括先導物發(fā)現(xiàn)、結構優(yōu)化、合成工藝改進等納入專題內容之中，在課程中通過靈活引入進行學習和講授，逐步形成專題性教學補充體系。通過這些專題性教學內容的補充，激發(fā)學生的學科興趣，傳授藥物設計技巧，培養(yǎng)其新藥創(chuàng)制思維。endprint

2 以LBL為主，PBL為輔的雙軌教學模式創(chuàng)新

傳統(tǒng)的課程教學普遍采用以知識為基礎，以教師為中心，以課堂講授為主要形式的講授式教學法（lecture-based learning，LBL）教學模式，當然這和藥物化學多學科交叉和知識點繁雜的屬性密切相關。然而，如此一來，往往會造成“滿堂灌”式教學，降低學生學習的積極性，導致教師難教、學生難學的尷尬局面，甚至會嚴重影響學生對學科的學習和研究熱情。

除傳統(tǒng)的LBL教學法之外，基于問題的學習（problem-based learning，PBL）作為一種以問題為基礎的教學方法，最早在醫(yī)學教育中廣泛使用，目前已逐步擴展至藥學各學科的教學之中[12-18]。該教學法旨在以問題為核心，通過問題將授課內容相互聯(lián)系起來，通過學生分組討論和教師引導，使學生積極參與問題的學習過程。其中，學生小組討論和教師引導是主要的教學形式。實踐證明，PBL教學模式可以有效提高學生的自主學習能力、分析問題和解決問題的能力，但是也存在耗時長、缺乏對知識系統(tǒng)性和邏輯性把握的問題。

由于藥物化學具有涉及學科多，知識點繁雜，且多為記憶性內容等特點，主體教學內容并不適合用PBL教學法。因此，對于課程主體內容，主張采取LBL教學法，系統(tǒng)性和邏輯性地完成藥物化學相關知識的傳授。以LBL教學模式為主，不是簡單的照本宣科，按書本講授，而是主張重視藥物結構在藥物化學教學中的核心地位，通過藥物結構將理化性質、構效關系、合成工藝和作用機制等串聯(lián)起來，以便學生更好地掌握相關理論知識[19-21]。在此基礎上，還提出以藥物結構演化為主線的LBL教學法，通過直觀展示藥物化學結構的變化以及相應的藥效、藥代的不同，以期增強學生對藥物結構的敏感性，并有助于其學習新藥設計技巧和培養(yǎng)新藥創(chuàng)制思維。

對于專題性教學內容拓展，主張采用PBL教學法，根據關鍵知識點，提出富有啟迪性和拓展性的科學問題，讓學生在課下查閱資料和小組討論，課上抽出適當時間進行分組匯報和教師總結。這樣的雙軌教學模式，既可以保證將知識系統(tǒng)地、有邏輯地、準確地傳遞給學生，又可以調動課堂氣氛，使學生積極主動地學習，以獲得更多、更有趣的藥物化學知識和藥物設計技巧，激發(fā)其從事新藥研發(fā)事業(yè)的熱情。

例如，在講授非經典抗精神病藥氯氮平時（圖1），可以采用LBL教學法，以其結構為核心，分析合成路線和理化性質。以結構演化為主線，闡述其構效關系，進而傳授給學生新藥設計技巧，完成主體內容的教學。同時我們注意到氯氮平和鎮(zhèn)靜助眠藥地西泮中都含有苯并二氮卓這一結構。因此，針對共性結構，利用PBL教學法拓展學習藥物化學中“優(yōu)勢骨架”概念。具體操作如下：①在講授到非經典抗精神病藥物奧氮平時，提出問題，即鎮(zhèn)靜助眠藥地西泮和抗精神病藥奧氮平都含有苯并二氮卓結構，是巧合？還是另有原因？苯并二氮卓是否是藥物中普遍存在的結構？②學生經過查閱文獻，小組討論，得出結論，以小組為單位作課堂匯報。苯并二氮卓是一類藥物分子中普遍存在的共性結構，同時也是良好的擬肽的母體，比如胃腸素受體拮抗劑MK-239也含有同樣骨架。某些苯并二氮卓對細胞膜有特殊的主動轉運機制，因此具有較好的透膜能力。③教師及時進行引導。藥物化學中是否還存在其他共性結構？進而引出藥物化學中“優(yōu)勢骨架”的概念。這樣的PBL教學設計，不僅讓學生熟悉了藥物化學中“優(yōu)勢骨架”的概念和以此為基礎的藥物設計技巧，而且還進一步激發(fā)了他們學習藥物化學和投身新藥研發(fā)事業(yè)的熱情。

3 以命題考試為主，以綜述性論文撰寫為輔的二維教學評價體系

目前藥物化學教學中，教學評價上，普遍采取“一考定乾坤”的方式，同時考試命題傾向于可以量化的、記憶性的知識點。這樣的教學評價方式，對學生學習藥物化學基礎知識起到一定的督促作用。然而，對于新藥創(chuàng)制思維的培養(yǎng)和新藥設計技巧的掌握卻十分不利。客觀上還會助長學生的投機心理，造成了“課上玩手機，考前搞突擊，考后不知東西”的尷尬局面。

掌握好扎實的基礎知識是進一步學習和研究的前提。因此，考試命題，應當主要關注藥物化學基礎知識，同時又要充分體現(xiàn)藥物研發(fā)的前沿。命題形式，除了對記憶性知識的考查外，要更加注重思考性和技巧性題目，引導學生深入學習藥物設計、藥物合成等相關理論與技巧，使學生擺脫考前搞突擊的壞習慣。此外，針對專題性課外拓展內容，可引導學生對某一感興趣的領域如藥物設計理論、藥物合成技術等，多做思考，撰寫綜述性小論文，鼓勵新觀點的提出和思想火花的碰撞。并將相關分數(shù)計入考試評價中，建立更為合理的二維評價體系，從而有效考查學生的學習情況，引導學生新藥創(chuàng)制思維的培養(yǎng)，為成為新藥研發(fā)人才奠定基礎。

4 課程教學創(chuàng)新初步實踐結果和存在的問題

筆者將以上課程設計創(chuàng)新初步用于教學實踐中，客觀上起到了激發(fā)學生學習興趣和培養(yǎng)新藥創(chuàng)制思維的作用，為進一步培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才奠定了基礎。根據筆者授課班級對這一教學新嘗試的反饋，整個教學班共63人，對教學內容拓展?jié)M意的學生有60人，基本滿意為3人，不滿意人數(shù)為0；對LBL+PBL的教學模式創(chuàng)新滿意的學生有48人，基本滿意為5人，不滿意為10人；對二維教學評價體系滿意的學生有45人，基本滿意為6人，不滿意為12人。教學實踐整體上獲得了較好的教學效果，尤其是增加藥物設計理論與技巧的專題性教學后，更是引起了學生們的興趣。但是學生對授課方式和評價體系滿意的程度有所保留，這也是以后教學中需要繼續(xù)改進的方向。然而，作為有益的藥物化學教學創(chuàng)新實踐，仍然具有一定的借鑒意義。

此外，不可否認的是，這些課程教學設計對任課教師提出了更高的要求。需要相關教師不斷緊跟藥物化學的發(fā)展前沿并致力于相關研究，掌握大量新藥研發(fā)理論，具有一定的新藥研發(fā)經驗。最后，如何從授課時間上妥善安排好書本知識的講授和課外知識的拓展，也是需要關注的問題。

綜上所述，針對目前高校藥物化學教學中存在的問題，以培養(yǎng)新藥創(chuàng)制人才為導向，筆者在藥物化學教學過程中進行了有益的思考和探索，并從教學內容、教學模式和教學評價上提出了新的對策和思路。堅持以教材為主，增強新藥設計理論與技巧等課外專題型拓展；堅持LBL為主，輔以PBL；堅持命題考試為主，增加綜述性論文撰寫的教學評價新方法。初步實踐顯示出了良好的教學效果，相關課程與教學設計的細化與完善正在逐步進行之中。endprint

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（收稿日期：2017-07-11 本文編輯：王 娟）endprint