制藥工程專業計算機輔助藥物設計課程的探索

溫思彥

關鍵詞：計算機輔助藥物設計;制藥工程;教學改革

引言

生物制藥工藝學是生物制藥、微生物制藥、海洋藥物學、生物工程學與生物技術等專業的重要專業課，是從事各類生物藥物的研究、生產和制劑工藝過程的一門綜合性應用技術科學。通過學習本門課程應掌握各類生物藥物制造的工藝技術基礎理論、原理、工藝過程和制劑技術及其質量控制;各類生物藥物的來源、結構、性質與臨床用途。

1計算機輔助教學的優點

計算機輔助教學的優點主要表現在以下幾個方面：有利于豐富教學內容無論是傳統的文字材料，還是聲音材料、圖像材料，利用先進的計算機多媒體技術都可以進行文字、聲音、圖形、符號的有機結合，制作出精美的多媒體課件，這樣制作出來的教學信息文、圖、聲、像并茂，有效地克服了傳統聲音材料、文字材料存在的單調乏味的不足，并且信息量大，解決了學時少、學生多、教學資源不足的問題，使教師在完成教學大綱所要求內容的同時，還有時間講授新技術和新知識。生物制藥工藝學是一門實用性較強的學科，例如，膜分離技術中的筒式過濾在生物藥物的除菌過濾時應用較多，因此講述時將筒式濾器的裝置圖采用幻燈片展示，并詳細地介紹濾膜的檢查、使用注意點，使學生對制劑的除菌過濾過程有了感性認識。在課件的制作過程中要特別注意如下幾點：從教學規律出發，以提供教學質量為最終目的，注意從學生的角度去審視所制作的課件界面，使課件能優化教學過程，能做到恰當地將教學內容化繁為簡，化難為易，化抽象為具體，化艱澀為通俗;以教育心理學為指導，在激發學生的興趣和學習動機方面下功夫。對圖形所擺的位置、文字、線條、屬性，表格的多少以及出現的先后順序等作出詳細的研究，使多媒體課件的界面設計適合于課堂教學。

2計算機輔助藥物分子設計課程教學改革

2.1優選課程教材，優化教學內容

計算機輔助藥物分子設計課程教學改革之一是優選課程教材，優化教學內容。計算機輔助藥物設計是近些年來新興發展的學科，目前已有較多相關書籍出版，側重內容各有不同，選擇適合本校制藥工程學生的教材是保證教學質量的前提。課程教研組偏重于選擇藥物實例設計較多以及計算模擬操作較詳細的教材，例如魏冬青等主編的《計算機輔助藥物設計》、張亮仁主編的《常用計算機輔助藥物設計軟件教程》和郭宗儒編著的《藥物分子設計》。這些教材不僅詳細介紹了計算機輔助藥物設計的基本原理和思路，更重要的是列舉了藥物設計的經典案例以及計算機模擬軟件的詳細操作方法，非常符合制藥工程專業以實踐為主的教學特點。教學內容選取實際生產應用中最常用的計算機輔助藥物設計方法，省略繁瑣的數學計算過程，注重講解不同設計目的適用的設計方法和應用實例，例如注重藥效團模型、定量結構活性關系、大分子結構預測和分子對接等，以實現與制藥工程專業有機契合。

2.2緊跟學科發展，提高學習興趣

計算機輔助藥物分子設計課程教學改革之二是緊跟學科發展，提高學習興趣。計算機是近年來發展最為快速的科技產物之一，藥物設計亦從盲目藥物設計進入合理藥物設計的嶄新時代，致使計算機輔助藥物設計學科飛速發展。在教學過程中，盡可能多地選擇最新的藥物設計案例以及最新的模擬軟件引入課堂，帶領學生緊跟學科發展。教師在課堂上通過軟件將書本上抽象的生物分子以色彩鮮明的三維立體結構展示出來，同時引導學生獨立對三維結構的模型、顏色和大小等進行簡單修改，激發他們對課程學習的積極性。實時更新教學內容，運用新式教學方法，激發學生的學習興趣，提高學生的實踐能力和綜合素質。

2.3制訂清單，結合風險等級完善管理制度和操作程序

計算機輔助藥物分子設計課程教學改革之三是制訂清單，結合風險等級完善管理制度和操作程序。企業應建立包含藥品生產質量管理過程涉及的所有計算機化系統的清單，清單應根據風險評估的結果，對所涉及的計算機化系統進行分級。如何對系統分級，國內目前沒有非常明確的法規要求。部分企業參考GAMP5的方法進行了系統分級，根據計算機系統定制化程度及故障、缺陷的風險等級，對計算機軟件分級。為了貫徹藥品數據歸屬至人的要求，企業應在計算機化系統清單的基礎上，梳理出不同計算機化系統需要的權限分級，授予每一級人員合理的權限，保證人員不越權操作，所有操作追溯性強，設定監督機制確保數據不被隨意更改或刪除。根據風險評估和企業的管理需求，盡量對風險高的計算機化系統配備審計追蹤功能，并完善審計追蹤的審查與管理，使審計追蹤功能真正實現數據的溯源與過程控制的效用。

2.4課程考核方法的改革

計算機輔助藥物分子設計課程教學改革之四是課程考核方法的改革。為全面衡量學生對計算機輔助藥物分子設計這門課的掌握的程度和學習情況，我們對課程的考核形式、評價方式、考核權重等方面進行改革，制定課程總成績評分體系，包括過程化考核和期末考試2個部分。過程化考核成績占總成績的50%，由3次實踐性項目考核構成。第一次是分子建模考核，在課堂上要求學生們用軟件構建蛋白質或藥效團的三維結構，對選中結構進行骨架替換、縮放和移動等。使用菜單工具測量鍵長、鍵角和二面角，改變分子的顯示模式和顏色，顯示分子所帶電性和表面性質等。第二次是分子對接操作考核，主要訓練學生通過受體的特征以及受體和藥物分子之間的相互作用方式來進行藥物設計。學生通過計算服務器，模擬小分子配體—受體生物大分子的對接操作，并將對接后的最佳構象和對接模式用專業軟件顯示出來。第三次是根據具體設計案例進行討論，教師首先就經典藥物設計案例進行講解，然后和學生就具體案例進行討論。學生對案例中的關鍵問題及具體操作提出疑問，由教師集中解答，最后由學生討論并匯報結果。期末考試占總成績的50%，包括筆試和上機考試，各占總成績的25%。筆試采用開卷形式，允許學生翻閱參考書，主要針對分子模擬的生物學基礎、分子模擬基本算法、蛋白質結構模擬、藥物設計的基本方法和信息系統等理論知識進行考察。上機考試圍繞教學重點，將真實的藥物數據和研究問題提供給學生，要求學生在120min內提交相關的設計結果和上機匯報。過程化考核和期末性考試的結合，改變了單純知識化考核的評價模式，減少了成績的隨機性因素，能更好地反映學生將理論應用于實踐的綜合能力和操作水平。

結語

總結來說，之所以要驗證制藥設備的自動化系統，是為了使藥品的生產制造設備能夠達到法規的要求，從而提高所生產藥品的安全品質。總結來說，之所以要驗證制藥設備的自動化系統，是為了使藥品的生產制造設備能夠達到法規的要求，從而提高所生產藥品的安全品質。

參考文獻

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