《藥物設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用》課程教學(xué)改革初探

張娜　譚建軍　孫國(guó)輝　趙麗嬌

【摘要】藥物設(shè)計(jì)是一門交叉性、綜合性特別強(qiáng)的學(xué)科，具有涵蓋知識(shí)面廣、內(nèi)容概念抽象及實(shí)戰(zhàn)技術(shù)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，針對(duì)授課對(duì)象為具有生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程背景的研究生，就課程體系內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)模式的探索，以及成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)模式的改革等方面進(jìn)行了初步探究，對(duì)于研究型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】藥物設(shè)計(jì)學(xué)? 課程內(nèi)容優(yōu)化? 小組任務(wù)驅(qū)動(dòng)? 開放型評(píng)價(jià)機(jī)制

【中圖分類號(hào)】G64 ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）03-0241-01

基于威脅人類生命健康的重大疾病的難治愈性、高發(fā)病率和死亡率及臨床藥物需求的迫切性，創(chuàng)新藥物研發(fā)已成為生命科學(xué)與藥物化學(xué)領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)性的研究課題。然而，傳統(tǒng)的藥物發(fā)現(xiàn)方法如隨機(jī)化合物合成及盲目高通量篩選已經(jīng)無法滿足藥物研發(fā)的需求。隨著生物化學(xué)、生物信息學(xué)、藥物化學(xué)及計(jì)算化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展及學(xué)科之間的滲透，產(chǎn)生了一門綜合性的應(yīng)用交叉型學(xué)科——藥物設(shè)計(jì)學(xué)，其研究?jī)?nèi)容涵蓋新藥發(fā)現(xiàn)鏈的主要過程，包括從先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化到藥物的成藥性研究等，及其所涉及的理論、技術(shù)和方法[1]。

近年來，高等院校的藥學(xué)院已陸續(xù)在藥學(xué)專業(yè)中開設(shè)了藥物設(shè)計(jì)學(xué)這門課程，如山東大學(xué)、第二軍醫(yī)大學(xué)及廣西西科大學(xué)等均具有多年開設(shè)本課程的經(jīng)驗(yàn)[2-4]。我校生命科學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院也面向研究生開設(shè)了藥物設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用課程。但由于藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程涉及面廣，專業(yè)性相對(duì)較強(qiáng)，采用傳統(tǒng)授課模式對(duì)具有生物學(xué)及生物醫(yī)學(xué)工程背景的研究生，教學(xué)效果不甚理想。因此，合理優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式與方法以及與研究生培養(yǎng)目標(biāo)匹配的課程考核評(píng)價(jià)方式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高課程教學(xué)效果。

1.依據(jù)學(xué)生知識(shí)背景，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

由于藥物設(shè)計(jì)學(xué)是一門融合了藥學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)及計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科的交叉型學(xué)科，經(jīng)典傳統(tǒng)的教學(xué)課程內(nèi)容比較綜合且偏向藥物化學(xué)，這對(duì)于我院研究生的生物學(xué)及生物醫(yī)學(xué)的學(xué)術(shù)背景來講，具有一定的挑戰(zhàn)性且不適用性。因此，依據(jù)我院研究生的知識(shí)背景，并考慮學(xué)生的可接受程度，進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化及重組，成為課程建設(shè)的根本任務(wù)與重要前提。

在課程教學(xué)內(nèi)容上，筆者將注重藥物設(shè)計(jì)學(xué)中的理念、方法及其應(yīng)用[5]，主要包括以下章節(jié)：第一章緒論，包括藥物發(fā)現(xiàn)的歷史，傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)模式的特點(diǎn)，以及藥物設(shè)計(jì)的概念及其應(yīng)用實(shí)例;第二章分子構(gòu)象與搜索方法，包括分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念及其構(gòu)象搜索的原理及其方法，這部分對(duì)于生物學(xué)背景的同學(xué)來講概念比較抽象且難以理解;第三章基于配體的藥物發(fā)現(xiàn)方法，包括藥效團(tuán)模型及構(gòu)效關(guān)系模型構(gòu)建及分析;第四章基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法，包括靶標(biāo)結(jié)構(gòu)，分子對(duì)接原理及分子動(dòng)力學(xué)模擬方法;第五章相關(guān)軟件的實(shí)戰(zhàn)與應(yīng)用，包括藥效團(tuán)模型，結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系模型，分子對(duì)接及分子動(dòng)力學(xué)模擬等軟件使用與實(shí)踐。

2.小組任務(wù)驅(qū)動(dòng)，提升自學(xué)探索能力

考慮到研究生已具有自主學(xué)習(xí)的能力，且學(xué)術(shù)背景存在一定的差異性，筆者首先打破了分散式的課堂座位傳統(tǒng)模式，將學(xué)生進(jìn)行小組團(tuán)體模式，并保證每組的學(xué)生具有多樣化學(xué)術(shù)背景。在每一章的教學(xué)過程中，在基本知識(shí)講述結(jié)束后，按照小組進(jìn)行任務(wù)領(lǐng)取，且每個(gè)小組的任務(wù)不同。學(xué)生針對(duì)在課堂上所學(xué)知識(shí)就文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行分享與討論，提出所闡述的科學(xué)問題及與所學(xué)知識(shí)的相關(guān)性，從而激發(fā)學(xué)生的參與性與互動(dòng)性，并進(jìn)一步提升科學(xué)素養(yǎng)與學(xué)術(shù)思考能力，實(shí)現(xiàn)由接受學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。例如，基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法中，就分子對(duì)接的原理及應(yīng)用這一知識(shí)點(diǎn)，教師將依據(jù)所解決的科學(xué)問題類型選擇多樣化的文獻(xiàn)，如化合物活性高低差異，選擇性差異、新型化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化及作用機(jī)制探究等，開展小組間的互相分享與研討。每個(gè)小組雖然只學(xué)習(xí)了某一類任務(wù)，但最終通過分享開闊了學(xué)術(shù)視野，在提升學(xué)生自學(xué)探索能力的同時(shí)，大大提高了課堂效率。

3.研究問題導(dǎo)向，開放型評(píng)價(jià)機(jī)制

由于研究生的培養(yǎng)目標(biāo)不再是單純注重考查對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)及掌握情況，而是考查其運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去提出科學(xué)問題并將其解決。因此，傳統(tǒng)的試卷考試模式與當(dāng)前創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是不太匹配，加之該課程在解決具體科學(xué)問題的應(yīng)用特點(diǎn)，因此，我們實(shí)行問題探索式的開放型評(píng)價(jià)機(jī)制，讓學(xué)生依據(jù)自己的研究興趣與學(xué)術(shù)背景，查閱文獻(xiàn)，提出科學(xué)問題，運(yùn)用課堂講授的知識(shí)與方法解決問題，并在課堂上報(bào)告并答辯，學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)與點(diǎn)評(píng)。這種考核方式，既提升了學(xué)生在提出問題和實(shí)戰(zhàn)解決問題方面的學(xué)術(shù)思維與科學(xué)素養(yǎng)，又培養(yǎng)了學(xué)生做學(xué)術(shù)報(bào)告及研討科研的交流能力，有利于新型教學(xué)模式的實(shí)施，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)也更具有科學(xué)性、合理性。

藥物設(shè)計(jì)學(xué)在生物醫(yī)藥專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。本文就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及教學(xué)評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行了初步探索，對(duì)于新時(shí)代創(chuàng)新型藥物研發(fā)人才的培養(yǎng)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]伍小云，張嘉杰，李中皇，田元新，案例教學(xué)法在藥物設(shè)計(jì)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣州化工，2016（17）：192-193.

[2]葉德泳，周璐，李煒，謝瓊，仇綴百.以科研能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐[J].藥學(xué)教育，2013（3）：50-52.

[3]董國(guó)強(qiáng).軍事藥學(xué)專業(yè)《計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)探索[J].山東化工，2017（18）：180-181.

[4]黃增瓊.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的藥物設(shè)計(jì)學(xué)教學(xué)[J].藥學(xué)教育，2019（1）：47-49.

[5]徐筱杰，侯廷軍，喬學(xué)斌.計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004

作者簡(jiǎn)介：

張娜（1981.12-），女，漢族，山東泰安人，博士，副教授，研究方向：藥物設(shè)計(jì)與信息。