以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗教學體系的構建研究

黎奕斌，慈 薇，李 琳

(南方醫科大學藥學院教學中心，廣東 廣州 510515)

目前，我國正處于從醫藥生產大國向創新藥物研發強國的關鍵轉型時期[1-2]。培養綜合型創新藥學人才是提高我國醫藥領域研發能力和醫藥產業核心競爭力的關鍵[3]。如今，藥學人才的培養目標是：要求學生具備系統的藥學專業理論知識、較強的實踐技能和創新能力。實驗教學在藥學高等教育中具有非常重要的意義，是培養藥學綜合型創新人才的關鍵環節[4-5]。但是，傳統的實驗教學體系中把實驗教學作為一種實驗技能訓練，而忽視了它是一種科學研究方法的培養，學生的創新能力無法得到培養[6-7]，不能適應醫藥事業發展對藥學綜合型創新人才培養的需求。只有將學生創新能力培養納入實驗教學中才能適應國家創新人才培養的需要[8]。因此，如何迅速轉變觀念從而培養出能適應我國醫藥行業需要的創新型藥學人才成為高等院校的燃眉之急[9-10]。

針對傳統的實驗教學體系中存在的諸多問題及社會對綜合型藥學人才的需求，筆者對藥學實驗教學體系進行了改革與探索。以提高藥學本科生的實踐能力和自主創新能力為目標，將藥學多門學科課程實驗有機結合起來，圍繞藥品生產鏈和藥物研發鏈，構建了以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗教學體系。

1 以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗特點

1.1 以“藥”為中心

以“藥”為中心，圍繞藥品生產鏈思路，把原料藥生產、藥物分析鑒定、藥物制劑制備及制劑質量分析等實驗有機融合起來，形成了以藥品生產鏈為主線的藥學專業多學科綜合性實驗。以藥品生產鏈為主線的藥學專業多學科綜合性實驗，還原了藥品生產的真實過程，有利于學生將各門學科所學的理論知識和相應的實驗技術方法相互滲透、融合起來，建立起系統的藥學實驗技能體系。同時，以“藥”為中心，圍繞創新藥研發鏈思路，將計算機輔助藥物設計、藥物分子合成、藥物分離純化、藥物分子分析鑒定、藥物制劑制備及藥效學評價等多學科實驗融合，形成了以創新藥研發鏈為主線的藥學專業多學科綜合性實驗。以創新藥研發鏈為主線的藥學專業多學科綜合性實驗，還原了藥物研發的實驗過程，讓學生從藥學一級學科的高度，系統掌握藥學各學科實驗的原理、方法技能及其綜合應用。

1.2 “以學生為中心”的教育理念

傳統教學模式下，以驗證灌輸為主的實驗教學方法，無法培養學生的創新能力和創造意識。以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合學實驗教學體系遵循以“以學生為中心”的教育理念。學生在綜合實驗過程中，獨立完成文獻資料查閱，實驗方案設計、實驗方案實施、結果分析、數據整理、實驗論文撰寫以及成果匯報等過程。教師在此過程中扮演一個引導者的作用，啟發學生的實驗設計思路，引導學生的規范操作，適當講解實驗過程出現的問題。傳統的照實驗講義做實驗改變為主動探索實踐過程，學生自主發現問題、提出問題和解決問題。本過程使學生的科研思維和創新思維得到全面的訓練和提高。

1.3 科研成果轉化實驗教學

高校的科研成果是十分寶貴的潛在實驗教學資源[11]。藥物研發以科學研究思路為主線，圍繞創新藥研發鏈，內容涵蓋創新藥物研發項目的主要核心內容。立足藥學學科前沿，將科研成果研發過程轉化到實驗教學中，使實驗過程更加貼近真實的科研研究，讓學生在學習藥學實驗技術、方法、技能的同時親歷科研探索的過程。實驗課程不再是理論教學的驗證與延伸，而成為提高學生實踐能力、科研能力以及創新能力的有效方法。

1.4 先進的教學手段與實驗技術

信息技術的飛速發展，給實驗教學帶來了新模式和新手段[12-13]。將計算機網絡、信息技術、虛擬仿真等新技術引入實驗教學，通過模擬實驗，可以仿真藥物化學、藥物分析、動物藥理等全部實驗過程。同時，利用虛擬仿真實驗模擬“高、新、尖”實驗設備，引入藥學領域先進的儀器設備操作實驗。學生可不受時間和空間等限制，并且可反復操作加深對知識點理解以及加強實操技能訓練。隨著科學技術的飛速發展，藥學領域的儀器設備、測試技術不斷更新，掌握先進的實驗技術方法成為藥學創新性人才的必備技能。以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合學實驗，涵蓋藥品生產鏈和創新藥研發鏈，在實驗中廣泛使用到大型精密儀器如：氣相、高效液相、紫外分光光度計、核磁共振以及高速離心機等。有助于學生全面掌握先進的藥學實驗技術，建立起系統地藥學實驗技術體系。

2 以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗教學內容

以“藥”為中心梳理、整合藥物化學、藥物分析、藥理學、藥劑學實驗課程教學方案，合理設置多學科綜合性實驗教學內容。將實驗教學內容分為基本技能綜合訓練和綜合設計技能訓練兩部分。圍繞藥品生產鏈，構建以對乙酰氨基酚片生產為主鏈的虛擬仿真實驗教學模塊。圍繞創新藥研發鏈，構建了以小分子HIV-1潛伏感染逆轉劑研發為主鏈的實驗教學模塊。經典藥物與虛擬仿真相結合作為基本技能訓練內容，科學前沿與教學相結合作為綜合設計技能訓練內容。

2.1 以對乙酰氨基酚生產為主鏈的虛擬仿真實驗教學模塊

利用南方醫科大學藥學院的藥物化學虛擬仿真實驗教學平臺，把虛擬仿真新技術引入實驗教學，以“藥”為中心，圍繞藥品生產鏈，建立虛擬仿真藥學綜合性實驗項目。以經典藥物對乙酰氨基酚片生產為主鏈，結合實體設備，通過半實物改造模擬，把原料藥的合成-制劑的制備-制劑質量分析三個傳統教學中獨立的實驗部分，進行全方位的虛擬仿真，使之形成一個相輔相成的有機融合的實踐教學體系。設計了從原料藥合成到制劑生產，再到質量監控分析貫穿藥品生產全過程的綜合性虛擬仿真實驗項目。實驗中，學生通過線上學習方式，在藥物合成模塊完成藥物化學合成、分離純化、鑒定等化學操作技能訓練，在GMP車間制劑模塊完成片劑工藝如原料藥混合、制軟材、制濕粒、干燥、整粒、壓片等片劑工藝技能訓練、在質量分析模塊完成分析儀器操作，如高效液相、核磁共振以及氣相色譜等大型精密儀器的操作技能訓練。該綜合實驗采用線上教學，學生可登錄系統自主學習，并完成相應的知識點測試，同時學生可在線提問，教師在網上及時答疑。此外，學生對還沒有掌握的環節，可在系統上進行反復訓練，直到掌握為止。虛擬仿真實驗還原了真實的藥品生產環節，讓學生進一步了解藥品生產的基本過程以及明白所學理論知識、技能在此過程中的作用地位，從而建立起系統的藥學實驗技能體系。

2.2 以小分子HIV-1潛伏感染逆轉劑研發為主鏈的實驗教學模塊

南方醫科大學藥學院擁有多個重點科研平臺，充分發揮科研成果惠及教學作用，把科研成果轉化為教學實驗。以“藥”為中心，圍繞創新藥研發鏈，構建科研與教學相結合的藥學多學科綜合性實驗項目。基于《RVX-208作為HIV-1潛伏感染逆轉劑的應用體(201610567750.6)》的中國發明專利研究成果，搭建“以RVX-208為先導化合物開發新型HIV-1潛伏感染逆轉劑”的綜合性實驗項目。將計算機輔助藥物設計、藥物分子合成、藥物質量分析與鑒定、藥物活性評價、制劑制備等多學科的實驗內容有機串聯起來，涵蓋新藥研發鏈的各個環節。教師提出實驗目的，學生綜合利用藥學四大學科知識，對RVX-208進行改造，開發新型HIV-1潛伏感染逆轉劑。①計算機輔助藥物設計實驗：利用前期成果化合物構建3D-QSAR模型，通過分子對接模塊以及3D-QSAR模塊，學生自主設計出全新結構的化合物；②藥物分子合成實驗：根據目標化合物結構，學生自行查閱文獻設計合成路線，并采用化學方法完成化合物的合成；③藥物分離純化實驗：采用柱層析、薄層色譜分離藥物，采用熔點儀、HPLC技術測定化合物的純度；④藥物分析鑒定實驗：利用核磁共振(碳譜、氫)、質譜、紅外、紫外等技術手段確證結構；⑤藥效學評價實驗：RVX-208衍生物激活HIV-1潛伏活力性實驗，細胞毒性實驗等；⑥制劑制備實驗：挑選活性較好的化合物，根據化合物理化性質讓學生自行設計劑型，并進行劑型質量分析；⑦完成實驗后，撰寫實驗論文，并以小組匯報形式展示實驗成果。學生通過完成創新藥研發綜合性實驗，理解創新藥研發過程，加強了學生對創新藥物研發流程的綜合性認識和框架性梳理，加深了學生對藥學各學科在藥物研發過程中所處的地位與相互聯系。

3 以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗教學意義

3.1 利于學生建立系統的藥學知識框架

以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗教學包括創新藥研發鏈和藥品生產鏈。學生完成藥物研發實驗，再到藥品生產實驗。真實還原了藥品從研發階段到生產階段的全過程。以“藥”為中心梳理、整合藥物設計、藥物化學、藥物分析、藥理學、藥劑學等多學科知識點，同時注重各學科相互銜接和配合，有利于學生建立系統的藥學知識框架，有助于學生對各學科知識理解和提高學生綜合運用藥學知識的能力。

3.2 培養學生的科學研究能力

藥學專業多學科綜合性實驗本著先易后難，先簡單后復雜的順序，循序漸進，開設了對乙酰氨基酚的生產虛擬仿真實驗供學生自主學習，完成基本技能綜合實驗后，再進行較為復雜的以RVX-208為先導化合物開發新型HIV-1潛伏感染逆轉劑實驗。在綜合實驗中，學生經歷藥物研發到生產的模擬過程(文獻資料查閱、實驗方案設計、藥物分子合成、原料藥質量分析、藥效研究、生產工藝研究等)，通過實驗使學生逐漸了解科研工作的基本思路和研究方法。在小組合作與科研氛圍中，體驗協作精神和科研精神，促進了科研能力的培養。實驗教學中運用了多個現代科學儀器操作，增強學生的學習興趣。完成一個完整的綜合實驗，學生獲得成就感、自信心倍增，同時極大地激發了學生的科學研究興趣。

3.3 提升實踐能力與創新能力

以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗，還原了藥品研發和藥品生產的真實狀況，有利于學生多學科知識的融會貫通，培養學生對實驗技術的綜合運用能力。藥學綜合實驗廣泛涉及基礎實驗技能，而且不再是“照方抓藥”地完成實驗。在實驗課程中每位學生獨自完成全套的實驗，實驗方案設計、方案實施、結果分析等均由學生自己完成，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗是研究性、探索性實驗，激發學生科學探索和自主創新的興趣。學生的潛能得到充分挖掘，實踐能力和創新能力得到全面的提升。

總之，將藥學專業多門學科的實驗教學資源進行系統整合，構建了以“藥”為中心的藥學專業多學科綜合性實驗的教學體系。多學科綜合性實驗的實踐，讓學生建立起了系統的藥學知識框架，培養了學生的科學研究意識，提升了學生的實踐能力與創新能力。在培養創新型藥學人才方面起到了事半功倍的效果，也為藥學高等教育綜合型創新人才的培養模式提供借鑒。