趙 博,唐勁禮
(1.桂林醫學院藥學院 廣西 桂林 541199;2.桂林醫學院研究生工作部 廣西 桂林 541199)
應用型人才培養是專業學位研究生培養的核心目標,為了深化專業學位研究生培養模式改革,提高培養質量,教育部在教研〔2015〕1 號文件《教育部關于加強專業學位研究生案例教學和聯合培養基地建設的意見》中提出加強案例教學。專業學位研究生課程案例庫建設可為后續開展案例教學、實現專業學位研究生培養目標提供有力支撐。
分子生藥學是分子生物學與生藥學有機融合而形成的新興學科,研究內容包括藥用動植物類藥材的道地性、次生代謝產物產生和生物合成及生藥的分子鑒定等內容。1995 年,黃璐琦院士提出了“分子藥學(molecular pharmacognosy)”的概念,從此分子生藥學學科開始飛速發展。經過20 多年的快速發展,目前分子生藥學逐步建立并具備了較為完整的研究內容、成熟的技術方法和完善的理論體系。目前,分子生藥學已經成為30 多所高校藥學專業學生的專業課程之一,但課程案例庫建設的相關研究尚未開展。比較類似的僅有浙江大學和湖北醫藥學院在醫學分子生物學教學中案例庫的構建及教學實踐研究可以作為參考。建設和應用分子生藥學課程的案例庫研究勢在必行。
基于“能力范式”改革,桂林醫學院一直努力打造具有西部地方院校特色的“行業驅動、東西融合”的藥學應用型人才。藥物研發與轉化專業型碩士畢業后可在高等院校、科研院所以及制藥企業等藥學相關的領域從事管理、教學、研究和工程技術工作。研究生培養過程中重視職業實踐和應用,專業課教授過程更加適合案例教學法。桂林醫學院獲批碩士學位授予單位以來,分子生藥學一直是藥物研發與轉化方向專業型碩士的專業課程之一。
分子生藥學具有許多復雜、抽象的知識點和技術內容,而且尚未在各大院校本科教學中普遍開設。研究生接觸到這門課程的時候,往往感到內容難以理解、不易掌握。案例庫的建設和應用可以大大調動研究生的學習積極性,強化專業學位研究生的科研思維培養,有機融合教學與實踐,培養出具有分子生藥學基本知識和應用技能,并從事分子生藥學研究與應用的相關技術人才。
在高校藥學專業,生藥學是一門傳統專業課程,積累了很多經典案例。通過引入分子生藥學研究技術,對生藥學課程的經典案例進行加工,引入分子生物學的新技術來解決經典案例的問題,構建分子生藥學案例庫。例如中藥材的使用歷史悠久,經常出現同種異名或者同名異種,例如“北方金銀花與南方山銀花之爭”之類的易混淆藥材的比較。不法商販為了追求利益,導致中藥材造假泛濫。蘄蛇、川貝分子鑒定被載入《中國藥典》。這些經典的生藥學鑒定案例,教師可結合生藥分子鑒定技術,引入中藥的DNA 條形碼、分子標記的類型、中藥快速分子鑒定技術(HRM 技術和LAMP技術等)和道地藥材的溯源等重點難點,讓研究生討論如何使用分子生藥學的研究方法鑒定普通中藥材和道地藥材。隨后提出相關問題,例如分子鑒定和傳統鑒定的差異和各自的優缺點,讓研究生自己討論歸納總結,增加對該部分內容的理解。這些案例不僅可以提升研究生的科研思路,還可以增強對中藥現代化的理解和認同。
基于《本草綱目》和《肘后備急方》的記載,成功分離出麻黃堿和青蒿素,這兩個生藥學經典案例,教師可結合分子生物學新技術,切入中藥活性成分產生的分子機制和生物合成的分子途徑及調控機制等知識點。一案到底,結合分子生藥學的大部分知識點,培養研究生對一個方向深入探索的科研思維。同時教師通過科研小故事引出大內涵,提升學生對于傳統中醫藥思維的自信心和對于傳統中醫藥文化的認同感,提升對我國中醫藥事業的熱愛之情,達到思政與教學相融合的教學目的。生藥學經典案例的使用,可以通過舊瓶裝新酒的方法,引入新意,開闊學生的科研思路,提升學生對本門課的興趣,成功構建分子生藥學案例庫的基礎。
對于藥學專業來說,分子生物學技術的發展和應用為中藥鑒定、新藥的篩選、中藥資源開發、闡明藥物的代謝規律和作用機理等方面奠定了堅實的理論基礎。分子生物學的前沿案例,可以進行加工提煉,充實分子生藥學的案例庫。在基本技術原理中,DNA 序列測定方法部分,可引導學生查詢近年來分子生物學領域測序技術的重大發展和前沿科研成果,討論三代測序方法的異同和應用范圍,引申到RNA 測序技術和蛋白質測序技術。同時將基因組測序領域中國和國外競爭的小故事引入案例,增強研究生的科研信心和民族自豪感。
分子生物學和生物化學等學科新技術的整合,實現了多組學數據整合分析,成為探索生命機制的新方向。火龍果、龍眼和白葡萄等都是常見水果,多組學解析其果皮果肉顏色產生以及果實風味形成的案例,可以應用到藥用植物有效成分的合成生物學部分。引導研究生分析合成生物學核心策略及技術,討論在藥用植物有效成分合成生物學研究方面的應用,可以作為吸引研究生的新穎有趣案例。分子生物學課程的前沿案例往往和新技術相結合,是研究生最感興趣的方面。結合文獻查找等課下作業,提升研究生閱讀文獻的學習興趣,提升科研素養,開發新案例,進一步充實分子生藥學案例庫。
新聞時事和研究生的日常生活息息相關,是大家最關注的問題。在教學實施過程中,引入新聞時事案例,進一步豐富案例庫建設,可以提高研究生對課本理論學習的興趣。新冠肺炎疫情持續兩年多,近期全球首個口服抗新冠特效藥獲批,默沙東利用生物催化合成,以核糖為原料,三步法生物合成口服抗新冠病毒藥物,將生產率提高7 倍。此案例可以應用于藥用植物有效成分的合成生物學研究部分的授課過程,引申到藥用植物細胞及真菌培養生產活性成分丹參酮、紫杉醇和青蒿素等明星藥物的案例。引導研究生進行案例分析,讓研究生深入理解生物合成技術的簡單高效,同時體會在目前抗病抗疫過程中科學技術的巨大力量。轉基因中草藥也時常有報道,和轉基因食品一樣引發了巨大的風波。這些熱點問題最能引起研究生的學習熱情,結合藥用植物的轉基因研究部分,引導研究生探討轉基因技術的優點和劣勢,增強明辨是非的能力。時事新聞新穎貼切,此類案例可極大地激發研究生的學習積極性。在討論完教師準備的案例后,教師可以鼓勵研究生尋找新的新聞案例,逐漸豐富分子生藥學案例庫內容。
嚴格按照桂林醫學院藥物研發與轉化專業學位研究生教學大綱的培養目標和課程教學要求,成立分子生藥學案例編寫小組進行編寫。教學大綱主要分為7 個模塊:藥用植物次生代謝產物產生的代謝調控、藥用植物有效成分的合成生物學研究、生藥分子鑒定、藥用植物功能基因組研究、道地藥材的形成分子機制、藥用植物的轉基因研究和藥用植物細胞及真菌培養生產活性成分。通過咨詢分子生藥學教學領域的資深專家、文獻查閱、新聞資料查詢和集體備課等形式,每位教師首先針對每部分內容設計3個以上的案例。再次集體備課討論確定案例后,明確案例的教學目標,即案例教學后研究生可以掌握的知識點和具備的能力,初步構建出案例庫。然后編寫教案,進行說課。
教師根據案例的重點與難點,通過雨課堂軟件發布相關的學習資料、微課和新聞視頻等,方便研究生預習相關知識點。在課堂教學過程中,教師首先分析案例,梳理相關知識點。完成課程講解后,研究生分組討論,選派代表匯報討論結果并提出本組成員的問題。教師匯總所有問題,再次結合案例進行解答,提升研究生對相關知識點的認識。圍繞教學目標,教師對相關實驗和理論知識提出更深層次的問題,提出啟發性思考題作為作業。最后學生通過分析報告、思維導圖和微課等作業形式梳理課堂學習的知識點,給出完整的解決問題的實驗流程。同時,教師還要鼓勵學生積極思考和提出相關案例,補充豐富案例庫。在下次理論課時中,對學生作業進行點評和測試,查漏補缺。
案例教學是當前專業學位碩士課程授課常用的方式。通過案例庫的建設和應用,桂林醫學院藥物研發與轉化專業碩士研究生近3 年的平均成績均在83 分以上。分子生藥學案例庫的建設和應用,提高了研究生分析解決實際問題和設計實驗流程的能力,提升了研究生的科研素養、專業技術和思想建設水平,也為專業學位研究生分子生藥學課程的建設提供了些許經驗。