賀福元,楊巖濤,何 群,嚴建業(yè),桂 卉,雷志鈞,唐 昱,劉文龍
(湖南中醫(yī)藥大學:A.藥學院;B.現(xiàn)代中藥制技術與評價實驗室;C.中醫(yī)藥超分子機理與數(shù)理特征化實驗室,湖南 長沙 410208)
眾所周知,加強課程建設,特別是關鍵課程建設對藥學類人才創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要的作用。藥學人才的創(chuàng)新素質(zhì)包含在藥學基礎理論、藥學專業(yè)能力與人文素質(zhì)之中,其中關鍵課程教育對藥學人才的藥學基礎理論與專業(yè)實踐能力的創(chuàng)新將產(chǎn)生重要的作用。物理藥劑學是聯(lián)系藥學基礎理論與專業(yè)實踐能力的橋梁,自然對藥學類人才的整體創(chuàng)新素質(zhì)的提高產(chǎn)生重要影響。
目前,我國開設了物理藥劑學的高校有:中國藥科大學、沈陽藥科大學、廣東藥學院、北京大學、復旦大學、浙江大學、中山大學、北京中醫(yī)藥大學、湖南中醫(yī)藥大學、山東中醫(yī)藥大學等[1]。其中,多數(shù)學校只開設了理論課程,少數(shù)學校既開設了理論課程又開設了實驗課程。物理藥劑學既作為藥物制劑專業(yè)的一門專業(yè)必修課開設,也可作為藥劑學研究生的基礎課開設。目前,造成一定的院校在藥學本科、研究生教學中開設物理藥劑學課程教學困難的原因一則與本課程教學難度有關,還與教學單位沒能正確認識本課題會對藥學類專業(yè)人才的創(chuàng)新素質(zhì)將產(chǎn)生重要影響有關。
有基于此,本文分析物理藥劑學課程的知識框架,說明其教學特點與難點,再結合藥學類專業(yè)人才對創(chuàng)新素質(zhì)的要求,討論物理藥劑學將對藥學類人才創(chuàng)新能力產(chǎn)生重大影響,旨在探尋適宜的物理藥劑學教學內(nèi)容、方法與方式,促進課程教學改革,同時也喚醒廣大藥學教育工作者對本門課程的教學特點及在藥學中作用的正確認識。
隨著藥劑學理論、實驗技術的不斷發(fā)展以及新輔料、新工藝的應用,藥劑學派生出許多相關分支學科,如物理藥劑學、工業(yè)藥劑學、臨床藥劑學、生物藥劑學與藥物動力學等。其中物理藥劑學是與藥劑學基礎理論聯(lián)系最緊密的分支學科,是以物理化學原理與實驗方法為指導,以藥物制備過程的物質(zhì)與現(xiàn)象變化規(guī)律為研究對象,重在揭示藥物及其制劑在生產(chǎn)、運輸、貯存與使用等過程中藥物制劑的物理化學性質(zhì)及變化規(guī)律的學科[2]。主要是對藥物制劑的設計、形成理論、制備工藝、質(zhì)量控制、穩(wěn)定性等物理化學規(guī)律及現(xiàn)象進行研究,為藥物制劑專業(yè)的重要專業(yè)課程,也成為其它藥學相關專業(yè)及研究生的重要基礎課程。
成為一門獨立學科的物理藥劑學已有近半個世紀了,近20年來發(fā)展尤為迅速,國內(nèi)外均有相關的專著和教材出版。在不同的時期,由于藥劑學發(fā)展和要求不同,與物理化學結合的程度與形式不同,因而專著與教材的內(nèi)容也不盡相同,教學內(nèi)容也不盡相同。在我國,最早的專著與教材應為殷恭寬教授編寫的《物理藥學》,此書重在對藥物制劑制備過程所產(chǎn)生的物理化學現(xiàn)象進行分析,比較有代表性的章節(jié)為離子平衡、緩沖與等張溶液、溶解度、分子絡合與配合物、擴散、溶出與釋放、表面活性劑等,其中與藥劑學相關的緩沖與等張溶液、溶解度、擴散、溶出與釋放等章節(jié)內(nèi)容最具特色;隨后有蘇德森[3]和王思玲主編的《物理藥劑學》,此書主要涉及經(jīng)典的藥劑制備過程物理藥劑學探討,如藥物多晶、藥物溶解與分配、藥物穩(wěn)定性、表面活性劑、藥物微粒與分散體系、藥用高分子化合物、藥用輔料等,其中新增了藥物多晶、藥用高分子化合物、藥用輔料等章節(jié)。2005年全國中醫(yī)藥院校由王玉蓉、田振景組織編寫了第一版《物理藥劑學》教材,多地側重于藥物的新制劑和新技術,如制劑成型前操作技術、制劑成型原理與技術、工藝優(yōu)化設計等。在此基礎上,2010年又重新編寫了《物理藥劑學》,內(nèi)容充實了藥物的溶解度、藥物擴散、溶出與釋放章節(jié)。除此以外,Alfred N Matin的Physical Phymacy常作為主要參考資料。至此,目前物理藥劑學的教學內(nèi)容主要涉及化學熱力學、化學動力學、界面化學、膠體化學、流變學、結晶化學、粉體學、溶解度、擴散、溶出與釋放、新制劑與新技術、藥用輔料等內(nèi)容,能較完整反映出藥物制劑在生產(chǎn)制備、運輸貯存、質(zhì)量控制與臨床使用時所遇到的各種物理化學問題,由于其理論性太強,教學過程中確實存在一定的困難,特別是溶解、擴散、溶出、釋放等(如多質(zhì)點粉體的溶出公式)與制劑制備密切相關章節(jié)的理論公式推導復雜,內(nèi)容又多,被眾多教師認為是“難啃的硬骨頭”。由于該課程是藥物劑型設計、制備工藝、質(zhì)量控制及臨床使用的理論基石,應是藥物制劑專業(yè)學生重要的專業(yè)課,也是藥學類專業(yè)、藥劑學學科碩、博士研究生重要的專業(yè)基礎課程。
對藥學類人才的研究能力的影響貫穿始終:眾所周知,課題研究是藥學類人才從事的最好創(chuàng)新工作,一個人的創(chuàng)新能力主要是通過課題研究所獲得成果而體現(xiàn)出來的,因此,怎樣培養(yǎng)出高水平的藥學科研人才是在藥學課程教育中所要研究的。藥學類人才進行課題研究所需的主要背景知識為化學、生物學與藥學知識,其中化學中的物理化學是溝通微觀物質(zhì)基礎(結構特征)與宏觀現(xiàn)象(狀態(tài)函數(shù)),“靜態(tài)”(平衡態(tài))與“動態(tài)”(動力學)的橋梁,是表征生物體與藥物作用現(xiàn)象的紐帶[4];而藥劑學又是藥學類專業(yè)重要的專業(yè)課,是藥物制劑研制、生產(chǎn)與應用主體戰(zhàn)場,因此物理藥劑學對培養(yǎng)藥學類人才的創(chuàng)新素質(zhì)所需的知識結構及形成的思維方法將產(chǎn)生重大影響。
對藥學類人才的專業(yè)問題的解決能力的影響深入全面:藥學專業(yè)的問題表現(xiàn)在藥物的研、產(chǎn)、用、控、效五個方面,也就是新藥研究,藥劑生產(chǎn)調(diào)配,制劑應用、質(zhì)量控制與臨床應用效果等五個方面的能力,這五個方面均與藥劑學攸關[5],而藥學專業(yè)相關的大部分問題又與物理藥劑學相關,也就是說很多藥物研究的問題可采用物理藥劑學的研究思路進行解決。如在新藥研究中,新藥的藥學研究中的制劑工藝、質(zhì)量標準、穩(wěn)定性研究(體現(xiàn)藥物制劑的研、產(chǎn)、控三個方面)都與物理藥劑學中制劑熱力學、相平衡、溶解度、化學動力學、配合化學、擴散、溶出與釋放、制劑新技術新劑型與新方法相關;藥效學部分的研究(體現(xiàn)藥物制劑的給藥途徑)與物理藥劑學的溶解度、溶度參數(shù)、擴散、溶出、釋放、pH分配等相關;臨床研究(體現(xiàn)藥物制劑的生物利用度)與物理藥劑學的擴散、溶出、釋放、pH分配、穩(wěn)定性、藥物動力學等相關,因此藥學主要問題的解決需要有一定的物理藥劑學知識,自然這些知識會對藥學類專業(yè)人才創(chuàng)新能力的提高產(chǎn)生重大影響。
對藥學類人才藥物制劑制備水平的影響直接制約:藥學制劑水平的提高表現(xiàn)在制劑制備工藝水平與制藥裝備的提高兩個方面,對于制劑的制備工藝的不斷提高有賴于物理藥劑學水平的提高,例如近年來對藥物新出現(xiàn)的提取技術,如二氧化碳超臨床萃取技術、微波萃取技術、超壓提取技術、超聲波提取技術等;還有制備技術,如β-環(huán)糊精包合技術、納米囊包載技術、膠束包載技術、仿生物包載技術,超分子載藥技術等都與物理藥劑學相關。對于制藥裝備更新,如前述的提取技術所需裝備、成型工藝的裝備都是基于特定的制藥技術基礎上形成的信息化裝備,這必然與相應的技術相關,因此藥學類人才藥物制劑制備水平都制約于物理藥劑學學科水平。
對藥學類人才制劑質(zhì)量控制水平的影響間接制約:藥學制劑質(zhì)量控制方法可分化學等效型、生物等效型與臨床等效型三種形式,其中化學等效型可采用化學與儀器方法進行藥物質(zhì)量控制,是大家最常采用的方法;生物等效可采用體外溶出與體內(nèi)藥物動力學的方法進行質(zhì)量控制,也較為常用;臨床等效型應采用臨床療效進行質(zhì)量控制,是藥物的終期質(zhì)量控制方法,也是藥物終期的評價方法,因費用高、周期長、不方便,故大家多不采用,但是化學等效型與生物等效型質(zhì)量控制方法所要達到的目的,對其有重要的指導作用。物理藥劑學對藥物制劑中主藥的測定不產(chǎn)生直接影響,但作為制劑的藥物質(zhì)量控制,除了考慮主藥的化學性質(zhì)外,還應考慮其作為制劑中的藥物,其體現(xiàn)出來的能被用來質(zhì)量控制性質(zhì)應與物理藥劑學有相當大的關系,特別是在進行生物等效性評價時,物理藥劑學的溶解度、溶出、擴散、釋放與動力學原理對藥物成分的制樣與測定會產(chǎn)生重要影響。作為物理藥劑學與制劑分析方法結合的典型例子如膠束萃取——高效液相測定方法便是很好的證明,膠束萃取為物理藥劑學內(nèi)容,而高效液相測定又是質(zhì)量控制方法。
綜上所述,藥學類人才對藥物研究、藥學問題的解決、制劑水平提高、質(zhì)量控制方法的改進都與物理藥劑學知識息息相關[6],物理藥劑學課程教育將對藥學類專業(yè)人才創(chuàng)新能力的影響是可想而知的。因此不斷改進和完善物理藥劑學的教學內(nèi)容、方法與方式,促進物理藥劑學教學水平的提高就顯得十分必要。
針對21世紀藥學類人才創(chuàng)新素質(zhì)的要求,不難看出,在藥學類專業(yè)開設物理藥劑學非常有其必要,而且還要開好。然而,一些醫(yī)藥類高校并未加以重視,此門課程的開設上存在著不足。具體表現(xiàn)為:首先,思想上重視程度不夠,有些院校開設,有些院校未曾開設,未能面向藥學類專業(yè)本科、研究生全面開設這兩門課程教學,其次,全國目前沒有形成統(tǒng)一教學大綱,各校取舍不同,重要章節(jié)難講而沒有講解,與藥劑學重復的章節(jié)容易講而又作為重點章節(jié)講解,產(chǎn)生不必要的重復,嚴重影響學生的教學質(zhì)量[4];再者,多數(shù)院校未做到理論教學與實驗教學并舉;最后,目前沒有專門學位點培養(yǎng)碩、博士研究生,師資水平、教學水平與教學質(zhì)量參差不一,因此有必要對這門課進行深入研究,確定教學大綱、教學內(nèi)容,探討教學方法,同時也要增列其為碩、博士點序列。
課程改革思路:針對物理藥劑學課程特點,根據(jù)新世紀的藥學專業(yè)學生的教育培養(yǎng)模式及創(chuàng)新人才素質(zhì)的要求對其課程體系按“化學-生物-社會-藥學”培養(yǎng)模式,采用“厚基礎,寬口徑”構筑物理藥劑學的課程教學體系[7]。
課程設置與要求:區(qū)別對待,重點講解。對藥學、中藥學專業(yè)的本科生可設為限選課,重點講解化學熱力學與動力學、界面化學、膠體化學、流變學、結晶化學、粉體學、溶解度、新制劑與新技術、藥用輔料等內(nèi)容;對藥物制劑專業(yè)的本科生設為必修專業(yè)課,全面講授課程內(nèi)容,重點講透化學熱力學與動力學、溶解度、擴散、溶出與釋放等難章節(jié)內(nèi)容;對于藥劑學碩、博士研究生設為必修專業(yè)基礎課程,只講化學熱力學與動力學、表面化學、溶解度、擴散、溶出與釋放等難章節(jié)內(nèi)容。其它藥學類專業(yè)可作為選修課開設,講課內(nèi)容與藥學、中藥學專業(yè)一致。
統(tǒng)一大綱、統(tǒng)一教材與統(tǒng)一教學內(nèi)容:對于專業(yè)、層次統(tǒng)一的學生按三統(tǒng)一授課,在殷恭寬、蘇德森、王玉蓉等教授所編的物理藥劑學教材的基礎上,有必要召集全國物理藥劑學教學力量,集體編寫新的物理藥劑學統(tǒng)一教材,分不同專業(yè),不同層次,統(tǒng)一全國教學大綱、統(tǒng)一教學內(nèi)容。
增加實驗教學:在物理藥劑學教學過程中,應加強實驗教學,特別是能反映藥物物理藥劑學特點實驗課教學,如粘稠度的測定、溶度參數(shù)的測定、藥物的擴散、溶出與釋放系數(shù)的測定、不同劑型溶出動力學行為實驗、超分子與高分子特性實驗可作為物理藥劑學特點實驗開設,增加學生運用物理藥劑學基本理論與思維方法解決藥劑學實際問題的能力。與此同時還應重視學生的動手、解決問題及創(chuàng)新能力的培養(yǎng),鼓勵研究生將物理藥劑學理論應用到自己的課題研究,展開標書書寫、研究生創(chuàng)新論壇、科學研究競賽等,也可采取參觀、講座的形式開拓學生視野,打開思路,從而培養(yǎng)學生的實踐能力。
改革教學方法:教師在授課時倡導啟發(fā)式、討論式、案例式、開放式等相結合的頭腦風暴教學法[8],加強對本科、研究生科研思維和科研方法的訓練。頭腦風暴法鼓勵研究生采用懷疑和批判的眼光提出問題,不盲從權威,這種求異思維能使學生擺脫習慣性思維的束縛,產(chǎn)生新奇獨特的創(chuàng)造性設想,特別適用于物理藥劑學教學。有條件的學??梢試L試雙語教學[9],既可提高學生專業(yè)英語的學習效果,又能逐步培養(yǎng)學生閱讀英文參考資料的興趣與能力。
建立多維度考核體系:多維度考核體系的成績由理論課成績、平時小測驗、實驗課成績、競賽成績四部分組成。根據(jù)不同的教學對象與要求而其組合比例不同,采用多維度考核體系成績能較完全的體現(xiàn)學生對課程的掌握程度,同時,學生的綜合素質(zhì)也得以體現(xiàn),是一套科學、標準、完善的考核體系[10]。學生課程考核中引入這種“四位一體”的多維度考核體系,能充分考查學生對課程的掌握程度,既督促了學生基礎知識的學習,又培養(yǎng)了學生的動手能力和解決實際問題的能力。
加強師資隊伍建設:學生課程教學質(zhì)量的高低主要取決于任課教師,因此提高任課教師的物理藥劑學水平,提高教學水平,改進教學方法是保證研究生課程教學質(zhì)量的關鍵。由于目前全國還沒有以物理藥劑學為學科的專門研究生教育體制,因此師資培訓只能采用“走出去”與“請進來”的培訓策略?!白叱鋈ァ?,就是選送一些年輕教師去國內(nèi)外在物理藥劑學教學與科研領域比較有影響的高等院校進行進修學習;“請進來”,就是聘請國內(nèi)外一些對物理藥劑學頗有名望的研究者作為講座教授、客座教授,把一些好的經(jīng)驗、方法帶進來。教師要不斷進取和終生學習,不斷豐富自己物理藥劑學理論與實踐水平,更好地促進物理藥劑學的教學發(fā)展。
總之,我國各個高等藥學院校應不斷重視物理藥劑學對藥學類人才創(chuàng)新素質(zhì)的影響,并根據(jù)各個藥學院校自身的教學科研特點,加強物理藥劑學的課程地位認識,注重課程改革,不斷完善充實教學內(nèi)容,制訂統(tǒng)一大綱,改進教學方法、方式,推動物理藥劑學的教學改革與發(fā)展,最終為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的藥學各級人才奠定基礎。
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