加強(qiáng)《藥用高分子材料學(xué)》課程教學(xué)的體會(huì)

徐暉　方亮

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加強(qiáng)《藥用高分子材料學(xué)》課程教學(xué)的體會(huì)

徐暉方亮

摘要：藥用高分子材料學(xué)是藥劑學(xué)的分支學(xué)科，是藥物制劑專業(yè)和藥學(xué)相關(guān)專業(yè)重要基礎(chǔ)課程。本文針對(duì)本門課程的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)手段等方面探討了加強(qiáng)藥用高分子材料學(xué)課程教學(xué)的一些體會(huì)，并對(duì)開展本門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究生教學(xué)等提出建議，以求提升教學(xué)效果和促進(jìn)本門課程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：藥用高分子材料學(xué)；教學(xué)實(shí)踐

高分子材料是絕大多數(shù)藥物制劑和藥物遞送系統(tǒng)不可或缺的組成成分，高分子科學(xué)對(duì)于藥劑學(xué)教學(xué)的重要輔助作用也就不言而喻。而國(guó)內(nèi)高等藥學(xué)教育長(zhǎng)期沿襲下來(lái)的以獨(dú)立藥學(xué)和醫(yī)學(xué)院校為主的模式，因其自身學(xué)科領(lǐng)域不全面、缺少學(xué)科綜合和交叉，對(duì)高分子科學(xué)知識(shí)的教學(xué)薄弱，已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代藥學(xué)教育的需求。1990年代，鄭俊民教授最早在沈陽(yáng)藥科大學(xué)為藥物制劑專業(yè)本科生介紹高分子科學(xué)基礎(chǔ)和藥用高分子材料應(yīng)用，1993年《藥用高分子材料學(xué)》（第一版）的出版（醫(yī)藥科技出版社）則標(biāo)志了藥用高分子材料學(xué)（Polymers for Pharmaceuticals）作為一門獨(dú)立學(xué)科體系的建立[1，2]。藥用高分子材料學(xué)適應(yīng)了藥劑學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)、并隨之而不斷完善和發(fā)展，20余年來(lái)得到國(guó)內(nèi)藥學(xué)院校和科研人員的廣泛認(rèn)可。目前，已有200余所學(xué)校開設(shè)此課程，天津大學(xué)、上海交通大學(xué)等院校也相繼編寫了相關(guān)的教材。

考慮到面向的教學(xué)對(duì)象主要為無(wú)高分子科學(xué)基礎(chǔ)的藥學(xué)或藥劑學(xué)專業(yè)本科生，在教材編寫和教學(xué)模式上，始終秉承了最初的課程體系，即將教學(xué)內(nèi)容分為高分子科學(xué)概論和藥用高分子材料各論兩個(gè)部分。學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)對(duì)象的特殊性使得教學(xué)過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，這里總結(jié)了我們?cè)诙嗄甑慕虒W(xué)實(shí)踐中的一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，期望同行們不吝賜教，共同促進(jìn)藥用高分子材料學(xué)的發(fā)展。

一、精選教學(xué)內(nèi)容，著重高分子科學(xué)基礎(chǔ)

作為藥劑學(xué)的一門分支學(xué)科，各院校為本門課程安排的教學(xué)時(shí)間通常很有限（目前，沈陽(yáng)藥科大學(xué)僅為16學(xué)時(shí)），如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)內(nèi)容也是實(shí)際存在的問(wèn)題。由于藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生缺少高分子化學(xué)、高分子物理和高分子材料學(xué)基礎(chǔ)，理解高分子科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)的確比較困難，更談不上掌握合理應(yīng)用藥用高分子材料的知識(shí)和技能。

因此，各院?？山Y(jié)合本校的實(shí)際情況，合理制定教學(xué)大綱，精選教材中部分內(nèi)容在課堂上講授[3，4]。尤其是，高分子科學(xué)基礎(chǔ)理論的講授是必不可少的，在課堂教學(xué)中要注意做到以高分子科學(xué)基礎(chǔ)為主、藥用高分子材料各論為輔，合理分配學(xué)時(shí)，在有限的課堂教學(xué)中盡可能傳授更多的知識(shí)點(diǎn)。實(shí)際上，我們?cè)诮虒W(xué)中高分子科學(xué)基礎(chǔ)理論部分通常要占一半以上的學(xué)時(shí)（10學(xué)時(shí)），而藥用高分子材料各論僅有6學(xué)時(shí)，如何解決學(xué)時(shí)嚴(yán)重不足的矛盾？我們的做法是，課堂教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力為主，易于理解的各論部分更多由課后自學(xué)完成。

當(dāng)然，也不能偏離作為藥劑學(xué)教學(xué)補(bǔ)充的“藥劑學(xué)分支學(xué)科”的學(xué)科性質(zhì)，教學(xué)中要緊密聯(lián)系藥物制劑相關(guān)的內(nèi)容，避免與藥劑學(xué)課程的內(nèi)容重復(fù)，從而更高效地利用有限的授課時(shí)間。

二、理解記憶、聯(lián)系應(yīng)用

如何啟發(fā)學(xué)生思考、加深理解教學(xué)內(nèi)容、與藥劑學(xué)知識(shí)相聯(lián)系，做到理論與應(yīng)用的融會(huì)貫通？本門課程的開設(shè)通常在藥劑學(xué)課程之后，而這段時(shí)間也是學(xué)生考研或擇業(yè)的關(guān)鍵時(shí)期，如何吸引學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)、如何平衡這兩方面的關(guān)系？常規(guī)輔料和新型材料在制劑或新型遞藥系統(tǒng)中的用途不同，如何“調(diào)和”學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的不同口味？這些可能是承擔(dān)本課程教學(xué)的教師都在思考的問(wèn)題。

靈活多樣的教學(xué)手段，以及強(qiáng)調(diào)理解記憶和緊密聯(lián)系應(yīng)用是增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升教學(xué)效果的關(guān)鍵?！笆谌艘贼~不如授人以漁”，由于有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)無(wú)法全面深入地介紹和保證學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，我們嘗試在現(xiàn)有的教學(xué)模式下，要求學(xué)生摒棄機(jī)械記憶的學(xué)習(xí)方式，而是更多地講授基本的高分子科學(xué)的思維方法、提高學(xué)生理解記憶和自主學(xué)習(xí)的能力。

落實(shí)到具體的授課過(guò)程，在講授高分子科學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)容時(shí)，強(qiáng)調(diào)“結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系”和高分子分子設(shè)計(jì)的思想，結(jié)合藥劑學(xué)相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例講解理論問(wèn)題，幫助理解，增加學(xué)習(xí)興趣，做到深入淺出。如用丙烯酸樹脂共聚單體組成、聚乙二醇分子量、PLGA或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物單體比例、纖維素衍生物的類型和分子量等實(shí)例，分析聚合物“結(jié)構(gòu)-性能”之間關(guān)系，并進(jìn)一步討論如何根據(jù)制劑性能要求選擇和合理應(yīng)用具體的藥用高分子材料。如表1中列出的各種型號(hào)丙烯酸樹脂類聚合物（藥物制劑中常用的包衣材料）的組成結(jié)構(gòu)及其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），授課是，我們會(huì)從結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系及其應(yīng)用的角度分析，幫助學(xué)生加深理解共聚物單體組成和比例的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)溶解性或Tg的影響，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)性能特點(diǎn)分析應(yīng)用丙烯酸樹脂類聚合物時(shí)需注意的關(guān)鍵點(diǎn)。如從材料的溶解性分析，聚丙烯酸樹脂I、II和III的結(jié)構(gòu)中含甲基丙烯酸單元（羧基），由于在中性或堿性介質(zhì)中羧基解離程度大、溶解性好，可作為腸溶包衣材料應(yīng)用；聚丙烯酸樹脂IV的結(jié)構(gòu)中含有的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯單元在酸性條件下解離度高、易溶解，是一種胃溶包衣材料；胃崩型聚丙烯酸樹脂的兩種共聚單體均無(wú)解離基團(tuán)，其為水不溶性包衣材料，應(yīng)用時(shí)可能需要加入水溶性成分做致孔劑；聚甲丙烯酸銨酯I和II的結(jié)構(gòu)中只含少量可解離基團(tuán)甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯，對(duì)水等介質(zhì)的滲透性增強(qiáng)，也稱作滲透型聚丙烯酸樹脂。如從材料的Tg加以分析，聚丙烯酸樹脂I、II和III的極性羧基導(dǎo)致高分子鏈柔性差，Tg較高（樹脂II和III因甲基丙烯酸甲酯中甲基的空間位阻作用，其鏈柔性更差，Tg更高），材料呈脆性，這種性質(zhì)顯然不適合包衣成膜，因此應(yīng)用時(shí)需要降低其Tg和改善成膜性（如與低Tg的聚合物共混、或常規(guī)的解決方案添加增塑劑）；不含極性基團(tuán)的胃崩型聚丙烯酸樹脂則具有最低的Tg，低Tg也意味著其具有室溫下的壓敏黏附性（如可作為貼劑的壓敏膠材料）。實(shí)例分析不必拘泥于教材內(nèi)容的順序，基礎(chǔ)理論部分與應(yīng)用知識(shí)可以穿插介紹。

表1：丙烯酸樹脂類聚合物的結(jié)構(gòu)和Tg

三、靈活多樣的教學(xué)手段

充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的特點(diǎn)，多媒體課件是不可或缺的，還可以收集一些短的視頻、Flash動(dòng)畫等，有助于學(xué)生直觀理解一些理論問(wèn)題，如在介紹智能水凝膠時(shí)，我們?cè)谡n件中插入一段只有短短一分鐘的自行走水凝膠（Self-walk hydrogel）行走的視頻，起到很好的活躍課堂氣氛和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的效果。如授課人數(shù)少、學(xué)時(shí)安排充足，課堂討論（組織學(xué)生分組準(zhǔn)備幻燈片和報(bào)告，課堂口頭匯報(bào)辯論）或課后完成課程報(bào)告等是非常好的教學(xué)方式。對(duì)于課程考核，我們采取了一些更靈活的方式，閉卷或開卷、平時(shí)討論或小測(cè)驗(yàn)都可用來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。試題也可強(qiáng)調(diào)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，而不是死記硬背，如結(jié)合藥劑學(xué)內(nèi)容的處方分析或設(shè)計(jì)題、加深理解結(jié)構(gòu)性能關(guān)系的排序題、制劑輔料的選擇題。

另外，有條件的學(xué)校，可以適當(dāng)為本門課程開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，包括自由基聚合反應(yīng)（高分子化學(xué)）、熱分析測(cè)定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（高分子材料的表征）、微球的制備（應(yīng)用）等實(shí)驗(yàn)條件都容易滿足。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于實(shí)現(xiàn)多知識(shí)點(diǎn)介紹、多角度知識(shí)和能力培養(yǎng)[5]。如丙烯酸（酯）共聚物壓敏膠的合成實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生鞏固自由基聚合反應(yīng)的機(jī)理、如何控制聚合產(chǎn)物的分子量等相關(guān)理論，掌握聚合反應(yīng)的一般方法。

四、針對(duì)研究生的課程設(shè)置

近些年來(lái)，藥劑學(xué)專業(yè)的研究生（包括科研人員）對(duì)高分子科學(xué)的依賴程度不斷增加。針對(duì)研究生的授課，學(xué)生數(shù)相對(duì)較少，學(xué)習(xí)目的和知識(shí)的深入程度等不同于本科生，在教學(xué)形式、考核等方面均需加以適當(dāng)調(diào)整。如：鼓勵(lì)互動(dòng)和參與，課堂討論、課程報(bào)告和實(shí)驗(yàn)等教學(xué)相結(jié)合，以獲得更好地教學(xué)效果（通常可以結(jié)合各自的畢業(yè)論文課題，進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜述、報(bào)告）。在教學(xué)內(nèi)容方面，則應(yīng)結(jié)合藥劑學(xué)前言課題，以高分子的分子設(shè)計(jì)、聚合反應(yīng)和高分子修飾（如PEG和靶基等修飾）、新型功能聚合物材料的應(yīng)用、理化性質(zhì)表征技術(shù)等為重點(diǎn)。可結(jié)合學(xué)生感興趣的研究領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)生深入思考，如對(duì)于經(jīng)皮給藥貼劑，共聚單體的類型和比例、分子量等對(duì)壓敏膠的黏附性和藥物釋放性能有何影響？如何針對(duì)藥物的不同性質(zhì)設(shè)計(jì)針對(duì)藥物的共聚物壓敏膠？

對(duì)于有深入學(xué)習(xí)需求的研究生，可推薦課后閱讀參考書（如：董炎明等主編的《高分子科學(xué)教程》，陳建海主編的《藥用高分子材料與現(xiàn)代藥劑》、郭圣榮主編的《藥用高分子材料》、中科院主編的《現(xiàn)代高分子物理學(xué)》、和其他高分子化學(xué)和高分子物理專業(yè)的教材和參考書），以及有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生閱讀高分子科學(xué)的國(guó)際期刊。

此外，提高教師的包括任教學(xué)科的專業(yè)知識(shí)、相關(guān)知識(shí)、教育學(xué)、心理學(xué)和學(xué)科教法等教育學(xué)知識(shí)等方面的專業(yè)素質(zhì)[6]，或引進(jìn)高分子科學(xué)背景的授課教師，對(duì)于加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度是必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭俊民.藥用高分子材料學(xué)[M].北京：醫(yī)藥科技出版社，2009.

[2]方亮.藥用高分子材料學(xué)[M].北京：醫(yī)藥科技出版社，2015.

[3]王小丹，劉豐收.藥用高分子材料教學(xué)實(shí)踐[J].藥學(xué)教育，2Ol1，27(6)：42-45.

[4]曾慶冰.藥用高分子材料學(xué)教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2014，16(1)：15-17.

[5]李英姬.藥用高分子材料學(xué)教學(xué)方法探討.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013，29：63.

[6]畢肖林，陳軍，王令充，董潔，陳志鵬.藥用高分子材料學(xué)教學(xué)的幾點(diǎn)思考及其對(duì)策探討[J].教育論壇，2010，9(7)：103-104.

（作者單位：沈陽(yáng)藥科大學(xué)藥學(xué)院）