《中藥制藥專業(yè)綜合實驗》課程教學改革實踐

李存玉+彭國平+鄭云楓+潘林梅

（南京中醫(yī)藥大學 藥學院，江蘇 南京 210023）

摘要：為提升中藥制藥專業(yè)綜合實驗課程的教學效果，以丹參注射液開放性設計實驗為例，從學生的文獻查閱、課題方案設計與實施、學科間的互動、實施效果及其存在的問題展開討論分析，發(fā)現(xiàn)了開放性實驗對啟發(fā)大學生的潛力與創(chuàng)造性，培養(yǎng)科研思維、質(zhì)疑精神及動手能力具有積極的推動作用，也為中藥制藥專業(yè)綜合實驗的教學改革提出了新的要求。

關鍵詞：中藥制藥；綜合實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）13-0272-03

中藥制藥專業(yè)是中藥學專業(yè)下屬的二級學科，以培養(yǎng)掌握藥理學、藥劑學、中藥分析和制藥工程等中藥新藥研發(fā)相關學科的基本理論、基本知識和基本操作技能，傳統(tǒng)的實驗教學多通過指導教師講解，通過孤立的單元操作進行理論驗證，因此在實驗教學過程中出現(xiàn)的問題多是以操作欠規(guī)范、實驗步驟不理解的形式呈現(xiàn)。在實驗教學過程中，實驗內(nèi)容是經(jīng)過多年教學重復操作的、結(jié)果多可預知，由于實驗環(huán)境、操作方法的改變或?qū)W生自主設計實驗而出現(xiàn)的悖逆常規(guī)實驗結(jié)果的現(xiàn)象，指導老師難以及時給以分析、解釋，束縛了學生的自主性和創(chuàng)造性，不利于學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為調(diào)動學生在實驗探索中的主觀能動性，以丹參注射液生產(chǎn)工藝設計為主體的開放性綜合實驗為例，學生通過文獻查閱、工藝分解、方案對比設計、總結(jié)匯報分析，將多門專業(yè)課程溫故知新、融會貫通，指導教師主要提供過程輔導與合理性評價，整體上提升學生的綜合應對能力、創(chuàng)新能力。

一、丹參注射液開放性實驗

1.文獻整理分析。確定實驗對象后，學生根據(jù)丹參注射液的藥效成分、制備工藝等查閱文獻，分析工藝環(huán)節(jié)的合理性和存在的問題，尋找解決問題的方法，并設計實驗方案。文獻查閱是現(xiàn)代大學生必備的一項基本技能，是有目的性地從眾多文獻中篩選合適的信息，以幫助設計可行的實驗方案。以“丹參注射液”為關鍵詞，通過對中國知網(wǎng)、維普網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)知識服務平臺檢索，1985—2016年相關文件超過2000篇，主要涉及化學成分、藥理活性、檢測方法、制備方法及質(zhì)量標準5個方面，因此在后續(xù)的實驗方案可行性分析中，學生可從多方面考量丹參注射液制備工藝的合理性。

2.課題方案設計與實施。通過對丹參注射液的質(zhì)量標準及相關文獻分析，對已有的丹參注射液制備方法環(huán)節(jié)提出的問題及試探性的解決方法，這不僅需要學生理解制備工藝中各環(huán)節(jié)對制劑質(zhì)量的相關性，而且要求學生結(jié)合現(xiàn)代制藥技術的應用特點對丹參注射液工藝進行過程參數(shù)優(yōu)化及工藝提升。丹參注射液具有活血化瘀、通脈養(yǎng)心的功效，臨床多用于治療冠心病和心絞痛，其處方中僅有丹參一味藥，藥效物質(zhì)基礎相對清晰，生產(chǎn)中采用水提、醇沉的常規(guī)精制工藝。因此，中藥制藥專業(yè)學生通過學校網(wǎng)絡教學綜合平臺，提交工藝分解及相關試驗設計并總結(jié)（表1）。從表中可以看出，試驗方案設計主要圍繞丹參中酚酸類成分的保留展開參數(shù)優(yōu)化及工藝更換，酚酸在堿性及高溫條件下易氧化分解，因此在加熱濃縮及堿沉環(huán)節(jié)分別進行了納濾技術對傳統(tǒng)熱濃縮的替換可行性分析、以及pH值8—9范圍內(nèi)酚酸類成分的特征圖譜變化，同時在終端過濾灌封環(huán)節(jié)引入了膜分離和充氮抗氧化技術，對膜材質(zhì)及孔徑及充氮可行性進行考察。

丹參注射液綜合實驗由學校中藥制藥專業(yè)開放實驗室承擔，在完成工藝解讀及方案設計后，由學生根據(jù)實驗過程中所涉及到的實驗耗材及相關儀器設備通過網(wǎng)絡教學平臺提交至實驗中心，統(tǒng)一采購安排。學生自主組合、協(xié)調(diào)分工，在綜合實驗實施過程中由指導老師及研究生助教全程輔助并指導學生，指導教師做好教學設計并提前開展預實驗，提前發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的實驗問題并建立解決方法。由于實驗方案設計的自主性，因此在具體實施時，不同組別之間會出現(xiàn)工藝設計優(yōu)劣的理念碰撞并出現(xiàn)激烈討論，這不僅可以激發(fā)學生蘊含的潛力，并會促進他們從多角度思考問題，從而提高分析問題的能力。

從表1的實驗結(jié)果分析中可以看出，綜合實驗實施過程中，部分實驗內(nèi)容是由各團隊之間協(xié)同合作完成的，如提取工藝參數(shù)優(yōu)選中正交設計或響應曲面法設計中均涉及多因素水平的大量實驗，在組間合作的同時也需要盡量降低操作誤差；實驗的實施也需要學生發(fā)散思維、發(fā)揮團隊的創(chuàng)造力，在納濾濃縮與傳統(tǒng)熱濃縮工藝對比中，目前的納濾設備多用于水處理，屬于中試用設備，管道及膜管中死體積較大，學生們通過購買小型高壓隔膜泵、壓力表及膜組件組裝，可以實現(xiàn)最低500mL藥液量的納濾分離；同時，實驗實施也需要具備豐富的多學科交叉理論背景，根據(jù)實驗結(jié)果改變丹參注射液中間體酸堿度，發(fā)現(xiàn)原兒茶醛因為存在狀態(tài)導致超濾膜材質(zhì)出現(xiàn)針對性吸附；充氮抗氧化對比了氮氣與二氧化碳氣體的抗氧化效果對比、醇沉過程加入方法借鑒了“花灑”噴淋的方法等。實施過程是學生綜合素質(zhì)體現(xiàn)的最好途徑，也是鍛煉發(fā)現(xiàn)問題并及時應對的能力，指導時也需要在每一環(huán)節(jié)精心準備，才能最大程度地開發(fā)學生們的潛能。

3.多學科互動。中藥制藥綜合實驗課程的任務是將獨立的專業(yè)基礎課及專業(yè)課，如中藥化學、分析化學、藥效學評價等課程核心內(nèi)容貫穿于綜合設計實驗中。如何在綜合實驗中讓學生將多學科知識融會貫通，實現(xiàn)學生知識、能力和素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，是課程教學設計的重點。以開放性實驗中丹參注射液為載體，將基礎及專業(yè)課程相關聯(lián)并融入到制劑生產(chǎn)、質(zhì)量、藥效評價中，并在開放性實驗項目總結(jié)報告中體現(xiàn)相關課程的實踐應用能力。

為了提升開放性實驗的創(chuàng)新性和實用性，在實驗開展前首先對開設班級開展學情調(diào)查，發(fā)現(xiàn)班級對專業(yè)課的理論知識均得到了較好的掌握，但是學科間的關聯(lián)性及其理論知識的轉(zhuǎn)化應用方面存在短板。其次實驗的實施方法上進行優(yōu)化：（1）采取由學生團隊根據(jù)主題提交項目開題申請，提交項目申請書并組織開題。（2）實驗內(nèi)容分解，針對所涉及的實驗步驟中的操作及儀器設備，自主查閱教學視頻，規(guī)范操作、實驗記錄、數(shù)據(jù)分析及結(jié)果分析。（3）實驗報告向?qū)W術論文轉(zhuǎn)化，將學生在文獻分析、數(shù)據(jù)整理及討論分析能力，學科間知識的交叉應用在論文中得到體現(xiàn)，同時也為學生畢業(yè)設計及論文答辯奠定基礎，進而在項目總結(jié)與匯報時聘請學院分析化學、制劑等教研室老師進行輔助解答、分析實驗過程中存在的問題。采取綜合匯報及答辯會的形式呈現(xiàn)，全班進行交流學習，通過實驗過程介紹及視頻，實驗結(jié)果討論，進一步深入理解各分離技術的特點與原理，加深課堂教學互通理解。

二、實施效果及問題分析

通過中藥制藥專業(yè)開放性綜合實驗的開展，達到了課程開設的目的和要求，鍛練了學生的科研思維，提升了實際動手能力。在實驗開展過程及其課程結(jié)束后的教學反思調(diào)查中，也對本課程的建設提出了新要求。

1.開放性實驗的延續(xù)性。目前中藥制藥專業(yè)綜合實驗規(guī)定課時為90學時，但是從文獻查閱到結(jié)題論文提交的實施周期為三周，遠超課程設計的課時量，其中主要原因是學生在明確研究目的的前提下，在丹參注射液制備關鍵環(huán)節(jié)的參數(shù)優(yōu)選以及工藝技術可替換性研究方面充分發(fā)揮了自主能動性。教學反思通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學生希望能夠?qū)Ρ茸⑸鋭⒛z囊、片劑等多種劑型涉及的工藝技術及質(zhì)控方法，同時如何實現(xiàn)從藥材—飲片—制劑全過程開放性實驗設計，實現(xiàn)多課程之間的交融和延續(xù)。

2.教學與科研相互促進。綜合實驗中的設計性實驗是一個教學與科研溝通的平臺，科研成果如何通過教學讓學生理解、實施并有所提升，也可以讓學生在以后的科研工作中形成自己的研究方法，同時經(jīng)過學生提出的問題及其結(jié)果的反饋，也讓指導老師從中有所收獲。如超濾技術用于丹參注射液，經(jīng)優(yōu)選50 KDa截留分子量的超濾膜可以在提升制劑質(zhì)量的同時保證酚酸類成分的透過保留，而學生在操作過程中認為溶液pH值對酚酸超濾分離具有影響并展開研究，發(fā)現(xiàn)在酸性條件下酚酸中的原兒茶醛損失明顯，透過對成分在膜組件中的遷移性分析發(fā)現(xiàn)，游離態(tài)的原兒茶醛易產(chǎn)生膜吸附，導致成分損失。以此為基礎，指導老師也進行了酚酸類成分等電點及膜組件傳質(zhì)機制的研究，出現(xiàn)了“教學—科研”相長的學術氛圍。這不僅讓學生收獲了科研成就感，也讓教師產(chǎn)生了新的科研方向。

3.實驗軟硬件條件的提升。綜合實驗在開展過程中涉及的定性、定量分析，增加了學生們接觸大型儀器設備的機會，在鍛煉學生對儀器設備操作能力的同時，部分學生提出希望增加液質(zhì)聯(lián)用、激光粒徑檢測技術等，從而滿足自主性設計實驗開展的需求。同時，中藥制藥環(huán)境具有潔凈度要求，學生希望能夠在完成小試實驗的基礎上，能夠在符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）條件下的車間進行放大驗證，學生在設計性綜合實驗過程中更具有挑戰(zhàn)性。

三、結(jié)語

通過對中藥制藥綜合開放性實驗的探索、建設，在提升學生創(chuàng)新能力的同時，教師的教學水平、制藥企業(yè)的產(chǎn)學研能力也得到了明顯提升。通過課程的融合溝通，對學院課程的建設發(fā)展起到了推動作用。通過對綜合實驗進行教學設計，指導教師挑戰(zhàn)自己的同時，學生也對課程內(nèi)容提出了新的挑戰(zhàn)。如何滿足學生在課程開展中提出的多樣性問題并予以解決，如何通過關卡性設計開發(fā)學生創(chuàng)造性的思維等多個問題的提出，也促進了中藥制藥綜合開放性實驗需要進一步的提升和完善。

參考文獻：

[1]李存玉，彭國平.中藥制藥綜合實驗教程的探索與建設[J].中醫(yī)教育，2015，34（4）.

[2]王芳，周毅生，陳求芳，等.中藥藥劑學開放性實驗教學的探索與實踐[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2008，24（7）.

基金項目：江蘇省高校優(yōu)勢學科建設工程自主項目；江蘇省高等教育教改研究立項課題（2013JSJG036）；南京中醫(yī)藥大學新專業(yè)建設專項課題（NZYXZY2013-05）

作者簡介：李存玉（1985-），男，江蘇徐州人，博士，講師，研究方向：中藥制藥研究及教學工作。

通訊作者：彭國平（1963-），男，江蘇金壇人，博士，博士生導師，研究方向：中藥制藥化學。