基于綠色制藥技術(shù)和科研成果轉(zhuǎn)化的藥物化學(xué)實驗教學(xué)改革

白 玫

（遵義醫(yī)學(xué)院，貴州 遵義 563000）

藥物化學(xué)是一門發(fā)現(xiàn)與發(fā)明新藥、合成化學(xué)藥物、闡明藥物化學(xué)性質(zhì)、研究藥物分子與機(jī)體細(xì)胞（生物大分子）之間相互作用規(guī)律的綜合性學(xué)科，是藥學(xué)領(lǐng)域中重要的帶頭學(xué)科，它是一門應(yīng)用性科學(xué)，因此，實驗教學(xué)在整個教育教學(xué)過程中占有特殊地位，對學(xué)生的知識、能力、思維和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。藥物化學(xué)實驗教學(xué)不僅是培養(yǎng)藥學(xué)類專業(yè)創(chuàng)新人才的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，同時也是提高研究創(chuàng)新實踐能力的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。就本校藥物化學(xué)教學(xué)來說，主要存在兩方面的局限性，一是教材的局限性：在長期教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，課堂教學(xué)所采用的教材內(nèi)容往往滯后于生產(chǎn)實際，尤其滯后于科研實際。藥物化學(xué)實驗內(nèi)容沒有隨著實驗技術(shù)手段和科學(xué)的進(jìn)步及時更新，知識體系未能與時俱進(jìn)。實驗教學(xué)是本科生日常教學(xué)不可缺少的部分，對其創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)具有重要的作用，而陳舊的教學(xué)內(nèi)容阻礙了人才的培養(yǎng)。二是教學(xué)方式的局限性：目前藥物化學(xué)實驗課大多依托理論課開設(shè)，實驗教學(xué)模式主要是教師先進(jìn)行講解，并強(qiáng)調(diào)實驗注意事項，再由學(xué)生操作，學(xué)生對實驗提不起興趣，只是按部就班進(jìn)行操作。

因此，突破傳統(tǒng)教學(xué)局限，使學(xué)生獲得更為豐富和新穎的知識，并培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力是一個值得深思的問題。本文就如何充分利用綠色制藥技術(shù)和科研成果轉(zhuǎn)化，提高藥物化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，以調(diào)動教師教學(xué)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、獨立分析和解決問題能力進(jìn)行探討。

1 實驗教學(xué)改革思路

結(jié)合本?？蒲袃?yōu)勢，基于綠色制藥技術(shù)，將本院教師科研成果轉(zhuǎn)化成藥物化學(xué)實驗項目，優(yōu)化實驗課程體系，改革實驗教學(xué)模式，實現(xiàn)科教融合，協(xié)同創(chuàng)新；改良傳統(tǒng)實驗中所用的毒性和環(huán)境不友好試劑，實現(xiàn)實驗綠色化；構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)互動式實驗教學(xué)及評價新模式，激勵學(xué)生主動參與實驗。

2 實驗教學(xué)改革實踐

2.1 優(yōu)化實驗課程體系，實現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化

本校藥物化學(xué)實驗課主要以基礎(chǔ)性實驗為主，諸如阿司匹林的合成、磺胺醋酰鈉的合成等，這些實驗覆蓋了藥物化學(xué)實驗大部分基礎(chǔ)操作，但其內(nèi)容設(shè)置也有一定局限性。學(xué)校實驗儀器設(shè)備落后于社會生產(chǎn)實際，一些新技術(shù)、新方法沒有被引入，造成用人單位對畢業(yè)生實際應(yīng)用能力不滿意，且學(xué)生也習(xí)慣了按部就班開展實驗，缺乏創(chuàng)新性。因此，我們增加了探索性實驗，減少了驗證性實驗，引入一些新技術(shù)和新方法，將教師科研成果轉(zhuǎn)化成實驗項目，例如：（1）增加生物催化反應(yīng)實驗：筆者所在科研項目組長期致力于生物催化反應(yīng)研究，如“新型羥化酶的高通量篩選及其在芐位不對稱羥基化反應(yīng)中的應(yīng)用研究”等國家級、省級項目均已結(jié)題，可以保證科研項目順利實現(xiàn)本科生實驗的二次轉(zhuǎn)化。酶催化反應(yīng)效率較高，無（或很少）有副產(chǎn)物生成，此類合成方法特點是綠色、高效，學(xué)生可通過實驗直觀比較生物催化反應(yīng)實驗與傳統(tǒng)化學(xué)合成反應(yīng)的區(qū)別。（2）增加不對稱方法學(xué)實驗：筆者同時從事不對稱合成的研究，致力于一系列具有潛在生物活性的手性螺環(huán)氧化吲哚類化合物的合成。雖然有機(jī)化學(xué)課程體系設(shè)置了立體化學(xué)相關(guān)內(nèi)容，但是在教授藥物化學(xué)課程時發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對此部分內(nèi)容已經(jīng)模糊，而手性藥物在藥物化學(xué)中又占有極其重要的地位。因此，將科研項目中某些簡單可行的不對稱方法學(xué)實驗轉(zhuǎn)化為實驗項目，使學(xué)生充分理解不對稱方法學(xué)或者手性藥物合成在藥物化學(xué)中的重要性，掌握立體化學(xué)的重要概念，并通過實驗了解反應(yīng)溫度、溶劑、催化劑、底物等對手性藥物合成產(chǎn)生的影響。（3）增加具有潛在藥物活性化合物的改造實驗：藥物化學(xué)的主要任務(wù)之一是發(fā)現(xiàn)具有進(jìn)一步研究價值、開發(fā)有價值的先導(dǎo)化合物，并對其進(jìn)行改造和優(yōu)化，開發(fā)出療效好、毒副作用小的新藥；改造現(xiàn)有藥物或有效化合物，以期獲得更有效、安全的藥物。本教研室楊教授致力于具有抗菌活性化合物合成和毒性研究，完成了多項省級、校級科研項目，以楊教授的科研課題“新型喹諾酮衍生物的合成及抗菌活性和毒性研究”為例，我們設(shè)計了合成喹諾酮類化合物的實驗，通過合成一系列新型喹諾酮類化合物，使學(xué)生逐漸接觸并掌握藥物化學(xué)中的一些重要的創(chuàng)新實驗手段。

將新的合成方法和技術(shù)引入藥物化學(xué)實驗教學(xué)中，一方面，可促進(jìn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式改革，使學(xué)生了解該專業(yè)的最新科研動態(tài)及本學(xué)科研究的基本思路和方法，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊的不足[1-2]；另一方面，教師科研成果整合了學(xué)科領(lǐng)域的前沿成果和研究現(xiàn)狀，作為新知識納入教學(xué)內(nèi)容，可以促進(jìn)學(xué)校結(jié)合自身特點開發(fā)校本課程，保證設(shè)計的實驗特色鮮明，形成學(xué)校的特色。

2.2 實現(xiàn)實驗過程和結(jié)果綠色化，提倡綠色制藥技術(shù)

科學(xué)不但要認(rèn)識世界和改造世界，還要保護(hù)世界?；瘜W(xué)也如此。在傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)中，對環(huán)境污染的因素考慮較少，有的化學(xué)實驗試劑用量較大，有毒氣體隨意排空，廢液不加處理隨便棄置。這樣不但會污染環(huán)境，而且會影響學(xué)生身心健康發(fā)展。將最新科研成果與實驗教學(xué)大綱要求相結(jié)合，在不影響實驗效果的前提下，盡量選用對環(huán)境相對友好的溶劑代替污染較大、毒性較大或易揮發(fā)的溶劑，或者采用微型化學(xué)實驗方法解決污染較大問題[3]。例如，藥物化學(xué)實驗中的貝諾酯（撲炎痛）合成實驗，可用無機(jī)鹽、離子交換樹脂、高效固體酸 Fe2O3-SO4代替濃H2SO4作催化劑，不僅具有較高的選擇性、轉(zhuǎn)化率，還可避免濃H2SO4的腐蝕性，如若沒有很好的替代性試劑，可采用微型化學(xué)實驗法，減少實驗儀器，減少試劑量（試劑用量是常規(guī)實驗的1/3），降低能耗，縮短實驗時間。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生有意識地使用綠色溶劑代替原化學(xué)溶劑，培養(yǎng)其環(huán)保意識。

2.3 借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)互動式實驗教學(xué)及評價新模式

目前的實驗教學(xué)模式普遍存在交互性、參與性不強(qiáng)的問題，因此，借用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺作為教學(xué)互動工具充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，可以提高學(xué)生實驗課參與積極性[4]。以微助教為例，它是一個免費的教學(xué)微平臺，它可以通過電腦端口直接使用，關(guān)注微助教公眾號之后，教師就可以創(chuàng)建自己的課堂，將課堂號碼發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生經(jīng)過簡單注冊，即可開啟學(xué)習(xí)之旅。微助教功能強(qiáng)大，有簽到、課堂討論、互動答題、在線題庫等功能，且課上可以借助多媒體教室直接將微助教窗口投影在大屏幕上，使學(xué)生一目了然。另外，微助教的GPS定位系統(tǒng)可以將學(xué)生的位置精準(zhǔn)鎖定，能有效防止代簽到的情況。除此之外，傳統(tǒng)實驗課堂互動一般是教師提問、學(xué)生回答，但在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生出于害羞心理或者是不確定準(zhǔn)確率而不敢開口回答，有的是因為坐在后排教師無法聽到他們的回答，因此，借助微助教，羞于開口的學(xué)生或者坐在后排的學(xué)生可以用手機(jī)實時上傳答案，教師能馬上看到，并在課堂上對學(xué)生給出的答案給予評價與指導(dǎo)。

此外，考慮到學(xué)生獨立思考能力不足，創(chuàng)新能力沒有得到很好的訓(xùn)練，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布設(shè)計性實驗題目，讓學(xué)生以組為單位，明確分工，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、準(zhǔn)備實驗器材、統(tǒng)計藥品、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)等，制訂實驗方案并上傳網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生可在平臺上討論，通過反思自評或同學(xué)間互評，最終選出一個最為可行的方案開展實驗[5]。教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上給予的評價所有學(xué)生都可以看見，因此可以培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識，從而提高參與積極性。在實驗過程中，實驗小組之間可利用微助教進(jìn)行交流，上傳實驗圖像，同學(xué)之間可以相互參考借鑒，也可起到自查作用。

另外，以往學(xué)生實驗結(jié)果的評價主要依據(jù)實驗報告，存在學(xué)生之間相互抄襲實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，不夠科學(xué)、客觀。因此改革實驗評價方式，學(xué)生在課堂上上傳的實驗過程圖像和數(shù)據(jù)處理結(jié)果占總分?jǐn)?shù)的60%，實驗報告占40%，調(diào)動了課堂氣氛，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自信心。

3 結(jié)語

本研究基于綠色制藥技術(shù)，充分利用現(xiàn)有資源，改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，將本院教師科研成果轉(zhuǎn)化成實驗項目，實現(xiàn)實驗綠色化，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（如微助教），構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)互動式實驗教學(xué)及評價新模式，鼓勵學(xué)生主動參與實驗，以提高生物化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，充分調(diào)動教師教學(xué)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、獨立分析和解決問題能力。

[1]劉鳳志，朱小東，張海娟，等.我院制藥工程專業(yè)藥物化學(xué)課程教學(xué)改革與實踐[J].中國藥房，2014，25（12）：1146-1148.

[2]梁穎，霍強(qiáng)，吳成柱，等.藥物化學(xué)教學(xué)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探討[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2015，17（12）：1051-1053.

[3]韓春超，曲仕明.綠色制藥概念在藥學(xué)實驗教學(xué)中的推廣[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2009，27（15）：70-71.

[4]習(xí)保民，張鵬鸝.藥物化學(xué)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2008，10（6）：669-671.

[5]韓麗琴，董順福，趙文秀，等.基于網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺的化學(xué)實驗教學(xué)的研究[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2015（7）：50，87.