藥用高分子材料教學改革探索

馬文靜，劉羽熙，周阿洋，周海嬪，王 悅

(滁州學院 材料與化學工程學院 制藥工程系，安徽 滁州 239000)

能源、信息和材料被稱為現代文明發(fā)展的三大支柱。其中，材料是科學與工業(yè)技術發(fā)展的基礎。一種新材料的出現，能為社會物質文明帶來巨大變化，給新技術的發(fā)展帶來劃時代的突破。現代三大合成高分子材料-塑料、合成纖維和合成橡膠，已經成為國民經濟建設與人民日常生活所必不可少的重要材料?，F代科學技術的發(fā)展推動高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，許多產量高、價格低、性能優(yōu)異的新型高分子材料應運而生。隨著科學技術的不斷發(fā)展，各學科之間相互滲透，相互促進，加速了藥物制劑的發(fā)展，涌現了許多給藥新劑型新技術。藥物的新劑型在提高臨床治療效果、降低藥物毒性、提高病人使用順應性等方面發(fā)揮著積極的作用，具有非常重要的意義。而新劑型的發(fā)展往往依賴于新的高分子材料的產生。

隨著高分子材料和藥劑學的迅猛發(fā)展，社會迫切需要藥用的高分子材料方向的創(chuàng)新能力強的高級技術人才。藥用高分子材料正是基于這樣社會迫切發(fā)展需要衍生出的一門實踐性和應用性結合非常強的學科。藥用高分子材料是以有機化學、高分子材料學和藥劑學為基礎的一門交叉性學科。它涵蓋了高分子材料的制備方法、高聚物的結構與性能、高分子在藥物制劑中的應用原理、藥用天然高分子材料、藥用合成高分子材料、高分子藥物以及藥品包裝用高分子材料以及加工。結合滁州學院的課程體系特點和人才培養(yǎng)方案，筆者認為應當積極地探索教學內容和教學方式的改革，使學生充分了解藥用高分子材料在新劑型中的重要性，激發(fā)學生學習熱情，增加學生的課堂參與，全面提高學生的綜合素質。

1 課程特點及現狀

藥用高分子材料是2018年滁州學院首次開設的一門新的課程。依據滁州學院“地方性、應用型”本科大學的辦學思路和辦學定位，材料與化學工程學院積極響應安徽省“十三五”計劃，以高分子材料和新型藥劑的社會發(fā)展需要為導向，于今年設立了高分子材料系，并結合藥劑學的特點，為制藥工程的學生增設了藥用高分子材料這門課程。藥用高分子材料是以有機化學、高分子材料學和藥劑學為基礎的新興的交叉性學科，是一門綜合性、應用性、實踐性非常強的一門學科。

藥用高分子材料作為制藥工程系的一門專業(yè)選修課，旨在培養(yǎng)學生從事藥物制劑的研究、生產和管理等專業(yè)理論和技能。該課程對我院大三學生開設，開設于藥劑學之前。我院選用的是姚日生主編、化學工業(yè)出版社出版的第三版《藥用高分子材料》，該課程只有32個學時。該教材從高分子的結構出發(fā)，依次介紹了高分子材料的性能及其在藥物制劑中的應用。教材中涉及到高聚物的合成工藝、合成設備、工藝流程等知識，只憑借教材中的文字描述和簡單原理，比較枯燥，很難使學生真正掌握。由于本課程課時安排時間少，而制藥工程的學生沒有相應的高分子材料方面的專業(yè)基礎知識，因此需要通過調整教學的講授方法，能夠增強學生學習興趣，活躍課堂氣氛，并且讓學生深刻領悟到發(fā)展高分子材料對藥物新劑型的重要性。

2 精心設計教學內容

藥用高分子材料課程由于涉及內容廣泛，包括高分子的基礎理論知識、高分子材料的性能、不同種類的高分子、高分子藥物、包裝用高分子材料等，而教學課時只有32個學時，因此需要對教材內容進行精簡、優(yōu)化和梳理[1]。通過對教學大綱的研究和整本教材詳細的研究，筆者對教學內容做了以下調整：①調整教課順序：教材的編排順序先介紹高分子材料在藥物制劑中的應用，再講解不同種類的高分子材料。我校大三制藥工程系學生還沒有學習藥劑學，對于充填材料、粘合劑、崩解劑等專業(yè)名詞不太熟悉，課堂效果不好。筆者調整了講課順序，先講解不同種類的高分子材料，等學生熟悉每種材料的結構、性能和應用之后，再講解高分子輔料在藥物制劑中的應用，這樣可以使學生對前面所學的內容及時進行歸納總結，幫助學生理解記憶。②精簡補充教學內容：由于制藥工程系的學生缺乏對高分子化學的基本認識，而教材對該部分的內容講解有限，因此筆者在教學當中對高分子的化學結構、化學反應、性質等內容做了大量的補充完善。之后，以結構-性質-應用為主線，重點講解藥用天然高分子材料和藥用合成高分子材料章節(jié)，最后詳細講解高分子材料在藥物制劑中的應用[2]。對于先修課程的重復部分，采取學生自學的方式。這樣既精簡了內容，重點突出，層次分明，又節(jié)省出大量時間對重點內容詳細講述，同時可以鍛煉學生的自學能力[3]。

3 教學方式的改變

3.1 實例教學法

藥用高分子材料種類眾多，又缺少相應的實驗課作為支撐，學生時常感到內容抽象繁瑣，難以理解。在授課過程中，筆者結合日常生活中的衣食住行的實例，幫助學生理解，減少學生對高分子材料的陌生感，拉近學生與課程距離，引導學生思考，激發(fā)學生興趣。例如，在淀粉結構的講授過程中，筆者從淀粉遇碘變藍的這一常見現象導入，引發(fā)學生思考變藍機理，從而引起學生的興趣，引入淀粉的結構講解。在淀粉性質的講解中，可以結合春節(jié)貼春聯熬制糨糊的情景，解釋淀粉的吸濕、膨脹、糊化和回生的現象。淀粉的水解反應可以結合前修課程中淀粉在體內的消化吸收來講解。

每一章節(jié)的內容都可以通過列舉生活中典型性、代表性的實例來增加學生對高分子材料的感知[4]。安全帽和有機玻璃、輪胎、涂料和膠帶等可以分別代表高分子的玻璃態(tài)、橡膠態(tài)和黏流態(tài)；果凍、蘆薈凝膠的一些現象幫助學生理解凝膠的結構和性質；阿拉伯膠可以用于糖果和巧克力的包衣，保持啤酒、咖啡泡沫穩(wěn)定；甲殼素、殼聚糖可以用來制備創(chuàng)可貼和面膜；透明質酸存在于洗發(fā)水、面膜中；明膠存在于橡皮糖和軟膠囊中；聚丙烯酸存在于人造肉、牙膏和方便面中，在市面上常用于防水涂層材料；交聯聚丙烯酸鈉主要用于尿不濕的制作；隱形眼鏡的主要成分是硅水凝膠、甲基丙烯酸樹酯等；聚乙烯醇可以用于滴眼液和糖紙；聚維酮碘是醫(yī)院常用的消毒劑；聚乳酸常用作外科自主降解的手術縫合線；雪碧、可樂等碳酸飲料的瓶裝材料成分主要是聚乙烯或聚丙烯等[5]。這樣結合日常生活的實例的講解，既能突出學科特點，又能積極引發(fā)學生思考，鍛煉學生邏輯思維能力，促進學生知識內化，提高學習效率。真正做到實例從生活中來，知識應用到生活中去。

3.2 比較教學法

藥用高分子材料課程中高分子材料眾多，許多材料的名稱相近，性質差別不大，為幫助學生認識近百種藥用高分子材料，防止相互混淆，筆者在教學中引入分類比較教學法[6]。比較教學法的可操作性強，可減少重復講解，通過比較又可溫故而知新，幫助學生提高記憶，形成嚴密的邏輯思維能力，提高歸納總結的能力。比較教學法可以與已學過知識進行比較，也可以在新學知識之間進行比較學習。采用表格或三線圖的比較方式，可以直觀性更強的感受到比較種類之間的異同[6]。

例如，在講解高分子材料的結構時，如果直接講高分子材料的近程結構、遠程結構、聚集態(tài)結構會比較抽象，而且講起來比較繁瑣，學生理解起來也比較困難。而學生在前修的課程中學習過一類生物學功能的高分子-蛋白質的化學結構，因此可以通過對二者結構的比較，列出表格，使學生能夠直觀強烈的感受到二者的異同；高分子溶液的性質可以通過與小分子溶液、膠體溶液進行比較學習，列出表格，學生能夠直觀感受到高分子溶液的粘度大、熱力學穩(wěn)定等特點；通過與前修的知識對比學習，可以引導學生對問題進行思考分析，很快的抓住新學知識的脈絡，強化了學科之間的聯系。而新學知識之間的對比，可以幫助學生提高歸納總結的能力，加強記憶。例如，天然高分子材料和合成高分子材料各自的特點之間的比較、直鏈淀粉和支鏈淀粉結構的比較、淀粉和纖維素的結構特點、性質和應用之間的比較等，在對比的基礎上理解，對所學的內容進行歸納總結，使學生能夠系統(tǒng)的學習和復習，幫助學生提高記憶，促進知識內化和知識的運用。

3.3 總結規(guī)律教學法

藥用天然高分子材料、藥用合成高分子材料是本課程學習的重點內容，而這兩章涉及到的高分子材料內容眾多，包括淀粉、纖維素、阿拉伯膠、透明質酸、聚丙烯酸、卡波姆、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、泊洛沙姆等重要高分子材料及其衍生物的結構、性質和應用。由于涉及內容眾多、內容復雜、編排松散，學生普遍感到難以理解、掌握，出現死記硬背、覺得學習枯燥的現象，這嚴重打擊了學生的學習熱情，筆者在學生時代對此深有感觸。因此，在教授這一部分內容時，應該及時總結學習規(guī)律，引導學生采用適當的方法學習，提高學生的學習興趣和教學質量。

例如，淀粉的各種性質可以總結為羥基氫鍵的形成與斷裂：淀粉含水量高(吸濕性)但不顯潮濕性的原因是淀粉羥基與水分子間形成分子間氫鍵；淀粉的糊化和回生的本質是淀粉分子內氫鍵的斷裂與再形成；淀粉遇碘變藍也是由于淀粉分子內形成氫鍵，使淀粉具有螺旋結構，從而與I3-離子絡合顯色；改良的預交化淀粉是破壞了分子內氫鍵等。淀粉的眾多衍生物可以總結為羥基的成醚性質：羧甲基淀粉鈉(CMS-Na)和羥乙基淀粉等利用了羥基與烷基氯發(fā)生取代反應成醚性質。讓學生匯總學過哪些腸溶型包衣材料，筆者引導思考這些材料的化學結構有什么共性，從而將腸溶型包衣材料總結為結構上經常含有羧基基團。同理，胃溶型材料一般含有胺基基團，滲透型高分子材料一般都是以鹽的形式存在，例如滲透型丙烯酸樹脂、交聯聚丙烯酸鈉等。及時總結出可壓性好粉末直接壓片的輔料、可用于高效崩解劑的輔料、可用于栓劑等的藥用高分子材料等，以便于學生理解和掌握[7]。通過總結每種類型高分子材料的規(guī)律，大大激發(fā)學生的學習興趣和求知探索的愿望, 加深了學生的記憶力，逐步養(yǎng)成創(chuàng)新性思維[8]。

4 總結

藥用高分子材料的發(fā)展日新月異，且在未來有很大的發(fā)展空間。通過對藥用高分子材料教學內容和教學方式的初步改革，改變了被動、僵化、封閉的教學模式，著重培養(yǎng)學生綜合運用知識與解決問題的能力，充分調動學生學習的積極性和主動性，提高學生解決實際問題的能力。不同教學法進行單獨實施或聯合實施，充分調動學生學習的主動性，激發(fā)學生的創(chuàng)新性意識。藥用高分子材料的教學改革是一個與時俱進的過程，對教師的知識體系和教學方法提出了更高要求。教師應該不斷更新知識體系、及時調整和優(yōu)化教學方法、及時交流總結教學經驗、嘗試拓展新的教學方法，從而達到培養(yǎng)綜合型、高素質人才的教學目標。