以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗教學(xué)體系的構(gòu)建研究

黎奕斌，慈 薇，李 琳

(南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院教學(xué)中心，廣東 廣州 510515)

目前，我國正處于從醫(yī)藥生產(chǎn)大國向創(chuàng)新藥物研發(fā)強國的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型時期[1-2]。培養(yǎng)綜合型創(chuàng)新藥學(xué)人才是提高我國醫(yī)藥領(lǐng)域研發(fā)能力和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵[3]。如今，藥學(xué)人才的培養(yǎng)目標(biāo)是：要求學(xué)生具備系統(tǒng)的藥學(xué)專業(yè)理論知識、較強的實踐技能和創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)在藥學(xué)高等教育中具有非常重要的意義，是培養(yǎng)藥學(xué)綜合型創(chuàng)新人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4-5]。但是，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系中把實驗教學(xué)作為一種實驗技能訓(xùn)練，而忽視了它是一種科學(xué)研究方法的培養(yǎng)，學(xué)生的創(chuàng)新能力無法得到培養(yǎng)[6-7]，不能適應(yīng)醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展對藥學(xué)綜合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。只有將學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)納入實驗教學(xué)中才能適應(yīng)國家創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要[8]。因此，如何迅速轉(zhuǎn)變觀念從而培養(yǎng)出能適應(yīng)我國醫(yī)藥行業(yè)需要的創(chuàng)新型藥學(xué)人才成為高等院校的燃眉之急[9-10]。

針對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系中存在的諸多問題及社會對綜合型藥學(xué)人才的需求，筆者對藥學(xué)實驗教學(xué)體系進行了改革與探索。以提高藥學(xué)本科生的實踐能力和自主創(chuàng)新能力為目標(biāo)，將藥學(xué)多門學(xué)科課程實驗有機結(jié)合起來，圍繞藥品生產(chǎn)鏈和藥物研發(fā)鏈，構(gòu)建了以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗教學(xué)體系。

1 以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗特點

1.1 以“藥”為中心

以“藥”為中心，圍繞藥品生產(chǎn)鏈思路，把原料藥生產(chǎn)、藥物分析鑒定、藥物制劑制備及制劑質(zhì)量分析等實驗有機融合起來，形成了以藥品生產(chǎn)鏈為主線的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗。以藥品生產(chǎn)鏈為主線的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗，還原了藥品生產(chǎn)的真實過程，有利于學(xué)生將各門學(xué)科所學(xué)的理論知識和相應(yīng)的實驗技術(shù)方法相互滲透、融合起來，建立起系統(tǒng)的藥學(xué)實驗技能體系。同時，以“藥”為中心，圍繞創(chuàng)新藥研發(fā)鏈思路，將計算機輔助藥物設(shè)計、藥物分子合成、藥物分離純化、藥物分子分析鑒定、藥物制劑制備及藥效學(xué)評價等多學(xué)科實驗融合，形成了以創(chuàng)新藥研發(fā)鏈為主線的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗。以創(chuàng)新藥研發(fā)鏈為主線的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗，還原了藥物研發(fā)的實驗過程，讓學(xué)生從藥學(xué)一級學(xué)科的高度，系統(tǒng)掌握藥學(xué)各學(xué)科實驗的原理、方法技能及其綜合應(yīng)用。

1.2 “以學(xué)生為中心”的教育理念

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，以驗證灌輸為主的實驗教學(xué)方法，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造意識。以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合學(xué)實驗教學(xué)體系遵循以“以學(xué)生為中心”的教育理念。學(xué)生在綜合實驗過程中，獨立完成文獻資料查閱，實驗方案設(shè)計、實驗方案實施、結(jié)果分析、數(shù)據(jù)整理、實驗論文撰寫以及成果匯報等過程。教師在此過程中扮演一個引導(dǎo)者的作用，啟發(fā)學(xué)生的實驗設(shè)計思路，引導(dǎo)學(xué)生的規(guī)范操作，適當(dāng)講解實驗過程出現(xiàn)的問題。傳統(tǒng)的照實驗講義做實驗改變?yōu)橹鲃犹剿鲗嵺`過程，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題。本過程使學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新思維得到全面的訓(xùn)練和提高。

1.3 科研成果轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)

高校的科研成果是十分寶貴的潛在實驗教學(xué)資源[11]。藥物研發(fā)以科學(xué)研究思路為主線，圍繞創(chuàng)新藥研發(fā)鏈，內(nèi)容涵蓋創(chuàng)新藥物研發(fā)項目的主要核心內(nèi)容。立足藥學(xué)學(xué)科前沿，將科研成果研發(fā)過程轉(zhuǎn)化到實驗教學(xué)中，使實驗過程更加貼近真實的科研研究，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)藥學(xué)實驗技術(shù)、方法、技能的同時親歷科研探索的過程。實驗課程不再是理論教學(xué)的驗證與延伸，而成為提高學(xué)生實踐能力、科研能力以及創(chuàng)新能力的有效方法。

1.4 先進的教學(xué)手段與實驗技術(shù)

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給實驗教學(xué)帶來了新模式和新手段[12-13]。將計算機網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、虛擬仿真等新技術(shù)引入實驗教學(xué)，通過模擬實驗，可以仿真藥物化學(xué)、藥物分析、動物藥理等全部實驗過程。同時，利用虛擬仿真實驗?zāi)M“高、新、尖”實驗設(shè)備，引入藥學(xué)領(lǐng)域先進的儀器設(shè)備操作實驗。學(xué)生可不受時間和空間等限制，并且可反復(fù)操作加深對知識點理解以及加強實操技能訓(xùn)練。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，藥學(xué)領(lǐng)域的儀器設(shè)備、測試技術(shù)不斷更新，掌握先進的實驗技術(shù)方法成為藥學(xué)創(chuàng)新性人才的必備技能。以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合學(xué)實驗，涵蓋藥品生產(chǎn)鏈和創(chuàng)新藥研發(fā)鏈，在實驗中廣泛使用到大型精密儀器如：氣相、高效液相、紫外分光光度計、核磁共振以及高速離心機等。有助于學(xué)生全面掌握先進的藥學(xué)實驗技術(shù)，建立起系統(tǒng)地藥學(xué)實驗技術(shù)體系。

2 以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗教學(xué)內(nèi)容

以“藥”為中心梳理、整合藥物化學(xué)、藥物分析、藥理學(xué)、藥劑學(xué)實驗課程教學(xué)方案，合理設(shè)置多學(xué)科綜合性實驗教學(xué)內(nèi)容。將實驗教學(xué)內(nèi)容分為基本技能綜合訓(xùn)練和綜合設(shè)計技能訓(xùn)練兩部分。圍繞藥品生產(chǎn)鏈，構(gòu)建以對乙酰氨基酚片生產(chǎn)為主鏈的虛擬仿真實驗教學(xué)模塊。圍繞創(chuàng)新藥研發(fā)鏈，構(gòu)建了以小分子HIV-1潛伏感染逆轉(zhuǎn)劑研發(fā)為主鏈的實驗教學(xué)模塊。經(jīng)典藥物與虛擬仿真相結(jié)合作為基本技能訓(xùn)練內(nèi)容，科學(xué)前沿與教學(xué)相結(jié)合作為綜合設(shè)計技能訓(xùn)練內(nèi)容。

2.1 以對乙酰氨基酚生產(chǎn)為主鏈的虛擬仿真實驗教學(xué)模塊

利用南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院的藥物化學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，把虛擬仿真新技術(shù)引入實驗教學(xué)，以“藥”為中心，圍繞藥品生產(chǎn)鏈，建立虛擬仿真藥學(xué)綜合性實驗項目。以經(jīng)典藥物對乙酰氨基酚片生產(chǎn)為主鏈，結(jié)合實體設(shè)備，通過半實物改造模擬，把原料藥的合成-制劑的制備-制劑質(zhì)量分析三個傳統(tǒng)教學(xué)中獨立的實驗部分，進行全方位的虛擬仿真，使之形成一個相輔相成的有機融合的實踐教學(xué)體系。設(shè)計了從原料藥合成到制劑生產(chǎn)，再到質(zhì)量監(jiān)控分析貫穿藥品生產(chǎn)全過程的綜合性虛擬仿真實驗項目。實驗中，學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)方式，在藥物合成模塊完成藥物化學(xué)合成、分離純化、鑒定等化學(xué)操作技能訓(xùn)練，在GMP車間制劑模塊完成片劑工藝如原料藥混合、制軟材、制濕粒、干燥、整粒、壓片等片劑工藝技能訓(xùn)練、在質(zhì)量分析模塊完成分析儀器操作，如高效液相、核磁共振以及氣相色譜等大型精密儀器的操作技能訓(xùn)練。該綜合實驗采用線上教學(xué)，學(xué)生可登錄系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)，并完成相應(yīng)的知識點測試，同時學(xué)生可在線提問，教師在網(wǎng)上及時答疑。此外，學(xué)生對還沒有掌握的環(huán)節(jié)，可在系統(tǒng)上進行反復(fù)訓(xùn)練，直到掌握為止。虛擬仿真實驗還原了真實的藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生進一步了解藥品生產(chǎn)的基本過程以及明白所學(xué)理論知識、技能在此過程中的作用地位，從而建立起系統(tǒng)的藥學(xué)實驗技能體系。

2.2 以小分子HIV-1潛伏感染逆轉(zhuǎn)劑研發(fā)為主鏈的實驗教學(xué)模塊

南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院擁有多個重點科研平臺，充分發(fā)揮科研成果惠及教學(xué)作用，把科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實驗。以“藥”為中心，圍繞創(chuàng)新藥研發(fā)鏈，構(gòu)建科研與教學(xué)相結(jié)合的藥學(xué)多學(xué)科綜合性實驗項目?；凇禦VX-208作為HIV-1潛伏感染逆轉(zhuǎn)劑的應(yīng)用體(201610567750.6)》的中國發(fā)明專利研究成果，搭建“以RVX-208為先導(dǎo)化合物開發(fā)新型HIV-1潛伏感染逆轉(zhuǎn)劑”的綜合性實驗項目。將計算機輔助藥物設(shè)計、藥物分子合成、藥物質(zhì)量分析與鑒定、藥物活性評價、制劑制備等多學(xué)科的實驗內(nèi)容有機串聯(lián)起來，涵蓋新藥研發(fā)鏈的各個環(huán)節(jié)。教師提出實驗?zāi)康模瑢W(xué)生綜合利用藥學(xué)四大學(xué)科知識，對RVX-208進行改造，開發(fā)新型HIV-1潛伏感染逆轉(zhuǎn)劑。①計算機輔助藥物設(shè)計實驗：利用前期成果化合物構(gòu)建3D-QSAR模型，通過分子對接模塊以及3D-QSAR模塊，學(xué)生自主設(shè)計出全新結(jié)構(gòu)的化合物；②藥物分子合成實驗：根據(jù)目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)，學(xué)生自行查閱文獻設(shè)計合成路線，并采用化學(xué)方法完成化合物的合成；③藥物分離純化實驗：采用柱層析、薄層色譜分離藥物，采用熔點儀、HPLC技術(shù)測定化合物的純度；④藥物分析鑒定實驗：利用核磁共振(碳譜、氫)、質(zhì)譜、紅外、紫外等技術(shù)手段確證結(jié)構(gòu)；⑤藥效學(xué)評價實驗：RVX-208衍生物激活HIV-1潛伏活力性實驗，細(xì)胞毒性實驗等；⑥制劑制備實驗：挑選活性較好的化合物，根據(jù)化合物理化性質(zhì)讓學(xué)生自行設(shè)計劑型，并進行劑型質(zhì)量分析；⑦完成實驗后，撰寫實驗論文，并以小組匯報形式展示實驗成果。學(xué)生通過完成創(chuàng)新藥研發(fā)綜合性實驗，理解創(chuàng)新藥研發(fā)過程，加強了學(xué)生對創(chuàng)新藥物研發(fā)流程的綜合性認(rèn)識和框架性梳理，加深了學(xué)生對藥學(xué)各學(xué)科在藥物研發(fā)過程中所處的地位與相互聯(lián)系。

3 以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗教學(xué)意義

3.1 利于學(xué)生建立系統(tǒng)的藥學(xué)知識框架

以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗教學(xué)包括創(chuàng)新藥研發(fā)鏈和藥品生產(chǎn)鏈。學(xué)生完成藥物研發(fā)實驗，再到藥品生產(chǎn)實驗。真實還原了藥品從研發(fā)階段到生產(chǎn)階段的全過程。以“藥”為中心梳理、整合藥物設(shè)計、藥物化學(xué)、藥物分析、藥理學(xué)、藥劑學(xué)等多學(xué)科知識點，同時注重各學(xué)科相互銜接和配合，有利于學(xué)生建立系統(tǒng)的藥學(xué)知識框架，有助于學(xué)生對各學(xué)科知識理解和提高學(xué)生綜合運用藥學(xué)知識的能力。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力

藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗本著先易后難，先簡單后復(fù)雜的順序，循序漸進，開設(shè)了對乙酰氨基酚的生產(chǎn)虛擬仿真實驗供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，完成基本技能綜合實驗后，再進行較為復(fù)雜的以RVX-208為先導(dǎo)化合物開發(fā)新型HIV-1潛伏感染逆轉(zhuǎn)劑實驗。在綜合實驗中，學(xué)生經(jīng)歷藥物研發(fā)到生產(chǎn)的模擬過程(文獻資料查閱、實驗方案設(shè)計、藥物分子合成、原料藥質(zhì)量分析、藥效研究、生產(chǎn)工藝研究等)，通過實驗使學(xué)生逐漸了解科研工作的基本思路和研究方法。在小組合作與科研氛圍中，體驗協(xié)作精神和科研精神，促進了科研能力的培養(yǎng)。實驗教學(xué)中運用了多個現(xiàn)代科學(xué)儀器操作，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。完成一個完整的綜合實驗，學(xué)生獲得成就感、自信心倍增，同時極大地激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)研究興趣。

3.3 提升實踐能力與創(chuàng)新能力

以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗，還原了藥品研發(fā)和藥品生產(chǎn)的真實狀況，有利于學(xué)生多學(xué)科知識的融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生對實驗技術(shù)的綜合運用能力。藥學(xué)綜合實驗廣泛涉及基礎(chǔ)實驗技能，而且不再是“照方抓藥”地完成實驗。在實驗課程中每位學(xué)生獨自完成全套的實驗，實驗方案設(shè)計、方案實施、結(jié)果分析等均由學(xué)生自己完成，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗是研究性、探索性實驗，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探索和自主創(chuàng)新的興趣。學(xué)生的潛能得到充分挖掘，實踐能力和創(chuàng)新能力得到全面的提升。

總之，將藥學(xué)專業(yè)多門學(xué)科的實驗教學(xué)資源進行系統(tǒng)整合，構(gòu)建了以“藥”為中心的藥學(xué)專業(yè)多學(xué)科綜合性實驗的教學(xué)體系。多學(xué)科綜合性實驗的實踐，讓學(xué)生建立起了系統(tǒng)的藥學(xué)知識框架，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)研究意識，提升了學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力。在培養(yǎng)創(chuàng)新型藥學(xué)人才方面起到了事半功倍的效果，也為藥學(xué)高等教育綜合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式提供借鑒。