工科院?！端幱酶叻肿硬牧稀氛n程的教學(xué)思考*

徐靜文

(陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西 西安 710021)

醫(yī)藥行業(yè)與人民生命健康、生活質(zhì)量息息相關(guān)，對(duì)救災(zāi)防疫和軍需戰(zhàn)備及促進(jìn)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步有著至關(guān)重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有的仿制藥和原研藥能夠滿(mǎn)足80%的基本醫(yī)療需求，但仍有很多重大疾病未被攻克。以青蒿素的研發(fā)為例，自1967年5月起，屠呦呦等人先后從2 000多種中藥中提取640種抗瘧成分，將其中的380種提取物用于小鼠模型評(píng)估抗瘧效果，分別在感染了伯氏瘧原蟲(chóng)的小鼠和感染了食蟹猴瘧原蟲(chóng)的恒河猴模型上證實(shí)青蒿素的抗瘧率高達(dá)100%。1972-1975年，他們先后提取了純化青蒿的有效成分，在命名為青蒿素后測(cè)定了分子式、熔點(diǎn)，最終量產(chǎn)制得純青蒿素膠囊；1982年后，青蒿素的相關(guān)論文相繼發(fā)表。然而，受限于青蒿素有限的穩(wěn)定性和難以功能化的不足，該團(tuán)隊(duì)于2005年研發(fā)出雙氫青蒿素，較青蒿素穩(wěn)定更強(qiáng)、療效更優(yōu)，使用后瘧疾復(fù)發(fā)率更低，尤其是其結(jié)構(gòu)中的活性羥基便于進(jìn)一步功能化，至此，青蒿素的研發(fā)經(jīng)過(guò)了38年。這并非個(gè)例，電影《我不是藥神》中治療慢性粒細(xì)胞白血病的藥物格列衛(wèi)的研發(fā)周期約為60年。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2000年后開(kāi)發(fā)具有全新結(jié)構(gòu)的藥物動(dòng)輒需10億美元以上的投入，研發(fā)周期長(zhǎng)且失敗率極高。例如，自2003年以來(lái)，治療阿爾茲海默癥的新藥研發(fā)失敗率高達(dá)99.6%。在現(xiàn)有的臨床藥物中，95%在臨床研究前已經(jīng)宣告失敗，僅有5%的藥物成功進(jìn)入臨床，到最后的獲批上市總成功率僅有10.4%[1-2]。近年來(lái)，藥物的研發(fā)費(fèi)用更是持續(xù)走高，單個(gè)創(chuàng)新藥研發(fā)成本從2010年的11.88億元一路飆升到2017年的19.92億元[3]。

因此，目前最有效的策略是對(duì)已有確定適應(yīng)癥的藥物通過(guò)優(yōu)化劑型、提升藥物的安全性來(lái)滿(mǎn)足更高的治療定位。與新藥研發(fā)相比，制劑創(chuàng)新更加關(guān)注藥用輔料和藥物之間的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”，通過(guò)改變給藥方式、優(yōu)化劑型，以藥用輔料之長(zhǎng)處彌補(bǔ)藥物固有的短板，實(shí)現(xiàn)藥盡其用的目的。

1 《藥用高分子材料》課程在制劑創(chuàng)新時(shí)代的教學(xué)痛點(diǎn)

藥用高分子占據(jù)了藥用輔料的主導(dǎo)地位?！端幱酶叻肿硬牧稀肥且躁兾骺萍即髮W(xué)為例的工科院校面向藥學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)必修課，其教學(xué)內(nèi)容包含了藥用高分子的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能及制劑中的應(yīng)用，是一門(mén)涉及材料學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理交叉課程。然而，該課程記憶內(nèi)容多、部分內(nèi)容較為抽象，開(kāi)課時(shí)學(xué)生僅具備有機(jī)化學(xué)的知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)于高分子材料的概念模糊，尚未形成系統(tǒng)的知識(shí)框架和學(xué)習(xí)習(xí)慣[2]，學(xué)習(xí)難度大?；谥苿﹦?chuàng)新這一時(shí)代背景和工科院校的特色，藥用高分子材料課程教學(xué)要實(shí)現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度困難重重，究其原因，是因?yàn)榇嬖谌缦仑酱鉀Q的問(wèn)題：

(1)傳統(tǒng)教法對(duì)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)力不足

《藥用高分子材料》課程涉及大量高分子結(jié)構(gòu)與合成的內(nèi)容，但大多的合成過(guò)程、機(jī)理非常抽象，建立對(duì)高分子結(jié)構(gòu)的概念又需要強(qiáng)大的空間想象能力，這對(duì)學(xué)生的理解力要求很高。然而目前常采用的滿(mǎn)堂灌式講授法與“以學(xué)生為中心，學(xué)生為主、教師為輔”的理念相悖，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的“弱勢(shì)”地位，難以喚起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)欲望，使三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成愈發(fā)困難。

(2)重理論輕實(shí)踐的教學(xué)觀(guān)

《藥用高分子材料》課程的教學(xué)活動(dòng)是圍繞藥用高分子材料的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及用途展開(kāi)的，對(duì)新劑型、新制劑開(kāi)發(fā)和藥劑質(zhì)量的提高起到巨大的支撐和推動(dòng)作用。但該課程并未設(shè)置與之匹配的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不利于學(xué)生理解所學(xué)的理論，也極易消磨學(xué)生對(duì)課程的積極性。如今，隨著高分子化學(xué)、材料學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，學(xué)生僅學(xué)習(xí)相關(guān)理論很難實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的交叉融合，不利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，作為藥學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，畢業(yè)后大都有志于從事藥物制劑與制劑技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化及質(zhì)量控制等方面的工作，但重理論輕實(shí)踐的教學(xué)觀(guān)，難以打開(kāi)學(xué)生的視野，教學(xué)效率低，在一定程度上也不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，難以做到學(xué)以致用。

(3)思政元素與授課內(nèi)容黏性不足，育人功能缺乏

習(xí)總書(shū)記在全國(guó)高效思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)“做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道……使各類(lèi)課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[4]。《藥用高分子材料》課程的理論內(nèi)容體量大，內(nèi)容抽象，在實(shí)際教學(xué)中思政元素與理論內(nèi)容的融合極易被忽略，難以切實(shí)踐行習(xí)總書(shū)記要求的鑄魂育人立德樹(shù)人。因此，如何將課程思政和藥用高分子相關(guān)課程背景的知識(shí)有機(jī)融合，充分發(fā)揮思想政治引領(lǐng)作用，是本門(mén)課程改革的重要任務(wù)。

(4)評(píng)價(jià)方式過(guò)于單一，時(shí)效性差

目前該課程的評(píng)價(jià)方式主要是考試，借此反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，對(duì)能力、情感目標(biāo)的達(dá)成度涉及甚少。即便增加考試、隨堂測(cè)驗(yàn)的頻率，評(píng)價(jià)時(shí)效性仍不盡人意，教師難以獲取最直觀(guān)、準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)效果反饋，不便及時(shí)調(diào)整教學(xué)重心和策略，有悖于以能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)要求。

2 《藥用高分子材料》課程改革實(shí)踐探討

在藥物制劑創(chuàng)新的學(xué)科背景下，為踐行“以學(xué)生為中心、以能力為本位”的教育理念，針對(duì)上述教學(xué)痛點(diǎn)，筆者開(kāi)展了如下教學(xué)改革：

2.1 對(duì)標(biāo)金課，精心重構(gòu)課程內(nèi)容

以藥物制劑人才培養(yǎng)方案為準(zhǔn)繩，對(duì)標(biāo)金課“兩性一度”要求，密切建立藥用高分子材料與學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)框架的聯(lián)系。在學(xué)習(xí)《藥用高分子材料》課程之初，學(xué)生與本門(mén)課相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備僅來(lái)源于藥物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)，抽象的《藥用高分子材料》內(nèi)容難以引發(fā)學(xué)生的共鳴。因此，密切建立授課內(nèi)容與學(xué)生生活經(jīng)歷、知識(shí)背景之間的聯(lián)系是解決這一難題的重要手段。例如，筆者在講授高分子水凝膠時(shí)，以生活中常見(jiàn)的凝膠狀食品如果凍、QQ糖、龜苓膏、老酸奶等引入，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；在講授水凝膠的形成時(shí)，從學(xué)生熟知的單體聚合引申到通過(guò)氫鍵、靜電相互作用、范德華力等非共價(jià)鍵作用制備水凝膠，拓寬學(xué)生的知識(shí)面；在講授聚合物藥物載體的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，載體聚合物制備涉及的活性/可控自由基聚合機(jī)理略顯枯燥，教師將自由基喻為寵物，將休眠鏈控制活性自由基比作寵物鏈牽制寵物，借此講授“活性/可控”自由基聚合；與之類(lèi)似，藥用高分子常用的合成方法之一是原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，但學(xué)生的理解難度很大。在講授時(shí)，筆者提問(wèn)“假設(shè)男、女生分別是含有雙鍵的單體A、B，想要獲得單體A和單體B連續(xù)或交替排列的聚合物，應(yīng)選用哪種聚合方法來(lái)實(shí)現(xiàn)？”教師采用以問(wèn)題為導(dǎo)向(PBL)的教學(xué)方法，告知學(xué)生2008、2009年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)提名的熱門(mén)候選——ATRP可以解決上述問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，再依次講述該方法如何讓不同種類(lèi)的單體按需排列，并闡釋其優(yōu)缺點(diǎn)。為使學(xué)生舉一反三，讓學(xué)生以不同顏色的珠子和繩子模擬成可通過(guò)ATRP合成的聚合物的形狀，并互相交流。再如講授高分子水凝膠中水的存在形式時(shí)，將地鐵中的座位比作水凝膠中的多重氫鍵基質(zhì)，坐在座位上的乘客(凍結(jié)水)與座位被“氫鍵”牢牢固定，座位被填滿(mǎn)后，之后的乘客(非凍結(jié)水)排列在座位兩側(cè)，最后的乘客(自由水)因已“無(wú)座可坐”，只能在車(chē)廂內(nèi)自由走動(dòng)，以此過(guò)程反映水凝膠中水的自由度。此外，筆者在“高分子水凝膠”章節(jié)的教學(xué)里為學(xué)生創(chuàng)設(shè)趣味實(shí)驗(yàn)條件，使學(xué)生動(dòng)手制備水精靈(海藻酸鈉-乳酸鈣水凝膠)，在實(shí)驗(yàn)中啟發(fā)學(xué)生思考海藻酸鈉-乳酸鈣形成水凝膠的機(jī)理，再深入引導(dǎo)學(xué)生歸納水凝膠制備方法，將課堂教學(xué)氛圍不斷推向高潮。趣味實(shí)驗(yàn)的取材均為食用級(jí)，實(shí)驗(yàn)難度小、安全系數(shù)高，通過(guò)將抽象的合成過(guò)程和機(jī)理具體化、可視化，使學(xué)生身臨其境地體會(huì)藥用高分子材料的可控制備，進(jìn)而初步培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)以及分析、解決問(wèn)題的能力[5]。

2.2 “課程+思政+科研”三管齊下共育人

將多種教學(xué)方法并用雖在一定程度上能喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，有助于實(shí)現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)，但是情感目標(biāo)卻無(wú)從談起。筆者在授課時(shí)將理論內(nèi)容和相關(guān)專(zhuān)業(yè)功勛人物事跡相結(jié)合，通過(guò)分享最新的研究熱點(diǎn)和進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、思政全方位育人的目標(biāo)。例如，通過(guò)向?qū)W生播放藥學(xué)領(lǐng)域功勛人物視頻、講述青蒿素研發(fā)的領(lǐng)軍者屠呦呦和解決甲殼質(zhì)、纖維素溶解這一“卡脖子”問(wèn)題的中國(guó)科學(xué)院院士、武漢大學(xué)教授張俐娜的生平等，喚起學(xué)生作為藥學(xué)人的責(zé)任感和使命感，使學(xué)生堅(jiān)定專(zhuān)業(yè)自信。在全人類(lèi)都追求大健康目標(biāo)的今天，絕大多數(shù)疾病仍無(wú)法根治，僅靠有限的仿制藥、原研藥和一系列制劑維持著人類(lèi)健康水準(zhǔn)。2019年9月11日，美國(guó)國(guó)家工程院士孫勇奎在國(guó)際生物技術(shù)大會(huì)說(shuō)，“中國(guó)現(xiàn)在是一個(gè)制藥大國(guó)，但還不是一個(gè)真正的制藥強(qiáng)國(guó)”，因此，提升藥物利用度、加速藥物研發(fā)是每個(gè)藥學(xué)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的責(zé)任和使命。在本課程的講授中加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀和背景的普及，使學(xué)生以需求為導(dǎo)向加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提升自身能力和素養(yǎng)，為填補(bǔ)專(zhuān)業(yè)空白、使中國(guó)從制藥大國(guó)向制藥強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)不懈努力。

另外，筆者一方面應(yīng)該通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生學(xué)以致用；另一方面，圍繞授課內(nèi)容向?qū)W生介紹相關(guān)科研動(dòng)態(tài)。例如，在講授聚合物藥物載體相關(guān)內(nèi)容時(shí)，通過(guò)呈現(xiàn)筆者與之相關(guān)的最新科研成果[6]，使學(xué)生深刻理解載體中藥物控釋的機(jī)制，通過(guò)“醫(yī)藥工”結(jié)合加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，消除對(duì)科研的距離感，鼓勵(lì)他們從小處著眼、投身科研。

2.3 課上課下雙向評(píng)價(jià)，加速目標(biāo)達(dá)成

評(píng)價(jià)是課程改革的重要組成部分，應(yīng)圍繞“一切圍繞學(xué)生發(fā)展”的教育思想展開(kāi)。在教學(xué)中，筆者圍繞“課上過(guò)程化考核+課下雙向評(píng)價(jià)”的整體思路，課上依托“學(xué)習(xí)通”、“雨課堂”、 “騰訊會(huì)議”等平臺(tái)進(jìn)行視頻/音頻的線(xiàn)上學(xué)習(xí)、話(huà)題討論、小組專(zhuān)題調(diào)研、章節(jié)測(cè)驗(yàn)、分組任務(wù)、參與投票、問(wèn)卷、搶答、選人、討論、隨堂測(cè)試、完成作業(yè)等考核項(xiàng)目，由系統(tǒng)及時(shí)給出評(píng)價(jià)與反饋，教師端和學(xué)生端均可查看。通過(guò)提出創(chuàng)新藥物制劑中“卡脖子”的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生給出解決問(wèn)題的幾種可行性策略，進(jìn)而生生互評(píng)選擇最優(yōu)方法。例如，針對(duì)“如何解決因海藻酸鈉在鈣鹽中僅發(fā)生表面交聯(lián)而難以實(shí)現(xiàn)藥物緩控釋”這一問(wèn)題，學(xué)生討論后給出如下兩種方案：(1)將藥物通過(guò)化學(xué)鍵連接至海藻酸鈉骨架上，(2)通過(guò)海藻酸鈉和殼聚糖之間的電荷作用形成混合藥物遞送體系，實(shí)現(xiàn)藥物緩控釋。在生生互評(píng)時(shí)，學(xué)生認(rèn)為化學(xué)鍵較電荷作用更為穩(wěn)定，確定前者更能通過(guò)高分子骨架的拖拽減緩海藻酸鈉微囊劑的藥物釋放速率。課下，學(xué)生評(píng)價(jià)自己的課堂表現(xiàn)并提出不足以便繼續(xù)改進(jìn)，還就老師的授課方式、內(nèi)容等提出建議和意見(jiàn)。課上的過(guò)程化考核和課下學(xué)生自評(píng)、師生互評(píng)相結(jié)合，使教師在第一時(shí)間收獲學(xué)習(xí)反饋，便于及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化教學(xué)、指導(dǎo)方案，提升學(xué)生參與感，有助于發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

3 結(jié) 語(yǔ)

著眼于提升人民生存質(zhì)量，以培養(yǎng)出具有多學(xué)科交叉交融的復(fù)合型知識(shí)背景的藥學(xué)人才為目標(biāo)，針對(duì)目前《藥用高分子材料》課程教學(xué)的弊端，對(duì)標(biāo)金課要求重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，依托線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)平臺(tái)，課程、思政、科研三方合力，賦予授課內(nèi)容時(shí)代感，著力構(gòu)建可滿(mǎn)足傳統(tǒng)、新型制劑需求的藥用高分子知識(shí)體系。課堂內(nèi)外的雙向評(píng)價(jià)，更直觀(guān)地考察學(xué)生的知識(shí)、能力、情感目標(biāo)的達(dá)成，加速推動(dòng)教學(xué)改革和創(chuàng)新。該教學(xué)模式發(fā)揮了學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，為培養(yǎng)制劑創(chuàng)新時(shí)代的高水平藥學(xué)人才提供了參考。