新工科背景藥物化學教學改革研究

時間:2022-12-13 09:46:01

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新工科背景藥物化學教學改革研究

[摘要]新工科背景下,藥物化學課程的教學逐漸無法適應應用型本科高校生物制藥專業人才培養的需要。因此如何按照培養應用型人才的辦學定位和創新型人才培養的要求,克服傳統的教學思維定式,進行教學改革勢在必行。本文從藥物化學教學現狀入手,對其教學模式、教學方法、教學評價方式進行改革,以期為該專業課程教學改革提供借鑒。

[關鍵詞]新工科;藥物化學;教學改革;教學現狀;教學模式

藥物化學課程是生物制藥專業的重要專業核心課程。藥物化學是一門發現與發明新藥、合成藥物、闡明藥物化學性質、研究藥物與機體細胞(生物大分子)之間相互規律的綜合性學科,是藥學相關領域中重要的帶頭學科[1]。傳統的藥物化學的教學是以經典藥物的化學結構和構效關系為重心,體現“結構-性能-構效關系”一體化講述的主線。但是考慮到新工科背景下生物制藥專業應用人才的培養要求,傳統的教學模式和課程體系已經遠遠不能滿足學生的求知欲望和培養學生創新能力的需要。此外,藥物化學與藥物設計等學科相互交叉,因此教學內容應滲透合理藥物設計的原理和思路,在教學中融入相關領域的新思想和新技術[2]。本文主要從教學現狀入手,對其教學模式、教學方法、教學評價方式進行改革初探。

1教學現狀

目前應用型本科高校生物制藥類專業藥物化學教學存在的主要問題有:(1)教學模式單一。傳統的教學模式將藥物按照生理系統或臨床用途分類成章,各章按照“前言→各類藥物分節→同類藥物結構類型→代表藥物→名稱→結構→理化性質→代謝途徑→合成→構效關系等”進行教學[3]。這種模式雖然系統性強,但不重視藥物設計思路的講述,不利于學生科創新意識和綜合能力的培養。(2)教學內容陳舊。教材中的藥物多為臨床經典藥物或傳統藥,甚至有些藥物淘汰率較高。而隨著醫藥領域的快速發展,新藥不斷問世而教材知識更新相對滯后。(3)理論不能緊密聯系實際。對于藥物結構的修飾過程需要大量的計算機和專業的藥物設計軟件。純理論講解抽象難懂,教學效果差,應結合藥物設計虛擬課堂進行設計實例的學習。

2教學改革策略

合理藥物設計是藥物化學的精髓,是該學科創新思維的源泉。藥物設計的方法主要包括計算機輔助藥物設計(CADD)、類肽、酶抑制劑、代謝拮抗、前藥設計、軟藥和硬藥、生物電子等排、組合化學、化學基因組學原理等。以化學生物學為主線,以藥物發現為目標,將CADD的理論和方法與現代前沿科技相結合,使學生了解學科的發展方向,培養其創新思維和獨立性,成為新藥研究與開發的開拓型人才。該課程融合傳統教學模式、數字教學模式和綜合創新培養三大模式,充分發揮學生的體作用,提高學生學習的自主性與積極性,以綜合創新實踐改善教學效果。面向新工科背景下創新人才培養的需要,以創新能力培養為核心,構建基于計算機輔助藥物設計(CADD)的“PBL教學+線上教學平臺+綜合創新培養”混合式教學模式。以CADD為基礎,藥物的分子結構、修飾、動態模擬都可用相應軟件(如分子結構顯示軟件VMD、PyMOL等、分子對接軟件Dock、AutoDock等、分子動力學模擬軟件GRO-MACS、NAMD等)演示。PBL教學是以真實案例為先導、以問題為基礎、以學生為主體、以教師為導向的啟發式教學模式[4]。其中案例可以分為兩大模塊:一是經典藥物的設計案例,如抗消化性潰瘍藥物西咪替丁的設計(運用生物電子等排原理)是藥物設計的典型案例,通過它的結構改造進一步研發“metoo”藥雷尼替丁;二是新藥的研發案例。線上教學平臺主要是結合學習通、雨課堂等平臺創建課程,將知識碎片化,分解重難點;共享CADD常用軟件教程,使操作可視化;收集CADD相關科研教學視頻,了解前沿動態。綜合創新培養主要是將CADD運用至課后實踐。以小組為單位,自選某一種藥物進行藥物的結構修飾,用相應軟件進行藥物設計。此外,積極進行考核評價方式改革,除期末考核外積極開展過程性考核。如通過學習通后臺學習數據可動態觀察學生學習時間、課堂互動、課后作業、討論、試題等情況,其學習過程可被量化。創新考核形式從而全面客觀公正地評價學生學習質量和效果。

3總結

通過藥物課程的教學改革研究,構建基于CADD的“PBL教學+線上教學平臺+綜合創新培養”混合式教學模式,充分發揮學生的主體作用與積極性,提高學生的自主意識和創新能力。在教學內容上能夠緊扣學科發展前沿,及時更新教學內容,結合近年來上市藥物和新藥設計的最新進展,通過案例分析和拓展性閱讀等方式,幫助學生更好理解藥物設計的精髓和新藥研發的最新進展。同時,通過有益的教學改革實踐,授課教師的能力素養也有一定提升,為培養專業基礎扎實、實踐創新能力強的應用型專業人才打下了堅實的基礎。

參考文獻

[1]尤啟冬,孫鐵民,郭麗.藥物化學(第8版)[M].北京:人民衛生出版社,2016.

[2]陳洪,黃思慶,謝建英.藥物化學教學模式改革的探索與創新[J].科技視界,2016(17):48.

[3]尤彩芬.藥物化學教學改革探索[J].考試周刊,2017(02):9-10.

[4]王志忠,黃青,白長財,等.以新藥研發為案例的有機藥物化學課程群PBL教學設計[J].化學教育(中英文),2017,38(12):55-57.

作者:吳夢晴 王未 單位:巢湖學院 化學與材料工程學院