新工科背景药物化学教学改革研究

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[摘要]新工科背景下，药物化学课程的教学逐渐无法适应应用型本科高校生物制药专业人才培养的需要。因此如何按照培养应用型人才的办学定位和创新型人才培养的要求，克服传统的教学思维定式，进行教学改革势在必行。本文从药物化学教学现状入手，对其教学模式、教学方法、教学评价方式进行改革，以期为该专业课程教学改革提供借鉴。

[关键词]新工科；药物化学；教学改革；教学现状；教学模式

药物化学课程是生物制药专业的重要专业核心课程。药物化学是一门发现与发明新药、合成药物、阐明药物化学性质、研究药物与机体细胞(生物大分子)之间相互规律的综合性学科，是药学相关领域中重要的带头学科[1]。传统的药物化学的教学是以经典药物的化学结构和构效关系为重心，体现“结构-性能-构效关系”一体化讲述的主线。但是考虑到新工科背景下生物制药专业应用人才的培养要求，传统的教学模式和课程体系已经远远不能满足学生的求知欲望和培养学生创新能力的需要。此外，药物化学与药物设计等学科相互交叉，因此教学内容应渗透合理药物设计的原理和思路，在教学中融入相关领域的新思想和新技术[2]。本文主要从教学现状入手，对其教学模式、教学方法、教学评价方式进行改革初探。

1教学现状

目前应用型本科高校生物制药类专业药物化学教学存在的主要问题有：(1)教学模式单一。传统的教学模式将药物按照生理系统或临床用途分类成章，各章按照“前言→各类药物分节→同类药物结构类型→代表药物→名称→结构→理化性质→代谢途径→合成→构效关系等”进行教学[3]。这种模式虽然系统性强，但不重视药物设计思路的讲述，不利于学生科创新意识和综合能力的培养。(2)教学内容陈旧。教材中的药物多为临床经典药物或传统药，甚至有些药物淘汰率较高。而随着医药领域的快速发展，新药不断问世而教材知识更新相对滞后。(3)理论不能紧密联系实际。对于药物结构的修饰过程需要大量的计算机和专业的药物设计软件。纯理论讲解抽象难懂，教学效果差，应结合药物设计虚拟课堂进行设计实例的学习。

2教学改革策略

合理药物设计是药物化学的精髓，是该学科创新思维的源泉。药物设计的方法主要包括计算机辅助药物设计(CADD)、类肽、酶抑制剂、代谢拮抗、前药设计、软药和硬药、生物电子等排、组合化学、化学基因组学原理等。以化学生物学为主线，以药物发现为目标，将CADD的理论和方法与现代前沿科技相结合，使学生了解学科的发展方向，培养其创新思维和独立性，成为新药研究与开发的开拓型人才。该课程融合传统教学模式、数字教学模式和综合创新培养三大模式，充分发挥学生的体作用，提高学生学习的自主性与积极性，以综合创新实践改善教学效果。面向新工科背景下创新人才培养的需要，以创新能力培养为核心，构建基于计算机辅助药物设计(CADD)的“PBL教学+线上教学平台+综合创新培养”混合式教学模式。以CADD为基础，药物的分子结构、修饰、动态模拟都可用相应软件(如分子结构显示软件VMD、PyMOL等、分子对接软件Dock、AutoDock等、分子动力学模拟软件GRO-MACS、NAMD等)演示。PBL教学是以真实案例为先导、以问题为基础、以学生为主体、以教师为导向的启发式教学模式[4]。其中案例可以分为两大模块：一是经典药物的设计案例，如抗消化性溃疡药物西咪替丁的设计(运用生物电子等排原理)是药物设计的典型案例，通过它的结构改造进一步研发“metoo”药雷尼替丁；二是新药的研发案例。线上教学平台主要是结合学习通、雨课堂等平台创建课程，将知识碎片化，分解重难点；共享CADD常用软件教程，使操作可视化；收集CADD相关科研教学视频，了解前沿动态。综合创新培养主要是将CADD运用至课后实践。以小组为单位，自选某一种药物进行药物的结构修饰，用相应软件进行药物设计。此外，积极进行考核评价方式改革，除期末考核外积极开展过程性考核。如通过学习通后台学习数据可动态观察学生学习时间、课堂互动、课后作业、讨论、试题等情况，其学习过程可被量化。创新考核形式从而全面客观公正地评价学生学习质量和效果。

3总结

通过药物课程的教学改革研究，构建基于CADD的“PBL教学+线上教学平台+综合创新培养”混合式教学模式，充分发挥学生的主体作用与积极性，提高学生的自主意识和创新能力。在教学内容上能够紧扣学科发展前沿，及时更新教学内容，结合近年来上市药物和新药设计的最新进展，通过案例分析和拓展性阅读等方式，帮助学生更好理解药物设计的精髓和新药研发的最新进展。同时，通过有益的教学改革实践，授课教师的能力素养也有一定提升，为培养专业基础扎实、实践创新能力强的应用型专业人才打下了坚实的基础。

参考文献

[1]尤启冬，孙铁民，郭丽．药物化学(第8版)[M]．北京：人民卫生出版社，2016．

[2]陈洪，黄思庆，谢建英．药物化学教学模式改革的探索与创新[J]．科技视界，2016(17)：48．

[3]尤彩芬．药物化学教学改革探索[J]．考试周刊，2017(02)：9-10．

[4]王志忠，黄青，白长财，等．以新药研发为案例的有机药物化学课程群PBL教学设计[J]．化学教育(中英文)，2017，38(12)：55-57．

作者：吴梦晴 王未 单位：巢湖学院 化学与材料工程学院