基于创新能力培养的药物化学课程教学探索与实践

吴成柱，王皓天，刘大川，朱美林，马 涛，霍 强

随着我国经济的快速发展，创新已成为我国未来经济发展的主要驱动力.随着经济全球化进程不断加快和国内仿制药一致性评价的全面落实，我国作为仿制药大国，国内制药行业的发展前景不容乐观.因此，坚持在新药研发中走自主创新之路，拥有自主知识产权的新药，在国家知识经济时代战略布局中占据着重要地位.

药物化学作为药学专业的专业基础课，具有很强的理论性和实践性，其内容繁多、更新快、与多学科交叉融合，教学过程中普遍存在“教师难教、学生难学”的问题.传统教学方式只注重学生知识的记忆，容易与实际相脱离，缺乏思考空间，不利于培养学生的创新能力.在创新创业时代背景下，笔者针对传统教学中存在的问题进行相应的改革与探索，以提高药物化学课程的教学效果，培养符合社会需求的高素质创新型药学人才.

1 药物化学课程标准的制定

1.1 指导思想

近年来，国务院办公厅和教育部依次下发了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》［1］《关于大力推进高等学校创业创新教育和大学生自主创业工作的意见》［2］，各高校以此为人才培养定位和目标，对各专业的人才培养方案进行了修订.蚌埠医学院药学院以培养学生创新实践能力为总目标，制定出符合药物化学学科特点的课程标准，对素质、能力、知识等方面提出了具体要求.同时，将岗位胜任力的培养纳入到课程标准中，重新构建药物化学课程的教学内容，从而更好地培养服务于医药产业的创新型、应用型药学人才.

1.2 课程标准

根据人才培养目标和药学专业标准，蚌埠医学院药学院制定了科学、合理的药物化学课程标准，包含以下4个方面内容：前言（介绍药物化学课程性质与任务、课程培养目标）、教学标准（课程设计思路、教学大纲、教学内容、教材选取与建设）、学习标准（知识要求、能力要求、学时）、评价标准（考核方法、试卷管理、成绩管理等）.

2 优化教学内容

2.1 明确课程主线，激发学生学习兴趣

药物化学作为药学领域的带头学科，具有三大学科任务：探索与开发新药的途径和方法、为有效利用现有药物提供理论基础、为药物生产提供经济合理的方法和工艺.药物化学课程要求学生掌握代表性药物的化学结构、物理化学性质、体内代谢、合成路线、构效关系及临床作用.然而，很多学生在学习过程中被繁多的药物种类和复杂的化学结构弄得云里雾里，渐渐地失去对药物化学的学习兴趣和主动性.笔者在教学过程中以代表性药物的化学结构为核心构建知识体系，将药物的化学名称、物理化学性质、作用机制、体内代谢及构效关系等主要知识点通过结构串联起来，将复杂问题简单化、简单问题系统化，帮助学生理解和记忆，取得了较好的教学效果［3］.

为激发学生对药物化学这门课的兴趣，绪论和课程导入环节显得尤其重要.绪论不仅要介绍本课程的研究内容、学习思路及与其他相关学科的联系，更要突出药物化学学科在新药研发中的重要性.通过生动丰富的例子使学生了解药物化学的发展史、研究现状、发展趋势、研究热点与难点，突出创新思维在药物发现与发展中的核心地位.在讲解药物化学的应用领域时，灵活运用贴近学生生活的例子，如：“神药”阿司匹林、吗啡“天使与魔鬼的化身”、青蒿素的发现与发展等，让药物化学具有鲜明的时代感，使学生充分意识到药物化学课程的重要性而激发学习的热情.

2.2 适应学科发展，优化与更新教学内容

药物化学是一门内容丰富、综合性强的课程，不仅与有机化学、药物合成反应等基础课程有着密切联系，同时与药剂学等专业课相互交叉.因此，突出药物化学学科特点的同时，解决好药物化学与各课程的内容交叉性是保障教学质量的首要条件.根据医药专业院校的办学特点，结合创新型、应用型药学人才培养目标，使教学内容更科学、系统，教学结构更加合理，整个教学体系符合学科发展要求.其次，理论课讲授围绕着药物的发现与发展这一主线展开，重点放在药物的结构、理化性质及构效关系的讲解，各章节内容根据情况可进行适当调整和交叉，增加培养学生原始创新能力的教学内容.因此，在实际教学过程中，将各种药物从复杂结构分解成简单的结构片段后再组装，对药物的化学名进行剖析，根据结构中的官能团种类、数量和位置推测药物的物理化学性质和体内代谢，构建药物作用靶点的知识网络，阐明构效关系，逐步在教学活动中开展培养创新思维和研究性教学研讨活动.药物化学实验教学作为药学专业十分重要的专业性实验课程，是教学活动中非常重要的组成部分.本文以蚌埠医学院药学院省级实验教学中心依托，按“需用为准，够用为度”的原则精选实验课程教学内容，用综合性实验和创新型实验替代了认知性实验和验证性实验，将科学研究融入到人才培养工作中，培养学生的创新思维和主动解决问题的能力.

当前药物化学学科的发展日新月异，新的理论和技术不断涌现.为教学内容适应前沿性和合理性，以尤启冬主编的《药物化学》（第8版，人民卫生出版社）为教材，重视学科前沿知识和创新思维的渗透，对教学内容进行调整与优化，使学生及时了解药物化学国内外研究的最近进展和发展动态.在课堂上引入新概念、新技术，不仅激发学生的学习兴趣，也为学生今后药物化学相关领域的研究提供新的指引方向.同时，教师通过查阅国内外最新研究动态和科研成果，提升教师自身的知识体系和业务水平，有利于科研与教学相辅，进一步促进课程建设与发展.

3 改进教学方法和教学手段

3.1 添加互动式教学模式，培养学生自主学习能力

基于创新能力培养主旨，贯彻“教师为主导，学生为主体”的现代教育理念，采用互动式教学模式弥补传统“填鸭式”教学的不足，使学生主动参与教学过程，培养学习积极性、创新思维及自主学习能力，显著提高了教学质量.课堂上，教师以药物结构为核心，构建每章节的知识体系的基本框架，并设置思考题进行互动，使学生由单一被动接受知识逐渐变为主动参与教学过程.以“镇痛药”章节为例，重点介绍和剖析吗啡的结构，并提出问题让学生主动思考.例如，如何分解吗啡的化学结构？吗啡与靶点（阿片受体）怎样结合？镇痛药吗啡的药效构象是什么？其他镇痛药是否含有相同的药效构象？中枢性镇痛药与解热镇痛药的区别？带着这些问题，学生从吗啡的结构及结构特点入手，引导学生掌握其物理化学性质、构效关系及不同结构类型镇痛药之间的联系，构建镇痛药的知识体系，在讨论和总结过程中完成学习，培养了学生获取新知识的能力和独立思考的能力.

3.2 成立药物化学科研兴趣小组，开展研讨式教学

传统的药物化学采用讲授式教学模式，学生的参与程度比较低，学习主动性不高.针对这种现状，我们抽出一定的课时进行研讨式教学.在药物化学研究实验室和教学团队基础上，成立多个科研兴趣小组，接触并参与药物化学的相关研究性实验.课堂上由任课教师从权威的药物化学学术期刊（如Journal of Medicinal Chemistry）中选择与课堂内容相关具代表性的研究论文，让学生进行精读.同时，每组选派学生代表进行汇报，若其他学生有任何疑问当场提出问题并相互讨论，最后教师作点评和总结.另外，课堂中适当地添加案例教学和体验式教学，提高学生对重点、难点的分析能力和解决问题的能力，加深对教学知识点和抽象知识的理解，增强了学生的创新性学习意识.通过研讨课学生能初步领略到药物化学学科的学术氛围，通过主动查阅资料了解相关领域的国内外研究进展，为今后的创新性学习奠定坚实的基础.

3.3 构建网络教学交流平台，促进师生互动交流

网络教学平台可不受时间和空间的限制，提高师生之间的交流互动水平，解决学生对学习方式多样性的需求.以任务驱动学习作引导，将各代表药物巧妙地设计隐含在案例中，组织网络课程教学内容，利用网络教学调动学生自主学习的积极性.充分利用多媒体技术和工具，将复杂的、抽象的理论简单化、可视化，帮助学生更好地理解和掌握相关知识点.如利用计算机辅助药物设计的Autodock软件，可以将小分子药物与蛋白质靶点之间的相互作用三维结构可视化，直观地表达药效构象，使药物化学中的药物作用机制和构效关系的学习不再枯燥，提高了教学质量.网络环境下的的多向互动是网络教学的另一特色，教师与学生选择性使用QQ聊天工具、E-mail及讨论组等，信息交流保持通畅，并及时对学生在学习过程中产生的智慧活化给予鼓励，培养学生的发散思维转变成创新思维的能力.

4 建立和完善实验教学和实践平台

4.1 开设开放性实验，提高学生的综合素质

对于药学专业来说，培养学生创新能力的首要途径是实验教学.药物化学实验教学不仅是理论知识的进一步验证和强化，更是培养学生探索精神和创新能力的重要途径［4，5］.

传统的药物化学实验教学过程中，学生往往是在教师给定的实验条件和方法，简单、机械地重复实验结果，造成学生学习被动，不利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力.针对这些问题，笔者在实验课的后期引入开放性实验，促进学生学习的主动性和创新性，取得了较好的效果.具体做法：第一，在药物化学教学团队和实验教学中心的相关老师共同努力下，制定了科学、合理的开放实验室规章管理制度，为开设开放性实验提供保障.第二，以《磺胺醋酰钠的制备》为主题，指导学生查阅相关文献资料，并进行分析和总结，提出科学的假设和合理的实验方案.第三，授课教师和小组成员认真讨论实验方案的可行性，并根据实际实验条件做出适当的调整和修改.第四，学生在教师的指导下独立开展实验，对实验过程和结果进行分析总结，并撰写实验报告.通过开放式实验的训练，使学生初步了解药物化学研究的基本思路和方法，同时培养了从事科学研究的兴趣、创新思维能力.

4.2 以大学生竞赛为导向，组织学生进行创新性实验

在国家大力推进创新创业教育的大背景下，涌现了国家级、省级、市级及校级等不同级别和类型的大学生创新创业竞赛，学生参与竞赛的欲望和热情非常高，愿意付出大量的时间来做实验准备参赛作品.以此为契机，药物化学教学团队指导科研兴趣小组学生申请国家级和省级的大学生创新创业训练项目，并指导学生进行创新性实验研究.近三年来，蚌埠医学院药学院获批了国家级、省级大学生创新训练项目48项，发表了本科生参与的研究学术论文10余篇，并在全国医药院校药学/中药学世界大学生创新创业暨实验教学改革大赛中获特等奖1项.以大学生竞赛为导向的实践教学模式，不但提高了解决实验问题的动手能力，也极大地增强了学生的创新能力和自信心.

5 构建科学合理的评价体系

5.1 构建和优化多元化的课程考核体系

经过多年的药物化学课程考核体系的改革与探索，笔者逐渐完善了以形成性评价为核心的多元化的课程考核体系.形成性评价的核心是教师和学生在教学过程中持续地进行多方位评价和反馈，有利于学生自主学习和创新思维能力的培养，可及时、客观地评价教师教学和学生学习的阶段性成果，促进学生学习的主动性和积极性.具体方式为：第一，细化专业综合能力考核体系，优化专业综合能力考核题目，有利于学生提高专业意识和信心，有助于实现“学有所用”的教学效果.第二，多元化专业综合能力考核评价为综合成绩=形成性评价+终结性评价，合计100分：形成性评价成绩（50%）=课堂出勤与纪律（5%）+课堂测试（5%）+期中考试成绩（20%）+实验课考核成绩（20%）；终结性评价成绩（50%）=期末理论考试成绩.第三，规范化实验课程专业综合能力考核标准，包括学习态度、原理掌握、实验操作、结果分析和拓展思考，每一部分均建立评价指标，形成较为完整的考核标准.第四，对考核结果及时总结和反馈，改进教学或学习方法.

5.2 完善教学效果测评反馈体系

笔者通过综合考核成绩、座谈会和问卷调查，构建和完善了教学效果评价反馈体系.自从采用多元化的课程考核体系以来，学生的表现、成绩及综合素质均明显优于终结性评价的年级学生.另外，每学期召开2～3次学生问卷调查，对理论教学和实验教学的授课教师的教学方法、教学手段、教学水平以及实验室条件等方面进行交流和教学测评，并进行整理和反馈，以期指导教学工作的进一步改革，收到了较好的教学效果.

6 结语

为了培养学生的自主创新能力，笔者通过对药物化学课程体系进行改革与探索，激发学生对药物化学课程的学习兴趣，锻炼学生的专业实践能力，培养自主学习和创新性思维，提高了专业综合素质和团队合作精神.然而，教学改革与创新探索是一项复杂的系统化工程，需要教师不断地积累经验，并大胆创新，把培养学生的创新能力贯穿于整个教学过程中，才能培养出符合社会需求的创新型药学人才.