朱 倩,朱丽丽,余 芳
(安徽医科大学 药学院,安徽 合肥 230032)
药物分析是药学专业知识教学体系中的一门主要专业课程,目前在我校是临床药学、药学专业本科生的专业必修课程。药物分析利用分析手段对药品进行检验,判断其是否符合药品质量标准的要求,同时应用在体内的分析技术和方法,保证药物在临床使用的安全性及有效性[1]。
药物分析课程具有很强的实践性及应用性,因此药物分析实验课是培养学生掌握基本操作技能的重要教学环节,目前在我校也作为临床药学及药学专业学生的专业必修课程,经过实验课程的学习,使学生了解并掌握药品质量控制的内容、分析方法建立的思路以及基本的实验操作。
目前包括我校在内的国内许多院校的药物分析的实验教学模式过于陈旧,实验课程设置缺乏统一规划,教学内容单一不连贯,无法系统训练学生的实验能力[2-3]。由于实验教学都是“按方抓药”的验证性实验为主,学生参与度不高、注意力不够集中;主动性差、依赖性强;按照实验讲义按部就班的进行操作,基本操作技能不达标;缺乏独立思考及创造力培养的环节。因此,传统的药物分析实验教学已经不能满足现代社会对药学类的创新型和复合型人才的要求,为了改善目前的状况,我们考虑在实验课程中引入综合性设计型实验。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关性课程知识的实验;设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,有学生自行设计实验方案并加以实现的实验[4]。
综合性设计型实验教学的目的是为了培养专业性、创新性及综合性的人才,因而在实际教学过程中与验证性试验教学的方法不同,更加注重对学生在自主学习、团队合作,分析设计等综合能力方面的培养[5]。综合性设计型实验教学对学生的综合能力的培养与考核涉及实验各环节,包括文献检索和整理的能力、实验方案设计的合理性、实验小组团队协作能力、在实验方案讨论及施行中的自主性、实验结果的总结、讨论与汇报等。
我校目前药物分析实验的总学时为45学时,结合教学实践与本教研室的科研成果,我们将其中12个学时的实验安排为两个综合性设计型实验的内容即“HPLC法同时测定牛黄解毒片中的黄芩苷及甘草酸的含量”。牛黄解毒片由人工牛黄、雄黄、石膏、大黄、黄芩、桔梗、冰片和甘草八味药组成,具有清热解毒的功效,属于常见的非处方药。《中国药典》(2015版)中使用高效液相色谱法测定其中黄芩苷的含量对制剂进行质量控制,要求每片含黄芩以黄芩苷计,小片不得少于3.0 mg,大片不得少于4.5 mg。甘草酸是甘草中的主要活性成分,不仅是很好的甜味剂,还可用于镇咳祛痰、胃溃疡等,同时具有显著地肾上腺皮质激素样作用,可用于人体抗衰老、抗炎、降压、增强机体免疫力、抑制癌细胞生长等作用,具有很高的研究价值; 同时测定牛黄解毒片中的黄芩苷与甘草酸的含量可以为中药制剂的质量标准的建立提供依据。在实践教学中,综合性设计型实验的应用分为以下几个步骤。
高效液相色谱是综合性设计型实验中所使用的主要的分析仪器,结合前期实验、视频资料以及实验演示介绍高效液相色谱的原理、标准操作规程和注意事项,要求学生掌握高效液相色谱仪的基本结构、原理、操作以及含量计算的方法。在验证性实验部分,高效液相色谱分析中,实验所用的色谱柱、流动相以及样品溶液都由实验老师提前准备好,学生不能全面的了解整个操作过程,如色谱柱的型号及选择,流动相混合均匀后还需要进行抽滤和超声脱气才能使用,标准溶液配制时的浓度范围确定以及采用倍半稀释的配制方法等,这些都需要进一步的向学生说明并要求掌握。
在验证性实验部分结束之前,教师布置给学生针对综合性设计型实验的自学及查阅资料的任务。每个班级同学以学号顺序进行分组,四人为一组,利用学校图书馆的资源,如中国知网、Pubmed等中英文数据库查阅与实验内容相关的文献,综合文献信息,进行组内的实验方案的讨论与总结。教师对初步拟定的实验方案进行审阅后,与学生进行沟通和讨论,最终确定具有可行性的实验方案,实验方案确定后要在老师的指导下进行实验准备、实施实验,实验数据整理以及分析,最后提交实验报告。在实验方案设计中值得注意的是,在过往实验中,学生所做的都是对单一组分进行测定,并且实验中所用的高效液相色谱条件已经给出,学生无需思考。对于同时测定复方制剂中的两种有效成分,要求所选择的方法专属性高,分离效果好,这就需要学生去思考和摸索如何建立可靠的实验方法。在分析方法建立中,重点是如何利用色谱条件的变化同时测定两种化合物,既要有良好的峰型、合适的保留时间以及能够满足定量要求的分离度;此外还要排除复方制剂中其他组分对测定的影响。在定量分析中,通过保留时间确定两者化合物的色谱峰位置,通过外标法进行准确定量。在此实验过程中学生要熟悉分析方法建立的流程、分析方法的考证以及样品测试三个环节。
在方法学验证中,学生需对分析方法的线性范围、准确度、精密度等方面进行考察,要使学生树立“分析方法的建立不等于药物分析的全部,重要的是方法的验证”的观念。
通过高效液相色谱实验所得到的实验数据,学生选择外标一点法、内标法或标准曲线法进行药物浓度的计算,并将计算结果与文献报道值及其他组同学的结果进行比较分析。
实验内容完成之后,教师应当结合学生实验操作与实验结果对整个实验进行总结与分析,通过实验设计到实施的各个环节当中学生的参与度、操作能力、团队协作能力、分析解决问题的能力以及整个实验的完成度对每组学生进行综合评价作为综合性设计型实验成绩,占实验课总成绩的50%。通过这种考评机制提高学生的积极性和自主性,在设计和完成实验的过程中,学生会充分感受到严谨的科研思维和逻辑在实验设计中的重要作用以及新技术、新方法在应用方面的优越性,有利于拓宽学生的思维,培养创新意识,由传统实验课中的被动接受向主动了解进行转变,同时借此机会将科研引入学生课堂,激发学生的好奇心和科研热情,让更多的学生主动走进实验室,培养学生的科研素养,储备科研工作的新鲜血液。
综合性设计型实验教学是实验教学改革发展的必然趋势,与传统实验教学不同,综合性设计型实验的开展对学校、教师和学生都有一定的要求:学校必须配套足够的教学资源辅助该实验改革的进行;教师需要有丰富扎实的基础知识和一定的科研实验能力,才能指导学生完成实验;而学生也应对基本理论知识和实验操作具有一定程度的掌握,才能最大程度的发挥综合性设计型实验培养学生的目的。然而许多高校由于教学观念陈旧、教学资源不足而阻碍了该教学模式的发展,因此,教师需要利用有限的教学资源在有限的课时内开展内容丰富且应用性强的综合性设计型实验面临着诸多亟待解决的问题。在实践教学中,我们采取了以下措施:(1)在理论课上向学生反复强调和灌输药物分析这门学科实践的重要性,在授课的过程中遇到实验相关内容教师应借助翻转课堂、虚拟实验以及视频资料等手段等多种方式详细介绍,引起学生的重视和激发学生的兴趣;在验证性实验阶段,再次加强学生对基础知识及实验基本操作的掌握,让学生充分了解实验操作在药物分析课程中的重要性。(2)教师要在思想上重视实验,耐心辅导各组学生的实验操作,做好实验示教,让学生养成良好的实验习惯,在实验课中对每组学生的实验方案及实施严格把关,客观评价考核,并及时进行分析总结,让学生真正从中获益。(3)通过开展开放性实验,本科生早期接触科研等项目,优化学校现有的实验资源,拓展综合性设计型实验的时间,让一些较为耗时,无法在常规课时内完成的实验内容(如预实验、实验方法的验证等)有课外的时间和场所能够进行,既可以不占用实验课时又能保证实验的完成度,同时也给了学生更多接触科研的机会。