成 颖 刘道洲 周四元
空军军医大学药学系药剂学与药事管理学教研室,陕西西安 710032
在当前全球新军事变革不断深化并加速发展的大背景下,培养懂应用、会创新的高素质军事药学人才是保障部队训练效果和提升军事药学水平的重要保障。军医大学是培养高等军事医学人才的摇篮,课程教学是高等院校实现培养目标的基本形式。因此,在新时期需要根据客观条件,通过课程教学的创新,实现培养高素质军事药学人才的教学目标。
药剂学是研究药物制剂的基本理论、处方设计、制备工艺、质量控制及合理应用的综合性应用技术科学[1]。药剂学的核心任务是规模生产出安全、有效、稳定、质量可控、方便使用、经济的药物制剂。从学科内容可以看出药剂学是一门涉及面广、专业性高、实践性强的综合应用技术学科[2]。作为药学专业和药物制剂专业的主干课程,药剂学在整个教学体系中具有重要的地位。近年来,随着高分子材料学和纳米生物医学等相关学科领域的飞速发展,新型递药系统研究日新月异,药剂学所覆盖的知识面更加宽广[3],这对于老师和学生提出了更高的要求。此外,教学内容与质量直接影响学生毕业后从事药学相关工作的能力。近年来学员进入工作岗位后普遍反映“学非所用,用非所学”,对当前教学内容的设置和教学方式的实施均提出了质疑。在这一背景下,对药剂学课程教学进行改革,从部队实际需求出发,改进教学内容,提升教学水平和教学质量已经迫在眉睫。在军医大学转型发展的教学实践过程中,空军军医大学药学系药剂学与药事管理学教研室(以下简称“我教研室”)不断对药剂学课程的教学进行探索,优化教学内容,创新教学模式,改善教学条件,坚定教学思想。本文旨在对近年来承担药剂学课程的中存在的问题进行分析,对所取得的经验进行总结,为药剂学课程的教学实践提供新的思路。
药剂学的理论教学主要包括三大部分内容[4],分别存在以下问题:①药物制剂的基本理论,主要包括固体性质、物态、晶型、药物分子的理化性质、不均匀分散体系、溶解扩散理论、微粉学、流变学和切边学、热力学和化学反应动力学等,理论部分内容比较枯燥、也可以分支为物理药剂学,涉及众多物理化学原理,对剂型设计具有指导作用,但要求学员具有较好的物理化学基础;②药物制剂的基本剂型,主要包括各种传统剂型的概念、特点、制备工艺、质量要求等,基本剂型部分与临床实际结合比较紧密,学生兴趣高,但是化工单元操作,如粉碎、蒸发、分离、灭菌、分装等模块学生普遍没有接触过,对涉及到的具体生产空间及工艺步骤等没有概念,难以理解;③药物制剂新技术与新剂型,主要包括制剂新技术、缓控释制剂、靶向制剂、透皮制剂的制备技术和药物制剂的设计等,该部分由于涉及高分子材料学、生物物理学、分子生物学等多学科知识,具有前沿性,本科学员的知识储备难以使其较好理解这部分内容。总体来说,药剂学具有较强的理论性和实践性,内容繁多,教学过程面临严峻挑战。
基于以上问题,在教学过程中应首先对教学内容进行优化探索。首先,摒弃了基本理论与制剂各论中知识的割裂教学,在教材编写过程中,将基本理论和剂型各论知识相结合[5]。例如,将表面活性剂、微粒分散体系、流变学基础等内容加入到液体制剂一章中,将粉体学基础加入到散剂一章中,将制备模块中的制粒技术加入到颗粒剂一章中。总体来说,在介绍具体应用之前先对其相关的理论知识进行讲解,然后紧接着介绍理论知识的应用及意义,这样将理论知识和知识的实际应用相结合,加深了学生对于理论知识的理解,同时避免了传统教学顺序中学生对于枯燥理论知识的遗忘。其次,新型递药系统是目前药剂学前沿研究中的主流领域,我教研室在新型递药系统方面具有多年研究积累。具有纳米乳剂的中试生产经验,同时构建了多种具有微环境响应特性的主动靶向递药系统,在国际权威期刊发表了多篇论文。因此,在靶向递药系统部分和制剂新技术教学部分,以我教研室的主要研究成果为基础,结合国际最新的研究动态,在教学内容设置上注重前沿知识的传递和新型递药系统构建思路的讲解,以培养学生的创新思维。同时,为了避免学员感觉前沿知识与实际应用脱节,在教学中我们还以新药创制中的新剂型为着手点,在教学过程中渗透新型制剂的研发思路和应用特点。例如引入全球首款siRNA 药物Onpattro(Patisiran)的剂型介绍,向同学们解释Onpattro 是一种脂质复合物注射液,其基本原理在于将siRNA 包裹在脂质纳米颗粒(LNP)中,静脉输注后药物直接递送至肝脏细胞内,沉默hAT TR mRNA 的表达,而这一方案中的关键技术就是在LNP-siRNA 系统中掺入了一种经过优化的离子化阳离子脂质(DLIN-MC3-DMA,简称“MC3”),这个脂质的选择原则为合适的解离常数(pKa)。此外,引入全球首款3D 打印药物左乙拉西坦速溶片,由于其内部具有丰富的孔洞和极高的内表面积,故能在短时间内迅速被少量的水融化,适合于吞咽性障碍的患者服用。同时也向学员介绍全球首款电子药片Abilify MyCite,它能够收集患者服药时间、服药剂量等信息,还能监测患者的心率、睡眠情况、记步等功能,并将这些信息发送给医生。通过这些已经在临床获批的新型制剂的介绍,使学员能够了解到制药工业中最新的研究进展,了解临床需求,进一步认识基础知识和实际应用之间的关系,以应用为导向培养其创新能力。
高等院校中常用的教学模式,主要包括讲授式和研讨式。军医大学学员不仅要进行文化课学习,还要进行军事课程学习和体能训练,而总体课时有限,讲授式教学模式能充分发挥教师的主导作用,由教师控制整个课堂、掌握教学进度,授课效率高,符合中国学生学习特点,因此是目前药剂学课程教学的主要模式,在以往的教学过程中取得了一定效果[6]。但讲授式教学主要强调教师单方面的知识输出,学生思维容易受到教师教学经验的限制,师生之间互动少,如果在运用时不能唤起学生的注意和兴趣,又不能启发学生的思维和想象,极易形成注入式教学,这对于培养具有独立思考能力和创新能力的人才来说是非常不利的[7]。研讨式教学能够促进学生自主思考能力,但对学时要求较多,对学生能力要求较高,难以在本科教育中实现[8]。从教育心理学的角度来讲,让·皮亚杰(Jean Piaget,1896~1980 年)的发生认识论强调,学生是认知行为的主体,新的知识必须与学生的经验和思维产生联系,并内化到学生原有的知识体系中;教师是教学行为的主导,在知识建构活动中发挥设计者、组织者、参与者、指导者和评估者的作用,其传授的知识要与学生的认知结构相适应[9-10]。因此,教师教学的目的就是将知识内化到学生的知识结构中,而通过革新的教学模式实现这一目的则是需要在教学过程中不断探索和完善的。
近几年,我教研室根据药剂学课程知识结构的特点,将基于案例教学法和微课教学法的翻转课堂融合在讲授式的教学过程中,经过多年实践,取得了良好的教学效果。案例教学法是指通过典型案例的分析研讨进行教学的方法[11]。实施案例教学法的关键在于通过展示案例,带领学生分析案例所涉及的基础知识、探讨案例背后的原理问题、结合学科知识研究案例问题的解决方案[12]。为了达到具体章节的教学目标,本科教学中所使用的教学案例一般内容具体,知识点明确。因此,在实施案例教学时,通常采用短时间翻转课堂的教学模式,在课前将案例发给学员,使其课前应用所学知识对案例进行剖析。课堂上先请学员以组为单位,分别进行讲解,最后教师再进行点评和分析,对知识点进行梳理。这种案例教学与翻转课堂结合的方法能够增加师生互动,帮助教师发现学员知识掌握的盲点,而且真实案例能够激发学生解决问题的兴趣,使其了解实际临床和生产中存在的问题,将理论与实践应用相结合,提高其分析解决问题的能力。具体的例如将“欣弗”事件安排在灭菌无菌制剂一章中进行讲解,将其与灭菌参数、热原检查和无菌检查等知识点进行对应。将“苯妥英钠片剂”事件安排在片剂的辅料一节中进行讲解,将其与药用辅料的种类、作用及药物制剂处方的组成等知识点进行对应[13]。需要注意的是,在案例教学法实施过程中,教师应对学员的分析结果进行适时的引导和总结,培养起自主思维能力,但要避免讨论偏离教学主题。
微课是目前蓬勃发展的新型教学模式[14],我教研室前期摄制了“喷雾剂”“靶向制剂”“注射剂”等章节的微课视频,利用所摄制的微课视频,在课程内容架构适合的教学中实施翻转课堂,课前先请同学观看视频、课上进行提问和小组讨论、最后老师进行总结和点拨。通过微课与翻转课堂的结合,优化了药剂学教学的活动设计,强化学生对“药物剂型概念-特点-制备方法”的内在联系和知识内化,在课堂讨论中有效解决了学生对于知识难点和重点的掌握,并实现了从注重知识传授向注重能力素质培养方式的转变,增强了学生的自主思维能力,更好地实现了因材施教。需要注意的是,所应用的微课视频要具有启发性和引导性,知识点明确,内容具体。
实验课是药剂学教学的一个重要环节,涉及剂型设计、制剂处方及工艺优化、不同制剂车间设计、制药设备及其工作原理、药物制剂生产及其质量评价等,实践性非常强,实验课的学习具有巩固和夯实理论基础的作用,同时也可以对理论课教学内容进一步扩展和延伸,有助于提高学生的实践操作技能,培养学生的创新能力和严谨的科学态度。军医大学由于药学专业学生数量较少,受场地、硬件设备、制剂原辅料、时间等方面限制无法全部在真实实验室开展,建设整套的制剂设备实验室不现实也容易造成资源浪费,因此一般只限定于设置孤立的、经典的验证性实验,限制了学生对于实验内容的思考和兴趣;而一般的参观见习又难以实现对军用药品制备的学习,不利于提高学员的实践能力。因此,根据培养目标,结合现有条件下教育教学方式的演变和学习者的特点,与时俱进,革新药剂学实验课程的教学条件,对于提高学员的实践能力具有重要的意义。
虚拟仿真实验技术是指以计算机网络为核心,通过多媒体技术模拟真实的实验环境,学生可利用虚拟实验教学平台进行人机交互,从而在模拟的真实环境中完成实验项目,国家2013 年已开始进行在全国范围内开展“国家级虚拟仿真实验教学中心”的认定工作,我校口腔医学虚拟仿真实验教学中心被认定为国家级虚拟仿真实验教学中心,虚拟仿真实验技术目前也已经在医药院校逐步被推广应用[15-16]。虚拟仿真实验平台能够能够弥补现有实验条件的不足,是实验教学的一个必要的有益补充,也是未来实验室建设的重要发展方向。从教育心理学层面来讲,建构主义认为知识是学习者在一定的情境即社会文化背景下,通过师生间的协作加以获得的,这提示我们教学活动应该将学生置于一种学习情境中[17-18]。而虚拟仿真实验教学平台则恰好为能够提供一种与实际生产或实验过程高度相似的情境,全方位展示实际生产或实验过程中的各个环节,塑造多层次、多维度的学习情境,为学生自主学习创设“身临其境”的学习环境。学生通过在虚拟仿真的情景中进行学习,最终完成对学习内容的“意义建构”。因此,我教研室建立了药品生产虚拟仿真教学实验室。所建设的药品生产虚拟仿真教学实验室主要包括片剂生产虚拟仿真教学实验单元、注射剂生产虚拟仿真教学实验单元和缓释和控释制剂制备虚拟仿真单元。对每一单元的学习内容分为实验理论学习、实验基础操作学习、实验操作、实验结果分析等四部分。这就要求每一单元在学习前,通过微课视频或知识点的PPT 浏览,对实验理论进行学习;学习后对实验中涉及到的相关基础操作进行学习,例如在片剂和注射剂做操单元中涉及到的溶液配制、紫外分光光度计的使用等;完成操作单元相关的实验基础操作学习后,就可以进入实验模块,进行实验的操作;实验结束后通过相关知识点的测定和结果分析显示学员的实验操作成绩。同时,在虚拟仿真系统中,我们设计了一些仪器模块,例如压片机、喷雾干燥机、高效液相色谱等大型仪器,对这些仪器的构造和具体操作进行演示。总之通过全方位展示制剂车间设计、设备结构及工作原理,以及剂型设计、制剂生产以及质量评价方法,使不易掌握的剂型设计、制剂处方及工艺优化、制剂生产、设备结构及工作原理、药物制剂质量评价方法,以及不易口头表述清楚的粉碎、制粒、整粒、压片、包衣等过程,变得一目了然,起到事半功倍的效果。从而有效补充真实实验教学的不足,使学员全面掌握药品生产过程和特点,提高学员适岗能力;并通过仿真实验室的建立,实现虚实结合的药品生产及质量控制综合教学体系,提高学员实践能力和人才培养质量。
习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人[19]。“课堂思政”是一种新的育人理念,是指将各类课程融入思想政治教育,与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把“立德树人”作为教育的根本任务[20]。军医大学作为培养我国军事医学人才的摇篮,学员大多都是刚刚进入军校不久的年轻人,心理发育尚未完全成熟,往往以自我为中心,自控能力差、心理脆弱、依赖性强、看待问题不够全面。作为教师,更应从培养和帮助学员树立正确的人生观、价值观出发,牢固树立学员姓军为兵、献身国防、保障打赢的思想。同时针对青年学员渴望成才、善于思考的特点,结合课堂知识点的教学,通过课堂思政工作帮同学们端正学习动机、激发同学在军事药学领域不断探索的决心的勇气。
课堂思政是在具体专业课或专业基础课的教学过程中根据教学内容将相关的思想政治教育内容引入,比起思政课堂的教学虽然不够专业,但是比较形象生动,容易引发学生共鸣。学生的思想政治教育,并不仅仅是思想政治课程老师的责任,而是所有老师共同的责任。因此,在药剂学课程中引入课堂思政不仅仅是一项任务,更是每一位教师需要进行深入思考的教学内容。药剂学与人民健康密切相关,军事药学事业与军队备战打赢密切相关。因此,在教学过程中通过相关知识点引发思想政治教育,容易在情感上引发学生的共鸣。例如,在讲授硝酸甘油舌下片时,我们会向学员介绍从事NO 供体型药物研究的彭司勋院士,彭院士在建国之初,冲破美国重重阻碍、冒着生命危险回国报效,这种时刻以国家为先的精神值得所有人学习。又如,在讲授青蒿素注射剂时,必然会提到诺贝尔奖获得者屠呦呦研究员,在当今浮躁的社会环境中,屠呦呦研究员在艰难时刻仍然秉持科学理想,坚持奋斗的科研精神鼓励我们不忘初心。在讲授各种剂型时,必须向学员们解释我国是制药大国,但仅仅是在药物中间体和原料药方面具有优势,在制剂生产中由于受到辅料质量和制剂工艺等因素的限制,大多制剂无法进入国际市场,无法形成高端药品,只能通过利润较低的原料药和中间体来获取利润。鼓励学员们努力提升我国的制剂产业水平,提高我国药物制剂的质量,让我们的老百姓吃上便宜又疗效好的药物制剂。此外,也要通过近年来我国在生物技术药物和仿制药研发方面的飞速发展,为学员树立信心,勉励同学们继续努力,未来可期。
综上所述,针对目前军医大学药剂学课程教学中存在的问题,以培养高素质人才为导向,笔者所在教研室在药剂学教学过程中进行了有益的思考和探索,并从教学内容、教学模式和教学条件及教学思想上提出了新的改进思路和方法。坚持以教材为主,进行知识优化,增加创新性和应用性知识的讲授;坚持讲授式为主,辅以案例式和基于微课的翻转课堂教学;虚实结合提高实验教学条件;课程教学中加入思政教育。初步实践已显示出良好的教学效果。