以解决实际问题为导向的药物分析教学模式

梁鑫，李莉

齐齐哈尔医学院药学院 (齐齐哈尔 161006)

药物分析理论的学习与药物分析方法的应用，在药学类本科生从事药品质量控制(Quality Control，QC)及制定药品质量标准(简称：药品标准)工作中起着举足轻重的作用。QC岗位是为了保证药品质量合格，在药学领域设置的专门技术岗位；在原料药及制剂研发过程中均需制定药品标准，故QC贯穿于药物研发及药品(包括原料药、辅料与制剂)生产、储存、监督等产业链，是从事新药研发工作的主要辅助手段。QC岗位也是应用型药学类专业本科生的主要就业岗位。可以说QC是保证药品质量的眼睛，只要有药的地方就有QC岗位。通过药物分析课程的学习，学生可养成解决QC岗位中遇到的实际问题的能力，提高对职业的认知能力与岗位胜任力，是培养应用型药学本科人才的重要课题。笔者根据多年的药品检验实践与药物分析教学经验，结合本校应用型药学人才培养目标，构建了药物分析教学模式，其主要体现在通过模块化教学，提高教学逻辑性；通过知识迁移，加深对药品标准理解；通过案例教学，培养学生解决实际问题能力。

1 构建模块教学结构，提高教学逻辑性

美国教育学家布鲁纳(Bruner,J.S.)认为：“教师的任务就是教给学生各门学科最基本和最佳的知识结构。”[1]也就是说，任何一门学科的教学都应该理顺逻辑关系，以便学生掌握该学科的内涵与实质。

药物分析为一门应用学科，教材内容主要来自2015年版《中国药典》，学生常抱怨其“内容多而杂”。为此，笔者本着将复杂知识简单化、将授课顺序逻辑化的原则，采取如下措施。

1.1 建立教学结构框图，采用模块教学

为了使药物分析课程的内容变得易于掌握，课程设计应该有一张框架图[2]，使其尽可能清晰地反映该门课程前期知识、后期内容及相关学科之间的逻辑关系。为此，笔者尝试将药物分析教学内容分成三个模块，并建立教学结构框图(图1)。一是总论模块，作为药物分析学科的基础与各论教学的指导性方法，其分别从概述、基本方法及特殊方法三方面介绍药品质量标准，其中基本方法是总论的核心内容，由教材中第二章(药物鉴别试验)、第三章(药物杂质检查)、第四章(药物含量测定)组成，这三章详细介绍药典的基本内容与方法；二是各论模块，其作为总论内容在个体药物分析中的应用与补充，由教材的第六至第十七章组成，主要通过药物的结构与性质，介绍药典中某个特定药品的检验方法；三是相关知识模块，由分析化学及药物化学、药剂学、药理学等相关学科知识组成，主要运用这些知识解读药品标准中部分知识点的理论来源。笔者在教学过程中，先完成总论教学，再进行各论教学，践行这两个模块的指导与应用关系，同时，不断利用相关知识的迁移解释与完善药物分析学科。由此可见，教学结构框图中的三个模块相互补充与依赖，故课程伊始教师就应该让学生清楚地知道该课程的结构框架，使学生先建立起“知识树”的树干，随着教学的开展而添枝加叶，完善与丰富药物分析知识，加深对重点与难点内容理解。

1.2 重组章节顺序，提高教学逻辑性

以杭太俊主编的第八版《药物分析》规划教材为例[3]，笔者在教学中打破教材的原有章节顺序，将教材内容重新组合为总论与各论两个模块[4]。总论授课顺序为：绪论、第一、二、四、三、十八、十九、二十、二十一章；各论为：第六至十七章(图1)。教材中第二章(药物鉴别试验)、第三章(药物杂质检查)、第四章(药物含量测定)与药典二部正文中主要检验项目：【性状】【鉴别】【检查】【含量测定】的排序一致，各论中每章药物的分析方法也以此为序。笔者在教学中的授课顺序是第二、四、三章，因为药物鉴别试验(第二章)与含量测定(第四章)针对的分析对象均是药物有效成分，故笔者在教学过程中将其衔接起来逻辑性较强，便于学生理解与掌握；药物杂质检查(第三章)针对的分析对象是药效成分以外的杂质，且杂质种类多、含量低，在定性与定量分析中均有自身的特点，且教学难度较高，故笔者在教学中将其放在含量测定(第四章)之后，这样易于学生对有效成分与杂质分析方法的异同进行比较，从而掌握各自的分析方法特点。此外，为了提高教学逻辑性，笔者对教材同一章不同小节也进行了适当的重排与整合。例如，第十六章第二节β-内酰胺类抗生素分析项下需检查高聚物，并列举了药典中青霉素V钾中青霉素V聚合物检查的质量标准，但是这部分内容的理论依据主要来自本章第五节抗生素类药物高分子杂质检查，故在教学过程中，笔者将第五节内容提至第三节前，并整合在第二节高聚物检查项下，这样使教学效果事半功倍。

图1 药物分析教学结构框图

经学生调查问卷反馈，通过建立教学结构框图与重组章节顺序，构建药物分析教学结构体系，有益于教学的逻辑性与条理性，可有效提高学生的学习质量，为培养学生解决实际问题能力奠定基础。

2 以知识迁移为特色，加深对药品标准的理解

美国教育心理学家奥苏伯尔(Ausubel,D.P.)曾把接受学习分为有意义学习与机械学习，其中有意义的学习是新旧知识相互作用、使原有认知-知识结构获得改造与重组的过程[5]。

目前，我国应用型药学类专业普通本科教育与高职教育的主要区别在生源、教材、学制及学历几个方面，但其培养目标界线模糊。本科生较高职生掌握的分析化学等相关学科知识更深、更广，故教师在药物分析教学中应积极引导学生通过新旧知识相互作用，深刻理解教材中提供的典型药品标准，使其做到知其然更知其所以然，突出本科教育特征，培养出有别于高职的应用型人才。为此，笔者以知识迁移为特点，采取如下措施。

2.1 总论知识向各论迁移

相对各论而言，总论教学缺乏对药物结构与性质等知识环境的系统性了解，教学内容相对单调、抽象、枯燥，学生不易掌握，教师可将总论中部分内容作为伏笔略讲或搁置，而在各论中结合药物的结构与性质详细介绍。例如，在第三章杂质水分检查项下，笔者仅简要说明费修氏水分检查法是一种非水滴定法，而将其详细内容迁移至第十六章第二节β-内酰胺类抗生素杂质检查项下：首先根据该类药物结构与性质介绍其易水解变质的特性，再说明水分检查的意义，最后详细介绍水分检查的原理、计算方法及注意事项等。这样的授课顺序使学生能把前后学过的知识相关联，让其感觉药物分析课程的学习不仅没有想象中那么难，而且有一种轻松愉快、顺理成章的感觉。

2.2 相关知识向药物分析学科迁移

在药物分析课程开设之前，学生已经学过分析化学等相关学科的知识，如果将这些知识作为药物分析学科的补充说明，可有效提高药物分析教学的深度与广度[6]。例如，教材第三章在介绍不加校正因子主成分自身对照法(HPLC法)检查有关物质项下，例举的是利巴韦林的质量标准，其中判定方法是“利巴韦林色谱图中单个杂质峰面积不得大于对照溶液主峰面积的0.5倍(0.25%)”，即A杂质≤0.5*A对照溶液，但教材并没有说明为什么用峰面积可以控制有关物质的限量，故多数学生认为该法需机械记忆。为了说明这句话的引申含意是杂质的量不得超过杂质最大允许量，笔者在教学中引入分析化学教材中的公式“m=f*A”，说明杂质的峰面积(A)可以用相应的公式“A=m/f”替代，A杂质≤0.5*A对照溶液可写成m杂质/f杂质≤0.5*m对照液中药效成分质量/f药效成分，因为有关物质与药效成分结构相近，则f杂质与f药效成分数值相近，故上述公式可近似写为m杂质≤0.5*m对照液中药效成分质量，其中m杂质代表样品中杂质的量，0.5*m对照液中药效成分质量则代表杂质最大允许量，学生通过领悟新旧知识的相互联系，可更深刻地理解药品标准的内涵。

经学生座谈会反馈，通过不同章节、不同学科知识的迁移，可将机械学习转化为有意义学习，此法可有效提高学生的学习兴趣，是解决QC实际问题可行的方式。

3 以解决实际问题为导向，采用案例教学

应用型人才培养的根本任务是提高学生的岗位胜任力[7]。西方发达国家以培养在校生解决实际问题能力作为提高其岗位胜任力的主要途径[8]。

药物分析课程的教学效果与学生在QC岗位的胜任力有密切关系。传统药物分析教学的主要不足是教学过程与人才培养目标脱节，教师热衷于“教”，但很少关注学生为何要“学”以及“学”得如何，其体现不出教学与就业岗位之间的联系。为此，笔者紧扣人才培养目标，以培养学生解决实际问题能力为导向[9]，采用案例教学[10]介绍重点与难点内容。

3.1 通过案例总结药物结构与分析方法的关系

以各论教学为例，教材通常在各章第一节介绍该类药物的结构与性质。以此为指导思想，笔者在其他章节分别以典型药品标准为主，介绍该类药物的鉴别试验、杂质检查与含量测定。传统教学通常以讲解某类药物的结构与性质为重点，简要介绍个体药物的药品标准。笔者在教学过程中，首先从教材中选择个体药物的药品标准，然后通过案例教学归纳与总结该药的结构、性质与分析方法的关系。例如，教材第十六章第二节内酰胺类抗生素分析中分别例举药典与USP头孢克洛含量测定的质量标准，均采用HPLC法，以此作为教学案例。笔者首先要求学生通过药物化学教材查找该药结构，然后以问题的形式让学生结合总论、分析化学等“旧”知识说明该药结构与药典法的色谱条件、系统适用性试验的关系，如羧基与流动相调至酸性的关系？何为离子抑制色谱？含O、S、N的有机药物与流动相中加入乙腈的关系？苯环与检测波长的关系？为何采用头孢克洛α-3异构体进行分离度试验？通过这种教学，学生可以体验其他学科及总论知识在新课中的应用，领悟QC岗位的理论基础。

3.2 通过案例解决实际问题

接续上述案例，模拟QC岗位要解决的实际问题，在该药品标准后补充原始数据，如供试品、对照品的称取量及相应色谱峰面积等，笔者要求学生根据总论学过的HPLC法含量测定知识，写出系统适应性实验中对分离度、重复性的要求，绘制可能出现的色谱图，以外标法计算头孢克洛含量，判定该药品含量是否合格。通过这种教学，学生犹如身处QC岗位，获得一种能够胜任岗位的成就感。

3.3 通过案例掌握教学重点

接续上述案例，在完成前两项教学的基础上，教师与学生共同比较药典与USP测定头孢克洛含量色谱条件的异同，然后教师再说明USP流动相中为何加入戊烷磺酸钠与三乙胺，最后归纳总结本次课的重点内容是HPLC法中离子抑制剂、阴离子对试剂及扫尾剂的概念、应用范围、特点及种类。通过这种教学，学生可对HPLC法在药物分析中的应用有更深刻的了解。

3.4 通过案例熟悉教学难点

接续上述案例，要求学生查找分析化学教材及相关资料，以作业的形式，归纳总结离子抑制色谱、离子对色谱的原理及扫尾剂的作用机制，教师在下次课给予点评。通过这种教学，可培养学生的自学习惯及对知识融会贯通能力。

网上教学评价结果显示，95%的学生喜欢以解决实际问题为导向的案例教学，他们认为其教学效果明显优于传统教学，益于QC岗位胜任力的培养。

4 教学效果分析

药物分析是本院药学、药物制剂、制药工程、中药学专业的主干专业课。近五年笔者在药物分析教学中，坚持采用上述新的教学模式，在应用型人才培养质量方面取得较好效果。自2014年起，学生在终结性考试中案例题不及格率平均每年下降56%，2018年案例题及格率已达91%；2017与2018届学生选择QC岗位实习，并将药品检验实际工作整理为毕业论文的占50%，其中98%的论文顺利通过审核，试验性论文质量明显高于往届；在学生完成的科研性毕业论文中，近三年平均有60%的论文包含不同比例的药物分析知识，其中优秀论文涉及药物分析知识的占80%；学生考取药物分析专业研究生的比例由原来3%提高至12%；学生在QC岗位一次性就业率由原来10%提升至36%。毕业生质量调研结果显示，就业单位普遍认为本院学生具有较好的药品检验素质与综合解决药品质量问题能力。